Zeolite-assisted radiolysis of aromatic chlorides mitigating influence of coexisting ions in water matrix

水溶性芳香族塩素化合物の放射線分解における疎水性ゼオライトを用いた夾雑イオン影響の低減効果

熊谷 友多   ; 木村 敦*; 田口 光正*; 渡邉 雅之   

Kumagai, Yuta; Kimura, Atsushi*; Taguchi, Mitsumasa*; Watanabe, Masayuki

本研究では、疎水性ゼオライトによる吸着を併用することで、放射線による水中有機物の分解処理の高効率化を試みた。水中有機物の放射線分解処理では、水分解に由来するラジカルの反応を利用するが、それらのラジカルと反応する夾雑イオンが存在すると分解処理の効率が低下するという課題がある。そこで、吸着処理を併用することで夾雑イオンの影響を低減する方法について研究した。組成におけるSi/Al比が高く、疎水性を呈するモルデナイト型ゼオライト(HMOR)を吸着材として利用したところ、HMORに吸着する2-chlorophenolおよび2-chloroanilineの分解反応は、夾雑イオンの存在下でも高い反応効率で進行した。一方で、HMORにほとんど吸着しない2-chlorobenzoic acidの分解反応では、HMORによる吸着処理併用に有意な効果は認められなかった。これらの結果から、吸着によってゼオライト細孔内に有機物を濃縮し、水中の夾雑イオンと空間的に分離することで、放射線による分解反応を促進できることが分かった。

In this study, we investigated and compared the effects of a high-silica zeolite (HMOR) on the radiation-induced degradation of three aromatic chlorides, 2-chlorophenol (2-ClPh), 2-chloroaniline (2-ClAn), and 2-chlorobenzoic acid (2-ClBA), in order to examine its potential to reduce the influence of ions in water matrix in the irradiation treatment of water-soluble organic compounds. In the presence of ions reactive to radicals, the degradation of 2-ClPh in water was inhibited, but the combined use of HMOR much improved the degradation yield. This improvement was attributed to high performance of HMOR in adsorption of 2-ClPh. Similarly, HMOR was effective for adsorption of 2-ClAn and facilitated the 2-ClAn degradation by irradiation. In contrast, HMOR was poor at adsorption of 2-ClBA and consistently the degradation of 2-ClBA in the water-HMOR mixture was inhibited by the radical scavenger. These results demonstrate that HMOR can mitigate the influence of radical scavengers in water.