資源循環プロセス学講座

リサイクル化学分野

Sustainable Recycle Process

Recycling Chemistry

資源・物質循環型社会の実現を目指して

助教

亀田 知人

ギド グラウゼ

Associate Professor

Assistant Professor

Tomohito Kameda
教授

Aimed at the realization of a resources-material recycling society

准教授

Grause Guido

吉岡 敏明

Professor

Toshiaki Yoshioka

1. Enhancement of the Benzene Yield During Pyrolysis of Terephthalic Acid in the Presence of CaO
From previous research in our laboratory, it is known that the formation of sublimating substances during the pyrolysisof PET can be avoided and mainly benzene is produced in the presence of calcium oxide (CaO) and steam. In this study,
terephthalic acid (TPA) was degraded in order to verify the conditions necessary for a high benzene yield and purity.
2. Chemical Modification of PVC Using Hetero Atom Containing Nucleophiles
The advanced dechlorination of poly(vinyl chloride) (PVC) and its chemical modification by nucleophilic substitution wasexamined. Cl was substituted in solution by several nucleophilic reagents such as iminodiacetic acid and alkyl thiol. The
product of the first one is intended to act as a chelating resin, and the latter one can be used for the control of the polymerpolarity.
3. Debromination of High Impact Polystyrene Containing Brominated Flame Retardants
The thermal degradation of plastics containing brominated flame retardants results in the emission of brominated organiccompounds. We investigated the debromination of high impact polystyrene (HIPS) containing decabromodiphenyl ethane(DDE) as a brominated flame retardant in NaOH/ethylene glycol (EG) solution. Furthermore, the pyrolytic behavior of HIPSDDE was investigated.
4. Construction of a solvent cycle for the PVC Dehydrochlorination Process
The dehydrochlorination of PVC in NaOH/EG results in an EG solution with a variable NaCl content. In this study, weinvestigated removal of NaCl from EG by electrodialysis.
5. Hydrogen Production from Lactic Acid by Hydrogen Fermentation
Some bacteria have the ability to produce hydrogen from carbohydrates as it can be found in kitchen garbage. The
accumulation of lactic acid is observed during the hydrogen fermentation of kitchen garbage. The hydrogen fermentation oflactic acid was investigated and the best results were found when the pH was altered from 6.0 to 5.0 during the process.
6. Development of a Cyclic Treatment Process for Mineral Acids Using Mg-Al Oxide
We have found that Mg-Al oxide can be used as both a neutralizer and a fixative of anion for the treatment of mineralacids. In addition, the recovery of acids and the regeneration of Mg-Al oxide are achieved by the calcination of the productmaterial.
7. Uptake of Sc3+ and La3+ from Aqueous Solutions Using Cu-Al Layered Double Hydroxides Intercalated with EDTA
(EDTA-Cu-Al LDHs)
Rare earth metals(REM) are essential for modern technology. In order to maintain the supply with REM, it is necessary torecover this metals from waste water of refining and treatment processes. In this study, the recovery of REM (Sc, La) from
aqueous solutions was investigated using edtaCu-Al LDHs.

3. 臭素系難燃剤含有プラスチックの脱臭素処理

生ゴミを発酵処理すると、反応器に多量の乳酸が蓄積すること

臭素系難燃剤を含んだプラスチックは熱処理によって臭素を行い、その最適条件を探査した。

を報告した。そこで、この蓄積した乳酸を基質として水素発酵系有機化合物を生成するため、リサイクルの前処理として脱臭乳酸の消費と同時に水素が生成することを確認し(Fig.5)、素が必要となる。本研究では難燃剤としてデカブロモジフェ

pH 6.0で発酵を開始した後、5.0へと低下させた条件で水素ニルエタン(DDE)を含有した耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)を、収率が最大となった。

NaOH/EG溶液を用いて脱臭素した。その結果、フラスコを用いた場合と比較して、ボールミル反応器で処理した場合、粉砕による試料の比表面積の増加により脱臭素が効果的に進行することが示唆された(Fig.3)。更に、HIPS-DDEの熱分解による脱臭素挙動の調査も行った。

6. Mg-Aｌ酸化物を用いた循環型酸処理法の開発
Mg-Al酸化物を用いて塩酸を処理すると、Cl-をCl型Mg-Al系層状複水酸化物(Mg-Al LDH)として固定すると同時にH+を中和することができる。また、Cl型Mg-Al LDHの仮焼により、塩酸を回収し、Mg-Al酸化物を再生可能である。この方法は従4. PVC処理を含んだ塩素循環プロセスの構築

来の中和法のように汚泥を発生せず、アニオンの処理も同時にPVCはリサイクルや廃棄の際に加熱することでHClを発生た。Mg-Al 酸化物は硝酸イオンの99%を処理し、循環利用可することから、処理の際に脱塩工程が不可欠である。本研究行うことができる。本研究では硝酸、硫酸に関する検討を行っ能であることを見出した。

室の既往の研究よりNaOH/EGを用いた湿式脱塩処理により高1. 生石灰を触媒としたテレフタル酸の熱分解によるベンゼン転化率の向上

2. ヘテロ原子含有求核試薬を用いたPVCの置換反応度に脱塩が可能であることがわかっているが、その廃液であ熱分解油化はメカニカルリサイクルでは処理できない廃PET

プラスチックの一種であるポリ塩化ビニル（PVC）は包装のNaClの除去についての研究を行った。

製品にも適用可能な技術の一つである。当研究室ではPETに生材やコードの被覆剤、医療用品など様々な製品に利用されてい研究では、廃棄物の処理過程で発生する廃液中のレアアース石灰を添加して熱分解することにより、選択的にベンゼンを生る汎用性の高いプラスチックである。しかし、熱分解処理の際を回収する場合を想定し、キレート剤edtaをインターカレー成することを報告している。本研究では、テレフタル酸を用いに塩化水素を発し、装置を腐食させるという問題点がある。本トしたCu-Al系LDHを用いて、水溶液中からSc3+及びLa3+の捕て種々の条件を検討し、ベンゼン転化率及び生成油中のベンゼ研究室ではFig.2に示すような塩素との求核置換反応により、捉(Fig.6)を検討している。現在までに、Sc3+とLa3+はそれぞン純度を向上することに成功した(Fig.1)。

脱塩素と同時に新たな機能を付与するアップグレードリサイク

れ最大で98%、43%回収することができた。Sc3+とLa3+の回ルについて検討を行い、イミノ二酢酸及びアルキルチオールを収率の差はEDTAとのキレート錯体の生成定数の違い(Sc3+：用いたPVCの修飾反応を行った。前者はPVCのキレート樹脂

23.1、La3+：15.5)に起因すると考えられる。

るNaCl/EGの処理に関しての研究は行われていない。そこで、本研究では塩素循環プロセス構築(Fig.4)のためNaCl/EGから7. edta型Cu-Al系LDHによるSc3+及びLa3+の捕捉
レアアースは現在の産業に必要不可欠な金属であり、安定な供給を得るためには、廃棄物からの回収が必要となる。本化、後者は高分子の極性の制御を目的としている。

5. 水素発酵による乳酸からの水素生成
嫌気性水素生成菌は生ごみ中の有機物を分解し、水素を生成する能力を有している。本研究室では、この反応を利用して

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Coexistence Activity Report 2010

Coexistence Activity Report 2010037