JPH0569597B2 - - Google Patents
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Description
請求の範囲
１ 有機物質を環境に適合する生成物に分解する
方法において、含水液状で分解されるべき有機物
質含水液状態で得る工程；該液体有機物質を反応
混合物としての少なくとも１種の遷移元素からな
る固体触媒及び過酸化物と一緒にする工程；及び
該固体触媒により吸収可能な光エネルギーを該反
応混合物に加えて少なくとも二酸化炭素からなる
環境適合性反応生成物を生成させる工程からなる
接触分解方法。 ２ 溶解された有機物質を含む有機溶媒を浄化す
る接触的方法において、溶解された有機物質を含
む有機溶媒を含水液体として得る工程；該含水液
体を反応混合物としての少なくとも１種の遷移元
素からなる固体触媒及び過酸化物と一緒にする工
程；及び該固定触媒により吸収可能な光エネルギ
ーを該反応混合物に加えて、実質的に精製された
有機溶媒及び少なくとも二酸化炭素からなる環境
適合性反応生成物を生成させる工程からなる、方
法。 ３ 有機物質を含む排出された粒状活性炭から粒
状活性炭を再生させる方法において、排出された
粒状活性炭をアルキルニトリル及びジアルキルス
ルホンからなる群より選択される有機溶媒と、有
機物質が該有機溶媒に溶解し、そして粒状活性炭
を実質的に吸着された有機物質が含まれない状態
で再生されるように混合し；再生された該粒状活
性炭を溶解された有機物質を含む該有機溶媒から
分離し；分離された該有機溶媒を水、反応混合物
としての少なくとも１種の遷移元素からなる固体
触媒及び過酸化物と一緒にし；そして該固体触媒
により吸収可能な光エネルギーを該反応混合物に
加えて実質的に溶解した有機物質を含まぬ該有機
溶媒及び少なくとも二酸化炭素からなる環境適合
性反応生成物を生成させる工程からなる、粒状活
性炭の環境適合性再生方法。 ４ 飲料水及び工業排水を精製する方法におい
て、有機物質で汚染された水を得；汚染された該
水を反応混合物としての少なくとも１種の遷移元
素からなる固体触媒及び過酸化物と一緒にし；そ
して該固体触媒により吸収可能な光エネルギーを
該反応混合物に加えて実質的に精製された水及び
少なくとも二酸化炭素からなる環境適合性反応生
成物を生成させる工程からなる、飲料水及び工業
排水の環境適合性精製方法。 ５ 飲料水及び工業排水を精製する方法におい
て、有機物質で汚染された水を得；汚染された該
水を粒状活性炭を通して該有機物質が実質的に該
粒状活性炭により吸着され、そして該水が実質的
に精製されるように通し；吸着された有機物質を
含む該粒状活性炭をアルキルニトリル及びジアル
キルスルホンからなる群より選択される有機溶媒
と、該有機物質が該有機溶媒に溶解するように
し、そして該粒状活性炭素を実質的に吸着された
有機物質を含まない状態で再生するように混合
し、；再生された該粒状活性炭を溶解された有機
物質を含む該有機溶媒から分離し；分離した該有
機溶媒を水、反応混合物としての少なくとも１種
の遷移元素からなる固体触媒及び過酸化物と一緒
にし；そして該固体触媒により吸収可能な光エネ
ルギーを該反応混合物に加えて、実質的に溶解し
た有機物質を含まぬ該有機溶媒及び少なくとも二
酸化炭素からなる環境適合性反応生成物を生成さ
せる工程からなる、飲料水及び工業排水の環境適
合性の精製方法。 発明の分野 本発明は、水性及び有機液中に存在する有機物
質を環境適合性の反応生成物が生じるように制御
された分解をするための接触的方法及び反応方法
に関し；そして殊にこれらの接触的な方法を有機
溶媒、飲料水、工業排水、汚染された土壌または
スラツジからの有害な有機物質の除去、並びに吸
着剤例えば粒状活性炭の化学的再生への応用に関
する。 発明の背景 生活排水及び工業排水管理は、現代生活の最も
厳しく、且つ緊急な問題の１つになつている。こ
の問題の厳しさは、重大であり、そして多くの提
案された解決は公共のための健康及び安全基準並
びに環境保護のための法律及び政策と直接衝突す
る。本質的に、この問題は、次のように要約され
る；いかにして生活及び工業廃棄物、主として天
然及び合成有機物質を、更に空気、水及び土壌を
汚染せずに、；そしてしばしば元の廃棄物自身よ
り公共的に危険である毒性及び／または有害な物
質の生成及び放出により生じる追加の危機及び害
なしに処理または投棄するか。この問題は、廃棄
物中に見い出される有機物質の多様性を認める
と、そして全体の廃棄物問題に関与する有機物質
の源の範囲を認めることにより複雑で、且つ困難
になる。 例えば、人体排泄物及び食料消費は、下水及び
水汚染を生じさせる。工業的製造工程は、製造操
作からの有機溶媒及び有害副生物並びに原料とし
ての他の事業及び工業により用いられる化学組成
物を含む高度に毒性で、しばしば発癌性の有機物
質を生じさせ、その多くは生成分解性でなく、環
境的に安全でもない。 今日最も通常の解決策は、陸上投棄または解放
もしくは閉鎖焼却器中での有機廃棄物質の燃焼の
いずれである。例えば、飲料水及び工業排水の精
製のために濾過材として使用される粒状活性炭
（以後「GAC」）は、GACの表面上に前に吸着し
た有機物質を発揮及び高温での酸化により脱着さ
せる熱的揮発により最も一般的には再生される。
この熱的再生技術は、酸化及び摩耗によりGAC
の損失；及び約800〜850℃の温度にGACを加熱
する際のエネルギー経費により典型的に特徴づけ
られる。熱的揮発技術は、次のことを含む大きな
欠点を有する：しばしば不完全や有機物質の分
解；大量に空気中に放出されない場合における焼
却生成物の廃棄；揮発した場合に従業員及び公共
に対して健康に有害になる部分燃焼の毒性生成物
の放出；及び有機物質の熱分解に寄与する工程に
対する一般的制限。 明らかにこれらの理由により、ガソリンまたは
他の有機物質で汚染された水溶液または懸濁液、
有機溶媒及び土壌中に見られる有機物質の分解や
GACの現場再生などの他の方策が検討された。 有機分解を分解するか、また破壊する現在の方
策（またある研究者により「ミネラル化
（mineralizing）」と称されている）は、主に３つ
に分けられる。最初のものは、応用指向のもので
あり、且つ多くは粒状活性炭である排出されたフ
イルター吸着物質の化学的再生手段の探索であ
る。これらの研究は、GACフイルターにより保
持される有機物質を脱着させるために通常の液体
媒体を用い、そして種々の水性及び有機性の溶媒
の排出されたGACからの置換ベンゼン、フエノ
ール等の有機物質の抽出能力に主に焦点を当てて
いる［ポセイ（Posey）及びキン（Kin）、J.
WPCF59：47〜52（1987）；マーチン（Martin）
及びング（Ng）、Water Res.18：59〜73
（1984）；マーチン及びング、Water Rer.19：
1527〜1535（1985）；クリテンデン）（Crittenden）
J.Jour.AWWA：74〜84（1987）］。この一般的な
方策の唯一の目標は、再生されたGACを与える
ことであることが注目され、且つ認められ；溶媒
が有機物質を脱着させ、そして吸着剤フイルター
物質を再生した後に如何に液体溶媒を処理するか
の問題には興味及び注意を殆んどか、または全く
示されていない。 また第二の一般的な方策は、応用指向であり、
そして主に代表的には50〜500ppmの比較的低濃
度で存在する有害な天然及び／または合成有機化
合物除去のための家庭用水源の処理にある。この
方策の常にある必要性及び特徴は、水中の有害な
有機化合物の分解のための化学的酸化剤と組合わ
せた紫外光開始反応の使用である。化学的酸化剤
としてオゾンガスまたは過酸化水素のいずれかを
用いる。 酸化剤としてオゾンガスを用いる場合、オゾン
は不安定なガスであるため、ガスは用いる場所で
発生させなければならず、；新たに発生したオゾ
ンは、紫外光の存在下で有機化合物と反応して、
しばしば最初に存在した有害な有機化合物の過酸
化物又はヒドロキシ誘導体である広範囲の酸化さ
れた含炭素反応生成物を生成させる。加えて、反
応の速度は、しばしば紫外光の強さに依存する。
この技術を記載する代表的な出版物には次のもの
が含まれる：アイリアム（William）H.グラーゼ
（Glaze）、Environ.Sci.Technol.21：224〜230
（1987）；マステン（Masten）及びブトラー
（Butler）、オゾン・サイエンス・アンド・エンジ
ニアリング（Ozone Science and Engineering）
８：339〜353（1987）；ペイトン（Peyton）及び
グラーゼ、［メカニズム・オブ・フオトリテイツ
ク・オゾネーシヨン（Mechanism of
Photolytic Ozonation）」、フオトケミストリ
ー・オブ・エンバイロンメンタル・アクアテイツ
ク・システムズ（Photochemistry of
Environmental Aquatic Systems）、米国化学
会、1987、76〜88頁。 また、化学的酸化剤として過酸化水素を紫外光
と組合せて用いる場合、種々の低分子量有機化合
物は、比較的低濃度で最初に存在する場合には、
部分的にか、または完全に分解された。化学的に
類似の化合物を分解する能力における大きな相違
が注目されており；そして有害な有機物質の完全
な分解は、簡単な脂肪族化合物との反応において
のみ起こり得る。この技術の代表例は、次の文献
にある：サンドストロム（Sundstrom）ら、ハザ
ーダス・ウエイスト・アンド・ハザーダス・マテ
リアルズ（Hazardous Waste and Hazardous
Materials）３：101〜110（1986）；ビア（Weir）
ら、ハザーダス・ウエイスト・アンド・ハザーダ
ス・マテリアルズ４：165〜176（1987）；コウベツ
ク（Koubek）、E.、Ind.Eng.Chem.Proc.Res.
Dev.14：348（1975）；マライヤンデイ
（Malaiyandi）ら、ウオーター・リサーチ
（Water Research）14：1131（1980）；クラーケ
（Clarke）及びノーレス（Knowles）、エフリユ
ーエント・アンド・ウオーター・トリートメン
ト・ジヤーナル（Effluent and Water
Tretment Journal）22：335（1982）。 第三の一般的は方策は、更により理論的であ
り、且つ研究指向でする。この方策は水性懸濁液
または溶液並びに水及び有機溶媒の液体混合物中
の有機物質の光促進された接触分解に焦点を当て
ている。これらの研究のすべてにおいて、酸化剤
として分子状酸素［O2］を固体触媒、最もしば
しば粉末状の半導体遷移元素酸化物と組合わせて
酸素飽和されるか、または曝気された水の形で用
いる。しばしば「不均一光接触法」と称せられる
この反応工程は、光触媒表面上に吸着された反応
体を転化するために連続的に照射された、光励起
可能な固体触媒を用いる。これらの光触媒は、反
応体を液体中で固体内において固体触媒のバンド
−ギヤツプより高い光子により発生される電子及
び／または正孔と接触させると考えられている半
導体である［テイヒナー（Teichner）及びフオ
ーメンテイ（Formenti）、［不均一光触媒
（Heterogeneous Photocatalysis）」、光電気化
学、光触媒及び光反応器
（Photoelectrochemistry、Photocatalysis、And
Photoreactors）CM.シアベロ（Schiavello）
編］、Ｄ、レイデル（Reidel）出版社、1985、457
〜489頁］。これらの研究は、殊に飲料水供給及び
水環境浄化に関し；そして水性懸濁液または溶液
中の有機塩素化合物の如き有機物質を分解するこ
とを求めている。最近の実験の代表的リストは次
により与えられる：マシユーズ（Mathews）、R.
W.、Wat.Res.20：569〜578（1986）；マシユーズ、
R.W.、J.Catal.97：565（1986）；オカモト
（Okamoto）ら、Bull.Chem.Soc.Jpn.58：2015〜
2022（1985）；プルデン（Pruden）及びオリス
（Ollis）、Environ.Sci.Technol.17：628〜631
（1983）；オリスら、J.Catal.88：89〜96（1984）；
オリス、D.F.、Environ.Sci.Technol.19：480〜
484（1985）；チヤン（Chang）及びサベージ
（Savage）、Environ.Sci.Technol.15：201〜206
（1981）；トクマル（Tokumaru）ら、「有機化合
物の半導体触媒された光反応（Semi−conductor
−Catalysed Photoreactions of Organic
Compounds）」、不均一媒質中の有機光転移
（Organic Phototransformations In
Nonhomogeneous Media）［マリエ・アンネ・
フオツクス（Marye Anne Fox）編］、米国化学
会、ワシントン、D.C.、1985、43〜55頁；ペリゼ
ツテイ（Pelizzetti）ら、La Chimica
El′ Industria67：623〜625（1985）；R.L.ジヨリー
（Jolley）、「ウエースト・マネージメント・トレ
ンズ（Waste Management Trends）：化学及び
毒物学的モニタリングを用いるエンジニアリング
のイターフエース（The Interface of
Engineering With Chemistry And
Toxicological Monitoring）」第193回米国化学
会（National Meeting of the American
Chemical Society）、1987年４月５〜10日。これ
らの出版物は、酸化物として分子状酸素を用いる
水性懸濁液中の異なつた有機物質の光触媒的酸化
の可能性及び制御に関する知識及び理解の状態
が、しばしば衝突し、そして対立することを表わ
し、そして記載している。明らかに、例えば二酸
化チタンの高度に活性及びより活性でない状態間
における金属酸化物の活性に関して明確な問題点
がある。加えて、酸化剤として分子状酸素を用い
る光触媒的酸化が、二酸化炭素及び他の生成物に
完全に転化する、すべてのクラスの有機物質の全
体的な分解を与えるか否かに関する継続的な不一
致がある。二酸化炭素への完全な分解ではなく、
有機物質の部分的な酸化のデータを与える多数の
報告が文献中にある［キリ（Carey）ら、Bull.
Envir.Contam.Toxic.16：697〜704（1976）；オリ
バー（Oliver）ら、Envir.Sci.Technol.13：1705
〜1077（1979）；ハスタート（Hustert）ら、ケモ
スフエア（Chemosphere）12：55〜58（1983）；
オリス（Ollis）ら、J.Catl.88：89（1984）］。また
水中におけるある通常の、有機汚染物が近紫外光
で照射された二酸化チタン触媒の存在下で完全に
ミネラル化されることを示す他の論文もある［バ
ーベニ（Barbeni）ら、Nouv.J.de Chim.3８：
547（1984）；バーベニら、ケモスフエア14：195〜
208（1985）；マシユー、R.W.、J.Catal.97：565
（1986）及びWater Res.20：569〜578（1986）］。
明らかに、この分野における現在の知識及び予期
は流動的であり、且つ種々の反対及び逆の見解を
調和させる必要がある。 これらの技術及び研究の発展が存在するにもか
かわらず、これらの相違した方策及び研究努力を
総合し、そして統合する試みがなく；また唯一の
接触的方法が広範囲の異なつた用途に適するとす
る認識または評価もない。更に、水性懸濁液及び
液体は多くの研究及び研究努力の目的であつた
が、環境適合的方法での溶媒の再生または有機物
質の分解のいずれに関しても、有機溶媒及び液体
中での有機物質の分解に関してはあまり努力はさ
れていなかつた。従つて明らかに、有機及び水性
液体の両方において一般的に信頼できる仕方で完
全に有機物質を分解する接触的方法は、現在公知
で且つ利用できる技術を越える大きな利益及び実
質的な改善として認められ、そして評価されよ
う。 発明の概要 本発明は、有機物質の環境適合生成物への接触
分解方法を与え、この方法は、含水液体状態で分
解される有機物質を得る工程；及び液体有機物質
を少なくとも１種の遷移元素からなる固体触媒及
び該固体触媒により吸収可能な光エネルギーの存
在下で過酸化物と一緒に反応混合物にして、反応
混合物として少なくとも二酸化炭素を含む環境適
合性生成物を生じさせる工程からなる。 この方法は、すべての水性の液体及び懸濁液並
びに少なくとも0.5重量部の水を含む有機溶媒に
適用し得る。本発明は、溶解されるか、または分
散された有害及び／または有毒有機物質を含む有
機溶媒からの有害及び／または有毒溶質の接触的
除去方法；飲料水及び工業排水の環境適合性浄化
方法；並びに土壌、スラツジ及び捕集された廃棄
物からの有害及び／または有毒有機物質の除去に
対する多数の応用及び用途を有する。 好適な具体例の詳細な記述 本発明は、１種またはそれ以上の有機物質の、
少なくとも二酸化炭素を含む環境適合性反応生成
物への制御された接触的分解方法である。その最
も一般的な形態において、本接触的方法は、含水
流動状態で分解される有機物質を得；液体有機物
質を少なくとも１種の遷移元素からなる固体触媒
及び過酸化物と一緒にして反応混合物とし；そし
て光エネルギーを反応混合物に加えて少なくとも
二酸化炭素を含む環境適合性反応生成物を生じさ
せる３つの工程からなる。光エネルギーは、好ま
しくは固体触媒により吸収可能な可視または紫外
光範囲のものである。 その最も一般的な定義における本発明の外見上
の単純さにかかわらず、この独特な接触的方法は
その利用者に多数の大きな利点及び予期せぬ利益
を与える。 (1) 本発明の接触的方法により生成される反応生
成物は、直接周囲環境中に放出されるか、また
は環境的に安全な方法で容易に制御され、そし
て迅速に処理し得る環境適合性反応生成物を与
える。殆んどの場合、反応生成物は、ガス状で
あり、そして二酸化炭素、Ｘがハロゲンである
HX、水及びある種の含窒素化合物例えばアン
モニアまたは種々の窒素酸化物を含む。かかる
環境適合性の、容易に中和されるま、または他
の方法で容易に処理され得る反応生成物は、し
ばしば今日の廃棄物処理において見られる空
気、水及び土壌中への有害、有毒または生成物
的に非分解性の物質の放出の危険を除去する。 (2) 本発明の接触法は、一般に有機物質の完全分
解を与えることができる。本分野で従来公知で
ある方法と異つて、本発明の一般的接触方法
は、芳香族、アルカン、アルケン、アリールア
ルカン、ハロゲン化アリール、ハロゲン化アル
キル、ハロゲン化アルキルアリール及びその誘
導体を少なくとも二酸化炭素からなる環境適合
性反応生成物；並びにしばしば水、ハロゲン化
水素間及び含窒素化合物に完全に分解する。少
なくとも１種の遷移元素を含む固体触媒及び過
酸化物の組合せによる接触的分解に明らかに耐
性である有機溶媒及び液体は、本発明により１
種またはそれ以上の有機物質を浄化し得る。 (3) 本明細書に規定する新規な方法は、液体状態
の大量及び高濃度の有機汚染物をこれらの有機
物質が流動性塊状物質、懸濁液、コロイド状分
散体または真の溶液の状態であるか否かに無関
係に、二酸化炭素及び他の環境適合性生成物に
分解する能力において独特である。分子状酸素
または過酸化水素のいずれかを単独で用いる従
来公知の照射技術とは異なり、本発明はその適
用において極めて希釈された（例えばppbレベ
ル）汚染物の溶液のみに限定されない。この能
力は以後に実験的に示され、そして本分野にお
いて一般的に認識され、且つ長年のニーズを満
足する。 (4) また本発明は、かつて可能ではなかつた濃度
水準の水性液中での有害及び／または有害有機
物質の所望濃度及び分解を可能とする。本発明
により与えられる改善は、洗剤の存在下で水中
での溶解により得られる濃度の10乃至1000倍間
である有害及び／または有毒有機物質の濃度で
有り得る有機汚染物の洗剤乳化された水性分散
体を利用する。この独特な方法を用いる洗剤乳
化された有機物質のかかる高濃度の分解は、高
速で進行し、そして二酸化炭素及び他の環境適
合性反応生成物を大量に生成させる。更に、ミ
ネラル化反応は、通常の公知の方法と比較して
予期せずに長期間続く。これらの可能性の各々
は、以後に実験に基づいて記載する。 (5) 本発明の接触方法は、分解される有機物質が
含水液であることを企図し、そして期待する。
接触機構の進行に必要とされる水は、極少量で
あり、実質的に水0.5容量％からの範囲の量が
この方法の実施に必要とされるすべてである。
従つて、分解される有機物質を含む液体は、99
％より多い有機物質を含むことができ；そして
多くの応用において担体液体として有機溶媒を
99容量％の濃度で用いることが望ましい。ま
た、担体液体は、他の極端な例では、100％ま
での水性の組成であり得る。しかしながら、水
及び１種またはそれ以上の有機溶媒を、本発明
により必要とされる含水液体として有用かまた
は所望の割合及び比の混合物が通常組合されて
いると考えられる。 (6) 本発明の接触方法は、周囲温度で利用され
る。周囲温度は、温度帯域において通常と考え
られる範囲内、即ち実質的に32〜100〓の範囲
で変えられる。しかしながらまた、特殊な条件
及び使用状況下で望まれるか、または必要とさ
れる場合、接触方法は昇温下で用い得る。 (7) 分解される有機物質が何であれ、その化学的
予備処理は必要としない。この予備処理の不必
要な事は、有機物質を最初に沈着させ、そし
て／または吸着させる際に有機物質自身及び他
の物質例えば吸着剤の両方に同等にあてはま
る。本発明を用いるためには、有機物質および
吸着剤物質のいずれも予備処理または化学的分
解を必要としない。 本発明の広く定義された接触方法は、直接にま
たは僅かな改変で多数の用途に有用に使用され
る。例えば、接触方法は溶解された有機物質を含
む有機溶媒の精製に用いることができ、本方法
は、含水液体として可溶化された有機物質を含む
有機溶媒を得る工程；及び含水液体を少なくとも
１種の遷移元素からなる固体触媒過酸化物と固体
触媒により吸収可能な光エネルギーの存在下で一
緒にして反応混合物とし、実質的に精製された有
機溶媒及び少なくとも二酸化炭素からなる環境適
合性反応生成物を生成させる工程からなる。 また、本発明は、有機物質を含む排出された粒
状活性炭からの環境適合性の粒状活性炭の再生方
法を与え、その本法は、排出された粒状活性炭を
有機溶媒と、有機物質が該有機溶媒に溶解し、そ
して粒状活性炭を実質的に吸着された有機物質が
含まれない状態で再生されるように混合し；再生
された該粒状活性炭を溶解された有機物質を含む
該有機溶媒からの分離し；分離された該有機溶媒
を水、少なくとも１種の遷移元素からなる固体触
媒及び反応混合物としての過酸化物と一緒にし；
そして該固体触媒により吸収可能な光エネルギー
を該反応混合物に加えて実質的に溶解した有機物
質を含まぬ有機溶媒及び少なくとも二酸化炭素か
らなる環境適合性反応生成物を生成させる工程か
らなる。 また、本発明は、飲料水及び工業排液を浄化す
る際の環境適合方法としての２つの異なつた仕方
において使用し得る。第一の水精製の浄化方法は
有機物質で汚染された水を得る工程；汚染された
該水を少なくとも１種の遷移元素からなる固体触
媒及び反応混合物としての過酸化物と一緒にする
工程；及び該固体触媒により吸収可能な光エネル
ギーを該反応混合物に加えて実質的に精製された
水及び少なくとも二酸化炭素からなる環境適合性
反応生成物を生成させる工程からなる。また第二
の水精製方法は有機物質で汚染された水を得る工
程；汚染された該水を粒状活性炭を通して該有機
物質が実質的に該粒状活性炭により吸着され、そ
して該水が実質的に精製されるように通し；吸着
された有機物質を含む該粒状活性炭を有機溶媒
と、該有機物質が該有機溶媒に溶解し、そして該
粒状活性炭素を実質的に吸着された有機物質を含
まない状態で再生されるように混合する工程；再
生された該粒状活性炭を溶解された有機物質を含
む該有機溶媒から分離する工程；分離した該有機
溶媒を水、少なくとも１種の遷移元素からなる固
体触媒及び反応混合物として過酸化物と一緒にす
る工程；及び該固体触媒により吸着可能な光エネ
ルギーを該反応混合物に加えて、実質的に溶解し
た有機物質を含まぬ有機溶媒及び少なくとも二酸
化炭素からなる環境適合性反応を生成物を生成さ
せる工程からなる。 最後に、本発明は、スラツジまたは他の固体廃
棄物中に含まれるか、または土壌と混合される
か、またはこのものに吸収される有機物質の環境
適合性除去方法を与える。この方法はスラツジ、
固体廃棄物または土壌を有機溶媒または１種また
はそれ以上の洗剤を含む水で抽出して有害な有機
物質を含む液体を生成させ；該液体を反応混合物
として少なくとも１種の遷移元素を含む固体触媒
及び過酸化物と一緒にし；そして固体触媒により
吸収可能な光エネルギーを反応混合物に加えて少
なくとも二酸化炭素からなる環境適合性反応生成
物を生成させる工程からなる。 本発明の全体としての目的を構成する環境適合
性接触方法をより容易に理解し、そし良く認識す
るために、本発明を有利に使用し得る種々の利点
及び異なつた応用を示す代表的実験例に個々に従
つて反応対及び反応条件の詳細を記述することが
有用である。 完全に分解し得る有機物質 本発明により分解され得る有機物質は、少なく
とも１つの、代表的には混合された異なつた有機
組成物の混合物である。有機物質の起源は次のも
のを含む廃棄物と予期される：生活及び工場廃棄
物の；有毒及び無毒の化学組成物；環境的に有毒
及び無毒の物質；液体中に懸濁、分散または溶解
された有機固体、スラツジ、液体及び／またはガ
ス；重合体例えばナイロン、ポリ塩化ビニル、ポ
リエチレン、ポリプロレン及びポリスチレンを含
む合成物質；並びに無機物（例えば土、砂または
粘土）、粒状活性炭及び有機物の処理可能か、ま
たは再生可能な配合物として組合せの混合物、広
く、且つ種々の範囲の化学組成物が完全に分解さ
れる有機物質の一般的群の範囲内に含まれる。こ
れらのものは、比較的低分子量の飽和有機物例え
ばアルカン、限定されない置換されたアルカン及
び関連する高分子物質が含まれる。加えて、アレ
ーン、アリールアルカン及びその誘導体、ハロゲ
ン化アリール、ハロゲン化アリールアルキル、オ
レフイン及びハロオレフイン並びに関連する高分
子物質を含む高分子量の不飽和化合物は、本発明
の接触方法により完全に分解される。代表的であ
るが、これに限定されない分解され得る異なつた
種類及び型の有機物質の一覧表を下の第表に示
す。 【表】 【表】 上の群のいずれかまたはすべてに関係する高分
子物質 第表を一見すると、EPA、OSHA及び
NIOSHの如き連邦及び州政府により有毒な、環
境に有害である組成物として分類された多くの物
質が存在する。加えて、これらの物質の多くは公
知であるか、またはその使用が種々の健康間及び
安全に関する省庁により注意深く制御されている
発癌性または発癌促進剤として考えられている。
これらのすべてのものは少なくとも二酸化炭素か
らなる環境に安全な反応生成物に完全に分解し得
る有機物質の一般群の員を構成する。 含水液体担体 本発明の接触方法は、分解される有機物質が含
水液状で得られることを必要とする。従つて、完
全に分解する有機物質がそれ自体少量（0.5〜5.0
％）の水を含む液体である場合、必要性は満たさ
れる。代表的には、有機物質は固体または主に有
機もしくは水性状態のいずれかである固体及び液
体（またはガス）の混合物である。主に水性液で
あるかかる混合物の例には、生活廃棄物及び排
水；汚染された飲料水；及び工業排水がある。通
常の主に有機性の液体混合物には、工業溶媒残
分；ドライ・クリーニング及び防水に使用される
有機液体；有機洗浄剤並びに石油工業及び精製工
程における分離液；並びにハイ・テクノロジー産
業における金属及び金属付着物に対する脱グリー
ス剤及び溶媒が含まれる。有機消費物及び工業排
液の多くは一般に、固有に存在するかまたはその
使用の結果として付随的に得た少量の水を含むこ
とが、これらの有機液体が最少の0.5容量％の水
を含む場合、含水液状の必要条件を満たすことが
認められよう。従つて、分解される有機物質が懸
濁され、溶解され、または担持される実質的に
0.5％またはそれ以上の水を含む、起源とは型関
係にいずれかの有機液体が必要とされる基準と合
致し、そして満足することが明白に理解されよ
う。 また殊に液体が水性であるか、または実質的な
（5.0％またはそれ以上）容量の水を含む場合、こ
の改善された方法の使用者は、分解される有機物
質の濃度を随時意図的に増大させることも予期さ
れる。多大に増大された有機汚染物の濃度を得る
には、通常使用される水溶性洗剤例えばラウリル
硫酸ナトリウムを導入し、そして液体中に存在す
る水と混合して分解される有機物質の洗剤乳化さ
れた水性分散体を生成させる。一般に、用いる洗
剤の量は、全液体重量または容量の0.0001〜5.0
％の範囲であり、1.0〜2.0％のレベルが殆んどの
用途に有用である。混合を容易にするために有機
汚染を含む液体に加える場合は、洗剤自体を液状
にすることが最も望ましい。この方法で、分解さ
れる有機物質の増大された濃度で含む液体を意図
的に、調製することができ、洗剤の不在下に得ら
れる濃度の10乃至1000倍間の濃度が可能である。 個々にか、または組合せた多数の異なつた有機
溶媒を単独でか、または分解される有機物質に体
する液体担体としての水と一緒に有用に使用し得
る。一般に、有機溶媒は、本方法による接触分解
に耐性であることが好ましい。しかしながらま
た、溶媒が部分的にか、または全体として分解さ
れる場合でも、ある有機用媒は有用であると考え
得る。かかることは特殊な汚染物が本方法によつ
て分解される有機溶媒中に最もよく溶解され、そ
して／または分解される場合である。有機溶媒自
体が本方法の間に有機溶媒自体が消費される事は
汚染物が分解される限りはこれらの状況下では二
次的であるか、または重大ではない。有用な有機
溶媒の代表的な一覧表を下の第表に示す。 第表 有用な有機溶媒 アセトニトリル* Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド* ２，２−ジメチルプロピオニトリル* ジメチルスルホキシド* ブロピオニトリル* スルホラン* アセトン １−ブタノール ２−ブタノール ｔ−ブチルアルコール Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド エタノール エタノールアミン 酢酸エチル メタノール 酢酸メチル メチルエチルケトン １−プロパノール ２−プロパノール トリエチルアミン ＊好適有機溶媒 また必要または所望に応じて、実質量の水を用
いるか、または用いずにこれらの有機溶媒を一緒
に配合して液体混合物を生成させる。原料から得
られた場合に有機溶媒混合物または個々の有機溶
媒が0.5容量％の最少の水を含まない場合には、
次の水を混合物または個々の溶媒に加えて最少の
水の必要含有量（0.5％）に達成させることが必
要である。しかしながら、殆んどの使用状況にお
いて、分解される有機物質を含む有機溶媒は、少
なくとも含水状態の液体と称するに必要とされる
最少量の水を既に含んでいる。 少なくとも１種の遷移元素を含む固体触媒 本発明に用いられる触媒は、好ましくは反応の
ために大きな表面積を与えるために粉末化したま
たは分割された固体である。各々の固体触媒は、
特定の型及び波長範囲の光エネルギーを吸収し得
る少なくとも１種の遷移元素を含む。遷移元素
は、元素としてか、またはいずれかのその通常生
じる酸化状態で部分的に満たされた「ｄ」または
「ｆ」類を有するものである。遷移元素の特性及
び特徴はF.A.コツトン（Cotton）及びG.ウイル
キンソン（Wilkinson）、アドバンスト・インオ
ーガニツク・ケミストリー（Advanced
Inorgani Chemistry）、第４版、ジヨーン・ウイ
リー・アンド・サイズ（John Willy and
Sons）、ニユーヨーク、1980に記載されるものか
ら知られ、本文献を本明細書に参考として併記す
る。この広い触媒の群の中で、遷移元素の酸化物
を含む固体が高度に好ましい。好適な金属酸化物
触媒の代表例を下の第表に含めるが、これに限
定されない。 第表 好適な遷移元素触媒 TiO2 SrTiO3 BaTiO3 NiTiO3 CoTiO3 RuO2／TiO2 Pt／TiO2 Pt／SrTiO3 Pt／BaTiO3 ZnO α−Fe2O3 γ−Fe2O3 Pt／Fe2O3 Fe2O3／Fe3O4 Sb2O5 MoO3 WO3 Sn−Sb−酸化物 La2O3 Nd2O5 Pr6O11 Co2+−ゼオライトＹ Fe3+−ゼオライトＹ Ti4+−ゼオライトＹ モンモリロナイト粘土 モナザイト砂 これらの中で、二酸化チタン及び、殊に
Degussa P25級TiO2が最も好ましい。Degussa
で調製された二酸化チタンは、主にアナターゼ形
であり（ルチル形でなく）、そしてアルカン、ア
レーン、ハロアルカン、ハロアルキル、ハロ芳香
族フエノール、ハロフエノール及び他の有機化合
物の群を二酸化炭素及び他の生成物に完全に分解
する際に高度に活性であることが示された。本発
明に用いる触媒を選び、そして個々に用いるか、
または２種又はそれ以上の触媒の混合物としての
組合せで使用し得る。本発明の触媒方法に使用す
るに適する固体触媒の製造は、本分野で通常公知
であり、そしてその刊行された製造方法により製
造し得るか、または種々の異なつた供給元から商
業的に購入し得る。 過酸化物 本発明の接触分解方法に必要な反応体は、反応
混合物中での過酸化の使用である。一般に化学薬
品群としての過酸化物は、本発明において有用に
使用し得る。過酸化物は式ROOR′を有する合成
物として化学的に定義され、ここでＲ及びR′は
水素及びアルキル、アリール並びに有機または無
機アシル基よりなる基から選ばれる。本発明に使
用される際に最も好ましいのは、過酸化水素、
HOOHで0.1〜10.0％の範囲の濃度である。有機
物質として反応して環境適合性生成物を生成させ
る際に酸素原子及び水素原子のみを与えるので、
過酸化水素が最も好ましい。Ｒ及びR′が水素で
はない場合、本発明の反応生成物は、環境適合性
のままであるが、二酸化炭素に加えて他の組成物
を含有し得る。好適な過酸化物反応体である過酸
化水素は、多くの異なつた出所からの量及び濃度
状態で得ることができる。 光エネルギー 本発明は、有機物質を制御された仕方で光エネ
ルギーの存在下に少なくとも二酸化炭素からなる
環境適合反応生成物に接触分解するその能力に独
特のものがある。以後に実験的に示すように、有
機物質はこれらのものを適当な固体触媒及び過酸
化物と一緒にすることにより迅速に、そして長時
間分解する。本明細書に使用されるように、光エ
ネルギーはいずれかの波長の電磁放射として定義
される。また触媒反応の全体を予じめ定めた時
間、使用者により望まれるか、または必要に従つ
て、連続的にか、または周期的に行い得ることが
理解されよう。 光エネルギーを反応混合物に加える場合、この
ものは触媒の活性を高める際にも有効である遷移
元素触媒により吸収し得る可視及び近紫外光波長
である。本明細書に従う例において、光エネルギ
ーを反応混合物に加える場合、かかる光エネルギ
ーは、限定されそして固体可能な範囲の光波長を
有する実験室規模のランプ及び照明装置を用いて
得られた。大規模な工業または商業的利用の場合
には、日光または種々の異なつた光源からの人工
光を使用し得ることが予期される。かかる入射光
エネルギーを加える場合、反応体として組合せて
遷移元素触媒及び過酸化物を用いない現在公知の
方法により得られるものは以上の入射エネルギー
１アインシユタイン（Einstein）当りの有機物分
解の実質的増加が存在する。加えて、光エネルギ
ーの使用は、通常の公知の方法により得られるも
のの収率として比較して実質的に増大された有機
物質分解の収率を与える。 好適反応条件 本発明の接触方法は、32〜100〓間であると一
般に予想される周囲環境の温度範囲内である周囲
環境温度で行うことが一般に好ましい。しかしな
がら必要に応じて一般的な反応生成物に実質的な
変化を与えずに熱を加えるか、または除去するこ
とができる。 環境適合性反応生成物 本発明の接触方法は、各々の場合において有利
物質の少なくとも二酸化炭素を含む環境適合性反
応生成物への完全分解を与える。反応生成物は、
部分的にガス状態で発生し、そして部分的に反応
媒質の液体中に溶解するようになる。明らかに、
反応生成物の正確な同定は分解される有機物質の
特定の化学的組成で変わり、そしてこれに依存す
る。しかしながら、全体として本発明を示す種々
の代表的な反応及び反応生成物は、下の第表の
反応Ａ〜Ｆにより与えられる。 【表】 説明のみのために、好適な触媒、Degussa P25
二酸化チタン、及び好適な過酸化物、過酸化水素
を各々の場合に用いる。 第表により説明的に表わされる種々の有機物
質のために、各々の反応を個々に簡単に要約する
ことが有用である。反応Ａは、本接触方法による
分解に耐性でない有機溶媒の完全分解を表わす。
四塩化炭素は、直接的な例として用いたが、他の
炭素のクロロ誘導体（例えばクロロホルム）及び
他の炭素のハロゲン誘導体も同様に反応して二酸
化炭素及びHClを生成させることは明らかにであ
る。反応Ｂは、一般に飽和炭化水素及び飽和アル
キルの誘導体の代表である。また直鎖状、分枝鎖
状及び環式のアルカン及びアルキル誘導体も完全
に分解される。反応Ｃは、置換または未置換の両
方の状態の直鎖状及び分枝鎖状オレフインを表わ
す。反応Ｄ、ハロゲン置換された芳香族化合物の
完全分解を示し、そして一般にすべてのアリール
アルカン及びアリールハロゲン化物誘導体を表わ
す。反応Ｅは、現在安全な分解及び除去方法がな
い工業廃棄物の副生物として生じる化合物の群の
例であり；また反応生成物を含む窒素は特記した
ものに加えて他の酸化窒素組成物も含有し得る。
反応Ｆは、安全及び便利な状態での有機カルボン
酸の完全分解を示す。 第表は、本発明により与えられる種々の接触
反応の単なる代表例である。各々のすべての場合
において反応生成物は、少なくとも二酸化炭素か
らなり；そして無毒または毒害のいずれかである
か、あるいは中和されるか、また迅速に、且つ容
易に環境適合性生成物に転化し得る他の環境適合
性生成物を含む。 更に全体として本発明の接触方法の主題を全体
として更に記述するために、種々の異なつた実験
室で行つた実験を記載する。これらの実験室規模
の実験は、本方法により接触分解され得る液体及
び有機物質の種々の応用を単に説明するためのも
のである。装置及び実験計画は、全く実験室規模
であるが、これらのパラメータは工業的及び商業
的規模の操作に合わせるように拡張することがで
きる。加えて、限定された数の異なつた有機物質
を好適な遷移元素触媒、過酸化水素及び光エネル
ギーのみを用いて分解するが、これらの実験的詳
細は、本発明を何ら限定も制限もしないことが理
解されよう。逆に、これらの実験例は、本触媒方
法の実施において有利に使用し得る有機物質及び
反応条件の数、種類及び変異の単なる代表であ
る。 実験計画及び一般的実験記録 以後に記載する実験は、固体担体物質（例えば
反応セル壁の内部表面）上に十分に被覆された水
性スラリーとしてか；部分的に固体担体上に被覆
され、そして部分的に液体反応媒質中に分散され
た水性スラリーとしてか；または液体反応媒質中
に単独で完全に分散された懸濁液としてかのいず
れかの状態の好適な固体触媒、Degussa
P25TiO2を用いる。固体触媒の設定位置により得
られる反応生成物の品質または量に有意差はな
い。 液体反応媒質は単一の分解される有機汚染物ま
たは選ばれた有機汚染物の混合物のいずれかを含
んでいた。反応媒質の液体は、有機溶媒もしくは
水；または市販の「Tide」の如き洗剤の水性分
散体のいずれかであつた。反応体の過酸化物は、
30％の水性H2Oであり、このものを有機汚染物
（複数）を含む液体媒質に加えた。固体触媒を液
体媒質、有機汚染物（複数）及びH2Oを機械的
方法で十分に混合した。 照射が蛍光室内灯による場合以外は、反応セル
を外部表面を注意して覆うことにより過剰光から
保護した。光エネルギーを次のランプの１つを用
いて反応セル壁を通して内部的にか、または外部
的のいずれかで液体反応媒質に供給した：Hg−
Arまたは蛍光室内灯。代表的な固体触媒の担持
量は、液体反応混合物100ml当り0.1〜1.0ｇで変
えた。 反応の進行は、反応セル中に残る有機汚染物の
量を常法により測定することにより実験的に監視
した。有機汚染物は、ガスクロマトグラフイーに
より検出し、同定し、そして定量した。ガスクロ
マトグラフイー装置は、水素炎イオン化検出器を
用いるPerkin−Elmer Sigma300ガスクロマトグ
ラフ中に設定されたケイソウ土上に担持された20
％Carbowax20Mを充填した６フイート×1/8イ
ンチステンレス・スチールカラムを含んでいた。
有機汚染物の分解により反応セルから発生する二
酸化炭素は、Porapak−Ｎ物質を充填した同じカ
ラム及び熱伝導度検出器を用いたこのガスクロマ
トグラフ装置で同定し、そして定量した。反応セ
ル内でのハロゲン有機汚染物のミネラル化から生
じる塩素イオンは、Orion塩化イオン選択性電極
をRadiometer PHM−85メーターと結合して用
いて検出した。過酸化物の存在は、酸性にした
KMnO4の脱色により検出した。これらの分析方
法及び装置の各々に対する測定の個々の操作及び
条件は、本分野で公知且つ通常であり；従つてそ
の分析に関する詳細は、本明細書に記載する必要
はないと考えられる。 実施例 １ Degussa P25TiO2粉末触媒約1.0ｇを水約20.0
mlでスラリーにし、そしてこの調製されたスラリ
ーを反応セルとして作用させるガラスシリンダー
の内部表面上に被覆した。内部表面をむらなく被
覆するためにガラスシリンダーを手で回転し、続
いてスラリー水を空気で蒸発させた。被覆した触
媒が完全に乾燥した後、トリクロルエチレン（以
後「TCE」）1.0ml、アセトン90ml及び30％水性
H2O10mlを含む液体混合物の被覆されたシリン
ダー中に導入した。次に25ワツトの石英製の低圧
水銀−アルゴンランプを反応体の液体混合物中に
浸漬し、そして反応セルをアルミニウム箔で覆つ
た。次に液体反応混合物を室温（20℃）で1.0時
間照射した。照射１時間後の液体反応混合物の分
析により、TCEは完全に消失していることが分
つた。唯二つの反応生成物としての二酸化炭素及
び塩素イオンの生成は、それぞれガスクロマトグ
ラフイー及びイオン選択性電位差法により確認し
た。 実施例 ２ 意図的に汚染された粒状活性炭（以後
「GAC」）を次のように調製した：TCE39mg／
を含む水溶液58mlをGACカラム内でのTCE溶液
の滞留時間が約15分間になるように約３〜７滴／
分の速度でGAC5.0ｇのカラムに通した。GACカ
ラムから得られた溶出液は、TCE1.7mg／を含
むことが実験的に見い出された。 次にTCEを吸着したGACカラムを溶出液がカ
ラムの長さ方向に通るようにアセトン45mlで洗浄
した。アセトン溶出液を捕集し、次にGACカラ
ムを水のみで溶水させてアセトンを含まなくなる
まで洗浄した。２回洗浄されたカラムは、前に導
入したTCE担持体を完全に含まないことが見い
出され；カラムに吸着された殆んどすべてのもと
のTCEはアセトン溶出液中に存在することが実
験的に確認された。 ガラスシリンダー反応セルの内部表面を実施例
１に記載した法でDegussa P25TiO2触媒で被覆
した。この触媒被覆された反応セル中に溶解され
たTCEを含むアセトン溶出液の全部及び反応混
合物としての10％H2O10mlを導入した。次に実
施例１の水銀−アルゴンランプをガラスシリンダ
ー中に挿入し；反応セルをアルミニウム箔で覆
い；そして反応混合物を機械的に攪拌し、そして
室温（20℃）で１時間照射した。続いての分析に
よりTCEの完全な消失及び塩素イオンの生成が
示された。 実施例 ３ 実施例２より再生したGACのカラムをTCE71
mg／を含む第二の調製された水溶液を吸着する
ために用いた。TCE71mg／の溶液20mlを再生
されたGACカラム内でのTCEの滞留時間が約15
分間になるように約３〜７滴／分の速度で再生さ
れたGAC5.0ｇのカラムに通した。再生された
GACカラムから得られた溶出液は、TCE10mg／
を含むことが実験的に見い出された。従つて再
生されたGACカラムは新たな、前もつて使用さ
れていないGACの元の吸着活性を殆んどすべて
保持していることが示された。 実施例 ４ 新たなGACをTCEで意図的に汚染し、次にア
セトンで洗浄する代りに実施例２に記載する通り
にアセトニトリルで洗浄した。アセトニトリル溶
出液を捕集し、次にGACカラムを水で洗浄して
すべての微量のアセトニトリルを除去した。カラ
ムに吸着された殆んどすべての元のTCEはアセ
トニトリル溶出液中にあることが実験的に確認さ
れた。 ガラスシリンダー反応セルの内部表面を実施例
１に記載の通りにDegussa P25TiO2触媒で被覆
した。この触媒被覆された反応セル中に溶解され
たTCEを含むすべてのアセトニトリル溶出液及
び反応混合物を形成する30％H2O210mlを導入し
た。次に実施例１の水銀−アルゴンランプをガラ
スシリンダー中に挿入し；反応セルをアルミニウ
ム箔で覆い；反応混合物を機械的に攪拌し、そし
て室温で１時間照射した。続いての分析により
TCEの完全分解が分つた。加えて、反応セル中
に導入されたアセトニトリル溶出液の全量が完全
に回収された。 実施例 ５ 新たなGACをTCEで意図的に汚染し、次にア
セトンで洗浄する代りに実施例２に記載の通りに
メタノールで洗浄した。メタノール溶出液を捕集
し、次にGACカラムを水で洗浄してすべての微
量のメタノールを除去した。カラムに吸着された
殆んどすべての元のTCEはメタノール溶出液中
にあることが実験的に確認された。 ガラスシリンダー反応セルの内部表面を実施例
１に記載の通りにDegussa P25TiO2触媒で被覆
した。この触媒被覆された反応セル中に溶解され
たTCEを含むすべてのメタノール溶出液及び反
応混合物を形成する30％H2O210mlを導入した。
次に実施例１の水銀−アルゴンランプをガラスシ
リンダー中に挿入し；反応セルをアルミニウム箔
で覆い；反応混合物を機械的に攪拌し、そして室
温で１時間照射した。続いての分析によりTCE
の完全分解が分つた。 実施例 ６ Degussa P25TiO2粉末触媒約0.1ｇをアセトニ
トリル5.0ml中でスラリーにし、そしてガラスシ
リンダの内部表面上に付着させた。この触媒被覆
されたシリンダー中に次のものを導入した：各
1.0mlのイソオクタン、ベンゼン、１，２−ジク
ロロエタン（以後「DCE」）及びクロロベンゼン
を含む４種の汚染物の液体混合物；30％水性
H2O210ml；並びに反応混合物100mlを調製する十
分な容量のアセトニトリル。25ワツトの石英製
Hg−Ar低圧ランプを反応混合物中に挿入し；反
応セルをアルミニウム箔で覆い；反応混合物を機
械的に攪拌し、そして６時間照射した。反応混合
物を監視し、そして有機物質含有量に対して２及
び６時間の照射時間で分析的に評価した。有機物
質の分析結果を下の第表に要約する。 【表】 実施例 ７ Degussa P25TiO2粉末触媒約0.5ｇをアセトニ
トリル5.0ml中でスラリーにし、そしてガラスシ
リンダの内部表面上に付着させた。この触媒被覆
されたシリンダー中に次のものを導入した：各
1.0mlのイソオクタン、ベンゼン、１，２−ジク
ロロエタン（以後「DCE」）及びクロロベンゼン
を含む４種の汚染物の液体混合物；並びに反応混
合物100mlを調製する十分な容量のアセトニトリ
ル。実施例６の反応混合物に比較して、反応体と
してH2O2の使用を意図的に省略した。周囲空気
により与えられる分子状酸素のみが存在した。25
ワツトの石英製Hg−Ar低圧ランプを反応混合物
中に挿入し；反応セルをアルミニウム箔で覆い；
反応混合物を機械的に攪拌し、そして６時間照射
した。反応混合物を監視し、そして有機物質含有
量に対して２及び６時間の照射時間で分析的に評
価した。有機物質の分析結果を下の第表に要約
する。 【表】 各々の場合に反応混合物にH2O2を存在させな
い場合には、有機物質汚染物の分解は全く認めら
れなつた。従つて第及び表の実験データの比
較により、固体遷移元素触媒及び触媒により吸収
可能な波長での光エネルギーの存在にもかかわら
ず、本方法による有機物質汚染物のミネラル化は
反応体としての過酸化物の存在なしでは進行しな
いことが明白に示された。 実施例 ８ Degussa P25TiO2粉末触媒約0.1ｇを30％
H2O210ml並びに0.0016％（ｖ／ｖ）イソオクタ
ン、0.034％（ｖ／ｖ）ベンゼン、0.021％（ｖ／
ｖ）トリクロロエチレン（以後「TCE」）、0.32％
（ｖ／ｖ）１，２−ジクロロエタン及び0.042％ク
ロロベンゼンを含む水中の５種の汚染物の飽和溶
液90mlと一緒にした。次にこの反応混合物をガラ
スシリンダー反応セル中に導入し、そして機械的
に攪拌した。次に25ワツトの石英製Hg−Ar低圧
ランプを反応混合物中に浸漬し；反応セルをアル
ミニウム箔で覆い；反応混合物を機械的に攪拌
し、そして2.5時間照射した。混合物の反応体を
2.5時間後に分析的に同定し、そして評価した。
その結果を下の第表に要約する。 【表】 実施例 ９ 実施例８に記載の反応混合物を再び調製した。
Degussa P25TiO2粉末触媒約0.1ｇを30％H2O210
ml並びに0.0016％（ｖ／ｖ）イソオクタン、
0.021％（ｖ／ｖ）トリクロロエタン、0.034％
（ｖ／ｖ）ベンゼン、0.032％（ｖ／ｖ）１，２−
ジクロロエタン及び0.042％（ｖ／ｖ）クロロベ
ンゼンを含む５種の汚染物の飽和溶液90mlと一緒
にした。次にこの反応混合物をガラスシリンダー
反応セル中に導入し、そして機械的に攪拌した。
しかしながらこの場合、照射は通常の蛍光室内灯
のみにより反応セルを通して20.0時間行つた。反
応混合物を20時間の蛍光照射時間後に有機物質含
有量に対して分析的に同定し、そして評価した。
その結果を下の第表に要約する。 【表】 実施例 10 Degussa P25TiO2粉末触媒約0.1ｇを30％
H2O210ml並びに液体「Tide」（市販）1.0ml、
0.29％（ｖ／ｖ）イソオクタン、0.23％（ｖ／
ｖ）ベンゼン、0.033％（ｖ／ｖ）トリクロロエ
タン、0.032％（ｖ／ｖ）１，２−ジクロロエタ
ン及び1.10％（ｖ／ｖ）クロロベンゼンを含む水
中の５種の汚染物の洗剤乳化され、そして分散さ
れた飽和溶液90mlと一緒にいた。実施例８及び９
で使用されたこれらの５種の有機汚染物の最初の
濃度に比較して、この反応混合物中の最初の汚染
物濃度はDCEに対する極めて類似した値からイ
ソオクタンに対する約180倍の濃度値までの範囲
であつた。次にこの高度に濃縮され、洗浄分散さ
れた反応混合物をガラスシリンダー反応セル中に
導入し；アルミ箔で覆い；そして機械的に攪拌し
た。再び実施例８に記載の通りに、照射は反応セ
ル中に浸漬された25ワツトの石英製Hg−Ar低圧
水銀灯によつた。しかしながらこの場合、照射は
4.5時間であつた。それぞれ照射2.5及び4.5時間後
に濃縮され、洗剤分散された反応混合物の含有物
を分析的に同定し、そして評価した。その結果を
下の第表に要約する。 【表】 実施例 11 この実験はいずれの種類の固体触媒も反応混合
物中か、または反応工程中のいずれでも使用しな
い以外は前記の実施例10と同様であつた。その代
り、調製された反応混合物は30％H2O210ml並び
に液体「Tide」（市販）1.0ml、0.29％（ｖ／ｖ）
イソオクタン、0.23％（ｖ／ｖ）ベンゼン、
0.033％（ｖ／ｖ）トリクロロエチレン、0.025％
（ｖ／ｖ）１，２−ジクロロエタン及び1.10％
（ｖ／ｖ）クロロベンゼンを含む水中の５種の汚
染物の洗剤乳化され、そして分解された飽和溶液
90mlの組合せのみを含んでいた。実施例10の通り
に、実施例８及び９のこれらの５種の有機汚染物
の初期濃度に比較して、この反応混合物中の初期
汚染物濃度はDCEに対する極めて類似した値か
らイソオクタンに対する役180倍の濃度値までの
範囲であつた。次いでいずれの繊維元素触媒も含
まぬ高度に濃縮され、洗剤分散された反応混合物
をアルミニウム箔で覆われ、そして機械的に攪拌
されたガラスシリンダー反応セル中に導入した。
再び実施例10に記載の通り、照射を反応セル中に
浸漬された25ワツトの石英製Hg−Ar低圧ランプ
により4.5時間行つた。固体触媒を含まぬ濃縮さ
れ、洗剤分散された反応今後物の含有物をそれぞ
れ2.5及び4.5時間御に分析的に同定し、そして評
価した。その結果を下の第表に要約する。 【表】 各々の場合に、５種の汚染物の洗剤分散された
反応混合物中の固体遷移元素触媒を含まぬH2O2
のみの存在は4.5時間の反応時間にわたる各々の
汚染有機物質の効果的な分解に失敗した。第及
び表により表わされる実験データの比較は
Degussa P25TiO2の如き固体の、遷移元素触媒
の必要性及び利点を明らかに示す。 また実施例10及び11は、各々洗剤を存在させず
に水のみ中へのその溶解により得られる濃度の10
乃至10000倍間の汚染有機物質の濃度を含有する
洗剤乳化された分散剤を用いて行つたことを強調
することは重要と考えられる。更に、実験的に得
られたデータの比較により、TiO2の存在下で汚
染物分解反応が、存在しない反応より実質的に速
く；そしてTiO2の存在下で行つた洗剤乳化され
た反応中で2.5乃至4.5時間の間に汚染物の追加の
分解が起こらなかつたことが示される。また、
TiO2が存在する場合にこれらの洗剤分散された
反応混合物において、有機汚染物の分解は4.5時
間の試験期間の全体を通して起こつた。 実施例 12 粉末状Degussa P25TiO20.5ｇ、30％H2O210ml
並びにイソオクタン、ベンゼン及びクロロベンゼ
ン各0.5mlを含む水中の３種の汚染物の洗剤を含
まぬ飽和溶液90mlの配合物である反応混合物を調
製した。調製された反応混合物中のこれらの３種
の有機汚染物の量は水中でのその個々の溶解度の
過剰からは離れており；各々の汚染物は主に機械
的攪拌により懸濁状態に保持された液滴として存
在した。これらのものが洗剤分散された実施例10
及び11において存在する量に比較して最初に存在
する各々の汚染物の量はイソオクタンに対して
170；ベンゼンに対して220％；そしてクロロベン
ゼンに対して45％であつた。この混合物をアルミ
ニウム箔で覆われ、そして分解工程を通して機械
的に攪拌されたガラスシリンダー反応セル中に導
入した。照射は反応セル中に浸漬した25ワツトの
石英製Hg−Ar低圧ランプにより4.5時間行つた。
液滴を含む、水性反応混合物の含有物を4.5時間
の照射後に同定し、そして評価した。その結果を
下の第XI表に要約する。 第XI表 時間 残留有機物質の％ (時間) イソオクタン ベンゼン クロロベンゼン 4.5 35％ 65％ 46％ 各々の場合に、実験データは、明らかに機械的
攪拌により懸濁液中に液滴として保持される有機
汚染物の高濃度でさえも過酸化水素及び固体遷移
元素触媒の併用により4.5時間以内に有意な量で
分解されることを示す。 応用 以下は、上記の技術の応用及びこれらの応用の
経済的意義の非網羅的な目録である。 今日、有害廃棄物の処理の主な方法は、埋立及
び焼却によるものであり、圧倒的に埋立てによつ
ている。飲料水及び排水の浄化に広く使用される
中間処理工程は、空気ストリツピング及び炭素吸
着による処理である。空気ストリツピング及び炭
素吸着の主な弱点は、これらが非破壊的技術であ
ることにある。かくて、空気ストリツピングは液
体汚染問題を大気汚染問題に変え、そして炭素吸
着は1988年以後米国で直接埋立てできない有害な
固体を生じさせる。従つて、環境汚染防止への圧
力は、非破壊的方法から理想的には全体に有害な
流出物を生じさせるべき破壊的方法に継続的に移
つている。しかしながらまた、有害物質を破壊す
る技術は、経済的に競争できる経費でこの任務を
達成しなければならない。本発明は、次の例にも
示すように、従来の技術よりかなり低い経費で有
害有機物を破壊する方法を与えることによりこの
任務を達成する。 (1) 飲料水及び排水の処理に最も広く用いられる
技術の１つに粒状活性炭（GAC）がある。水
中に多く見られるようになつた有機汚染物の数
種の例には、広範囲の分子量の炭化水素、殺虫
剤、ジ−及びトリハロメタン、PCB、塩素化
されたダイオキシン及び種々の溶媒が含まれ
る。GACは、液体及びガス流から有害有機物
を除去するために極めて有効であるが、GAC
は、実際は有害物質で飽和されるようになり、
そしてそれ自体処理されなければならない。今
日、汚染されたGACは、埋立てるか、または
熱工程を介して再生するかのいずれかである。
この再生または埋立は、GACの使用において
最も経費のかかる工程の１つである。有害物質
を埋立てることは、米国の法律により近い将来
終了する。埋立できる場所の減少のために、埋
立ての経費は劇的に増加する。また汚染された
GACを輸送する輸送経費はかなり上昇し、そ
して多くの行政単位は、その町、市、及び州を
通つて有害廃棄物の輸送を禁止する法律を通し
ている。GACの熱再生は、埋立の代替である
が、極めて高価であり得る。第一に、GACを
その塔容器から物理的に取出し、そして再生施
設に輸送しなければならない。殆んどの場合、
極めて大きい市の施設以外は、再生炉は輸送及
び付随する経費を必要とする離れた場所にあ
る。熱再生は、極めて資本集中的であり、そし
て主要な装置並びに操作及び意地にかなりの投
資を必要とする。また熱再生装置の位置は、地
域社会に対して極めて微妙な問題である。熱分
解再生工程中に10％までのGACが破壊される。
最後に、GACを処理位置に戻し、そして塔容
器中に再挿入する際に追加の経費がかかる。 本発明は、GACをその場で再生し、そして
熱再生の必要性を取り除くことを可能にする。
本明細書に記載される技術を用い、GACを適
当な溶媒を用いてGACから汚染物を最初に抽
出することにより再生する。このことは、その
容器からGACを取出さずに達成できた。次に
汚染された溶媒をGAC容器から取出し、そし
て本発明の方法により処理する。 かくて汚染物をその場で分解され、これは、
有害物質の輸送に伴う経費及び問題を取除く。
また、GACは、その容器から取り出されず、
この大きな経費要素が除かれる。炉並びにそれ
に関連する操作及び維持経費に対する資本経費
が除かれる。この非熱的再生は埋立または熱再
生のいずれかに現在かかつている経費の一部を
要するのみである。 (2) 今日の大きな有害廃棄物問題の１つは、毎年
生成される数百万トンの固体有害廃棄物を如何
にするかにある。汚染となるこれらの固体は、
衣類及び材料を含むスラツジ、土壌及び他の捕
集された廃棄物を含む。この問題の例として、
EPAは、米国には１〜1.5百万の大容量の自動
車燃料及び化学薬品の地下貯蔵タンクが存在す
ると推定している。そのタンクの15〜20％が漏
れていると言われている。これらの数は国をわ
たつて存在する数百万の中から小型の地下貯蔵
タンクは含んでいないことに注目すべきであ
る。第一に、漏れた汚染物が地下水に達する場
合、GACに通常強く依存する地下水の浄化事
業を開始しなければならない（上の例１参照）。
第二に、汚染された土壌自体は処理するか、ま
たは除去するかしなければならない。今日、ガ
ソリンスタンドから除去された汚染された土壌
の大部分は、埋立に輸送されるが、埋立容量は
急速に減少し、そして1988年以後は、有害廃棄
物の直接埋立は閉鎖される。有機汚染物を除去
するための焼却は、代替策であるが、土壌を焼
却施設に運搬するためにかなりの経費がかか
り、そして現在は焼却能力がかなり欠けてい
る。焼却施設の建設に対する強い公共的な抵抗
のために、この容量の欠陥は問題となり続ける
であろう。 本明細書に記載される技術は、汚染された土
壌、スラツジ及び他の捕集された廃棄物をその
場で処理し、そして焼却の必要性を除くことを
可能にする。特殊な材料をスラツジの場合のよ
うに埋立てる必要がある場合には、有害有機物
は投棄する前にスラツジから除去する。地下の
ガソリンタンクの漏れの例においては、汚染さ
れた土壌をその場で処理する。汚染物は、汚染
物が液状で得られる多数の標準的手段の１つを
用いて土壌から抽出される。次にこの汚染され
た液体は、上記の技術により処理され、そして
有害有機物の完全分解を生じさせる。この分解
工程によつて、土壌は汚染物から洗浄され、そ
してその場に残し得る。有害物質の輸送する経
費及びその埋立は除かれた。この方法、土壌の
輸送及び投棄に必要とされる額の一部の経費を
要する。 (3) 多数の工業は、その製造工程の副生成物とし
て有害は有機物を生じるか、または現在は処理
しなければならないPCBの如き有害物質を用
いてきた。今日、これらの有機物質は、埋立て
るか、または焼却するかのいずれかである。上
記のように、埋立てる能力は近い将来閉鎖され
る。焼却は、経費がかかり、そして代替策とし
ての埋立の除去による需要を満たす能力が欠け
ている。また、埋立及び焼却は共にかなりの輸
送経費を必要とする。 本明細書に記載される技術は、有害有機物質
を直接処理する能力を与え、そして埋立または
焼却の必要性を除去する。更に、本技術は、自
動車施設に容易に採用され、このことは有害物
質をその源で処理する能力をかなり与え、かく
て経費的、そして潜在的にも問題のある有害物
質の輸送の必要性を除去する。本発明の独特の
方法は、有害物質の埋立または焼却に現在払わ
れている経費の一部でこの任務を達成する。 (4) 工場排水の処理に広く用いられる方法の１つ
は、炭化水素、油及び溶媒の如き有害有機物の
液滴の排水流を清澄にするために設計された分
離技術である。これらの分離器は、長年有効に
用いられてきたが、その有効性は連邦及び州規
則が工業源から来る溶出液中の汚染物の許容量
に関して徐々により厳しくなるために急速に減
少する。分離技術に関する問題は、水流中に溶
解され、そして分散された有機物を除去し得な
いことにある。GACは、溶出液の精製に有効
は精製工程であるが、多くの場合に特に比較的
少量の溶出液を生成させる工業源の場合に経済
的に成り立たない。 本明細書に記載の技術は、GACを用いるよ
り更に経費的に有利な方法で水流を精製する能
力を与える。この系において、本方法は、予備
処理された汚染水を、光及び適当な分散剤の存
在下で触媒上を通すチヤンバー中で利用され
る。この方法において、有機汚染物は分離され
る。 GACの必要性並びにその再生及び／または処
理を回避することにより、上記の技術はより経済
的に有害有機汚染物の溶出流を清澄化する能力を
与える。汚染源で有機汚染物を破壊することによ
り、一般の市街システム中に流入する溶出液はよ
り清浄であり、従つて更に下流での続いての清澄
化経費を減少させる。かかる技術を十分に確立さ
れ、そして安価な分離系に容易に改造することに
より、汚染された溶出液の大型及び小型の両方の
工業製造業者は、彼等が放出する溶出液を制御す
る経費的に有利な装置を有することができる。 本発明は、付随する特許請求の範囲による以外
は、その態様は制限されず、その範囲は限定され
ない。 本発明の主なる特徴および態様は以下のとおり
である。 １ 有機物質を環境に適合する生成物に分解する
方法において、含水液状で分解されるべき有機
物質含水液状態で得る工程；該液体有機物質を
反応混合物としての少なくとも１種の遷移元素
からなる固体触媒及び過酸化物と一緒にする工
程；及び該固体触媒により吸収可能な光エネル
ギーを該反応混合物に加えて少なくとも二酸化
炭素からなる環境適合性反応生成物を生成させ
る工程からなる接触分解方法。 ２ 該液体有機混合物を、分解されるべき有機物
質を液体担体と混合して液体混合物を生成さ
せ；そして水を該液体混合物に加えることによ
り得る、第１項記載の接触方法。 ３ 該液体有機物質を、含水有機物質を液体担体
と混合することにより得る、第１項記載の接触
方法。 ４ 該液体有機物質を、水及び分解されるべき有
機物質の液体混合物として得る、第１項記載の
接触方法。 ５ 該液体有機物質が有機液体からなる、第１項
記載の接触方法。 ６ 分解される有機物質が異なつた組成の混合物
からなる、第１項記載の接触方法。 ７ 該混合物が固体粒状物を含む、第６項記載の
接触方法。 ８ 該固体粒状物が粒状の活性炭からなる、第７
項記載の接触方法。 ９ 該有機物質が合成物質からなる、第１項記載
の接触方法。 10 該合成物質をナイロン；ポリ塩化ビニル、ポ
リエチレン、ポリピレン及びポリスチレンより
なる群から選ぶ、第９項記載の接触方法。 11 該液体有機物質が洗剤乳化された分散体から
なる、第１項記載の接触方法。 12 分解されるべき有機物質が少なくとも１つの
毒性物質からなる、第１項記載の接触方法。 13 分解されるべき有機物質が少なくとも１つの
無毒性物質からなる、第１項記載の接触方法。 14 分解されるべき有機物質が水の汚染物質から
なる、第１項記載の接触方法。 15 該光エネルギーを可視光波長及び紫外光波長
から選ぶ、第１項記載の接触方法。 16 該反応生成物の少なくとも１つがガス状であ
る、第１項記載の接触方法。 17 該固体接触が遷移元素の酸化物からなる、第
１項記載の接触方法。 18 該固体触媒が二酸化チタンである、第１項記
載の接触方法。 19 該過酸化物が過酸化水素である、第１項記載
の接触方法。 20 溶解された有機物質を含む有機溶媒を浄化す
る接触的方法において、溶解され有機物質を含
む有機溶媒を含水液体として得る工程；該含水
液体を反応混合物としての少なくとも１種の遷
移元素からなる固体触媒及び過酸化物と一緒に
する工程；及び該固体触媒により吸収可能な光
エネルギーを該反応混合物に加えて、実質的に
精製された有機溶媒及び少なくとも二酸化炭素
からなる環境適合性反応生成物を生成させる工
程からなる、方法。 21 有機物質を含む排出された粒状活性炭から粒
状活性炭を再生させる方法において、排出され
た粒状活性炭を有機溶媒と、有機物質が該有機
溶媒に溶解し、そして粒状活性炭を実質的に吸
着された有機物質が含まれない状態で再生され
るように混合し；再生された該粒状活性炭を溶
解された有機物質を含む該有機溶媒から分離
し；分離された該有機溶媒を水、反応混合物と
しての少なくとも１種の遷移元素からなる固体
触媒及び過酸化物と一緒にし；そして該固体触
媒により吸収可能な光エネルギーを該反応混合
物に加えて実質的に溶解した有機物質を含まぬ
有機溶媒及び少なくとも二酸化炭素からなる環
境適合性反応生成物を生成させる工程からな
る、粒状活性炭の環境適合性再生方法。 22 該固体触媒が遷移元素の酸化物である、第20
または21項記載の方法。 23 該固体触媒が二酸化チタンである、第20また
は21項記載の方法。 24 該過酸化物が過酸化水素である、第20または
21項記載の方法。 25 該有機溶媒がアセトニトリルである、第20ま
たは21項記載の方法。 26 該有機溶媒をアルキルニトリル、Ｎ，Ｎ−ジ
メチルアクリルアミド及びジアルキルスルホン
よりなる群から選ぶ、第20または２１項記載の
方法。 27 飲料水及び工業排水を精製する方法におい
て、有機物質で汚染された水を得；汚染された
該水を反応混合物としての少なくとも１種の遷
移元素からなる固体触媒及び過酸化物と一緒に
し；そして該固体触媒により吸収可能な光エネ
ルギーを該反応混合物に加えて実質的に精製さ
れた水及び少なくとも二酸化炭素からなる環境
適合性反応生成物を生成させる工程からなる、
飲料水及び工業排水の環境適合性精製方法。 28 飲料水及び工業排水を精製する方法におい
て、有機物質で汚染された水を得；汚染された
該水を粒状活性炭を通して該有機物質が実質的
に該粒状活性炭により吸着され、そして該水が
実質的に精製されるように通し；吸着された有
機物質を含む該粒状活性炭を有機溶媒と、該有
機物質が該有機溶媒に溶解するようにし、そし
て該粒状活性炭素を実質的に吸着された有機物
質を含まない状態で再生するように混合し；再
生された該粒状活性炭を溶解された有機物質を
含む該有機溶媒から分離し；分離した該有機溶
媒を水、反応混合物としての少なくとも１種の
遷移元素からなる固体触媒及び過酸化物と一緒
にし；そして該固体触媒により吸収可能な光エ
ネルギーを該反応混合物に加えて、実質的に溶
解した有機物質を含まぬ有機溶媒及び少なくと
も二酸化炭素からなる環境適合性反応生成物を
生成させる工程からなる、飲料水及び工業排水
の環境適合性の精製方法。 29 該有機溶媒がアセトニトリルである、第２８
項記載の方法。 30 該有機溶媒をアルキルニトリル、Ｎ，Ｎ−ジ
メチルアクリルアミド及びジアルキルスルホン
よりなる群から選ぶ、第28項記載の方法。 31 該反応混合物が洗剤乳化された分散体を含
む、第27又は28項記載の方法。 32 該固体触媒が遷移元素の酸化物である、第27
または28項記載の方法。 33 該固体触媒が二酸化チタンである、第27また
は28項記載の方法。 34 該過酸化物が過酸化水素である、第27または
28項記載の方法。
方法において、含水液状で分解されるべき有機物
質含水液状態で得る工程；該液体有機物質を反応
混合物としての少なくとも１種の遷移元素からな
る固体触媒及び過酸化物と一緒にする工程；及び
該固体触媒により吸収可能な光エネルギーを該反
応混合物に加えて少なくとも二酸化炭素からなる
環境適合性反応生成物を生成させる工程からなる
接触分解方法。 ２ 溶解された有機物質を含む有機溶媒を浄化す
る接触的方法において、溶解された有機物質を含
む有機溶媒を含水液体として得る工程；該含水液
体を反応混合物としての少なくとも１種の遷移元
素からなる固体触媒及び過酸化物と一緒にする工
程；及び該固定触媒により吸収可能な光エネルギ
ーを該反応混合物に加えて、実質的に精製された
有機溶媒及び少なくとも二酸化炭素からなる環境
適合性反応生成物を生成させる工程からなる、方
法。 ３ 有機物質を含む排出された粒状活性炭から粒
状活性炭を再生させる方法において、排出された
粒状活性炭をアルキルニトリル及びジアルキルス
ルホンからなる群より選択される有機溶媒と、有
機物質が該有機溶媒に溶解し、そして粒状活性炭
を実質的に吸着された有機物質が含まれない状態
で再生されるように混合し；再生された該粒状活
性炭を溶解された有機物質を含む該有機溶媒から
分離し；分離された該有機溶媒を水、反応混合物
としての少なくとも１種の遷移元素からなる固体
触媒及び過酸化物と一緒にし；そして該固体触媒
により吸収可能な光エネルギーを該反応混合物に
加えて実質的に溶解した有機物質を含まぬ該有機
溶媒及び少なくとも二酸化炭素からなる環境適合
性反応生成物を生成させる工程からなる、粒状活
性炭の環境適合性再生方法。 ４ 飲料水及び工業排水を精製する方法におい
て、有機物質で汚染された水を得；汚染された該
水を反応混合物としての少なくとも１種の遷移元
素からなる固体触媒及び過酸化物と一緒にし；そ
して該固体触媒により吸収可能な光エネルギーを
該反応混合物に加えて実質的に精製された水及び
少なくとも二酸化炭素からなる環境適合性反応生
成物を生成させる工程からなる、飲料水及び工業
排水の環境適合性精製方法。 ５ 飲料水及び工業排水を精製する方法におい
て、有機物質で汚染された水を得；汚染された該
水を粒状活性炭を通して該有機物質が実質的に該
粒状活性炭により吸着され、そして該水が実質的
に精製されるように通し；吸着された有機物質を
含む該粒状活性炭をアルキルニトリル及びジアル
キルスルホンからなる群より選択される有機溶媒
と、該有機物質が該有機溶媒に溶解するように
し、そして該粒状活性炭素を実質的に吸着された
有機物質を含まない状態で再生するように混合
し、；再生された該粒状活性炭を溶解された有機
物質を含む該有機溶媒から分離し；分離した該有
機溶媒を水、反応混合物としての少なくとも１種
の遷移元素からなる固体触媒及び過酸化物と一緒
にし；そして該固体触媒により吸収可能な光エネ
ルギーを該反応混合物に加えて、実質的に溶解し
た有機物質を含まぬ該有機溶媒及び少なくとも二
酸化炭素からなる環境適合性反応生成物を生成さ
せる工程からなる、飲料水及び工業排水の環境適
合性の精製方法。 発明の分野 本発明は、水性及び有機液中に存在する有機物
質を環境適合性の反応生成物が生じるように制御
された分解をするための接触的方法及び反応方法
に関し；そして殊にこれらの接触的な方法を有機
溶媒、飲料水、工業排水、汚染された土壌または
スラツジからの有害な有機物質の除去、並びに吸
着剤例えば粒状活性炭の化学的再生への応用に関
する。 発明の背景 生活排水及び工業排水管理は、現代生活の最も
厳しく、且つ緊急な問題の１つになつている。こ
の問題の厳しさは、重大であり、そして多くの提
案された解決は公共のための健康及び安全基準並
びに環境保護のための法律及び政策と直接衝突す
る。本質的に、この問題は、次のように要約され
る；いかにして生活及び工業廃棄物、主として天
然及び合成有機物質を、更に空気、水及び土壌を
汚染せずに、；そしてしばしば元の廃棄物自身よ
り公共的に危険である毒性及び／または有害な物
質の生成及び放出により生じる追加の危機及び害
なしに処理または投棄するか。この問題は、廃棄
物中に見い出される有機物質の多様性を認める
と、そして全体の廃棄物問題に関与する有機物質
の源の範囲を認めることにより複雑で、且つ困難
になる。 例えば、人体排泄物及び食料消費は、下水及び
水汚染を生じさせる。工業的製造工程は、製造操
作からの有機溶媒及び有害副生物並びに原料とし
ての他の事業及び工業により用いられる化学組成
物を含む高度に毒性で、しばしば発癌性の有機物
質を生じさせ、その多くは生成分解性でなく、環
境的に安全でもない。 今日最も通常の解決策は、陸上投棄または解放
もしくは閉鎖焼却器中での有機廃棄物質の燃焼の
いずれである。例えば、飲料水及び工業排水の精
製のために濾過材として使用される粒状活性炭
（以後「GAC」）は、GACの表面上に前に吸着し
た有機物質を発揮及び高温での酸化により脱着さ
せる熱的揮発により最も一般的には再生される。
この熱的再生技術は、酸化及び摩耗によりGAC
の損失；及び約800〜850℃の温度にGACを加熱
する際のエネルギー経費により典型的に特徴づけ
られる。熱的揮発技術は、次のことを含む大きな
欠点を有する：しばしば不完全や有機物質の分
解；大量に空気中に放出されない場合における焼
却生成物の廃棄；揮発した場合に従業員及び公共
に対して健康に有害になる部分燃焼の毒性生成物
の放出；及び有機物質の熱分解に寄与する工程に
対する一般的制限。 明らかにこれらの理由により、ガソリンまたは
他の有機物質で汚染された水溶液または懸濁液、
有機溶媒及び土壌中に見られる有機物質の分解や
GACの現場再生などの他の方策が検討された。 有機分解を分解するか、また破壊する現在の方
策（またある研究者により「ミネラル化
（mineralizing）」と称されている）は、主に３つ
に分けられる。最初のものは、応用指向のもので
あり、且つ多くは粒状活性炭である排出されたフ
イルター吸着物質の化学的再生手段の探索であ
る。これらの研究は、GACフイルターにより保
持される有機物質を脱着させるために通常の液体
媒体を用い、そして種々の水性及び有機性の溶媒
の排出されたGACからの置換ベンゼン、フエノ
ール等の有機物質の抽出能力に主に焦点を当てて
いる［ポセイ（Posey）及びキン（Kin）、J.
WPCF59：47〜52（1987）；マーチン（Martin）
及びング（Ng）、Water Res.18：59〜73
（1984）；マーチン及びング、Water Rer.19：
1527〜1535（1985）；クリテンデン）（Crittenden）
J.Jour.AWWA：74〜84（1987）］。この一般的な
方策の唯一の目標は、再生されたGACを与える
ことであることが注目され、且つ認められ；溶媒
が有機物質を脱着させ、そして吸着剤フイルター
物質を再生した後に如何に液体溶媒を処理するか
の問題には興味及び注意を殆んどか、または全く
示されていない。 また第二の一般的な方策は、応用指向であり、
そして主に代表的には50〜500ppmの比較的低濃
度で存在する有害な天然及び／または合成有機化
合物除去のための家庭用水源の処理にある。この
方策の常にある必要性及び特徴は、水中の有害な
有機化合物の分解のための化学的酸化剤と組合わ
せた紫外光開始反応の使用である。化学的酸化剤
としてオゾンガスまたは過酸化水素のいずれかを
用いる。 酸化剤としてオゾンガスを用いる場合、オゾン
は不安定なガスであるため、ガスは用いる場所で
発生させなければならず、；新たに発生したオゾ
ンは、紫外光の存在下で有機化合物と反応して、
しばしば最初に存在した有害な有機化合物の過酸
化物又はヒドロキシ誘導体である広範囲の酸化さ
れた含炭素反応生成物を生成させる。加えて、反
応の速度は、しばしば紫外光の強さに依存する。
この技術を記載する代表的な出版物には次のもの
が含まれる：アイリアム（William）H.グラーゼ
（Glaze）、Environ.Sci.Technol.21：224〜230
（1987）；マステン（Masten）及びブトラー
（Butler）、オゾン・サイエンス・アンド・エンジ
ニアリング（Ozone Science and Engineering）
８：339〜353（1987）；ペイトン（Peyton）及び
グラーゼ、［メカニズム・オブ・フオトリテイツ
ク・オゾネーシヨン（Mechanism of
Photolytic Ozonation）」、フオトケミストリ
ー・オブ・エンバイロンメンタル・アクアテイツ
ク・システムズ（Photochemistry of
Environmental Aquatic Systems）、米国化学
会、1987、76〜88頁。 また、化学的酸化剤として過酸化水素を紫外光
と組合せて用いる場合、種々の低分子量有機化合
物は、比較的低濃度で最初に存在する場合には、
部分的にか、または完全に分解された。化学的に
類似の化合物を分解する能力における大きな相違
が注目されており；そして有害な有機物質の完全
な分解は、簡単な脂肪族化合物との反応において
のみ起こり得る。この技術の代表例は、次の文献
にある：サンドストロム（Sundstrom）ら、ハザ
ーダス・ウエイスト・アンド・ハザーダス・マテ
リアルズ（Hazardous Waste and Hazardous
Materials）３：101〜110（1986）；ビア（Weir）
ら、ハザーダス・ウエイスト・アンド・ハザーダ
ス・マテリアルズ４：165〜176（1987）；コウベツ
ク（Koubek）、E.、Ind.Eng.Chem.Proc.Res.
Dev.14：348（1975）；マライヤンデイ
（Malaiyandi）ら、ウオーター・リサーチ
（Water Research）14：1131（1980）；クラーケ
（Clarke）及びノーレス（Knowles）、エフリユ
ーエント・アンド・ウオーター・トリートメン
ト・ジヤーナル（Effluent and Water
Tretment Journal）22：335（1982）。 第三の一般的は方策は、更により理論的であ
り、且つ研究指向でする。この方策は水性懸濁液
または溶液並びに水及び有機溶媒の液体混合物中
の有機物質の光促進された接触分解に焦点を当て
ている。これらの研究のすべてにおいて、酸化剤
として分子状酸素［O2］を固体触媒、最もしば
しば粉末状の半導体遷移元素酸化物と組合わせて
酸素飽和されるか、または曝気された水の形で用
いる。しばしば「不均一光接触法」と称せられる
この反応工程は、光触媒表面上に吸着された反応
体を転化するために連続的に照射された、光励起
可能な固体触媒を用いる。これらの光触媒は、反
応体を液体中で固体内において固体触媒のバンド
−ギヤツプより高い光子により発生される電子及
び／または正孔と接触させると考えられている半
導体である［テイヒナー（Teichner）及びフオ
ーメンテイ（Formenti）、［不均一光触媒
（Heterogeneous Photocatalysis）」、光電気化
学、光触媒及び光反応器
（Photoelectrochemistry、Photocatalysis、And
Photoreactors）CM.シアベロ（Schiavello）
編］、Ｄ、レイデル（Reidel）出版社、1985、457
〜489頁］。これらの研究は、殊に飲料水供給及び
水環境浄化に関し；そして水性懸濁液または溶液
中の有機塩素化合物の如き有機物質を分解するこ
とを求めている。最近の実験の代表的リストは次
により与えられる：マシユーズ（Mathews）、R.
W.、Wat.Res.20：569〜578（1986）；マシユーズ、
R.W.、J.Catal.97：565（1986）；オカモト
（Okamoto）ら、Bull.Chem.Soc.Jpn.58：2015〜
2022（1985）；プルデン（Pruden）及びオリス
（Ollis）、Environ.Sci.Technol.17：628〜631
（1983）；オリスら、J.Catal.88：89〜96（1984）；
オリス、D.F.、Environ.Sci.Technol.19：480〜
484（1985）；チヤン（Chang）及びサベージ
（Savage）、Environ.Sci.Technol.15：201〜206
（1981）；トクマル（Tokumaru）ら、「有機化合
物の半導体触媒された光反応（Semi−conductor
−Catalysed Photoreactions of Organic
Compounds）」、不均一媒質中の有機光転移
（Organic Phototransformations In
Nonhomogeneous Media）［マリエ・アンネ・
フオツクス（Marye Anne Fox）編］、米国化学
会、ワシントン、D.C.、1985、43〜55頁；ペリゼ
ツテイ（Pelizzetti）ら、La Chimica
El′ Industria67：623〜625（1985）；R.L.ジヨリー
（Jolley）、「ウエースト・マネージメント・トレ
ンズ（Waste Management Trends）：化学及び
毒物学的モニタリングを用いるエンジニアリング
のイターフエース（The Interface of
Engineering With Chemistry And
Toxicological Monitoring）」第193回米国化学
会（National Meeting of the American
Chemical Society）、1987年４月５〜10日。これ
らの出版物は、酸化物として分子状酸素を用いる
水性懸濁液中の異なつた有機物質の光触媒的酸化
の可能性及び制御に関する知識及び理解の状態
が、しばしば衝突し、そして対立することを表わ
し、そして記載している。明らかに、例えば二酸
化チタンの高度に活性及びより活性でない状態間
における金属酸化物の活性に関して明確な問題点
がある。加えて、酸化剤として分子状酸素を用い
る光触媒的酸化が、二酸化炭素及び他の生成物に
完全に転化する、すべてのクラスの有機物質の全
体的な分解を与えるか否かに関する継続的な不一
致がある。二酸化炭素への完全な分解ではなく、
有機物質の部分的な酸化のデータを与える多数の
報告が文献中にある［キリ（Carey）ら、Bull.
Envir.Contam.Toxic.16：697〜704（1976）；オリ
バー（Oliver）ら、Envir.Sci.Technol.13：1705
〜1077（1979）；ハスタート（Hustert）ら、ケモ
スフエア（Chemosphere）12：55〜58（1983）；
オリス（Ollis）ら、J.Catl.88：89（1984）］。また
水中におけるある通常の、有機汚染物が近紫外光
で照射された二酸化チタン触媒の存在下で完全に
ミネラル化されることを示す他の論文もある［バ
ーベニ（Barbeni）ら、Nouv.J.de Chim.3８：
547（1984）；バーベニら、ケモスフエア14：195〜
208（1985）；マシユー、R.W.、J.Catal.97：565
（1986）及びWater Res.20：569〜578（1986）］。
明らかに、この分野における現在の知識及び予期
は流動的であり、且つ種々の反対及び逆の見解を
調和させる必要がある。 これらの技術及び研究の発展が存在するにもか
かわらず、これらの相違した方策及び研究努力を
総合し、そして統合する試みがなく；また唯一の
接触的方法が広範囲の異なつた用途に適するとす
る認識または評価もない。更に、水性懸濁液及び
液体は多くの研究及び研究努力の目的であつた
が、環境適合的方法での溶媒の再生または有機物
質の分解のいずれに関しても、有機溶媒及び液体
中での有機物質の分解に関してはあまり努力はさ
れていなかつた。従つて明らかに、有機及び水性
液体の両方において一般的に信頼できる仕方で完
全に有機物質を分解する接触的方法は、現在公知
で且つ利用できる技術を越える大きな利益及び実
質的な改善として認められ、そして評価されよ
う。 発明の概要 本発明は、有機物質の環境適合生成物への接触
分解方法を与え、この方法は、含水液体状態で分
解される有機物質を得る工程；及び液体有機物質
を少なくとも１種の遷移元素からなる固体触媒及
び該固体触媒により吸収可能な光エネルギーの存
在下で過酸化物と一緒に反応混合物にして、反応
混合物として少なくとも二酸化炭素を含む環境適
合性生成物を生じさせる工程からなる。 この方法は、すべての水性の液体及び懸濁液並
びに少なくとも0.5重量部の水を含む有機溶媒に
適用し得る。本発明は、溶解されるか、または分
散された有害及び／または有毒有機物質を含む有
機溶媒からの有害及び／または有毒溶質の接触的
除去方法；飲料水及び工業排水の環境適合性浄化
方法；並びに土壌、スラツジ及び捕集された廃棄
物からの有害及び／または有毒有機物質の除去に
対する多数の応用及び用途を有する。 好適な具体例の詳細な記述 本発明は、１種またはそれ以上の有機物質の、
少なくとも二酸化炭素を含む環境適合性反応生成
物への制御された接触的分解方法である。その最
も一般的な形態において、本接触的方法は、含水
流動状態で分解される有機物質を得；液体有機物
質を少なくとも１種の遷移元素からなる固体触媒
及び過酸化物と一緒にして反応混合物とし；そし
て光エネルギーを反応混合物に加えて少なくとも
二酸化炭素を含む環境適合性反応生成物を生じさ
せる３つの工程からなる。光エネルギーは、好ま
しくは固体触媒により吸収可能な可視または紫外
光範囲のものである。 その最も一般的な定義における本発明の外見上
の単純さにかかわらず、この独特な接触的方法は
その利用者に多数の大きな利点及び予期せぬ利益
を与える。 (1) 本発明の接触的方法により生成される反応生
成物は、直接周囲環境中に放出されるか、また
は環境的に安全な方法で容易に制御され、そし
て迅速に処理し得る環境適合性反応生成物を与
える。殆んどの場合、反応生成物は、ガス状で
あり、そして二酸化炭素、Ｘがハロゲンである
HX、水及びある種の含窒素化合物例えばアン
モニアまたは種々の窒素酸化物を含む。かかる
環境適合性の、容易に中和されるま、または他
の方法で容易に処理され得る反応生成物は、し
ばしば今日の廃棄物処理において見られる空
気、水及び土壌中への有害、有毒または生成物
的に非分解性の物質の放出の危険を除去する。 (2) 本発明の接触法は、一般に有機物質の完全分
解を与えることができる。本分野で従来公知で
ある方法と異つて、本発明の一般的接触方法
は、芳香族、アルカン、アルケン、アリールア
ルカン、ハロゲン化アリール、ハロゲン化アル
キル、ハロゲン化アルキルアリール及びその誘
導体を少なくとも二酸化炭素からなる環境適合
性反応生成物；並びにしばしば水、ハロゲン化
水素間及び含窒素化合物に完全に分解する。少
なくとも１種の遷移元素を含む固体触媒及び過
酸化物の組合せによる接触的分解に明らかに耐
性である有機溶媒及び液体は、本発明により１
種またはそれ以上の有機物質を浄化し得る。 (3) 本明細書に規定する新規な方法は、液体状態
の大量及び高濃度の有機汚染物をこれらの有機
物質が流動性塊状物質、懸濁液、コロイド状分
散体または真の溶液の状態であるか否かに無関
係に、二酸化炭素及び他の環境適合性生成物に
分解する能力において独特である。分子状酸素
または過酸化水素のいずれかを単独で用いる従
来公知の照射技術とは異なり、本発明はその適
用において極めて希釈された（例えばppbレベ
ル）汚染物の溶液のみに限定されない。この能
力は以後に実験的に示され、そして本分野にお
いて一般的に認識され、且つ長年のニーズを満
足する。 (4) また本発明は、かつて可能ではなかつた濃度
水準の水性液中での有害及び／または有害有機
物質の所望濃度及び分解を可能とする。本発明
により与えられる改善は、洗剤の存在下で水中
での溶解により得られる濃度の10乃至1000倍間
である有害及び／または有毒有機物質の濃度で
有り得る有機汚染物の洗剤乳化された水性分散
体を利用する。この独特な方法を用いる洗剤乳
化された有機物質のかかる高濃度の分解は、高
速で進行し、そして二酸化炭素及び他の環境適
合性反応生成物を大量に生成させる。更に、ミ
ネラル化反応は、通常の公知の方法と比較して
予期せずに長期間続く。これらの可能性の各々
は、以後に実験に基づいて記載する。 (5) 本発明の接触方法は、分解される有機物質が
含水液であることを企図し、そして期待する。
接触機構の進行に必要とされる水は、極少量で
あり、実質的に水0.5容量％からの範囲の量が
この方法の実施に必要とされるすべてである。
従つて、分解される有機物質を含む液体は、99
％より多い有機物質を含むことができ；そして
多くの応用において担体液体として有機溶媒を
99容量％の濃度で用いることが望ましい。ま
た、担体液体は、他の極端な例では、100％ま
での水性の組成であり得る。しかしながら、水
及び１種またはそれ以上の有機溶媒を、本発明
により必要とされる含水液体として有用かまた
は所望の割合及び比の混合物が通常組合されて
いると考えられる。 (6) 本発明の接触方法は、周囲温度で利用され
る。周囲温度は、温度帯域において通常と考え
られる範囲内、即ち実質的に32〜100〓の範囲
で変えられる。しかしながらまた、特殊な条件
及び使用状況下で望まれるか、または必要とさ
れる場合、接触方法は昇温下で用い得る。 (7) 分解される有機物質が何であれ、その化学的
予備処理は必要としない。この予備処理の不必
要な事は、有機物質を最初に沈着させ、そし
て／または吸着させる際に有機物質自身及び他
の物質例えば吸着剤の両方に同等にあてはま
る。本発明を用いるためには、有機物質および
吸着剤物質のいずれも予備処理または化学的分
解を必要としない。 本発明の広く定義された接触方法は、直接にま
たは僅かな改変で多数の用途に有用に使用され
る。例えば、接触方法は溶解された有機物質を含
む有機溶媒の精製に用いることができ、本方法
は、含水液体として可溶化された有機物質を含む
有機溶媒を得る工程；及び含水液体を少なくとも
１種の遷移元素からなる固体触媒過酸化物と固体
触媒により吸収可能な光エネルギーの存在下で一
緒にして反応混合物とし、実質的に精製された有
機溶媒及び少なくとも二酸化炭素からなる環境適
合性反応生成物を生成させる工程からなる。 また、本発明は、有機物質を含む排出された粒
状活性炭からの環境適合性の粒状活性炭の再生方
法を与え、その本法は、排出された粒状活性炭を
有機溶媒と、有機物質が該有機溶媒に溶解し、そ
して粒状活性炭を実質的に吸着された有機物質が
含まれない状態で再生されるように混合し；再生
された該粒状活性炭を溶解された有機物質を含む
該有機溶媒からの分離し；分離された該有機溶媒
を水、少なくとも１種の遷移元素からなる固体触
媒及び反応混合物としての過酸化物と一緒にし；
そして該固体触媒により吸収可能な光エネルギー
を該反応混合物に加えて実質的に溶解した有機物
質を含まぬ有機溶媒及び少なくとも二酸化炭素か
らなる環境適合性反応生成物を生成させる工程か
らなる。 また、本発明は、飲料水及び工業排液を浄化す
る際の環境適合方法としての２つの異なつた仕方
において使用し得る。第一の水精製の浄化方法は
有機物質で汚染された水を得る工程；汚染された
該水を少なくとも１種の遷移元素からなる固体触
媒及び反応混合物としての過酸化物と一緒にする
工程；及び該固体触媒により吸収可能な光エネル
ギーを該反応混合物に加えて実質的に精製された
水及び少なくとも二酸化炭素からなる環境適合性
反応生成物を生成させる工程からなる。また第二
の水精製方法は有機物質で汚染された水を得る工
程；汚染された該水を粒状活性炭を通して該有機
物質が実質的に該粒状活性炭により吸着され、そ
して該水が実質的に精製されるように通し；吸着
された有機物質を含む該粒状活性炭を有機溶媒
と、該有機物質が該有機溶媒に溶解し、そして該
粒状活性炭素を実質的に吸着された有機物質を含
まない状態で再生されるように混合する工程；再
生された該粒状活性炭を溶解された有機物質を含
む該有機溶媒から分離する工程；分離した該有機
溶媒を水、少なくとも１種の遷移元素からなる固
体触媒及び反応混合物として過酸化物と一緒にす
る工程；及び該固体触媒により吸着可能な光エネ
ルギーを該反応混合物に加えて、実質的に溶解し
た有機物質を含まぬ有機溶媒及び少なくとも二酸
化炭素からなる環境適合性反応を生成物を生成さ
せる工程からなる。 最後に、本発明は、スラツジまたは他の固体廃
棄物中に含まれるか、または土壌と混合される
か、またはこのものに吸収される有機物質の環境
適合性除去方法を与える。この方法はスラツジ、
固体廃棄物または土壌を有機溶媒または１種また
はそれ以上の洗剤を含む水で抽出して有害な有機
物質を含む液体を生成させ；該液体を反応混合物
として少なくとも１種の遷移元素を含む固体触媒
及び過酸化物と一緒にし；そして固体触媒により
吸収可能な光エネルギーを反応混合物に加えて少
なくとも二酸化炭素からなる環境適合性反応生成
物を生成させる工程からなる。 本発明の全体としての目的を構成する環境適合
性接触方法をより容易に理解し、そし良く認識す
るために、本発明を有利に使用し得る種々の利点
及び異なつた応用を示す代表的実験例に個々に従
つて反応対及び反応条件の詳細を記述することが
有用である。 完全に分解し得る有機物質 本発明により分解され得る有機物質は、少なく
とも１つの、代表的には混合された異なつた有機
組成物の混合物である。有機物質の起源は次のも
のを含む廃棄物と予期される：生活及び工場廃棄
物の；有毒及び無毒の化学組成物；環境的に有毒
及び無毒の物質；液体中に懸濁、分散または溶解
された有機固体、スラツジ、液体及び／またはガ
ス；重合体例えばナイロン、ポリ塩化ビニル、ポ
リエチレン、ポリプロレン及びポリスチレンを含
む合成物質；並びに無機物（例えば土、砂または
粘土）、粒状活性炭及び有機物の処理可能か、ま
たは再生可能な配合物として組合せの混合物、広
く、且つ種々の範囲の化学組成物が完全に分解さ
れる有機物質の一般的群の範囲内に含まれる。こ
れらのものは、比較的低分子量の飽和有機物例え
ばアルカン、限定されない置換されたアルカン及
び関連する高分子物質が含まれる。加えて、アレ
ーン、アリールアルカン及びその誘導体、ハロゲ
ン化アリール、ハロゲン化アリールアルキル、オ
レフイン及びハロオレフイン並びに関連する高分
子物質を含む高分子量の不飽和化合物は、本発明
の接触方法により完全に分解される。代表的であ
るが、これに限定されない分解され得る異なつた
種類及び型の有機物質の一覧表を下の第表に示
す。 【表】 【表】 上の群のいずれかまたはすべてに関係する高分
子物質 第表を一見すると、EPA、OSHA及び
NIOSHの如き連邦及び州政府により有毒な、環
境に有害である組成物として分類された多くの物
質が存在する。加えて、これらの物質の多くは公
知であるか、またはその使用が種々の健康間及び
安全に関する省庁により注意深く制御されている
発癌性または発癌促進剤として考えられている。
これらのすべてのものは少なくとも二酸化炭素か
らなる環境に安全な反応生成物に完全に分解し得
る有機物質の一般群の員を構成する。 含水液体担体 本発明の接触方法は、分解される有機物質が含
水液状で得られることを必要とする。従つて、完
全に分解する有機物質がそれ自体少量（0.5〜5.0
％）の水を含む液体である場合、必要性は満たさ
れる。代表的には、有機物質は固体または主に有
機もしくは水性状態のいずれかである固体及び液
体（またはガス）の混合物である。主に水性液で
あるかかる混合物の例には、生活廃棄物及び排
水；汚染された飲料水；及び工業排水がある。通
常の主に有機性の液体混合物には、工業溶媒残
分；ドライ・クリーニング及び防水に使用される
有機液体；有機洗浄剤並びに石油工業及び精製工
程における分離液；並びにハイ・テクノロジー産
業における金属及び金属付着物に対する脱グリー
ス剤及び溶媒が含まれる。有機消費物及び工業排
液の多くは一般に、固有に存在するかまたはその
使用の結果として付随的に得た少量の水を含むこ
とが、これらの有機液体が最少の0.5容量％の水
を含む場合、含水液状の必要条件を満たすことが
認められよう。従つて、分解される有機物質が懸
濁され、溶解され、または担持される実質的に
0.5％またはそれ以上の水を含む、起源とは型関
係にいずれかの有機液体が必要とされる基準と合
致し、そして満足することが明白に理解されよ
う。 また殊に液体が水性であるか、または実質的な
（5.0％またはそれ以上）容量の水を含む場合、こ
の改善された方法の使用者は、分解される有機物
質の濃度を随時意図的に増大させることも予期さ
れる。多大に増大された有機汚染物の濃度を得る
には、通常使用される水溶性洗剤例えばラウリル
硫酸ナトリウムを導入し、そして液体中に存在す
る水と混合して分解される有機物質の洗剤乳化さ
れた水性分散体を生成させる。一般に、用いる洗
剤の量は、全液体重量または容量の0.0001〜5.0
％の範囲であり、1.0〜2.0％のレベルが殆んどの
用途に有用である。混合を容易にするために有機
汚染を含む液体に加える場合は、洗剤自体を液状
にすることが最も望ましい。この方法で、分解さ
れる有機物質の増大された濃度で含む液体を意図
的に、調製することができ、洗剤の不在下に得ら
れる濃度の10乃至1000倍間の濃度が可能である。 個々にか、または組合せた多数の異なつた有機
溶媒を単独でか、または分解される有機物質に体
する液体担体としての水と一緒に有用に使用し得
る。一般に、有機溶媒は、本方法による接触分解
に耐性であることが好ましい。しかしながらま
た、溶媒が部分的にか、または全体として分解さ
れる場合でも、ある有機用媒は有用であると考え
得る。かかることは特殊な汚染物が本方法によつ
て分解される有機溶媒中に最もよく溶解され、そ
して／または分解される場合である。有機溶媒自
体が本方法の間に有機溶媒自体が消費される事は
汚染物が分解される限りはこれらの状況下では二
次的であるか、または重大ではない。有用な有機
溶媒の代表的な一覧表を下の第表に示す。 第表 有用な有機溶媒 アセトニトリル* Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド* ２，２−ジメチルプロピオニトリル* ジメチルスルホキシド* ブロピオニトリル* スルホラン* アセトン １−ブタノール ２−ブタノール ｔ−ブチルアルコール Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド エタノール エタノールアミン 酢酸エチル メタノール 酢酸メチル メチルエチルケトン １−プロパノール ２−プロパノール トリエチルアミン ＊好適有機溶媒 また必要または所望に応じて、実質量の水を用
いるか、または用いずにこれらの有機溶媒を一緒
に配合して液体混合物を生成させる。原料から得
られた場合に有機溶媒混合物または個々の有機溶
媒が0.5容量％の最少の水を含まない場合には、
次の水を混合物または個々の溶媒に加えて最少の
水の必要含有量（0.5％）に達成させることが必
要である。しかしながら、殆んどの使用状況にお
いて、分解される有機物質を含む有機溶媒は、少
なくとも含水状態の液体と称するに必要とされる
最少量の水を既に含んでいる。 少なくとも１種の遷移元素を含む固体触媒 本発明に用いられる触媒は、好ましくは反応の
ために大きな表面積を与えるために粉末化したま
たは分割された固体である。各々の固体触媒は、
特定の型及び波長範囲の光エネルギーを吸収し得
る少なくとも１種の遷移元素を含む。遷移元素
は、元素としてか、またはいずれかのその通常生
じる酸化状態で部分的に満たされた「ｄ」または
「ｆ」類を有するものである。遷移元素の特性及
び特徴はF.A.コツトン（Cotton）及びG.ウイル
キンソン（Wilkinson）、アドバンスト・インオ
ーガニツク・ケミストリー（Advanced
Inorgani Chemistry）、第４版、ジヨーン・ウイ
リー・アンド・サイズ（John Willy and
Sons）、ニユーヨーク、1980に記載されるものか
ら知られ、本文献を本明細書に参考として併記す
る。この広い触媒の群の中で、遷移元素の酸化物
を含む固体が高度に好ましい。好適な金属酸化物
触媒の代表例を下の第表に含めるが、これに限
定されない。 第表 好適な遷移元素触媒 TiO2 SrTiO3 BaTiO3 NiTiO3 CoTiO3 RuO2／TiO2 Pt／TiO2 Pt／SrTiO3 Pt／BaTiO3 ZnO α−Fe2O3 γ−Fe2O3 Pt／Fe2O3 Fe2O3／Fe3O4 Sb2O5 MoO3 WO3 Sn−Sb−酸化物 La2O3 Nd2O5 Pr6O11 Co2+−ゼオライトＹ Fe3+−ゼオライトＹ Ti4+−ゼオライトＹ モンモリロナイト粘土 モナザイト砂 これらの中で、二酸化チタン及び、殊に
Degussa P25級TiO2が最も好ましい。Degussa
で調製された二酸化チタンは、主にアナターゼ形
であり（ルチル形でなく）、そしてアルカン、ア
レーン、ハロアルカン、ハロアルキル、ハロ芳香
族フエノール、ハロフエノール及び他の有機化合
物の群を二酸化炭素及び他の生成物に完全に分解
する際に高度に活性であることが示された。本発
明に用いる触媒を選び、そして個々に用いるか、
または２種又はそれ以上の触媒の混合物としての
組合せで使用し得る。本発明の触媒方法に使用す
るに適する固体触媒の製造は、本分野で通常公知
であり、そしてその刊行された製造方法により製
造し得るか、または種々の異なつた供給元から商
業的に購入し得る。 過酸化物 本発明の接触分解方法に必要な反応体は、反応
混合物中での過酸化の使用である。一般に化学薬
品群としての過酸化物は、本発明において有用に
使用し得る。過酸化物は式ROOR′を有する合成
物として化学的に定義され、ここでＲ及びR′は
水素及びアルキル、アリール並びに有機または無
機アシル基よりなる基から選ばれる。本発明に使
用される際に最も好ましいのは、過酸化水素、
HOOHで0.1〜10.0％の範囲の濃度である。有機
物質として反応して環境適合性生成物を生成させ
る際に酸素原子及び水素原子のみを与えるので、
過酸化水素が最も好ましい。Ｒ及びR′が水素で
はない場合、本発明の反応生成物は、環境適合性
のままであるが、二酸化炭素に加えて他の組成物
を含有し得る。好適な過酸化物反応体である過酸
化水素は、多くの異なつた出所からの量及び濃度
状態で得ることができる。 光エネルギー 本発明は、有機物質を制御された仕方で光エネ
ルギーの存在下に少なくとも二酸化炭素からなる
環境適合反応生成物に接触分解するその能力に独
特のものがある。以後に実験的に示すように、有
機物質はこれらのものを適当な固体触媒及び過酸
化物と一緒にすることにより迅速に、そして長時
間分解する。本明細書に使用されるように、光エ
ネルギーはいずれかの波長の電磁放射として定義
される。また触媒反応の全体を予じめ定めた時
間、使用者により望まれるか、または必要に従つ
て、連続的にか、または周期的に行い得ることが
理解されよう。 光エネルギーを反応混合物に加える場合、この
ものは触媒の活性を高める際にも有効である遷移
元素触媒により吸収し得る可視及び近紫外光波長
である。本明細書に従う例において、光エネルギ
ーを反応混合物に加える場合、かかる光エネルギ
ーは、限定されそして固体可能な範囲の光波長を
有する実験室規模のランプ及び照明装置を用いて
得られた。大規模な工業または商業的利用の場合
には、日光または種々の異なつた光源からの人工
光を使用し得ることが予期される。かかる入射光
エネルギーを加える場合、反応体として組合せて
遷移元素触媒及び過酸化物を用いない現在公知の
方法により得られるものは以上の入射エネルギー
１アインシユタイン（Einstein）当りの有機物分
解の実質的増加が存在する。加えて、光エネルギ
ーの使用は、通常の公知の方法により得られるも
のの収率として比較して実質的に増大された有機
物質分解の収率を与える。 好適反応条件 本発明の接触方法は、32〜100〓間であると一
般に予想される周囲環境の温度範囲内である周囲
環境温度で行うことが一般に好ましい。しかしな
がら必要に応じて一般的な反応生成物に実質的な
変化を与えずに熱を加えるか、または除去するこ
とができる。 環境適合性反応生成物 本発明の接触方法は、各々の場合において有利
物質の少なくとも二酸化炭素を含む環境適合性反
応生成物への完全分解を与える。反応生成物は、
部分的にガス状態で発生し、そして部分的に反応
媒質の液体中に溶解するようになる。明らかに、
反応生成物の正確な同定は分解される有機物質の
特定の化学的組成で変わり、そしてこれに依存す
る。しかしながら、全体として本発明を示す種々
の代表的な反応及び反応生成物は、下の第表の
反応Ａ〜Ｆにより与えられる。 【表】 説明のみのために、好適な触媒、Degussa P25
二酸化チタン、及び好適な過酸化物、過酸化水素
を各々の場合に用いる。 第表により説明的に表わされる種々の有機物
質のために、各々の反応を個々に簡単に要約する
ことが有用である。反応Ａは、本接触方法による
分解に耐性でない有機溶媒の完全分解を表わす。
四塩化炭素は、直接的な例として用いたが、他の
炭素のクロロ誘導体（例えばクロロホルム）及び
他の炭素のハロゲン誘導体も同様に反応して二酸
化炭素及びHClを生成させることは明らかにであ
る。反応Ｂは、一般に飽和炭化水素及び飽和アル
キルの誘導体の代表である。また直鎖状、分枝鎖
状及び環式のアルカン及びアルキル誘導体も完全
に分解される。反応Ｃは、置換または未置換の両
方の状態の直鎖状及び分枝鎖状オレフインを表わ
す。反応Ｄ、ハロゲン置換された芳香族化合物の
完全分解を示し、そして一般にすべてのアリール
アルカン及びアリールハロゲン化物誘導体を表わ
す。反応Ｅは、現在安全な分解及び除去方法がな
い工業廃棄物の副生物として生じる化合物の群の
例であり；また反応生成物を含む窒素は特記した
ものに加えて他の酸化窒素組成物も含有し得る。
反応Ｆは、安全及び便利な状態での有機カルボン
酸の完全分解を示す。 第表は、本発明により与えられる種々の接触
反応の単なる代表例である。各々のすべての場合
において反応生成物は、少なくとも二酸化炭素か
らなり；そして無毒または毒害のいずれかである
か、あるいは中和されるか、また迅速に、且つ容
易に環境適合性生成物に転化し得る他の環境適合
性生成物を含む。 更に全体として本発明の接触方法の主題を全体
として更に記述するために、種々の異なつた実験
室で行つた実験を記載する。これらの実験室規模
の実験は、本方法により接触分解され得る液体及
び有機物質の種々の応用を単に説明するためのも
のである。装置及び実験計画は、全く実験室規模
であるが、これらのパラメータは工業的及び商業
的規模の操作に合わせるように拡張することがで
きる。加えて、限定された数の異なつた有機物質
を好適な遷移元素触媒、過酸化水素及び光エネル
ギーのみを用いて分解するが、これらの実験的詳
細は、本発明を何ら限定も制限もしないことが理
解されよう。逆に、これらの実験例は、本触媒方
法の実施において有利に使用し得る有機物質及び
反応条件の数、種類及び変異の単なる代表であ
る。 実験計画及び一般的実験記録 以後に記載する実験は、固体担体物質（例えば
反応セル壁の内部表面）上に十分に被覆された水
性スラリーとしてか；部分的に固体担体上に被覆
され、そして部分的に液体反応媒質中に分散され
た水性スラリーとしてか；または液体反応媒質中
に単独で完全に分散された懸濁液としてかのいず
れかの状態の好適な固体触媒、Degussa
P25TiO2を用いる。固体触媒の設定位置により得
られる反応生成物の品質または量に有意差はな
い。 液体反応媒質は単一の分解される有機汚染物ま
たは選ばれた有機汚染物の混合物のいずれかを含
んでいた。反応媒質の液体は、有機溶媒もしくは
水；または市販の「Tide」の如き洗剤の水性分
散体のいずれかであつた。反応体の過酸化物は、
30％の水性H2Oであり、このものを有機汚染物
（複数）を含む液体媒質に加えた。固体触媒を液
体媒質、有機汚染物（複数）及びH2Oを機械的
方法で十分に混合した。 照射が蛍光室内灯による場合以外は、反応セル
を外部表面を注意して覆うことにより過剰光から
保護した。光エネルギーを次のランプの１つを用
いて反応セル壁を通して内部的にか、または外部
的のいずれかで液体反応媒質に供給した：Hg−
Arまたは蛍光室内灯。代表的な固体触媒の担持
量は、液体反応混合物100ml当り0.1〜1.0ｇで変
えた。 反応の進行は、反応セル中に残る有機汚染物の
量を常法により測定することにより実験的に監視
した。有機汚染物は、ガスクロマトグラフイーに
より検出し、同定し、そして定量した。ガスクロ
マトグラフイー装置は、水素炎イオン化検出器を
用いるPerkin−Elmer Sigma300ガスクロマトグ
ラフ中に設定されたケイソウ土上に担持された20
％Carbowax20Mを充填した６フイート×1/8イ
ンチステンレス・スチールカラムを含んでいた。
有機汚染物の分解により反応セルから発生する二
酸化炭素は、Porapak−Ｎ物質を充填した同じカ
ラム及び熱伝導度検出器を用いたこのガスクロマ
トグラフ装置で同定し、そして定量した。反応セ
ル内でのハロゲン有機汚染物のミネラル化から生
じる塩素イオンは、Orion塩化イオン選択性電極
をRadiometer PHM−85メーターと結合して用
いて検出した。過酸化物の存在は、酸性にした
KMnO4の脱色により検出した。これらの分析方
法及び装置の各々に対する測定の個々の操作及び
条件は、本分野で公知且つ通常であり；従つてそ
の分析に関する詳細は、本明細書に記載する必要
はないと考えられる。 実施例 １ Degussa P25TiO2粉末触媒約1.0ｇを水約20.0
mlでスラリーにし、そしてこの調製されたスラリ
ーを反応セルとして作用させるガラスシリンダー
の内部表面上に被覆した。内部表面をむらなく被
覆するためにガラスシリンダーを手で回転し、続
いてスラリー水を空気で蒸発させた。被覆した触
媒が完全に乾燥した後、トリクロルエチレン（以
後「TCE」）1.0ml、アセトン90ml及び30％水性
H2O10mlを含む液体混合物の被覆されたシリン
ダー中に導入した。次に25ワツトの石英製の低圧
水銀−アルゴンランプを反応体の液体混合物中に
浸漬し、そして反応セルをアルミニウム箔で覆つ
た。次に液体反応混合物を室温（20℃）で1.0時
間照射した。照射１時間後の液体反応混合物の分
析により、TCEは完全に消失していることが分
つた。唯二つの反応生成物としての二酸化炭素及
び塩素イオンの生成は、それぞれガスクロマトグ
ラフイー及びイオン選択性電位差法により確認し
た。 実施例 ２ 意図的に汚染された粒状活性炭（以後
「GAC」）を次のように調製した：TCE39mg／
を含む水溶液58mlをGACカラム内でのTCE溶液
の滞留時間が約15分間になるように約３〜７滴／
分の速度でGAC5.0ｇのカラムに通した。GACカ
ラムから得られた溶出液は、TCE1.7mg／を含
むことが実験的に見い出された。 次にTCEを吸着したGACカラムを溶出液がカ
ラムの長さ方向に通るようにアセトン45mlで洗浄
した。アセトン溶出液を捕集し、次にGACカラ
ムを水のみで溶水させてアセトンを含まなくなる
まで洗浄した。２回洗浄されたカラムは、前に導
入したTCE担持体を完全に含まないことが見い
出され；カラムに吸着された殆んどすべてのもと
のTCEはアセトン溶出液中に存在することが実
験的に確認された。 ガラスシリンダー反応セルの内部表面を実施例
１に記載した法でDegussa P25TiO2触媒で被覆
した。この触媒被覆された反応セル中に溶解され
たTCEを含むアセトン溶出液の全部及び反応混
合物としての10％H2O10mlを導入した。次に実
施例１の水銀−アルゴンランプをガラスシリンダ
ー中に挿入し；反応セルをアルミニウム箔で覆
い；そして反応混合物を機械的に攪拌し、そして
室温（20℃）で１時間照射した。続いての分析に
よりTCEの完全な消失及び塩素イオンの生成が
示された。 実施例 ３ 実施例２より再生したGACのカラムをTCE71
mg／を含む第二の調製された水溶液を吸着する
ために用いた。TCE71mg／の溶液20mlを再生
されたGACカラム内でのTCEの滞留時間が約15
分間になるように約３〜７滴／分の速度で再生さ
れたGAC5.0ｇのカラムに通した。再生された
GACカラムから得られた溶出液は、TCE10mg／
を含むことが実験的に見い出された。従つて再
生されたGACカラムは新たな、前もつて使用さ
れていないGACの元の吸着活性を殆んどすべて
保持していることが示された。 実施例 ４ 新たなGACをTCEで意図的に汚染し、次にア
セトンで洗浄する代りに実施例２に記載する通り
にアセトニトリルで洗浄した。アセトニトリル溶
出液を捕集し、次にGACカラムを水で洗浄して
すべての微量のアセトニトリルを除去した。カラ
ムに吸着された殆んどすべての元のTCEはアセ
トニトリル溶出液中にあることが実験的に確認さ
れた。 ガラスシリンダー反応セルの内部表面を実施例
１に記載の通りにDegussa P25TiO2触媒で被覆
した。この触媒被覆された反応セル中に溶解され
たTCEを含むすべてのアセトニトリル溶出液及
び反応混合物を形成する30％H2O210mlを導入し
た。次に実施例１の水銀−アルゴンランプをガラ
スシリンダー中に挿入し；反応セルをアルミニウ
ム箔で覆い；反応混合物を機械的に攪拌し、そし
て室温で１時間照射した。続いての分析により
TCEの完全分解が分つた。加えて、反応セル中
に導入されたアセトニトリル溶出液の全量が完全
に回収された。 実施例 ５ 新たなGACをTCEで意図的に汚染し、次にア
セトンで洗浄する代りに実施例２に記載の通りに
メタノールで洗浄した。メタノール溶出液を捕集
し、次にGACカラムを水で洗浄してすべての微
量のメタノールを除去した。カラムに吸着された
殆んどすべての元のTCEはメタノール溶出液中
にあることが実験的に確認された。 ガラスシリンダー反応セルの内部表面を実施例
１に記載の通りにDegussa P25TiO2触媒で被覆
した。この触媒被覆された反応セル中に溶解され
たTCEを含むすべてのメタノール溶出液及び反
応混合物を形成する30％H2O210mlを導入した。
次に実施例１の水銀−アルゴンランプをガラスシ
リンダー中に挿入し；反応セルをアルミニウム箔
で覆い；反応混合物を機械的に攪拌し、そして室
温で１時間照射した。続いての分析によりTCE
の完全分解が分つた。 実施例 ６ Degussa P25TiO2粉末触媒約0.1ｇをアセトニ
トリル5.0ml中でスラリーにし、そしてガラスシ
リンダの内部表面上に付着させた。この触媒被覆
されたシリンダー中に次のものを導入した：各
1.0mlのイソオクタン、ベンゼン、１，２−ジク
ロロエタン（以後「DCE」）及びクロロベンゼン
を含む４種の汚染物の液体混合物；30％水性
H2O210ml；並びに反応混合物100mlを調製する十
分な容量のアセトニトリル。25ワツトの石英製
Hg−Ar低圧ランプを反応混合物中に挿入し；反
応セルをアルミニウム箔で覆い；反応混合物を機
械的に攪拌し、そして６時間照射した。反応混合
物を監視し、そして有機物質含有量に対して２及
び６時間の照射時間で分析的に評価した。有機物
質の分析結果を下の第表に要約する。 【表】 実施例 ７ Degussa P25TiO2粉末触媒約0.5ｇをアセトニ
トリル5.0ml中でスラリーにし、そしてガラスシ
リンダの内部表面上に付着させた。この触媒被覆
されたシリンダー中に次のものを導入した：各
1.0mlのイソオクタン、ベンゼン、１，２−ジク
ロロエタン（以後「DCE」）及びクロロベンゼン
を含む４種の汚染物の液体混合物；並びに反応混
合物100mlを調製する十分な容量のアセトニトリ
ル。実施例６の反応混合物に比較して、反応体と
してH2O2の使用を意図的に省略した。周囲空気
により与えられる分子状酸素のみが存在した。25
ワツトの石英製Hg−Ar低圧ランプを反応混合物
中に挿入し；反応セルをアルミニウム箔で覆い；
反応混合物を機械的に攪拌し、そして６時間照射
した。反応混合物を監視し、そして有機物質含有
量に対して２及び６時間の照射時間で分析的に評
価した。有機物質の分析結果を下の第表に要約
する。 【表】 各々の場合に反応混合物にH2O2を存在させな
い場合には、有機物質汚染物の分解は全く認めら
れなつた。従つて第及び表の実験データの比
較により、固体遷移元素触媒及び触媒により吸収
可能な波長での光エネルギーの存在にもかかわら
ず、本方法による有機物質汚染物のミネラル化は
反応体としての過酸化物の存在なしでは進行しな
いことが明白に示された。 実施例 ８ Degussa P25TiO2粉末触媒約0.1ｇを30％
H2O210ml並びに0.0016％（ｖ／ｖ）イソオクタ
ン、0.034％（ｖ／ｖ）ベンゼン、0.021％（ｖ／
ｖ）トリクロロエチレン（以後「TCE」）、0.32％
（ｖ／ｖ）１，２−ジクロロエタン及び0.042％ク
ロロベンゼンを含む水中の５種の汚染物の飽和溶
液90mlと一緒にした。次にこの反応混合物をガラ
スシリンダー反応セル中に導入し、そして機械的
に攪拌した。次に25ワツトの石英製Hg−Ar低圧
ランプを反応混合物中に浸漬し；反応セルをアル
ミニウム箔で覆い；反応混合物を機械的に攪拌
し、そして2.5時間照射した。混合物の反応体を
2.5時間後に分析的に同定し、そして評価した。
その結果を下の第表に要約する。 【表】 実施例 ９ 実施例８に記載の反応混合物を再び調製した。
Degussa P25TiO2粉末触媒約0.1ｇを30％H2O210
ml並びに0.0016％（ｖ／ｖ）イソオクタン、
0.021％（ｖ／ｖ）トリクロロエタン、0.034％
（ｖ／ｖ）ベンゼン、0.032％（ｖ／ｖ）１，２−
ジクロロエタン及び0.042％（ｖ／ｖ）クロロベ
ンゼンを含む５種の汚染物の飽和溶液90mlと一緒
にした。次にこの反応混合物をガラスシリンダー
反応セル中に導入し、そして機械的に攪拌した。
しかしながらこの場合、照射は通常の蛍光室内灯
のみにより反応セルを通して20.0時間行つた。反
応混合物を20時間の蛍光照射時間後に有機物質含
有量に対して分析的に同定し、そして評価した。
その結果を下の第表に要約する。 【表】 実施例 10 Degussa P25TiO2粉末触媒約0.1ｇを30％
H2O210ml並びに液体「Tide」（市販）1.0ml、
0.29％（ｖ／ｖ）イソオクタン、0.23％（ｖ／
ｖ）ベンゼン、0.033％（ｖ／ｖ）トリクロロエ
タン、0.032％（ｖ／ｖ）１，２−ジクロロエタ
ン及び1.10％（ｖ／ｖ）クロロベンゼンを含む水
中の５種の汚染物の洗剤乳化され、そして分散さ
れた飽和溶液90mlと一緒にいた。実施例８及び９
で使用されたこれらの５種の有機汚染物の最初の
濃度に比較して、この反応混合物中の最初の汚染
物濃度はDCEに対する極めて類似した値からイ
ソオクタンに対する約180倍の濃度値までの範囲
であつた。次にこの高度に濃縮され、洗浄分散さ
れた反応混合物をガラスシリンダー反応セル中に
導入し；アルミ箔で覆い；そして機械的に攪拌し
た。再び実施例８に記載の通りに、照射は反応セ
ル中に浸漬された25ワツトの石英製Hg−Ar低圧
水銀灯によつた。しかしながらこの場合、照射は
4.5時間であつた。それぞれ照射2.5及び4.5時間後
に濃縮され、洗剤分散された反応混合物の含有物
を分析的に同定し、そして評価した。その結果を
下の第表に要約する。 【表】 実施例 11 この実験はいずれの種類の固体触媒も反応混合
物中か、または反応工程中のいずれでも使用しな
い以外は前記の実施例10と同様であつた。その代
り、調製された反応混合物は30％H2O210ml並び
に液体「Tide」（市販）1.0ml、0.29％（ｖ／ｖ）
イソオクタン、0.23％（ｖ／ｖ）ベンゼン、
0.033％（ｖ／ｖ）トリクロロエチレン、0.025％
（ｖ／ｖ）１，２−ジクロロエタン及び1.10％
（ｖ／ｖ）クロロベンゼンを含む水中の５種の汚
染物の洗剤乳化され、そして分解された飽和溶液
90mlの組合せのみを含んでいた。実施例10の通り
に、実施例８及び９のこれらの５種の有機汚染物
の初期濃度に比較して、この反応混合物中の初期
汚染物濃度はDCEに対する極めて類似した値か
らイソオクタンに対する役180倍の濃度値までの
範囲であつた。次いでいずれの繊維元素触媒も含
まぬ高度に濃縮され、洗剤分散された反応混合物
をアルミニウム箔で覆われ、そして機械的に攪拌
されたガラスシリンダー反応セル中に導入した。
再び実施例10に記載の通り、照射を反応セル中に
浸漬された25ワツトの石英製Hg−Ar低圧ランプ
により4.5時間行つた。固体触媒を含まぬ濃縮さ
れ、洗剤分散された反応今後物の含有物をそれぞ
れ2.5及び4.5時間御に分析的に同定し、そして評
価した。その結果を下の第表に要約する。 【表】 各々の場合に、５種の汚染物の洗剤分散された
反応混合物中の固体遷移元素触媒を含まぬH2O2
のみの存在は4.5時間の反応時間にわたる各々の
汚染有機物質の効果的な分解に失敗した。第及
び表により表わされる実験データの比較は
Degussa P25TiO2の如き固体の、遷移元素触媒
の必要性及び利点を明らかに示す。 また実施例10及び11は、各々洗剤を存在させず
に水のみ中へのその溶解により得られる濃度の10
乃至10000倍間の汚染有機物質の濃度を含有する
洗剤乳化された分散剤を用いて行つたことを強調
することは重要と考えられる。更に、実験的に得
られたデータの比較により、TiO2の存在下で汚
染物分解反応が、存在しない反応より実質的に速
く；そしてTiO2の存在下で行つた洗剤乳化され
た反応中で2.5乃至4.5時間の間に汚染物の追加の
分解が起こらなかつたことが示される。また、
TiO2が存在する場合にこれらの洗剤分散された
反応混合物において、有機汚染物の分解は4.5時
間の試験期間の全体を通して起こつた。 実施例 12 粉末状Degussa P25TiO20.5ｇ、30％H2O210ml
並びにイソオクタン、ベンゼン及びクロロベンゼ
ン各0.5mlを含む水中の３種の汚染物の洗剤を含
まぬ飽和溶液90mlの配合物である反応混合物を調
製した。調製された反応混合物中のこれらの３種
の有機汚染物の量は水中でのその個々の溶解度の
過剰からは離れており；各々の汚染物は主に機械
的攪拌により懸濁状態に保持された液滴として存
在した。これらのものが洗剤分散された実施例10
及び11において存在する量に比較して最初に存在
する各々の汚染物の量はイソオクタンに対して
170；ベンゼンに対して220％；そしてクロロベン
ゼンに対して45％であつた。この混合物をアルミ
ニウム箔で覆われ、そして分解工程を通して機械
的に攪拌されたガラスシリンダー反応セル中に導
入した。照射は反応セル中に浸漬した25ワツトの
石英製Hg−Ar低圧ランプにより4.5時間行つた。
液滴を含む、水性反応混合物の含有物を4.5時間
の照射後に同定し、そして評価した。その結果を
下の第XI表に要約する。 第XI表 時間 残留有機物質の％ (時間) イソオクタン ベンゼン クロロベンゼン 4.5 35％ 65％ 46％ 各々の場合に、実験データは、明らかに機械的
攪拌により懸濁液中に液滴として保持される有機
汚染物の高濃度でさえも過酸化水素及び固体遷移
元素触媒の併用により4.5時間以内に有意な量で
分解されることを示す。 応用 以下は、上記の技術の応用及びこれらの応用の
経済的意義の非網羅的な目録である。 今日、有害廃棄物の処理の主な方法は、埋立及
び焼却によるものであり、圧倒的に埋立てによつ
ている。飲料水及び排水の浄化に広く使用される
中間処理工程は、空気ストリツピング及び炭素吸
着による処理である。空気ストリツピング及び炭
素吸着の主な弱点は、これらが非破壊的技術であ
ることにある。かくて、空気ストリツピングは液
体汚染問題を大気汚染問題に変え、そして炭素吸
着は1988年以後米国で直接埋立てできない有害な
固体を生じさせる。従つて、環境汚染防止への圧
力は、非破壊的方法から理想的には全体に有害な
流出物を生じさせるべき破壊的方法に継続的に移
つている。しかしながらまた、有害物質を破壊す
る技術は、経済的に競争できる経費でこの任務を
達成しなければならない。本発明は、次の例にも
示すように、従来の技術よりかなり低い経費で有
害有機物を破壊する方法を与えることによりこの
任務を達成する。 (1) 飲料水及び排水の処理に最も広く用いられる
技術の１つに粒状活性炭（GAC）がある。水
中に多く見られるようになつた有機汚染物の数
種の例には、広範囲の分子量の炭化水素、殺虫
剤、ジ−及びトリハロメタン、PCB、塩素化
されたダイオキシン及び種々の溶媒が含まれ
る。GACは、液体及びガス流から有害有機物
を除去するために極めて有効であるが、GAC
は、実際は有害物質で飽和されるようになり、
そしてそれ自体処理されなければならない。今
日、汚染されたGACは、埋立てるか、または
熱工程を介して再生するかのいずれかである。
この再生または埋立は、GACの使用において
最も経費のかかる工程の１つである。有害物質
を埋立てることは、米国の法律により近い将来
終了する。埋立できる場所の減少のために、埋
立ての経費は劇的に増加する。また汚染された
GACを輸送する輸送経費はかなり上昇し、そ
して多くの行政単位は、その町、市、及び州を
通つて有害廃棄物の輸送を禁止する法律を通し
ている。GACの熱再生は、埋立の代替である
が、極めて高価であり得る。第一に、GACを
その塔容器から物理的に取出し、そして再生施
設に輸送しなければならない。殆んどの場合、
極めて大きい市の施設以外は、再生炉は輸送及
び付随する経費を必要とする離れた場所にあ
る。熱再生は、極めて資本集中的であり、そし
て主要な装置並びに操作及び意地にかなりの投
資を必要とする。また熱再生装置の位置は、地
域社会に対して極めて微妙な問題である。熱分
解再生工程中に10％までのGACが破壊される。
最後に、GACを処理位置に戻し、そして塔容
器中に再挿入する際に追加の経費がかかる。 本発明は、GACをその場で再生し、そして
熱再生の必要性を取り除くことを可能にする。
本明細書に記載される技術を用い、GACを適
当な溶媒を用いてGACから汚染物を最初に抽
出することにより再生する。このことは、その
容器からGACを取出さずに達成できた。次に
汚染された溶媒をGAC容器から取出し、そし
て本発明の方法により処理する。 かくて汚染物をその場で分解され、これは、
有害物質の輸送に伴う経費及び問題を取除く。
また、GACは、その容器から取り出されず、
この大きな経費要素が除かれる。炉並びにそれ
に関連する操作及び維持経費に対する資本経費
が除かれる。この非熱的再生は埋立または熱再
生のいずれかに現在かかつている経費の一部を
要するのみである。 (2) 今日の大きな有害廃棄物問題の１つは、毎年
生成される数百万トンの固体有害廃棄物を如何
にするかにある。汚染となるこれらの固体は、
衣類及び材料を含むスラツジ、土壌及び他の捕
集された廃棄物を含む。この問題の例として、
EPAは、米国には１〜1.5百万の大容量の自動
車燃料及び化学薬品の地下貯蔵タンクが存在す
ると推定している。そのタンクの15〜20％が漏
れていると言われている。これらの数は国をわ
たつて存在する数百万の中から小型の地下貯蔵
タンクは含んでいないことに注目すべきであ
る。第一に、漏れた汚染物が地下水に達する場
合、GACに通常強く依存する地下水の浄化事
業を開始しなければならない（上の例１参照）。
第二に、汚染された土壌自体は処理するか、ま
たは除去するかしなければならない。今日、ガ
ソリンスタンドから除去された汚染された土壌
の大部分は、埋立に輸送されるが、埋立容量は
急速に減少し、そして1988年以後は、有害廃棄
物の直接埋立は閉鎖される。有機汚染物を除去
するための焼却は、代替策であるが、土壌を焼
却施設に運搬するためにかなりの経費がかか
り、そして現在は焼却能力がかなり欠けてい
る。焼却施設の建設に対する強い公共的な抵抗
のために、この容量の欠陥は問題となり続ける
であろう。 本明細書に記載される技術は、汚染された土
壌、スラツジ及び他の捕集された廃棄物をその
場で処理し、そして焼却の必要性を除くことを
可能にする。特殊な材料をスラツジの場合のよ
うに埋立てる必要がある場合には、有害有機物
は投棄する前にスラツジから除去する。地下の
ガソリンタンクの漏れの例においては、汚染さ
れた土壌をその場で処理する。汚染物は、汚染
物が液状で得られる多数の標準的手段の１つを
用いて土壌から抽出される。次にこの汚染され
た液体は、上記の技術により処理され、そして
有害有機物の完全分解を生じさせる。この分解
工程によつて、土壌は汚染物から洗浄され、そ
してその場に残し得る。有害物質の輸送する経
費及びその埋立は除かれた。この方法、土壌の
輸送及び投棄に必要とされる額の一部の経費を
要する。 (3) 多数の工業は、その製造工程の副生成物とし
て有害は有機物を生じるか、または現在は処理
しなければならないPCBの如き有害物質を用
いてきた。今日、これらの有機物質は、埋立て
るか、または焼却するかのいずれかである。上
記のように、埋立てる能力は近い将来閉鎖され
る。焼却は、経費がかかり、そして代替策とし
ての埋立の除去による需要を満たす能力が欠け
ている。また、埋立及び焼却は共にかなりの輸
送経費を必要とする。 本明細書に記載される技術は、有害有機物質
を直接処理する能力を与え、そして埋立または
焼却の必要性を除去する。更に、本技術は、自
動車施設に容易に採用され、このことは有害物
質をその源で処理する能力をかなり与え、かく
て経費的、そして潜在的にも問題のある有害物
質の輸送の必要性を除去する。本発明の独特の
方法は、有害物質の埋立または焼却に現在払わ
れている経費の一部でこの任務を達成する。 (4) 工場排水の処理に広く用いられる方法の１つ
は、炭化水素、油及び溶媒の如き有害有機物の
液滴の排水流を清澄にするために設計された分
離技術である。これらの分離器は、長年有効に
用いられてきたが、その有効性は連邦及び州規
則が工業源から来る溶出液中の汚染物の許容量
に関して徐々により厳しくなるために急速に減
少する。分離技術に関する問題は、水流中に溶
解され、そして分散された有機物を除去し得な
いことにある。GACは、溶出液の精製に有効
は精製工程であるが、多くの場合に特に比較的
少量の溶出液を生成させる工業源の場合に経済
的に成り立たない。 本明細書に記載の技術は、GACを用いるよ
り更に経費的に有利な方法で水流を精製する能
力を与える。この系において、本方法は、予備
処理された汚染水を、光及び適当な分散剤の存
在下で触媒上を通すチヤンバー中で利用され
る。この方法において、有機汚染物は分離され
る。 GACの必要性並びにその再生及び／または処
理を回避することにより、上記の技術はより経済
的に有害有機汚染物の溶出流を清澄化する能力を
与える。汚染源で有機汚染物を破壊することによ
り、一般の市街システム中に流入する溶出液はよ
り清浄であり、従つて更に下流での続いての清澄
化経費を減少させる。かかる技術を十分に確立さ
れ、そして安価な分離系に容易に改造することに
より、汚染された溶出液の大型及び小型の両方の
工業製造業者は、彼等が放出する溶出液を制御す
る経費的に有利な装置を有することができる。 本発明は、付随する特許請求の範囲による以外
は、その態様は制限されず、その範囲は限定され
ない。 本発明の主なる特徴および態様は以下のとおり
である。 １ 有機物質を環境に適合する生成物に分解する
方法において、含水液状で分解されるべき有機
物質含水液状態で得る工程；該液体有機物質を
反応混合物としての少なくとも１種の遷移元素
からなる固体触媒及び過酸化物と一緒にする工
程；及び該固体触媒により吸収可能な光エネル
ギーを該反応混合物に加えて少なくとも二酸化
炭素からなる環境適合性反応生成物を生成させ
る工程からなる接触分解方法。 ２ 該液体有機混合物を、分解されるべき有機物
質を液体担体と混合して液体混合物を生成さ
せ；そして水を該液体混合物に加えることによ
り得る、第１項記載の接触方法。 ３ 該液体有機物質を、含水有機物質を液体担体
と混合することにより得る、第１項記載の接触
方法。 ４ 該液体有機物質を、水及び分解されるべき有
機物質の液体混合物として得る、第１項記載の
接触方法。 ５ 該液体有機物質が有機液体からなる、第１項
記載の接触方法。 ６ 分解される有機物質が異なつた組成の混合物
からなる、第１項記載の接触方法。 ７ 該混合物が固体粒状物を含む、第６項記載の
接触方法。 ８ 該固体粒状物が粒状の活性炭からなる、第７
項記載の接触方法。 ９ 該有機物質が合成物質からなる、第１項記載
の接触方法。 10 該合成物質をナイロン；ポリ塩化ビニル、ポ
リエチレン、ポリピレン及びポリスチレンより
なる群から選ぶ、第９項記載の接触方法。 11 該液体有機物質が洗剤乳化された分散体から
なる、第１項記載の接触方法。 12 分解されるべき有機物質が少なくとも１つの
毒性物質からなる、第１項記載の接触方法。 13 分解されるべき有機物質が少なくとも１つの
無毒性物質からなる、第１項記載の接触方法。 14 分解されるべき有機物質が水の汚染物質から
なる、第１項記載の接触方法。 15 該光エネルギーを可視光波長及び紫外光波長
から選ぶ、第１項記載の接触方法。 16 該反応生成物の少なくとも１つがガス状であ
る、第１項記載の接触方法。 17 該固体接触が遷移元素の酸化物からなる、第
１項記載の接触方法。 18 該固体触媒が二酸化チタンである、第１項記
載の接触方法。 19 該過酸化物が過酸化水素である、第１項記載
の接触方法。 20 溶解された有機物質を含む有機溶媒を浄化す
る接触的方法において、溶解され有機物質を含
む有機溶媒を含水液体として得る工程；該含水
液体を反応混合物としての少なくとも１種の遷
移元素からなる固体触媒及び過酸化物と一緒に
する工程；及び該固体触媒により吸収可能な光
エネルギーを該反応混合物に加えて、実質的に
精製された有機溶媒及び少なくとも二酸化炭素
からなる環境適合性反応生成物を生成させる工
程からなる、方法。 21 有機物質を含む排出された粒状活性炭から粒
状活性炭を再生させる方法において、排出され
た粒状活性炭を有機溶媒と、有機物質が該有機
溶媒に溶解し、そして粒状活性炭を実質的に吸
着された有機物質が含まれない状態で再生され
るように混合し；再生された該粒状活性炭を溶
解された有機物質を含む該有機溶媒から分離
し；分離された該有機溶媒を水、反応混合物と
しての少なくとも１種の遷移元素からなる固体
触媒及び過酸化物と一緒にし；そして該固体触
媒により吸収可能な光エネルギーを該反応混合
物に加えて実質的に溶解した有機物質を含まぬ
有機溶媒及び少なくとも二酸化炭素からなる環
境適合性反応生成物を生成させる工程からな
る、粒状活性炭の環境適合性再生方法。 22 該固体触媒が遷移元素の酸化物である、第20
または21項記載の方法。 23 該固体触媒が二酸化チタンである、第20また
は21項記載の方法。 24 該過酸化物が過酸化水素である、第20または
21項記載の方法。 25 該有機溶媒がアセトニトリルである、第20ま
たは21項記載の方法。 26 該有機溶媒をアルキルニトリル、Ｎ，Ｎ−ジ
メチルアクリルアミド及びジアルキルスルホン
よりなる群から選ぶ、第20または２１項記載の
方法。 27 飲料水及び工業排水を精製する方法におい
て、有機物質で汚染された水を得；汚染された
該水を反応混合物としての少なくとも１種の遷
移元素からなる固体触媒及び過酸化物と一緒に
し；そして該固体触媒により吸収可能な光エネ
ルギーを該反応混合物に加えて実質的に精製さ
れた水及び少なくとも二酸化炭素からなる環境
適合性反応生成物を生成させる工程からなる、
飲料水及び工業排水の環境適合性精製方法。 28 飲料水及び工業排水を精製する方法におい
て、有機物質で汚染された水を得；汚染された
該水を粒状活性炭を通して該有機物質が実質的
に該粒状活性炭により吸着され、そして該水が
実質的に精製されるように通し；吸着された有
機物質を含む該粒状活性炭を有機溶媒と、該有
機物質が該有機溶媒に溶解するようにし、そし
て該粒状活性炭素を実質的に吸着された有機物
質を含まない状態で再生するように混合し；再
生された該粒状活性炭を溶解された有機物質を
含む該有機溶媒から分離し；分離した該有機溶
媒を水、反応混合物としての少なくとも１種の
遷移元素からなる固体触媒及び過酸化物と一緒
にし；そして該固体触媒により吸収可能な光エ
ネルギーを該反応混合物に加えて、実質的に溶
解した有機物質を含まぬ有機溶媒及び少なくと
も二酸化炭素からなる環境適合性反応生成物を
生成させる工程からなる、飲料水及び工業排水
の環境適合性の精製方法。 29 該有機溶媒がアセトニトリルである、第２８
項記載の方法。 30 該有機溶媒をアルキルニトリル、Ｎ，Ｎ−ジ
メチルアクリルアミド及びジアルキルスルホン
よりなる群から選ぶ、第28項記載の方法。 31 該反応混合物が洗剤乳化された分散体を含
む、第27又は28項記載の方法。 32 該固体触媒が遷移元素の酸化物である、第27
または28項記載の方法。 33 該固体触媒が二酸化チタンである、第27また
は28項記載の方法。 34 該過酸化物が過酸化水素である、第27または
28項記載の方法。
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