JPH0657470A - Method and device for oxidation reaction - Google Patents

Method and device for oxidation reaction

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JPH0657470A
JPH0657470A JP4231398A JP23139892A JPH0657470A JP H0657470 A JPH0657470 A JP H0657470A JP 4231398 A JP4231398 A JP 4231398A JP 23139892 A JP23139892 A JP 23139892A JP H0657470 A JPH0657470 A JP H0657470A
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oxygen
solid electrolyte
reaction
oxidation reaction
chamber
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JP4231398A
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Japanese (ja)
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Takaaki Tadokoro
敬章 田所
Takashi Shibuichi
敬 四分一
Akira Sakamoto
章 坂本
Yoshiaki Torimoto
善章 鳥本
Keiichi Den
慶一 傳
Masaki Sadakata
正毅 定方
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Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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Abstract

PURPOSE:To ionize oxygen, to pass the ionized oxygen through a solid electrolyte, to convert the ionized oxygen to an active oxygen species and to easily oxidize the reaction substrate. CONSTITUTION:A reactor 4 is divided into an oxygen supply chamber 2 and an oxidation reaction chamber 3 by a solid electrolyte 1 consisting of a fluorite- structure metal oxide such as ZrO2 contg. a solid soln. of Y2O3. Gaseous oxygen is supplied to the chamber 2, and a reaction substrate by a compd. consisting of a gas, a liq. or a fine-powder solid is supplied to the chamber 3. The reactor 4 is heated to 50-700 deg.C to convert the oxygen in the chamber 2 to oxygen ion, the ion is passed through the solid electrolyte 1 and converted to an active oxygen species which is supplied to the chamber 3, hence the reaction substrate in the chamber 3 easily reacts with the species in the absence of catalyst and electrode, and the gaseous, liq. or solid reaction substrate consisting of various compds. is oxidized with this simple device.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、反応場で気相、液相、
固相を呈する物質の酸化反応を行う方法及びその装置に
関する。さらに詳しくは、活性酸素種を用いて酸化反応
を行う方法およびその装置に関する。
The present invention relates to a gas phase, a liquid phase,
The present invention relates to a method and an apparatus for performing an oxidation reaction of a substance exhibiting a solid phase. More specifically, it relates to a method and an apparatus for carrying out an oxidation reaction using active oxygen species.

【0002】[0002]

【従来の技術】反応基質を酸素と反応させて酸化する方
法は、通常、触媒存在下で広く行われている。しかし、
使用する触媒は、反応基質及び酸素を活性化する作用を
持たせる必要があり、複雑な組成成分の触媒系を開発す
る必要がある。しかも、目的の酸化反応ごとに触媒系を
設定しなければならない。また、有機物等の酸化では、
多種の酸化反応生成物が得られ、選択性の制御が困難で
ある。
2. Description of the Related Art A method of reacting a reaction substrate with oxygen to oxidize it is generally widely used in the presence of a catalyst. But,
The catalyst to be used needs to have a function of activating the reaction substrate and oxygen, and it is necessary to develop a catalyst system having complicated composition components. Moreover, the catalyst system must be set for each desired oxidation reaction. Also, in the oxidation of organic substances,
A variety of oxidation reaction products are obtained, and it is difficult to control the selectivity.

【0003】一方、近年、酸素イオン透過性をもつ固体
電解質を用いて、酸化反応を行う方法が提案されてい
る。例えば、反応基質を酸素と反応させる方法におい
て、固体電解質基板の両面に電極金属膜を形成し、その
一方の面にモリブデンとビスマスの酸化物からなる均質
触媒膜を積層した積層膜の該均質触媒膜の露出面に反応
基質であるプロピレン、n−ブテン、イソブテンまたは
2−メチル−1−ブテンを接触させ、該積層膜の均質触
媒膜を有しない方の面に酸素を接触させると共に、該電
極金属膜間に電圧を印加し、該固体電解質基板を透過し
てきた酸素イオンにより該均質触媒膜の活性を高めると
共に、該均質触媒膜面上で該固体電解質基板を透過して
きた酸素と反応基質とを反応させ、分子状酸素を実質上
含まない反応生成物を得ることを特徴とする酸化反応方
法が報告されている(特公平2−56433号公報)。
On the other hand, in recent years, a method of carrying out an oxidation reaction using a solid electrolyte having oxygen ion permeability has been proposed. For example, in a method of reacting a reaction substrate with oxygen, an electrode metal film is formed on both surfaces of a solid electrolyte substrate, and a homogeneous catalyst film composed of molybdenum and bismuth oxide is laminated on one surface of the solid catalyst. The exposed surface of the membrane is contacted with propylene, n-butene, isobutene or 2-methyl-1-butene, which is a reaction substrate, and oxygen is brought into contact with the surface of the laminated membrane having no homogeneous catalyst membrane, and the electrode is A voltage is applied between the metal membranes to increase the activity of the homogeneous catalyst membrane by oxygen ions that have permeated the solid electrolyte substrate, and oxygen and the reaction substrate that have permeated the solid electrolyte substrate on the surface of the homogeneous catalyst membrane. Has been reported to obtain a reaction product containing substantially no molecular oxygen (Japanese Patent Publication No. 2-56433).

【0004】また、アンモニア含有供給ガスを固体電解
質の第1表面に付着された第1触媒と接触状態に通し、
酸素含有ガスを固体電解質の第2表面に付着された第2
触媒と接触状態に通し、該第2触媒が酸素ガスを解離し
て酸素イオンの形成を可能ならしめ、そして、該固体電
解質が酸素イオンを輸送してアンモニアと接触せしめ、
それにより酸化窒素を形成しうることを特徴とするアン
モニア酸化反応方法が報告されている(特公昭64−2
674号公報)。
In addition, the ammonia-containing feed gas is passed through in contact with the first catalyst attached to the first surface of the solid electrolyte,
A second oxygen-containing gas deposited on the second surface of the solid electrolyte;
Passing through contact with a catalyst, the second catalyst dissociating oxygen gas to allow the formation of oxygen ions, and the solid electrolyte transporting oxygen ions into contact with ammonia;
A method for ammonia oxidation reaction characterized by the ability to form nitric oxide has been reported (Japanese Patent Publication No. 64-2).
674).

【0005】固体電解質の両側の面に金電極を形成し、
一方の面にLiNiO2 の触媒を電極表面に積層し、そ
の触媒を積層した方にメタンを供給し、もう一方の面に
酸素を供給すると共に、電極間に電圧を印加し、酸素イ
オンを固体電解質を介して触媒表面上に輸送するととも
に、触媒表面上でメタンを酸化カップリングしてエタン
及びエチレンを得る反応方法が報告されている(Che
mistry Letters、pp.317-318 1988)。
Gold electrodes are formed on both sides of the solid electrolyte,
A catalyst of LiNiO 2 was laminated on one surface of the electrode, methane was supplied to the laminated catalyst, oxygen was supplied to the other surface, and a voltage was applied between the electrodes to solidify oxygen ions. A reaction method has been reported in which ethane and ethylene are obtained by oxidative coupling of methane on the catalyst surface while being transported via the electrolyte onto the catalyst surface (Che.
(Mistry Letters, pp.317-318 1988).

【0006】固体電解質の両側の面に金電極を形成し、
一方の面に酸素を供給し、もう一方の面にプロピレンを
供給すると共に、電極間に電圧を印加することで酸素を
もう一方側に透過させ、プロピレンの部分酸化を行う反
応方法が報告されている(ペトロテック Vol.13 No.4
P313-318 1990、J.CHEM.SOC.CHEM.COMMUN pp.961-962
1986) 。
Gold electrodes are formed on both sides of the solid electrolyte,
A reaction method has been reported in which oxygen is supplied to one surface and propylene is supplied to the other surface, and oxygen is permeated to the other side by applying a voltage between the electrodes to partially oxidize propylene. Yes (Petrotech Vol.13 No.4
P313-318 1990, J.CHEM.SOC.CHEM.COMMUN pp.961-962
1986).

【0007】これらの方法は、いずれも触媒または電極
が必須であり、反応基質に応じた最適な触媒系を用いる
必要がある。また、触媒膜を固体電解質表面上に積層す
るのに困難を生じる場合もある。触媒が失活した時は、
再び触媒膜を積層しなければならず繁雑な作業を必要と
する。さらに、高価な触媒を用いる場合も多く、コスト
高になるという問題もある。電極に関しても、作製時に
おいて固体電解質表面上の全面に十分な導電性のある電
極を作製するのに困難を生じる場合がある。また、電極
の種類によっては電極自身が酸化され、十分な導電性が
失われることもある。電極間に電圧を印加する必要があ
るものでは、そのための装置、すなわち直流電圧を印加
するための安定化電源、乾電池あるいは鉛電池等が必要
となるため反応装置システムとして複雑となるという欠
点を有する。
In all of these methods, a catalyst or an electrode is essential, and it is necessary to use an optimum catalyst system according to the reaction substrate. Moreover, it may be difficult to stack the catalyst membrane on the surface of the solid electrolyte. When the catalyst is deactivated,
The catalyst film must be laminated again, which requires complicated work. Furthermore, there is a problem in that an expensive catalyst is often used, resulting in high cost. With respect to the electrodes, it may be difficult to produce electrodes having sufficient conductivity on the entire surface of the solid electrolyte during production. In addition, depending on the type of electrode, the electrode itself may be oxidized and lose sufficient conductivity. If a voltage needs to be applied between the electrodes, a device for that purpose, that is, a stabilizing power supply for applying a DC voltage, a dry battery, a lead battery, or the like, is required, so that the reaction device system becomes complicated. .

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従って、固体電解質に
電圧を印加する事なく、無触媒下及び無電極条件下で酸
化反応を行うこと、即ち、固体電解質を介して生成した
活性酸素種をそのまま反応種として酸化反応を行う方法
の開発が望まれている。本発明の目的は、上記の課題を
解決すべく、従来不可能と思われていた、固体電解質に
電圧を印加する事なく生成した活性酸素種をそのまま反
応種として、無触媒、無電極条件下で、気相だけでなく
液相、固相においても酸化反応が行えるような酸化反応
方法を提供することにある。また、電圧を印加する必要
がないことから、従来より簡略化された酸化反応装置を
提供することにある。
Therefore, it is possible to carry out an oxidation reaction in the absence of a catalyst and under the conditions of no electrodes without applying a voltage to the solid electrolyte, that is, the active oxygen species generated through the solid electrolyte as they are. Development of a method of performing an oxidation reaction as a reaction species is desired. The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, which was thought to be impossible in the past, and the active oxygen species generated without applying a voltage to the solid electrolyte were used as the reaction species as they were, under no catalyst and no electrode conditions. It is therefore an object of the present invention to provide an oxidation reaction method capable of performing an oxidation reaction not only in a gas phase but also in a liquid phase or a solid phase. Further, since it is not necessary to apply a voltage, another object of the present invention is to provide an oxidation reaction device which is simpler than the conventional one.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨は、
(1)酸素を酸素イオンに変換する特性、酸素イオンを
透過させる特性および酸素イオンを活性酸素種に変換す
る特性を有する固体電解質を用いて酸化反応を行う方法
において、該固体電解質の一方側の表面に直接酸素を供
給すると共に他方側の表面ないし近傍に反応基質を供給
し、酸素供給側で酸素を酸素イオンに変換した後、該固
体電解質中を透過させ、反応基質供給側で該酸素イオン
より変換される活性酸素種により反応基質を酸化させる
ことを特徴とする酸化反応方法、並びに(2)酸素を酸
素イオンに変換する特性、酸素イオンを透過させる特性
および酸素イオンを活性酸素種に変換する特性を有する
固体電解質と、該固体電解質の一方側の表面に酸素を供
給する手段と、該固体電解質の他方側で発生する活性酸
素種により反応基質が酸化されるように反応基質を固体
電解質の表面ないし近傍に供給する手段を備え、該固体
電解質中を酸素イオンが透過できるよう構成されている
ことを特徴とする酸化反応装置に関するものである。
The summary of the present invention is as follows.
(1) In a method of performing an oxidation reaction using a solid electrolyte having a property of converting oxygen into oxygen ions, a property of transmitting oxygen ions and a property of converting oxygen ions into active oxygen species, one side of the solid electrolyte is While supplying oxygen directly to the surface and supplying the reaction substrate to the surface on the other side or in the vicinity thereof, after converting oxygen into oxygen ions on the oxygen supply side, the oxygen permeates through the solid electrolyte and the oxygen ions are supplied on the reaction substrate supply side. Oxidation reaction method characterized by oxidizing the reaction substrate with the active oxygen species that are further converted, and (2) properties of converting oxygen into oxygen ions, properties of transmitting oxygen ions and conversion of oxygen ions into active oxygen species A solid electrolyte having the characteristics of: a means for supplying oxygen to the surface of one side of the solid electrolyte; and a reactive group formed by an active oxygen species generated on the other side of the solid electrolyte. There relates oxidation reaction apparatus characterized by being configured to the reaction substrate to be oxidized comprises means for supplying to the surface or the vicinity of the solid electrolyte, it permeated oxygen ions through the solid electrolyte.

【0010】まず、本発明の酸化反応装置について説明
する。本発明に用いることのできる固体電解質は、特に
限定されないが、好ましくは一種あるいは二種以上から
なる金属酸化物であって結晶構造が蛍石型構造を持つも
のである。金属酸化物の蛍石型構造では、酸素イオンの
配置が最密充填からかけ離れており、酸素イオンが8配
位の空のサイトが存在する。こうしたルーズな構造のた
め多量の格子欠陥を生じやすいものと考えられる。つま
り蛍石型構造では、ルーズなゆえに多少の異種原子が入
り、種々の欠陥が生じても、その基本的な結晶構造は維
持されるといわれている(工藤徹一、笛木和雄共著『固
体アイオニクス』講談社サイエンティフィク1986年
5月20日第1刷発行)。このような蛍石型構造中の酸
素イオンの格子欠陥により、酸素イオンを透過する特性
が生じる。
First, the oxidation reaction device of the present invention will be described. The solid electrolyte that can be used in the present invention is not particularly limited, but is preferably a metal oxide composed of one kind or two or more kinds, and a crystal structure having a fluorite structure. In the fluorite type structure of the metal oxide, the arrangement of oxygen ions is far from the closest packing, and there is an empty site with eight coordinations of oxygen ions. It is considered that a large amount of lattice defects are likely to occur due to such a loose structure. In other words, it is said that the fluorite structure retains its basic crystal structure even if some heteroatoms enter due to its looseness and various defects occur (Tetsuichi Kudo and Kazuo Fueki, "Solid Eye"). Onyx "Kodansha Scientific published the first print on May 20, 1986). Due to the lattice defect of oxygen ions in the fluorite structure, a property of transmitting oxygen ions is generated.

【0011】前記の蛍石型構造を持つ金属酸化物として
は、例えば、酸化セリウム、酸化トリウム、酸化ジルコ
ニウム、酸化ハフニウム、酸化ビスマス及びこれら金属
酸化物に酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化スカ
ンジウム、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化ニオ
ブ、酸化タングステン、酸化ネオジム、酸化サマリウ
ム、酸化ガドニウム、酸化エルビウム、酸化イッテルビ
ウム等を固溶したものが挙げられる。これらのうち、適
用温度範囲が広いこと、入手の容易さ等の点から酸化イ
ットリウムを固溶した酸化ジルコニウム、酸化カルシウ
ムを固溶した酸化ジルコニウムおよび酸化スカンジウム
を固溶した酸化セリウムが好ましく用いられる。
Examples of the above-mentioned metal oxide having a fluorite structure include cerium oxide, thorium oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, bismuth oxide and magnesium oxide, calcium oxide, scandium oxide, yttrium oxide in addition to these metal oxides. Examples include solid solutions of lanthanum oxide, niobium oxide, tungsten oxide, neodymium oxide, samarium oxide, gadnium oxide, erbium oxide, ytterbium oxide, and the like. Among these, zirconium oxide in which yttrium oxide is dissolved in solid solution, zirconium oxide in which calcium oxide is dissolved in solid solution, and cerium oxide in which scandium oxide is dissolved in solid solution are preferably used from the viewpoints of wide application temperature range and easy availability.

【0012】固体電解質の形状は、特に限定されない
が、例えば板状、あるいは管状等のように略一定の厚さ
を有しているものであればよい。また、略一定の厚さを
有しているものであれば、平面状でなく、凹凸状の構造
で表面積が大であり反応場を効率良く提供できるものも
好ましい。ここで、固体電解質の厚さは、通常1μm〜
5mmで、好ましくは10μm〜2mmである。1μm
より薄いものは作製が困難であり、分子状酸素も透過す
るような穴が多く存在しやすく、また急激な温度変化等
で割れやすく強度面にも問題がある。一方、5mmより
厚いものは、良好な酸素イオン透過性が見られなくな
る。但し、固体電解質の厚さは、薄ければ薄いほど酸素
イオンの透過性が高くなり、より低温でも十分量の活性
酸素種を生成させることができ、本発明の酸化反応方法
を好適に行うことができる。なお、固体電解質の厚みが
薄くなると(例えば0.1mm以下)機械的強度が低下
するので、酸素分子の拡散抵抗の少ない多孔質材料(例
えば多孔性アルミナ、多孔性ジルコニア等)からなる支
持体の表面に固体電解質を装着して用いてもよい。固体
電解質の作製法としては、焼成法、プラズマ溶射、ゾル
ーゲル法、真空蒸着、スパッタリングなどが挙げられる
が、これらに限定されるものではない。
The shape of the solid electrolyte is not particularly limited, but may be any shape having a substantially constant thickness such as a plate shape or a tube shape. Further, as long as it has a substantially constant thickness, it is also preferable that the structure is not flat but has an uneven structure and a large surface area so that a reaction field can be efficiently provided. Here, the thickness of the solid electrolyte is usually 1 μm to
It is 5 mm, preferably 10 μm to 2 mm. 1 μm
The thinner one is difficult to manufacture, and there are many holes through which molecular oxygen also permeates, and it is easily cracked due to a sudden temperature change, etc., and there is a problem in strength. On the other hand, if the thickness is greater than 5 mm, good oxygen ion permeability will not be seen. However, the thinner the thickness of the solid electrolyte, the higher the permeability of oxygen ions, and it is possible to generate a sufficient amount of active oxygen species even at lower temperatures, so that the oxidation reaction method of the present invention can be suitably performed. You can Since the mechanical strength decreases as the thickness of the solid electrolyte decreases (for example, 0.1 mm or less), a support made of a porous material (for example, porous alumina, porous zirconia, etc.) with low diffusion resistance of oxygen molecules is used. You may mount and use a solid electrolyte on the surface. Examples of the method for producing the solid electrolyte include, but are not limited to, firing method, plasma spraying, sol-gel method, vacuum deposition, and sputtering.

【0013】以上のような固体電解質は、酸素を酸素イ
オンに変換する特性、酸素イオンを透過させる特性およ
び酸素イオンを活性酸素種に変換する特性を有し、本発
明においてこれらの特性は、固体電解質の両表面に電圧
を印加したり、触媒を設けたりすることなく、発現する
ことができる。本発明の酸化反応装置は、このような固
体電解質と該固体電解質の一方側の表面に酸素を供給す
る手段と、該固体電解質の他方側で発生する活性酸素種
により反応基質が酸化されるように反応基質を固体電解
質の表面ないし近傍に供給する手段を備え、該固体電解
質中を酸素イオンが透過できるよう構成されていること
を特徴とするものである。
The solid electrolyte as described above has the property of converting oxygen into oxygen ions, the property of transmitting oxygen ions, and the property of converting oxygen ions into active oxygen species. In the present invention, these properties are solid. It can be expressed without applying a voltage or providing a catalyst on both surfaces of the electrolyte. The oxidation reaction device of the present invention comprises a means for supplying oxygen to the surface of such a solid electrolyte and one side of the solid electrolyte, and a reactive substrate is oxidized by the active oxygen species generated on the other side of the solid electrolyte. Is provided with a means for supplying the reaction substrate to the surface of the solid electrolyte or the vicinity thereof, and is configured so that oxygen ions can permeate through the solid electrolyte.

【0014】酸素を供給する手段としては、例えば、酸
素あるいは空気等の酸素混合物の高圧ガスボンベで供給
する方法、エアーポンプ、エアーコンプレッサで供給す
る方法、または大気中に露出させる方法等によるものが
挙げられるが、特に限定されるものではない。本発明に
おいては、この酸素供給手段により固体電解質の一方の
表面に直接に酸素ガスが供給され、酸素の酸素イオンへ
の変換が生じる。
The means for supplying oxygen include, for example, a method of supplying oxygen or a mixture of oxygen such as air with a high-pressure gas cylinder, a method of supplying with an air pump or an air compressor, or a method of exposing to the atmosphere. However, it is not particularly limited. In the present invention, oxygen gas is directly supplied to one surface of the solid electrolyte by the oxygen supply means, and oxygen is converted into oxygen ions.

【0015】反応基質を供給する手段としては、例え
ば、あらかじめ酸化反応の反応場に充填もしくは固着し
ておく方法、反応基質そのものをポンプや高圧ガスボン
ベで供給する方法、反応基質を不活性ガス(ヘリウム、
窒素等)で希釈し、あるいは液滴状もしくは固体微粒子
状にして供給する方法等によるものが挙げられるが、本
発明においては、この反応基質供給手段により固体電解
質の他方の表面ないし近傍に存在する活性酸素種により
反応基質が酸化されるものであれば特に限定されるもの
ではない。
As the means for supplying the reaction substrate, for example, a method of previously filling or fixing the reaction substrate in the oxidation reaction, a method of supplying the reaction substrate itself by a pump or a high-pressure gas cylinder, an inert gas (helium) ,
Examples thereof include a method of diluting with nitrogen, etc., or supplying in the form of liquid droplets or solid fine particles. In the present invention, the reaction substrate supplying means allows the reaction solution to be present on the other surface of the solid electrolyte or in the vicinity thereof. There is no particular limitation as long as the reaction substrate is oxidized by the active oxygen species.

【0016】本発明の酸化反応装置は、以上の固体電解
質、酸素供給手段、反応基質供給手段を備え、該固体電
解質中を酸素イオンが透過できるよう構成されている。
酸素イオンを透過させるための具体的方法としては、前
記のような酸素供給手段、反応基質供給手段の存在下に
後述のような圧力勾配、または濃度勾配を固体電解質を
介して生じさせ得るいかなる手段であってもよい。
The oxidation reaction apparatus of the present invention comprises the above solid electrolyte, oxygen supply means, and reaction substrate supply means, and is constructed so that oxygen ions can permeate through the solid electrolyte.
As a specific method for permeating oxygen ions, any means capable of producing a pressure gradient or a concentration gradient as described below through the solid electrolyte in the presence of the oxygen supply means and the reaction substrate supply means as described above. May be

【0017】本発明の酸化反応装置においては、このよ
うな酸素及び反応基質の供給に際し、例えば図1に示す
ような反応器を用いることも可能である。即ち、固体電
解質により酸素供給室と酸化反応室に仕切られた反応器
を用いて、酸素供給室、酸化反応室にそれぞれの物質を
供給する方法を採ることができる。このような反応器以
外にも、例えば管状の固体電解質の内側又は外側が、酸
素供給室あるいは酸化反応室である反応器、固体電解質
の一方側が大気中に露出され開放系となっている反応器
等種々の態様のものを用いることができる。ただし、本
発明においては、酸素イオンを透過させることができれ
ば、必ずしもこのような閉じた系を有する形状の反応器
を用いる必要はない。また、本発明では必要に応じて圧
力勾配、または濃度勾配を生じさせるための補助的手段
を設けてもよい。それらの手段のうち、圧力勾配を生じ
させる手段としては、酸素供給室側を加圧ポンプで加圧
する手段、酸化反応室側を真空ポンプにより減圧する手
段等が挙げられる。濃度勾配を生じさせる手段として
は、酸素濃度の高いガスを供給するための加圧ポンプに
よる加圧手段等が挙げられる。
In the oxidation reaction apparatus of the present invention, it is possible to use a reactor as shown in FIG. 1 for supplying such oxygen and reaction substrate. That is, it is possible to adopt a method of supplying the respective substances to the oxygen supply chamber and the oxidation reaction chamber by using a reactor which is partitioned by the solid electrolyte into the oxygen supply chamber and the oxidation reaction chamber. In addition to such a reactor, for example, a reactor in which the inside or outside of a tubular solid electrolyte is an oxygen supply chamber or an oxidation reaction chamber, and a reactor in which one side of the solid electrolyte is exposed to the atmosphere and is an open system It is possible to use various types such as those. However, in the present invention, it is not always necessary to use a reactor having a shape having such a closed system as long as oxygen ions can be permeated. Further, in the present invention, auxiliary means for producing a pressure gradient or a concentration gradient may be provided as needed. Among these means, examples of means for producing a pressure gradient include means for pressurizing the oxygen supply chamber side with a pressurizing pump, means for depressurizing the oxidation reaction chamber side with a vacuum pump, and the like. Examples of means for producing the concentration gradient include a pressurizing means using a pressurizing pump for supplying a gas having a high oxygen concentration.

【0018】次に、本発明の酸化反応方法について説明
する。本発明の酸化反応方法は、前記の酸化反応装置を
用いて好適に行うことができる。用いられる酸素は、純
成分の酸素分子気体、空気、あるいは酸素と他のガス
(例えば窒素、ヘリウム等)を混合した気体等として用
いてもよく、このような物質が前記の供給手段により供
給される。
Next, the oxidation reaction method of the present invention will be described. The oxidation reaction method of the present invention can be suitably performed using the above-mentioned oxidation reaction device. The oxygen used may be a pure component oxygen molecular gas, air, or a gas in which oxygen and another gas (for example, nitrogen, helium, etc.) are mixed, and such a substance is supplied by the above-mentioned supply means. It

【0019】用いられる反応基質としては、多くの化合
物が可能であり、反応場(固体電解質の表面ないし近
傍)において気体、液体、固体いずれの状態のものでも
適用でき、特に限定されないが、炭素数が1個から30
個の飽和、不飽和の炭化水素類、炭素数が1個から30
個の飽和、不飽和のカルボン酸類、炭素数が1個から3
0個の飽和、不飽和のアルコール類および多価アルコー
ル類、炭素数が1個から30個のアミン類、RCOO
R’で表せる化合物のうちRの炭素数が1個から29個
の飽和、不飽和の炭化水素でR’の炭素数が1個から3
0個の炭化水素のもの、炭素数が1個から30個の飽
和、不飽和のケトン類、炭素数が1個から30個の飽
和、不飽和のアルデヒド類、炭素数が6個から30個の
芳香族炭化水素類、糖類、アミノ酸等の有機物があげら
れる。
As the reaction substrate used, many compounds can be used, and they can be applied in any state of gas, liquid or solid in the reaction field (on or near the surface of the solid electrolyte), and the number of carbon atoms is not particularly limited. From 1 to 30
Saturated or unsaturated hydrocarbons, having 1 to 30 carbon atoms
Saturated or unsaturated carboxylic acids, having 1 to 3 carbon atoms
0 saturated and unsaturated alcohols and polyhydric alcohols, amines having 1 to 30 carbon atoms, RCOO
Among the compounds represented by R ', saturated or unsaturated hydrocarbons having 1 to 29 carbon atoms of R and having 1 to 3 carbon atoms of R'.
0 hydrocarbons, saturated or unsaturated ketones with 1 to 30 carbons, saturated or unsaturated aldehydes with 1 to 30 carbons, 6 to 30 carbons Organic compounds such as aromatic hydrocarbons, sugars, amino acids and the like.

【0020】具体的には例えば、炭化水素類としてはメ
タン、エタン、プロパン、エチレン、プロピレン、ブテ
ン、ブタジエン、オクタン、オクテン、セタン、セテン
等;カルボン酸類としては酢酸、酪酸、カプロン酸、カ
プリル酸、ペラルゴン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、
パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ミリストレ
イン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、エルカ酸、リ
ノレン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸等;ア
ルコール類としては、メチルアルコール、エチルアルコ
ール、プロピルアルコール、オクチルアルコール、ステ
アリルアルコール、オレイルアルコール等;多価アルコ
ール類としては、エチレングリコール、グリセリン等;
アミン類としては、モノメチルアミン、モノエチルアミ
ン、モノオクチルアミン、モノステアリルアミン、モノ
オレイルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン
等;RCOOR’で表せる化合物としては、酢酸メチ
ル、酢酸エチル、酪酸メチル、オクチル酸メチル、ステ
アリン酸メチル、オレイン酸メチル、オレイン酸エチ
ル、オレイン酸ブチル等;ケトン類としては、アセト
ン、ピナコリン、メシチルオキシド等;アルデヒド類と
しては、アセトアルデヒド、エナントアルデヒド、アク
ロレイン、クロトンアルデヒド等;芳香族炭化水素類と
しては、ベンゼン、トルエン、スチレン、ナフタリン、
エチルベンゼン等;糖類としては、グルコース、フラク
トース、マンノース、リボース、デオキシリボース、シ
ュークロース、マルトース、セロビオース等;アミノ酸
としては、グリシン、セリン、リジン、アラニン、バリ
ン、グルタミン酸、フェニルアラニン、チロシン、トリ
プトファン等が挙げられる。また、無機物の反応基質と
しては、例えば水素、酸素、炭素、一酸化炭素等が挙げ
られる。以上の反応基質は、単独であるいは2種以上混
合して用いることができる。
Specifically, for example, hydrocarbons include methane, ethane, propane, ethylene, propylene, butene, butadiene, octane, octene, cetane, and cetene; examples of carboxylic acids include acetic acid, butyric acid, caproic acid, and caprylic acid. , Pelargonic acid, lauric acid, myristic acid,
Palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, myristoleic acid, palmitoleic acid, oleic acid, erucic acid, linolenic acid, arachidonic acid, eicosapentaenoic acid, etc .; Alcohols include methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, octyl alcohol, Stearyl alcohol, oleyl alcohol, etc .; Polyhydric alcohols such as ethylene glycol, glycerin, etc .;
Examples of amines include monomethylamine, monoethylamine, monooctylamine, monostearylamine, monooleylamine, dimethylamine, trimethylamine, and the like; examples of compounds represented by RCOOR 'include methyl acetate, ethyl acetate, methyl butyrate, methyl octylate, and stearin. Methyl acid, methyl oleate, ethyl oleate, butyl oleate, etc .; ketones as acetone, pinacholine, mesityl oxide, etc .; aldehydes as acetaldehyde, enanthaldehyde, acrolein, crotonaldehyde, etc .; aromatic hydrocarbons Benzene, toluene, styrene, naphthalene,
Ethylbenzene and the like; saccharides, glucose, fructose, mannose, ribose, deoxyribose, sucrose, maltose, cellobiose and the like; amino acids, glycine, serine, lysine, alanine, valine, glutamic acid, phenylalanine, tyrosine, tryptophan and the like. To be Examples of the inorganic reaction substrate include hydrogen, oxygen, carbon, carbon monoxide and the like. The above reaction substrates can be used alone or in combination of two or more.

【0021】本発明において、酸素供給手段、反応基質
供給手段により酸素イオンを透過させるための具体的条
件としては、圧力勾配および濃度勾配のうち、いずれか
1種以上を固体電解質を介して生じさせればよい。圧力
勾配を生じさせるためには、酸素供給側を加圧する方
法、反応基質供給側を減圧する方法等が挙げられる。こ
のとき酸素イオンの透過が起こるための差圧は、酸素分
圧として通常10mmHg以上、好ましくは50mmH
g以上である。濃度勾配を生じさせるためには、酸素供
給側に酸素濃度の高いガスを供給する方法または酸素含
有ガスを加圧して酸素濃度を高くしたガスを供給する方
法等が挙げられる。また、不活性ガスと混合した反応基
質を反応基質供給側に供給してもよい。このとき酸素イ
オンの透過が起こるための酸素濃度差は、通常5モル%
以上、好ましくは10モル%以上である。
In the present invention, specific conditions for allowing oxygen ions to permeate by the oxygen supply means and the reaction substrate supply means are that at least one of a pressure gradient and a concentration gradient is generated through a solid electrolyte. Just do it. In order to generate a pressure gradient, a method of pressurizing the oxygen supply side, a method of depressurizing the reaction substrate supply side and the like can be mentioned. At this time, the differential pressure for causing the permeation of oxygen ions is usually 10 mmHg or more, preferably 50 mmHg as an oxygen partial pressure.
g or more. In order to generate a concentration gradient, a method of supplying a gas having a high oxygen concentration to the oxygen supply side, a method of pressurizing an oxygen-containing gas to supply a gas having a high oxygen concentration, or the like can be mentioned. Further, a reaction substrate mixed with an inert gas may be supplied to the reaction substrate supply side. At this time, the difference in oxygen concentration for causing the permeation of oxygen ions is usually 5 mol%.
Or more, preferably 10 mol% or more.

【0022】酸化反応の反応温度は50〜700℃で、
好ましくは50〜500℃である。50℃より低い温度
では、固体電解質中の酸素イオンの透過速度が極めて小
さく、700℃より高温では、固体電解質が割れやすく
なり好ましくない。本発明では固体電解質を薄くするな
どして酸素イオンの透過性を高めることにより、従来よ
り低温で酸化反応を行うことができる。酸化反応側の圧
力は常圧でもよいが、前記のように固体電解質を介して
圧力勾配を生じさせるために、減圧下で行ってもよい。
この場合の減圧の条件としては、通常500mmHg以
下、好ましくは200mmHg以下である。酸素供給側
の圧力は常圧でもよいが、前記のように固体電解質を介
して圧力勾配を生じさせるために加圧してもよい。この
場合の加圧の条件としては、通常0.1kgf/cm2
以上、好ましくは1kgf/cm2 以上である。以上、
固体電解質を用いた酸化反応方法及びその装置について
示した。
The reaction temperature of the oxidation reaction is 50 to 700 ° C.
It is preferably 50 to 500 ° C. At a temperature lower than 50 ° C., the permeation rate of oxygen ions in the solid electrolyte is extremely low, and at a temperature higher than 700 ° C., the solid electrolyte is easily cracked, which is not preferable. In the present invention, the oxidation reaction can be carried out at a lower temperature than before by increasing the permeability of oxygen ions by thinning the solid electrolyte. The pressure on the oxidation reaction side may be normal pressure, but may be reduced pressure in order to generate a pressure gradient through the solid electrolyte as described above.
In this case, the depressurization condition is usually 500 mmHg or less, preferably 200 mmHg or less. The pressure on the oxygen supply side may be normal pressure, but may be increased to generate a pressure gradient through the solid electrolyte as described above. The pressurizing condition in this case is usually 0.1 kgf / cm 2
Or more, preferably 1 kgf / cm 2 or more. that's all,
The oxidation reaction method and apparatus using a solid electrolyte are shown.

【0023】本発明を用いれば、焼却炉をはじめとする
種々の燃焼炉、及び内燃機関などにおける排ガス、特に
近年問題になっているディーゼルエンジンの排ガス中に
含まれる未燃焼のハイドロカーボンやすすなどからなる
粒子状物質の酸化除去が可能になる。また、NOxの処
理についてもメタンなどのハイドロカーボンを共存させ
ることにより、ハイドロカーボンラジカルを発生させ、
間接的にNOxの還元を行うことができる。さらに、酸
素を本発明により発生する活性酸素と反応させることに
より、オゾンが得られ、従来高エネルギーを必要とする
放電現象を用いていたオゾン発生器に替わる低エネルギ
ー使用のオゾン発生器を作製することが出来る。さらに
は、液相において活性酸素種の発生を可能にしたことに
より、上下水道の水処理(排水処理、殺菌処理など)シ
ステムに応用することもできる。さらに、無炎バーナー
のように炎を発生させずに燃料を燃焼させると着火源が
ないために有機溶剤を含む有機物質の加熱、乾燥を安全
に行うことができる。
According to the present invention, unburned hydrocarbons and soot contained in exhaust gas from various combustion furnaces such as incinerators and internal combustion engines, especially diesel engine exhaust gas which has become a problem in recent years, etc. It becomes possible to oxidize and remove the particulate matter consisting of. In addition, for the treatment of NOx, a hydrocarbon radical is generated by coexisting with a hydrocarbon such as methane.
NOx can be indirectly reduced. Furthermore, ozone is obtained by reacting oxygen with active oxygen generated according to the present invention, and an ozone generator using low energy, which replaces the ozone generator which has conventionally used a discharge phenomenon requiring high energy, is produced. You can Furthermore, since it is possible to generate active oxygen species in the liquid phase, it can be applied to a water treatment system (wastewater treatment, sterilization treatment, etc.) of water and sewage. Further, when the fuel is burned without generating a flame like a flameless burner, there is no ignition source, so that the organic substance containing the organic solvent can be heated and dried safely.

【0024】また、一般家庭における油ミストによる家
庭内および家庭内器具のよごれなども本発明の酸化反応
装置を具備することにより定期的な手作業による洗浄な
どの手間なくして除去できる。例えば、空気清浄器の内
外壁、電子レンジの内壁、システムキッチンのフード等
に対して適用できる。また、冷蔵庫内などの脱臭設備に
本発明の酸化反応装置を具備することにより効率的な脱
臭を行うことができる。以上は、完全酸化に類する応用
であるが、酸素活性種の活性度及び供給速度を温度など
で制御すれば、有機物質の選択酸化ができる。本発明の
用途はこれらに限られず、本発明により得られる活性酸
素を用いれば気相、液相、固相を呈する物質の一種ある
いは二種以上のいずれのものでも酸化させることができ
る。
Further, the dirt of households and household appliances due to oil mist in general households can be removed by the provision of the oxidation reaction device of the present invention without trouble such as periodical manual cleaning. For example, it can be applied to inner and outer walls of air purifiers, inner walls of microwave ovens, hoods of system kitchens, and the like. Further, by providing the deodorizing equipment such as in a refrigerator with the oxidation reaction device of the present invention, deodorizing can be performed efficiently. The above is an application similar to complete oxidation, but the organic substance can be selectively oxidized by controlling the activity and supply rate of oxygen active species by temperature and the like. The use of the present invention is not limited to these, and the active oxygen obtained by the present invention can be used to oxidize any one, two or more substances that exhibit a gas phase, a liquid phase or a solid phase.

【0025】本発明の酸化反応方法の機構は以下の如く
考えられる。結晶構造が蛍石型構造を持った一種以上の
金属酸化物からなる固体電解質は、酸素イオンの格子欠
陥内に酸素イオンを透過させる特性をもつ。この固体電
解質のいずれか一方側に酸素を接触させると、1/2O
2 +2e- →O2-の反応が起こり酸素イオンは固体電解
質中の格子欠陥中に入る。格子欠陥中に入った酸素イオ
ンは空孔中を濃度勾配、熱拡散あるいは酸素供給側を加
圧する事による圧力勾配等により、もう一方側に輸送さ
れる。固体電解質のもう一方側では、O2-→O* +2e
- の反応が起こり活性酸素種が生成する。この生成した
活性酸素種により、固体電解質表面あるいはその表面近
傍で反応基質の酸化反応が可能になった。固体電解質中
の酸素イオンの透過性は、温度が高いほど大きく、ま
た、固体電解質の厚さが薄いほど大きくなる。すなわち
厚さを薄くすることにより、より低温でも酸素イオンの
透過が良好に行われ、十分量の活性酸素種を生成させる
ことができる。本発明の酸化反応方法では、固体電解質
を介して生成した活性酸素種で反応を行うので、さまざ
まな物質を反応基質として用いることができる。また、
有機物の部分酸化など温和な条件を必要とする反応も、
固体電解質を薄膜にすることでより低温下で行うことが
できる。
The mechanism of the oxidation reaction method of the present invention is considered as follows. A solid electrolyte composed of one or more kinds of metal oxides having a fluorite type crystal structure has a property of allowing oxygen ions to penetrate into lattice defects of oxygen ions. When oxygen is brought into contact with either side of this solid electrolyte, 1 / 2O
The reaction of 2 + 2e → O 2 occurs, and oxygen ions enter the lattice defects in the solid electrolyte. Oxygen ions that have entered the lattice defects are transported to the other side due to a concentration gradient in the vacancies, thermal diffusion, or a pressure gradient caused by pressurizing the oxygen supply side. On the other side of the solid electrolyte, O 2- → O * + 2e
- reaction of active oxygen species are generated to occur in. The generated active oxygen species enabled the oxidation reaction of the reaction substrate on or near the surface of the solid electrolyte. The permeability of oxygen ions in the solid electrolyte increases as the temperature rises, and as the thickness of the solid electrolyte decreases. That is, by reducing the thickness, oxygen ions can be favorably permeated even at a lower temperature, and a sufficient amount of active oxygen species can be generated. In the oxidation reaction method of the present invention, the reaction is carried out with the active oxygen species generated via the solid electrolyte, so various substances can be used as reaction substrates. Also,
For reactions that require mild conditions such as partial oxidation of organic substances,
It can be performed at a lower temperature by forming the solid electrolyte into a thin film.

【0026】[0026]

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定さ
れるものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0027】実施例1 図1は、本発明の酸化反応装置の反応器部分の一例を模
式的に示したものであり、固体電解質により仕切られた
2つの空間をそれぞれ酸素供給室、酸化反応室としたも
のである。1は、酸素イオン透過性を持つ固体電解質で
8mol%濃度で酸化イットリウムを固溶した酸化ジル
コニウム円盤(日本ファインセラミックス(株)製、厚
さ0.1mm、直径80mm)である。2は固体電解質
中に酸素を供給する酸素供給室である。3は反応基質を
供給し、活性酸素種と反応させる酸化反応室である。
Example 1 FIG. 1 schematically shows an example of a reactor portion of an oxidation reaction apparatus of the present invention, in which two spaces partitioned by a solid electrolyte are provided in an oxygen supply chamber and an oxidation reaction chamber, respectively. It is what Reference numeral 1 is a zirconium oxide disc (manufactured by Japan Fine Ceramics Co., Ltd., thickness 0.1 mm, diameter 80 mm) in which solid electrolyte having oxygen ion permeability and 8 mol% concentration of yttrium oxide was solid-dissolved. Reference numeral 2 is an oxygen supply chamber for supplying oxygen into the solid electrolyte. Reference numeral 3 is an oxidation reaction chamber for supplying a reaction substrate and reacting with an active oxygen species.

【0028】実施例2 図1の装置を用いて、無触媒、無電極条件下で本発明に
よる一酸化炭素の酸化を行った。以下、その反応方法及
びその結果について示す。酸素供給手段として酸素ボン
ベを用い、2の酸素供給室に流速50ml/minで酸
素を流通し、3の酸化反応室に1027ppm濃度の一
酸化炭素混入ヘリウムガスを反応基質供給手段である高
圧ガスボンベにより流速20ml/minで流通させ
た。反応温度が400℃になるようにヒータで加熱し、
常圧下で反応を行った。このとき酸素イオン透過の推進
力は、固体電解質を介して生じる酸素分圧差(760m
mHg)であった。反応結果の確認は、入口及び出口の
ガスをガスクロマトグラフィ(島津製GC8A)により
生成物の二酸化炭素の定量を行うことで行った。分析条
件は、カラムとしてWG−100(ジーエルサイエンス
製)を用い、カラム温度50℃、キャリアガスがヘリウ
ム、キャリア−圧が0.8kg/cm2 、検出器がTC
Dにより行った。その結果、入口ガス中には二酸化炭素
を検出できなかったが、出口ガス中に二酸化炭素が48
0ppm存在し、一酸化炭素が酸化されたことが確認で
きた。すなわち、本実施例により、無触媒、無電極条件
下でも酸化反応が起こることが、確認できた。
Example 2 Using the apparatus shown in FIG. 1, carbon monoxide according to the present invention was oxidized under the condition of no catalyst and no electrode. The reaction method and the result are shown below. An oxygen cylinder was used as the oxygen supply means, oxygen was circulated in the oxygen supply chamber 2 at a flow rate of 50 ml / min, and carbon monoxide mixed helium gas with a concentration of 1027 ppm was supplied to the oxidation reaction chamber 3 by the high pressure gas cylinder which is the reaction substrate supply means. It was circulated at a flow rate of 20 ml / min. Heat with a heater so that the reaction temperature becomes 400 ° C,
The reaction was carried out under normal pressure. At this time, the driving force of the oxygen ion permeation is due to the oxygen partial pressure difference (760 m
mHg). The reaction result was confirmed by quantitatively measuring carbon dioxide as a product of gas at the inlet and the outlet by gas chromatography (GC8A manufactured by Shimadzu). As the analysis conditions, WG-100 (manufactured by GL Sciences) was used as a column, column temperature was 50 ° C., carrier gas was helium, carrier pressure was 0.8 kg / cm 2 , and detector was TC.
D. As a result, carbon dioxide could not be detected in the inlet gas, but carbon dioxide was detected in the outlet gas.
It was confirmed that 0 ppm was present and carbon monoxide was oxidized. That is, it was confirmed by this example that the oxidation reaction occurs even under the condition of no catalyst and no electrode.

【0029】実施例3 図1の装置を用いて、本発明によるグラファイトカーボ
ンの気相中での酸化反応を実施した。以下、その反応方
法及び結果について示す。2の酸素供給室に空気を流速
50ml/minで供給した。一方、3の酸化反応室に
は、固体電解質上に50重量%グラファイトカーボン水
懸濁液を一面に塗布した。ヒータにより温度400℃に
設定し、酸化反応室の圧力を100mmHgに真空ポン
プにより設定し、反応を行った。このとき、グラファイ
トカーボンは、乾燥して固体電解質表面に付着した状態
であり、また酸素イオン透過の推進力は固体電解質を介
して存在する圧力勾配であった。反応生成物の確認は、
3の酸化反応室に窒素ガス(99.9999%)を流量
50ml/minで流し、その出口のガスをガスクロマ
トグラフィにより分析することで行った。分析条件は実
施例3と同様で、生成物である二酸化炭素の定量を行っ
た。その結果、出口ガス中に二酸化炭素が24ppm存
在し、カーボンが酸化されたことがわかった。
Example 3 Using the apparatus shown in FIG. 1, the oxidation reaction of graphite carbon according to the present invention in the gas phase was carried out. Hereinafter, the reaction method and results will be shown. Air was supplied to the second oxygen supply chamber at a flow rate of 50 ml / min. On the other hand, in the oxidation reaction chamber of No. 3, a 50% by weight aqueous graphite carbon suspension was applied onto one surface of a solid electrolyte. The temperature was set to 400 ° C. with a heater, the pressure in the oxidation reaction chamber was set to 100 mmHg with a vacuum pump, and the reaction was carried out. At this time, the graphite carbon was in a state of being dried and attached to the surface of the solid electrolyte, and the driving force for oxygen ion permeation was a pressure gradient existing via the solid electrolyte. To confirm the reaction product,
Nitrogen gas (99.9999%) was caused to flow into the oxidation reaction chamber of No. 3 at a flow rate of 50 ml / min, and the gas at the outlet thereof was analyzed by gas chromatography. The analysis conditions were the same as in Example 3, and the product carbon dioxide was quantified. As a result, it was found that carbon dioxide was present at 24 ppm in the outlet gas and carbon was oxidized.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明によれば、従来不可能と思われて
いた、固体電解質に電圧を印加する事なく生成した活性
酸素種をそのまま反応種として、無触媒、無電極条件下
で酸化反応を行うことができる。その結果、従来のよう
な複雑な装置を必要とせず、また電圧を印加することな
く安全性の面でも優れた酸化反応を行うことが出来る。
また、従来きわめて困難であるとされ、現在まで全く開
示されていなかった、液相あるいは固相での酸化反応が
可能になったことから、本発明の幅広い応用が可能とな
った。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, an active oxygen species generated without applying a voltage to a solid electrolyte, which has been thought to be impossible in the past, is used as a reaction species as it is, and an oxidation reaction is conducted under catalyst-free conditions without electrodes. It can be performed. As a result, it is possible to perform an oxidation reaction which is excellent in terms of safety without requiring a complicated device as in the past and applying a voltage.
Further, since the oxidation reaction in a liquid phase or a solid phase, which has hitherto been considered to be extremely difficult and has not been disclosed at all, has become possible, the present invention can be widely applied.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本発明の酸化反応方法を実施するのに
適した酸化反応装置の反応器部分の一例を模式的に示し
たものである。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a reactor part of an oxidation reaction device suitable for carrying out the oxidation reaction method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 固体電解質 2 酸素供給室 3 酸化反応室 4 反応器 1 solid electrolyte 2 oxygen supply chamber 3 oxidation reaction chamber 4 reactor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C25B 1/00 Z 8414−4K 9/00 320 8414−4K (72)発明者 傳 慶一 和歌山県和歌山市関戸4−1−1 (72)発明者 定方 正毅 東京都杉並区高円寺南2−31−24─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI Technical display location C25B 1/00 Z 8414-4K 9/00 320 8414-4K (72) Inventor Keiichi Wakayama, Wakayama Prefecture 4-1-1 Sekido, Ichi, Japan (72) Masakata Masayoshi 2-31-24, Koenji Minami, Suginami-ku, Tokyo

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸素を酸素イオンに変換する特性、酸素
イオンを透過させる特性および酸素イオンを活性酸素種
に変換する特性を有する固体電解質を用いて酸化反応を
行う方法において、該固体電解質の一方側の表面に直接
酸素を供給すると共に他方側の表面ないし近傍に反応基
質を供給し、酸素供給側で酸素を酸素イオンに変換した
後、該固体電解質中を透過させ、反応基質供給側で該酸
素イオンより変換される活性酸素種により反応基質を酸
化させることを特徴とする酸化反応方法。
1. A method for carrying out an oxidation reaction using a solid electrolyte having a property of converting oxygen into oxygen ions, a property of transmitting oxygen ions, and a property of converting oxygen ions into active oxygen species, wherein one of the solid electrolytes is used. While supplying oxygen directly to the surface of one side and supplying the reaction substrate to the surface of the other side or the vicinity thereof, after converting oxygen into oxygen ions on the oxygen supplying side, the oxygen is permeated through the solid electrolyte and at the reaction substrate supplying side, A method for oxidation reaction, which comprises oxidizing a reaction substrate with an active oxygen species converted from oxygen ions.
【請求項2】 酸素を酸素イオンに変換する特性、酸素
イオンを透過させる特性および酸素イオンを活性酸素種
に変換する特性を有する固体電解質と、該固体電解質の
一方側の表面に酸素を供給する手段と、該固体電解質の
他方側で発生する活性酸素種により反応基質が酸化され
るように反応基質を固体電解質の表面ないし近傍に供給
する手段を備え、該固体電解質中を酸素イオンが透過で
きるよう構成されていることを特徴とする酸化反応装
置。
2. A solid electrolyte having a property of converting oxygen into oxygen ions, a property of transmitting oxygen ions, and a property of converting oxygen ions into active oxygen species, and supplying oxygen to one surface of the solid electrolyte. And means for supplying the reaction substrate to the surface of the solid electrolyte or in the vicinity thereof so that the reaction substrate is oxidized by the active oxygen species generated on the other side of the solid electrolyte, and oxygen ions can permeate through the solid electrolyte. An oxidation reaction device having a structure as described above.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001262385A (en) * 2000-03-17 2001-09-26 Matsushita Refrig Co Ltd Electrolytic ozone generating device
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