廃液中の塩類を有効利用して形成する触媒による有害有機物質の超臨界水酸化分解の促進

利用有效利用废液中盐类形成的催化剂促进超临界水氧化分解有害有机物

基本信息

批准号：
19656131
负责人：
山本和夫
金额：
$ 2.18万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

超臨界水酸化反応場においてin-situ触媒を効率的に形成する塩の種類について検討するため、「研究実施計画」に示した連続分解実験装置を製作し実験を行った。基質としては酢酸(初期濃度1.75mmol/L)を用い、酸化剤の出発物質として過酸化水素(同35mmol/L。酢酸との反応当量の5倍の酸素を生成)を使用した。ステンレスSUS316製の反応器(内径7.53mm、長さ70.0mm)の内部にはスポンジチタン粒子(直径3mm程度)を3.02g充填した。in-situ触媒形成の検討を行う無機塩としては、炭酸水素ナトリウム及び硫酸マグネシウムを用いた。反応器を溶融塩浴により加熱し、内部が温度400℃、圧力24.5MPaとなる条件で、まず無機塩水溶液(3.5mmol/L)を流量2.0g/minで3時間反応器内に連続供給し、チタン粒子表面上にin-situ触媒を形成した上で、塩水溶液の供給から酢酸及び過酸化水素の供給に切り替え、酢酸の超臨界水酸化分解特性を測定した。なお、酢酸の反応器内滞留時間は12sである。また対照系として、チタン粒子の充填は行うが事前に無機塩の供給を行わない条件についても検討した。実験の結果、無機塩の供給を行わない対照系では、超臨界水酸化反応による酢酸水溶液のTOC濃度減少率は0.1%程度であったのに対し、炭酸水素ナトリウムを事前に供給した系ではTOC減少率15%、硫酸マグネシウムの系では同8.5%であった。この結果から、2種類の無機塩について、事前流通により反応場において酢酸の分解無機化を促進する触媒が形成されることが確認された。また、事前供給した無機塩の物質量が等しいにもかかわらず炭酸水素ナトリウムの系のほうが硫酸マグネシウムより高いTOC減少率を示したことから、炭酸水素ナトリウムのほうが高活性のin-situ触媒を効率的に形成することが明らかとなった。

为了研究超临界氢氧化物反应场中能够高效形成原位催化剂的盐类型，我们搭建了《研究实施方案》中所示的连续分解实验装置并进行了实验。以乙酸（初始浓度1.75 mmol/L）为底物，过氧化氢（初始浓度35 mmol/L，产生的氧气量是与乙酸反应当量的5倍）为起始原料氧化剂。在由不锈钢SUS316制成的反应器(内径7.53mm，长度70.0mm)中填充3.02g海绵钛颗粒(直径约3mm)。使用碳酸氢钠和硫酸镁作为无机盐来检查原位催化剂的形成。用熔盐浴加热反应器，首先在内部温度为400℃的条件下，以2.0g/min的流速将无机盐水溶液(3.5mmol/L)连续供给到反应器中3小时。 ℃，压力为24.5 MPa，在钛颗粒表面形成原位催化剂后，将乙酸和过氧化氢的供给从盐水溶液的供给切换为乙酸的超临界羟基分解特性。测量了酸。注意乙酸在反应器中的停留时间为12秒。作为控制系统，我们还研究了填充钛颗粒但不预先供给无机盐的条件。实验结果，在不供给无机盐的控制系统中，由超临界羟基化反应引起的乙酸水溶液的TOC浓度降低率为约0.1％，而在供给碳酸氢钠的系统中提前，TOC浓度降低约0.1%，降低率为15%，硫酸镁体系中降低率为8.5%。这些结果证实，两种无机盐通过预循环形成催化剂，促进反应场中乙酸的分解和矿化。此外，尽管预先提供相同量的无机盐，碳酸氢钠体系仍表现出比硫酸镁更高的TOC降低率，这表明碳酸氢钠在催化高活性原位催化剂方面更有效。的形成