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METHOD FOR DECOMPOSING HARDLY DECOMPOSABLE ORGANOMETALLIC COMPLEX

Patent code P06P004066
File No. IP53
Posted date Apr 28, 2006
Application number P2004-275371
Publication number P2006-088011A
Patent number P4565182
Date of filing Sep 22, 2004
Date of publication of application Apr 6, 2006
Date of registration Aug 13, 2010
Inventor
  • (In Japanese)本多 謙介
  • (In Japanese)西野 寛教
  • (In Japanese)山口 陽子
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人山口大学
Title METHOD FOR DECOMPOSING HARDLY DECOMPOSABLE ORGANOMETALLIC COMPLEX
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for decomposing a hardly decomposable organometallic complex by a simple means, and to provide a means with which a central metal composing the organometallic complex, particularly, a heavy metal such as copper is not plated on a negative electrode but can be recovered as particulates.
SOLUTION: This invention comprises the method in which the hardly decomposable organometallic complex is electrolyzed, thereby the central metal is recovered as particulates, and further, ligands are decomposed. According to this invention, the hardly decomposable organometallic complex whose decomposition and removal have been difficult heretofore, particularly, a heavy metal complex of EDTA (Ethylenediaminetetraacetic acid) can be extremely easily decomposed, and, in its turn, the reduction in the quantity of organic matter contained in waste water, or the like, is made possible. Thus, it can contribute to the reduction of COD (Chemical Oxygen Demand) and BOD (Biochemical Oxygen Demand) in waste water.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


一般に錯体又は錯塩といわれる有機金属化合物の中には、安定で分解され難いものが数多く存在する。



一般に配位子となり得る有機化合物は、遷移金属などと安定な錯体を形成するので、微量金属の捕捉剤として用いられる。



たとえば、EDTAなどは、硬水の軟化剤、ゴムやビタミンCの酸化防止剤、医薬品などの金属不活性化剤、食品中の微量金属による変質防止剤、洗剤用の金属イオン封鎖或いは重金属イオンの沈殿防止剤、ボイラー洗浄剤、さらには酵素反応における金属イオンの影響を防止する目的や分析化学等に広く用いられている。



これらの金属錯体のうち、特に難分解性のものは、通常排水として捨てられた場合、河川や湖沼或いは海に流入し、CODやBODの増大を来たし、延いては富栄養化の原因の一つとなり、特に重金属の錯体にあっては、それ自体、土壌や水質の汚染物質として公害の原因ともなりかねない。



したがって錯体を含む排水も他の有害な化学物質等と同様に種々の化学処理や微生物処理を施し、分解除去した後は廃棄することが必要である。



しかしながら、錯体の中には、安定で難分解性のものが数多く存在する。錯体の安定度は、その中に含まれる金属イオン諸性質と配位子の性質とによって定まる。一般にアンモニアのように一分子中に一つの配位部位を持つものに比べ、エチレンジアミンの如く、一分子中に複数の配位部位を持つもの、換言すればキレート化合物を形成するものは安定であり、難分解性有機金属錯体となる。また中心金属にあっては、例えば二価遷移金属イオンを例に示すと、一般に安定性に関して次の関係があることが知られている。



【化1】




更に錯体の安定度は、安定定数として実測・計算で求めることもできる。



たとえば、金属イオンM、配位子Lから1種の錯体(MLn)が生成する反応を考えると、次の式(1)が成立する場合、イオン強度一定(活量係数一定)という設定でモル濃度によるみかけの平衡定数を測定することにより、式(2)として求めることができる。



【化2】


(但し、Mは金属イオン、Lは配位子、Kは見かけの平衡定数(安定定数))



本発明において、難分解性有機金属錯体と見なし得るものは、安定定数5以上の錯体であり、一般にキレート化合物がこれに該当する。特に中心金属として鉄、コバルト、ニッケル及び銅の錯体であり、これらは通常安定度定数が7以上の化合物であり、中でも銅にあっては10を超えるものである。



上述の如き安定な、すなわち難分解性有機金属錯体の廃棄処理は、従来特に有効な手段がなく、例えば産業上利用されている代表的な錯化剤であるEDTAによる錯体にあっても、その処理方法は、多孔質の鉄等に吸着させて、地中に埋めて廃棄する方法がとられているか又は稀釈して河川に流す方法が用いられているのが現状であり、いずれも有害物が流出しないという確証はない。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、例えばエチレンジアミンテトラ酢酸(以下EDTAという)やニトリロトリ酢酸のような難分解性有機金属錯体の分解に関する。また難分解性有機金属錯体の中心金属を微粒子として回収する方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
電極の少なくとも一方が炭素電極であり、両電極間に難分解性有機金属錯体を含む電解質溶液を存在させ、正極と負極の極性を定期的に転換しつつ電解することを特徴とする難分解性有機金属錯体の電気分解方法。

【請求項2】
 
炭素電極が導電性ダイヤモンド、導電性ダイヤモンドライクカーボン、グラッシーカーボン及びアモルファスカーボンより選ばれた一種であることを特徴とする請求項1記載の難分解性有機金属錯体の電気分解方法。

【請求項3】
 
難分解性有機金属錯体がキレート化合物である請求項1又は請求項2記載の難分解性有機金属錯体の電気分解方法。

【請求項4】
 
キレート化合物が、アルキレンジアミン、エチレンジアミンテトラ酢酸、クラウンエーテル、ポルフィリン及びビピリジンより選ばれた少なくとも一種を配位子とする有機金属錯体である請求項3記載の難分解性有機金属錯体の電気分解方法。

【請求項5】
 
難分解性有機金属錯体の中心金属が鉄、コバルト、ニッケル及び銅から選ばれる少なくとも一種の金属である請求項1乃至3のいずれかに記載の難分解性有機金属錯体の電気分解方法。

【請求項6】
 
難分解性有機金属錯体の中心金属イオンを負極で還元し、微粒子状として回収する請求項1記載の難分解性有機金属錯体の電気分解方法。

【請求項7】
 
難分解性有機金属錯体が、エチレンジアミンテトラ酢酸の重金属錯体である請求項1記載の難分解性有機金属錯体の電気分解方法。

【請求項8】
 
エチレンジアミンテトラ酢酸の重金属錯体が、エチレンジアミンテトラ酢酸の銅錯体である請求項7記載の難分解性有機金属錯体の電気分解方法。

【請求項9】
 
正極と負極との間に2.5~4ボルトの電圧を印加して電気分解を行うことを特徴とする請求項1記載の難分解性有機金属錯体の電気分解方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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12792_01SUM.gif
State of application right Registered
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