ゼオライト-水混合物中での2-クロロフェノールの放射線分解反応

Radiation-induced degradation of 2-chlorophenol in mixture of zeolite and water

熊谷 友多   ; 菅原 敦; 瀬川 優佳里; 渡邉 雅之   

Kumagai, Yuta; Sugawara, Atsushi; Segawa, Yukari; Watanabe, Masayuki

ゼオライト細孔内を反応場とすることで、放射線化学反応の効率が高まる可能性がある。そのため、放射線を利用した環境負荷物質の分解への応用が期待される。本研究では、この可能性を検証するために、ゼオライトへの吸着と放射線照射を用いた有機塩素化合物の分解反応を検討した。具体的には、2-クロロフェノール(2-ClPh)をモデル物質として、線照射実験を行い、水溶液中およびゼオライト-水混合物中での分解効率を調べた。その結果、疎水性のゼオライトを用いた場合には、2-ClPhの細孔内への吸着と濃縮が生じ、放射線照射による2-ClPhの分解効率が増加することが明らかになった。一方で、親水性のゼオライトでは、分解効率の増加は認められなかった。これは、親水性ゼオライトでは2-ClPhに対する吸着性能が低いため、細孔内での放射線化学反応が効率よく進まなかったためと考えられる。この結果から、吸着性能の高いゼオライトを利用して反応効率を向上させることで、水溶性環境負荷物質の分解への放射線利用の可能性が高まると考えられる。

Nanoscale porous structure of zeolites provides attractive environment for radiation-induced reactions. Efficiency of the reactions potentially improves owing to high yields of reactive radicals inside the pores, which would lead to an application of ionizing radiation for decomposition of organic substances of concern. Hence, this study examined degradation of a chlorinated organic compound, 2-chlorophenol (2-ClPh), as a model compound in aqueous solution by the combined use of gamma irradiation and adsorption by zeolite. Degradation efficiency of 2-ClPh by irradiation was improved when a hydrophobic zeolite was used as adsorbent. On the other hand, a hydrophilic zeolite showed an insignificant effect on the degradation efficiency. The difference between these zeolites is expected to be due to different performances for adsorption of 2-ClPh. The results indicate that degradation of aqueous organics can be promoted by the use of zeolites having high performance for adsorption.