広報活動

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2012年1月12日

独立行政法人 理化学研究所

超低濃度のPCBを数秒で完全処理するマイクロチップを開発

-高分子パラジウムナノ粒子触媒膜を使った反応器でハロゲンを100%脱離-

図1 マイクロチップの模式図、図2 Y字流路内に作成した高分子パラジウムナノ粒子触媒膜

ハロゲン族といえば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などがありますが、化学式では「X」と表されるようで、何やら正体不明の怪しい一族みたいな名前ですね。でも、ギリシャ語で「塩(えん)をつくるもの」と呼ばれるくらい化学製品の素材を作るには欠かせないものです。一方、使用していたものの、毒性をもつことが後に判明した有機ハロゲン化合物もあって、その分解処理が進まず、貯蔵したまま手をこまねいている、という課題もあります。

基幹研究所のグリーンナノ触媒研究チームは、ポリ塩化ビフェニル(PCB)やポリ臭化ビフェニル(PBB)などの有害なハロゲン化物質の完全処理を目指しました。PCBは、電気機器の絶縁油や熱交換機の熱媒体に使われていただけでなく、本来含まれるはずのない絶縁油にも、超低濃度に含まれていることが分かってきました。濃度が低いと化学反応がなかなか進まないため、反応を促進する適切な触媒が必要です。

実験では、大きさが70×30mmのマイクロチップという小さな反応器を使いました。Y字型の流路の断面は半円形で径が0.1mmほど。流路内にパラジウムをナノレベルの粒子にした高分子パラジウムナノ粒子触媒膜を作製しました。この触媒膜を用いて有機ハロゲン化物を処理したところ、10~1,000ppm(1ppmは百万分の1)という超低濃度のPCBやPBBでも約8秒という短時間で終了、ハロゲン化物質の完全な分解に成功しました。

今回はマイクロチップを使っての脱ハロゲン化ですが、このチップを多数積み上げたり、流路の形状を工夫することで、年間数トンレベルの処理を可能とする大規模な処理装置の開発や、瞬間的に水素化脱ハロゲン化反応を行う化学プラントへの応用につながるものと期待されます。

理化学研究所
基幹研究所 グリーンナノ触媒研究チーム
チームリーダー 魚住 泰広(うおずみ やすひろ)
副チームリーダー 山田 陽一(やまだ よういち)
Tel: 048-467-8072 / Fax: 048-467-9599