迅速電解調整した溶媒和電子を用いる有害有機化合物の処理

使用快速电解制备溶剂化电子处理有害有机化合物

基本信息

批准号：
12878101
负责人：
木原壮林
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyoto Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

液体アンモニアに金属ナトリウムを溶解させると溶媒和電子が発生し、強い還元力と導電性を有する濃青色の溶液となる。この溶媒和電子は含ハロゲン有機化合物を還元分解するので、これを応用して、土壌などの環境中に存在する極微量のPCBやダイオキシン等の有害有機物を分解処理しようという試みがある。この処理は低温(-32℃以下)で行われるが、処理後、常温でアンモニアを気化回収し、再利用できるという特長を持つ。しかし、この分解処理を工業的に実現させるにあたっては、金属ナトリウムの取り扱いに間題があり、溶媒和電子を高濃度で迅速生成させる別法の開発が不可欠であった。本研究では、著者らが開発した世界最迅速な電解法「カラム電極電解法」による溶媒和電子の迅速生成を目指して、作用電極材料や液体アンモニアに加える支持電解質の種類や濃度等の電解条件を検討した。また、電解調製した溶媒和電子による有害有機物の分解を試みた。検討の結果、作用電極としては、グラッシーカーボン(GC)繊維、白金細粒、ニッケル細粒などを用い得るが、GCより金属の方が電解効率が良いことが分かった。支持電解質として、NaCl、KCl、テトラアルキルアンモニウム過塩素酸塩などを検討したが、液体アンモニアへの溶解度、安全性、経済性などを勘案して0.1M NaClを用いることにした。このような条件で-2V対銀-塩化銀電極より負電位を作用電極に印加してカラム電極電解したとき、実用に耐え得る量の溶媒和電子を生成できることが分かった。電解調製した溶媒和電子による有機ハロゲン化物の分解をクロロベンゼンを例に検討し、クロロベンゼンは、極めて高効率でベンゼンに分解されることを確認した。

当金属钠溶解在液氨中时，产生溶剂化电子，形成深蓝色溶液，具有很强的还原力和导电性。由于这些溶剂化电子还原分解含卤素有机化合物，因此尝试将其应用于分解土壤等环境中存在的微量有害有机物质，如多氯联苯和二恶英。这种处理虽然是在低温（-32℃以下）下进行，但其优点是处理后能够在室温下汽化回收氨并重复利用。然而，为了在工业上实现这种分解过程，金属钠的处理存在问题，因此必须开发一种替代方法来快速产生高浓度的溶剂化电子。在这项研究中，我们的目标是使用作者开发的世界上最快的电解方法“柱电极电解”快速产生溶剂化电子。我们将介绍电解条件，例如工作电极材料以及支持的类型和浓度我们考虑了将电解质添加到液氨中。我们还尝试使用电解制备的溶剂化电子来分解有害有机物质。研究结果发现，玻璃碳（GC）纤维、细铂颗粒、细镍颗粒等均可用作工作电极，但金属比GC具有更好的电解效率。作为支持电解质，我们考虑了氯化钠、氯化钾、高氯酸四烷基铵等，但考虑到其在液氨中的溶解度、安全性和经济性，决定使用0.1M氯化钠。发现当在这些条件下通过从银-氯化银电极向工作电极施加-2V的负电位来进行柱电极电解时，可以产生实用上可接受的量的溶剂化电子。以氯苯为例，研究了利用电解制备的溶剂化电子分解有机卤化物，并证实氯苯以极高的效率分解为苯。