CN1756860B - 有机化合物的氢化处理装置、以及有机化合物的氢化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的有机化合物的氢化装置1，具备供给以电解液的反应槽13、以及在该反应槽13内设置的阳极11和阴极12，所述阴极12包含储氢材料而成，以管状部件的方式构成，该管状部件内部流通作为处理对象的所述有机化合物。通过采用这样构成的本发明，能够提供可提高有机化合物的氢化效率的有机化合物的氢化方法、以及有机化合物的氢化处理装置。
Description
技术领域
本发明涉及进行有机化合物的氢化处理的有机化合物的氢化处理装置、以及有机化合物的氢化处理方法。
背景技术
以往，有机化合物等的氢化(加氢)反应在种种化学领域被利用，例如在石油的裂化反应中通过将重油氢化而得到汽油或灯油，或通过焦油分的氢化使其变为液状，以便使其更适合希望的使用条件等的氢化反应，在实际中正被利用。进而，将不饱和烃转化为相应的饱和烃的反应、或由卤化合物脱卤化的反应中也利用了氢化。
而且，作为安全且高效地进行氢化反应的其他方法，公知与钯或储氢金属合金等可保持氢的金属相接触的方法。
此外，前述的钯和储氢金属合金大多具有催化作用，钯或其他的储氢金属中的氢，表现为活性氢具有很强的反应性，因此一般认为该钯等发挥供氢源及氢化催化剂的作用，在有机化合物的氢化方法中显示出高性能。
但是，使用这样的钯或储氢金属合金的氢化反应中，其中可储存的氢量存在限度，因此随着反应的进行，储存氢逐渐枯竭，不能进行进一步的反应，即存在只能进行所谓间歇式反应的缺点，这在实验室规模的情况下尚无问题，但是在工业规模下存在不能进行连续作业、效率非常低的问题。
为了解决上述问题，一边在具备阳极、以及包含储氢材料的隔板状的阴极的反应槽的所述阴极与所述阳极相反一面上与有机化合物接触，一边进行电解，储存在所述阴极产生的活性氢，且通过透过该阴极与阳极相反面一侧的活性氢来进行所述有机化合物的氢化的方法以及与反应槽有关的技术被提出(特开平9-184086号公报)。
但是，在上述技术中，不能增大隔板状的阴极与有机化合物之间的有效接触面积，因此存在有机化合物的氢化效率尚不够的问题。
发明的公开
本发明的目的在于提供能够提高有机化合物的氢化效率的有机化合物的氢化处理方法、以及有机化合物的氢化处理装置。
为了达到上述目的，本发明的有机化合物的氢化处理装置，是进行有机化合物的氢化处理的有机化合物的氢化处理装置，其特征在于：具备供给以电解液的反应槽、以及设置在该反应槽内的阳极和阴极，所述阴极包含储氢材料而成，以管状部件的方式构成，该管状部件的内部流通作为处理对象的所述有机化合物。
这里，作为阳极，可举出铂、碳、镍、不锈钢等。作为阴极，只要是管状部件即可，断面的形状可以是三角形、四角形、五角形等多角形，也可以是圆形、椭圆形等形状。此外，这样的管状部件，可以使用多个管状部件。
这里，作为储氢材料，可举出钯、钯·银合金等的钯合金、镧·镍合金等的稀土类金属合金、Mischmetall·镍合金、钛或锆合金等。
此外，为了使得管状的阴极内的氢化反应能顺利进行，希望有机化合物与阴极内的接触面积足够大，为此，希望接触部分的表面足够粗糙。
为了使得该阴极的管内的表面实现表面粗化，希望进行喷砂处理或进行蚀刻处理。处理的程度无特殊限制，但喷砂处理以使用15～20号左右的铝网格为好，由此实际表面积变为2～3倍。
作为反应槽，其大小、形状能够内置阳极和阴极即可，无特别限制。
作为反应槽内填充的电解液，只要电解时由阴极产生氢即可，无特殊限制，例如作为碱性的电解液，可举出氢氧化钾或氢氧化钠水溶液等。此外，酸性的电解液，可举出硫酸水溶液、盐酸水溶液等。
以下对电解时的电解液中的反应进行叙述。氢氧化钾或氢氧化钠水溶液那样的碱性或中性的电解液的情况下的反应式，如下述式(I)所示。
H2O+e-→Had+OH-……(I)
此外，硫酸水溶液、盐酸水溶液等酸性的电解液情况下的反应式，如下式(II)所示。
H++e-→Had……(II)
这些式(I)、(II)中，Had为吸附氢，在与电解液接触的阴极的外表面，发生以上的式(I)、(II)那样的反应。式(I)、(II)中的Had，以吸附状态保持在阴极的外表面。该吸附氢，如下述式(III)所示，在阴极处转换为储存状态。
Had→Hab……(III)
该式(III)中，Hab为储存氢，以上的式(III)中的Hab，与供给到阴极的管内部分的有机化合物反应，将有机化合物氢化。
此外，储存到阴极的氢，仅在该阴极与有机化合物接触的情况下消耗，发生有机化合物的氢化。消耗部分的氢随电解反应的进行而生成，且储存在阴极中，在阴极内成为常时储存着接近最大储存量的氢的状态。
作为利用本发明进行的有机化合物的氢化反应，可举出具有双键或三键的脂肪族或芳香族不饱和烃例如乙烯、丙烯、1-辛烯或2-辛烯、乙炔、苯乙烯、醌等向相应的饱和烃转化的还原反应，通过该反应，分别生成乙烷、丙烷、正辛烷、乙烷、乙苯、氢醌。
此外，作为利用本发明进行的有机化合物的氢化反应，还可以举出2-氯苯酚、4-氯甲苯、二噁英类等的芳香族卤化合物的脱卤化反应，通过该反应，分别生成苯酚、甲苯、二噁英类的脱卤化合物。
作为卤化合物，可举出芳香族卤化合物、脂肪族卤化合物等。作为卤素，可举出氟、氯、溴、碘等。
进一步，还能通过氢化将石蜡等的长链烃的键切断，使其生成2种以上的短链烃(裂化)。此外，本发明也能应用于苯甲醛的氢化所致的苯甲醇的生成、或硝基苯的氢化所致的亚硝基苯或者苯胺的生成。
此外，要处理的有机化合物，没有必要一定是液状，气体状或固体也可以。其为气体状时，将加压气体直接或者加压后在阴极内通入气体即可，为了使得反应更好地进行，使其喷射入该阴极内为好。此外，其为固体时，可以在溶剂中悬浊使其接触为好，也可以制成粉体后直接喷射。
根据这样的本发明，阴极包含储氢材料而成，以管状部件的方式构成，该管状部件内部流通作为处理对象的有机化合物，由此在填充了电解液的反应槽中进行电解的话，在阴极的外表面产生氢，该产生的氢储存到阴极的管壁。接着，在管内部分流通的有机化合物，其处于周围被阴极的管壁包围的状态，因此容易与储存了氢的管壁接触，与以往的隔板状的阴极等相比，对有机化合物的氢化而言有效的接触面积变大，因此能够提高有机化合物的氢化的效率。
此外，阴极也可以通过在支持体上涂覆等形成。
本发明的有机化合物的氢化处理装置中，所述储氢材料优选为钯。
由此，钯的氢透过能力极高，且对于氢化具备催化活性，因此作为本发明的储氢材料适宜。
本发明的有机化合物的氢化处理装置中，所述阴极优选在管状部件内面对所述储氢材料进行表面处理而成。
这里作为阴极内表面的储氢材料的表面处理，可举出例如在阴极内表面形成氯化钯的电解还原处理所产生的钯黑的表面处理方法等。
由此，储氢材料本身，在与有机化合物发生氢化反应时，作为催化剂发生作用，因此能够进一步提高氢化反应的反应率。
本发明的有机化合物的氢化处理装置中，所述阴极优选在管状部件内部填充所述储氢材料而成。
这里，作为储氢材料的形态，除具备粉状、纤维状等的形状的储氢材料外，还可以制成在具备该形状的各种载体上担载、或涂覆储氢材料的形态。
由此，上述的储氢材料表面积大，有机化合物与氢的有效接触面积增大，因此能够进一步提高氢化反应的反应率。
此外，作为载体，可举出二氧化硅、氧化铝、硅酸铝、或者活性炭、碳纤维等通常用于催化剂的材料。
本发明的有机化合物的氢化处理方法，是进行有机化合物的氢化处理的有机化合物的氢化处理方法，其特征在于：使用具备阳极、以及包含储氢材料的管状的阴极的反应槽，对所述阳极和阴极间施加电压，电解存在于该阳极和阴极间的电解液的同时，使得作为处理对象的所述有机化合物在所述阴极的管状内流通，进行该有机化合物的氢化处理。
根据这样的本发明，通过电解存在于阳极和阴极间的电解液的同时，使得作为处理对象的所述有机化合物在阴极的管状内流通，在阴极的外表面产生氢，该产生的氢储存到阴极的管壁。接着，流通的有机化合物，由于处于周围被阴极的管壁包围的状态，因此容易和储存了氢的管壁接触，与以往的隔板状的阴极等相比，对有机化合物的氢化而言有效的接触面积变大，因此能够提高有机化合物的氢化的效率。
本发明的有机化合物的氢化处理方法中，所述有机化合物的流通流量，根据还原的状况，优选根据需要对流量进行控制。
附图的简单说明
图1为显示本发明的1个实施方案的氢化处理装置的概略图。
图2为显示电解池的表面积为8cm2、电解液为0.3M的硫酸水溶液中的电解电流值与槽电压的关系的图。
图3为显示实施例1～实施例5中测定条件及测定结果的图。
图4为显示实施例6中测定条件及测定结果的图。
图5为显示实施例7、实施例8及比较例2中测定条件及测定结果的图。
图6为显示试验例1中循环数与残存的芳香族氯化合物的残留比例之间的关系的曲线图。
用于实施发明的最佳方案
以下，根据附图对本发明的实施方案进行说明。
图1中显示了本发明的1个实施方案中涉及的有机化合物的氢化处理装置1。
氢化处理装置1为进行有机化合物的氢化处理的氢化处理装置，其具备在内部具有阳极11和包含储氢材料的阴极12的圆筒形状的反应槽13、对阳极11和阴极12施加电压的电源14、用于向反应槽13内供给电解液的电解液用泵15、电解液储存槽16、有机化合物用泵17、以及有机化合物储存槽18而成。
这里，作为处理对象的有机化合物，可举出液体状的有双键或三键的脂肪族或芳香族不饱和烃，例如乙烯、丙烯、1-辛烯或2-辛烯、乙炔、苯乙烯、醌等、石蜡等、苯甲醛、硝基苯等。
此外，也可以使得作为处理对象的有机化合物以2-氯苯酚、4-氯甲苯、二噁英类等的芳香族卤化合物的形式，进行该芳香族卤化合物的脱卤化反应。
阴极12将反应槽13内部分隔为后述的电解室13A和氢化室12A，沿着圆筒形状的反应槽13内的中心轴贯通，以包含钯的圆管状部件的方式构成，该圆管状部件内部流通作为处理对象的有机化合物，该圆管状部件内部的空间成为氢化室12A。
该阴极12的管状部件内表面，形成了氯化钯的电解还原处理所产生的钯黑。
进一步，在阴极12的管状部件内表面施用表面粗化的处理。该表面粗化，可举出喷砂处理或蚀刻处理等。
反应槽13是供给以电解液，上面和下面被板状的部件封闭的圆筒状的部件，反应槽13内除阴极12以外的部分，为电解室13A。反应槽13的上面和下面的板状部件的中心，与阴极12的内径相对应，形成了用于供给·排出有机化合物的排出口131和供给口132。
反应槽13的下面的板状部件上，在距离中心的径向外侧的部分上形成用于排出·供给电解液的排出口133和供给口134。
反应槽13的上面的板状部件上，在距离中心的径向外侧的部分上形成用于放出电解时由反应槽13内的电解液产生的气体的气体放出口135。
以上的排出口131、供给口132、排出口133、供给口134以及气体放出口135虽然在附图中略去，但可以通过阀等任意开闭。
此外，在反应槽13内填充了电解液。该电解液为0.01～10N(当量)的硫酸水溶液。
该硫酸水溶液的浓度不到0.01N时，电解的效率差，产生的氢变少，有时不足以连续地氢化有机化合物。
另一方面，硫酸水溶液的浓度超过10N时，所使用的硫酸产生了高于氢化所需的氢的临界量，因此有时会导致材料成本增大。
电源14为能够改变电压大小的电源。电源14的正极与阳极11连接，电源14的负极与阴极12连接。
电解液用泵15用于通过供给口134将储存在电解液储存槽16中的电解液供给到反应槽13内。此外，附图中虽然省略了，但在电解液用泵15和供给口134之间也可以设置阀等。
有机化合物用泵17用于通过供给口132将储存在有机化合物储存槽18中的有机化合物供给到阴极12内。此外，附图中虽然省略了，但在有机化合物用泵17和供给口132之间也可以设置阀等，以进行有机化合物的流量的调节等。
以下，对使用了氢化处理装置1的有机化合物的氢化处理方法进行描述。
首先，通过使得电解液用泵15工作，将储存在电解液储存槽16中的电解液由供给口134供给到反应槽13的电解室13A内。确认电解液填充到电解室13A内后，启动电源14，在阳极11和阴极12之间施加电压。
此时施加在阳极11和阴极12间的电压没有特殊限制，但从装置上的角度出发，优选为0.1～100V。
在该电解液中，开始电解，由于电解液为硫酸水溶液，是酸性的，因此在与阳极11和阴极12的电解液的接触面上，发生如下反应。阳极11中，发生以下式(IV)的反应。
2H2O→O2+4H++4e-……(IV)
此外，在阴极12中，发生下式(V)的反应。
H++e-→Had……(V)
式(V)中，Had为吸附氢。式(V)中的Had，以吸附状态保持在阴极12的外表面上。该吸附氢，如下述的式(VI)所示，在阴极12的管壁转化为储存状态。
Had→Hab……(VI)
该式(VI)中，Hab为储存氢。
由电源14开始通电，电解液中的电解开始后，通过使得有机化合物用泵17工作，令储存在有机化合物储存槽18中的有机化合物由供给口132流通到阴极12的管内部分，即氢化室12A。
此时，有机化合物的流通流量，可以通过调节有机化合物用泵17来进行控制。
阴极12中储存的氢(式(VI)中的Hab)到达阴极12的氢化室12A，与供给到该氢化室12A的有机化合物反应，还原有机化合物。
此外，在电解进行过程中，如上述式(IV)、(V)所示，在反应槽13内，产生了O2和H2的气体。因此，适当开关气体放出口135，将O2和未储存的过剩H2气体放出。
使用这样的氢化处理装置1来进行不饱和有机化合物的氢化处理的具体方法，可以采用例如如下方法。
将反应基质1mmol溶解到有机溶剂(甲醇、乙酸乙酯等)中，制成0.1M的溶液10ml。进行预电解(100～500mA、500C左右)，预先使得阴极12的钯管内表面的钯黑充分储存氢。之后，边使得调制成的溶液以各种管内流速在管内循环，边进行电解。此外，电解电流值的设定，以考虑反应时间和电流效率两者的情况下进行为好，如希望尽可能将反应时间缩短的话，优选以大电流值进行电解。但是，这种情况下，电流效率会降低。另一方面，希望提高电流效率而进行反应时，以小电流值进行。但是，这种情况下，反应时间会增大。
此外，电解电流值与槽电压之间的关系，例如电解池的表面积为8cm2、电解液为0.3M的硫酸水溶液的情况下，由图2给出。
根据上述本实施方案，有如下效果。
(1)阴极12包含储氢材料而成，以管状部件的方式构成，该管状部件内部流通作为处理对象的有机化合物，由此在填充了电解液的反应槽13中进行电解的话，在阴极12的外表面产生氢，该产生的氢储存到阴极12的管壁。接着，在管内部分流通的有机化合物，其处于周围被阴极的管壁包围的状态，因此容易与储存了氢的管壁接触，与以往的隔板状的阴极等相比，对有机化合物的氢化而言的有效接触面积变大，因此能够提高有机化合物的氢化的效率。
(2)钯的氢透过能力极高，且对于氢化具备催化活性，因此作为阴极12的储氢材料适宜。
(3)通过在阴极12的管状部件内表面形成氯化钯的电解还原处理所产生的钯黑，钯黑在氢化反应时作为催化剂发挥作用，由此能够提高反应率。
(4)通过对阴极12的管状部件内表面施以表面粗化处理，有效表面积增大，能够提高有机化合物的氢化反应的反应性。
此外，本发明不限于上述实施方案，在可达到本发明目的范围内进行的改变、改善方案，也包含在本发明范围内。
在上述实施方案中，作为阳极11，使用了铂，但不限于此，也可以使用碳、镍、不锈钢等。
上述实施方案中，作为阴极12，使用的是断面为圆形的管状部件，但也不限于此，可使用断面形状为三角形、四角形、五角形等的多角形可以，椭圆形等的形状也可。此外，管状部件，也可以使用多个管状部件。
上述实施方案中，阴极12包含钯，但也不限于此，钯·银合金等的钯合金、镧·镍合金等的稀土类金属合金、Mischmeta11·镍合金、钛或锆合金等也可。
此外，阴极12也可以在管状部件内部填充储氢材料。
这里，储氢材料的形态，除具备粉状、纤维状等的形状的储氢材料外，还可以制成在具备该形状的各种载体上担载、或涂覆储氢材料的形态。
由此，上述的储氢材料表面积大，有机化合物与氢的有效接触面积增大，因此能够进一步提高氢化反应的反应率。
此外，作为载体，可举出二氧化硅、氧化铝、硅酸铝、或者活性炭、碳纤维等通常用于催化剂的材料。
上述实施方案中，待处理的有机化合物，使用的是液体状的，但也可不限于此，气体状或固体也可以。其为气体状时，将加压气体直接或者加压后在阴极12内通入气体即可，为了使得反应更好地进行，使其喷射入阴极12内为好。此外，其为固体时，可以在溶剂中悬浊使其接触，也可以制成粉体后直接喷射。
此外，实施本发明时的具体结构及形状等，在可达到本发明目的的范围内，也可以使用其他的结构等。以下，举出实施例和比较例，对本发明进行更为具体的说明。另外，本发明不限于这些实施例等的内容。
【实施例1～5】
使用上述实施方案中的氢化处理装置1，进行有机化合物的氢化反应。
(1)利用钯黑对阴极12的钯管内表面进行改性：
在有机化合物的加氢反应前，按照如下顺序，通过氯化钯的电解还原处理，在成为阴极12的管状部件的内表面形成钯黑。
相对于1M盐酸(HCl)水溶液，添加100～300mg左右的PdCl2，搅拌以使其尽可能溶解。使用压力泵或液体色谱泵，以2.5cm3/分的流速将该调整后的溶液在钯管内部循环。
电解是以钯管(内径2.5mm、长8cm)为阴极，在恒电流(80mA/cm-2～500mA/cm-2)下进行电解还原，利用钯黑改性钯管的内部。此时，往管的内部填塞碳纤维等的填充物进行改良的话，能够更加有效地进行氢化反应。
(2)有机化合物的氢化反应：
将图2的类目所示的不饱和有机化合物1mmol溶解到乙酸乙酯中，制成0.1M的溶液10ml。此外，将本发明的氢化处理装置1从图2的不饱和有机化合物的顶行开始应用于所记载的内容，按顺序成为实施例1～5。
氢化处理装置1，在0.3M硫酸水溶液中对阳极11使用铂线、对阴极12使用按照(1)的方法改性的钯管利用压力泵，将调制成的实施例1～实施例5的溶液，以0.8cm3/min的流速流过钯管的内部，边在260mA下进行恒电流电解(通电量2F/mol)，进行不饱和有机化合物的氢化。另外，此时的槽电压为约2.9V。
反应完成后，进行溶液的回收、浓缩，最后利用NMR、GC、GC-MS进行定性/定量分析，求出收率和电流效率，其结果如图3所示。
【实施例6】
使用肉桂酸乙酯作为不饱和有机化合物，在与实施例1～5同样的测定条件下进行氢化后，与上述一样求得收率和电流效率。测定条件和测定结果如图4所示。
【比较例1】
使用上述专利文献1所示的、电解室和氢化室通过钯板分隔开的装置，在如下条件下进行有机物的氢化反应。
(1)利用钯黑对钯板进行的改性：
将厚50μm的钯板(有效表面积为约2.2cm2)作为隔膜兼阴极，组成隔膜型电解池。在电解室一侧加入0.3M硫酸水溶液，在反应室一侧，加入将74mg的PdCl2溶解到1M HCl水溶液中而调制成的28mMPdCl2溶液15ml。
对阳极使用2cm×2cm的铂板，对阴极使用上述规格的钯板，进行1小时的50mA/cm2的恒电流电解，使反应室一侧的钯板表面析出钯黑。
(2)有机化合物的氢化反应：
使用施加了所述(1)的处理的、与所述专利文献1同样规格的电解池，按照如下顺序进行肉桂酸乙酯的氢化反应。
在反应室一侧，将肉桂酸乙酯1mmol溶解在乙酸乙酯中，调制成0.1M的溶液10ml。进行电流值260mA、通电量2F/mol的恒电流电解，进行肉桂酸乙酯的氢化。此时的槽电压为2.4V。
反应完成后，进行溶液的回收、浓缩，最后，利用NMR、GC、GC-MS进行定性/定量分析，求出收率和电流效率。此时的条件及结果如图5所示。
【评价结果】
如图3所示，可确认氢化处理装置1能够进行种种不饱和有机化合物的氢化处理，且收率和电流效率极高，极为优异。
此外，如图4所示可确认，本发明涉及的氢化处理装置1，与以往使用钯板的氢化处理装置相比，即使在反应条件相同的条件下，其收率和电流效率也极高，与以往相比，是效率极高的氢化处理装置。
进一步，实施例6中的钯管内部的表面积为7cm2，比较例中的钯板的表面积为2.2cm2。以该表面积为基础计算单位面积的电流效率的话，实施例6的情况下为13％/cm2，而比较例的情况下为4.5％/cm2，由此可确认实施例6的氢化处理装置1单位面积的电流效率高。
【实施例7、8和比较例2】
作为芳香族氯化合物的氢化反应的方式之一，在进行2-氯苯酚的脱氯化处理的同时，对使用钯管电极时以及使用钯板电极时的收率、电流效率以及单位面积的电流效率进行比较。
(1-a)利用钯黑对阴极12的钯管内表面进行改性：
对于实施例7的氢化处理装置1中使用的钯管电极，在进行芳香族氯化合物的脱氯化反应前，与实施例1同样，按照如下顺序，通过氯化钯的电解还原处理，在阴极12的管状部件内表面形成钯黑。
即，在1M盐酸(HCl)水溶液中添加约100～300mg的PdCl2，搅拌以使其尽可能溶解。使用压力泵或液体色谱泵，以2.5cm3/分的流速令该调整后的溶液在管内循环。
电解是以钯管(内径2.5mm、长8cm)为阴极，在恒电流(80mA/cm2～500mA/cm2)下进行电解还原，利用钯黑改性钯管内部。
(1-b)利用钯黑对钯管内表面及填充到钯管内部的碳纤维进行的改性：
实施例8的氢化处理装置1中使用的钯管电极，对阴极12的管状部件，填充直径为约0.2～0.4mm、长为约10cm的碳纤维后，采用与(1-a)同样的方法，得到利用钯黑将钯管内表面以及填充到钯管内部的碳纤维改性后的钯管电极。
(1-c)利用黑钯对钯板进行的改性：
为了调制比较例2的氢化处理装置中使用的钯板状电极，首先，将厚50μm的钯板作为隔膜兼阴极，组成隔膜型电解池(钯板的表面积：约2.2cm2)。此外，在电解室一侧加入0.3M硫酸水溶液15ml，在反应室一侧加入将改性用的74mg的PdCl2溶解到1M的盐酸水溶液而调制成的、28mM的PdCl2溶液15ml。
接着，对阳极使用铂板(尺寸为2cm×2cm)，对阴极使用作为改性对象的钯板，进行1小时的50mA/cm2的恒电流电解，在反应室一侧的钯板的表面析出钯黑。
(2)芳香族氯化合物的脱氯化处理：
称取2-氯苯酚1mmol，溶解于蒸馏水中，制成0.1M的2-氯苯酚水溶液10ml，将其放入氢化处理装置1的反应室一侧。此外，在电解室一侧放入0.3M的硫酸水溶液15ml。
接着，使用在上述(1-a)、(1-b)中得到的钯管电极、以及在(1-c)中得到的钯板电极，在电解电流值260mA、通电量2F/mol这一相同条件下，进行恒电流电解，进行2-氯苯酚的脱氯化。反应完成后，进行溶液的回收后，利用NMR、GC、GC-MS进行定性/定量分析，确认相应的苯酚的生成量的同时，对收率和电流效率进行比较·评价。其结果如图5所示。
如图5所示，使用(1-a)中得到的钯管电极的氢化处理装置1(实施例7)、以及使用(1-b)中得到的钯管电极的氢化处理装置1(实施例8)，与使用(1-c)中得到的钯板电极的氢化处理装置(比较例2)相比，可确认作为生成物的苯酚的收率、以及电流效率极高。
因此，能确认使用了钯管电极的本发明的氢化处理装置1与以往相比，是效率高的氢化处理装置。
此外，(1-a)和(1-b)中得到的钯管电极内部的表面积为7cm2，(1-c)中得到的钯板状电极的表面积为2.2cm2，计算单位面积的电流效率的话，实施例8的钯管状电极为10％/cm2，而比较例2的钯板状电极为3.6％/cm2。因此，能够确认即使是在单位面积的电流效率方面，本发明的氢化处理装置1也优异。
【试验例1】
使用本发明的氢化处理装置1，进行作为芳香族氯化合物的4-氯甲苯以及2-氯苯酚的脱氯化处理。
(1)芳香族氯化合物溶液的调制：
作为芳香族氯化合物，使用4-氯甲苯和2-氯苯酚这两种。将它们称取1mmol，溶解在溶剂(4-氯甲苯：甲醇、2-氯苯酚：蒸馏水)中，分别调制成0.1M的溶液10ml。
(2)电解脱氯化处理：
电解脱氯化装置，利用氢化处理装置1，在0.3M硫酸水溶液中，对阳极使用铂线，对阴极使用上述(1-a)中得到的钯黑改性的钯管电极(表面积：7cm2)，在电流密度50mA/cm2的恒电流电解下使用。使用该脱氯化处理装置，利用压力泵，使得(1)中调制的溶液以0.8cm3/分的流速3次流通到钯管状电极的内部，进行脱氯化处理。
接着，将在钯管状电极流通的次数设为循环数，对循环数与残留的芳香族氯化合物的残留比例之间的关系进行测定、评价。结果如图6所示。此外，利用GC、GC-MS进行定性/定量分析，确认分别生成了相应的甲苯(4-氯甲苯的情况下)和苯酚(2-氯苯酚的情况下)。
如图6所示，作为溶液，即使是在使用4-氯甲苯和2-氯苯酚的任一种的情况下，随着循环进行，生成的甲苯或苯酚的残留比例减少，由该结果可确认，本发明的氢化处理装置1，在芳香族卤化合物的脱卤化处理(氢化处理)方面优异。
产业上的利用可能性
本发明作为氢化处理例如不饱和烃、卤化合物、长链烃等的氢化处理装置、以及氢化处理方法，能够有利地使用。
Claims (6)
1.有机化合物的氢化处理装置，其为进行有机化合物的氢化处理的有机化合物的氢化处理装置，其特征在于：具备供给电解液的反应槽、以及在该反应槽内设置的阳极和阴极，所述阴极包含储氢材料而构成，以管状部件的方式构成，其中该管状部件内部流通作为处理对象的所述有机化合物。
2.权利要求1所述的有机化合物的氢化处理装置，其特征在于，所述储氢材料为钯。
3.权利要求1或2所述的有机化合物的氢化处理装置，其特征在于，所述阴极通过在管状部件内面对所述储氢材料进行表面处理而成。
4.权利要求3所述的有机化合物的氢化处理装置，其特征在于，所述表面处理是在阴极内表面形成氯化钯的电解还原处理所产生的钯黑的表面处理。
5.权利要求1或2所述的有机化合物的氢化处理装置，其特征在于，所述阴极通过在管状部件内部填充所述储氢材料而成。
6.有机化合物的氢化处理方法，其为进行有机化合物的氢化处理的有机化合物的氢化处理方法，其特征在于：使用具备阳极和包含储氢材料的管状阴极的反应槽，对所述阳极和阴极间施加电压，将存在于该阳极和阴极间的电解液电解的同时，使得成为处理对象的所述有机化合物在所述阴极的管状内流通，进行该有机化合物的氢化处理。
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