[发明专利]以还原性有机物为原料的芬顿反应催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及芬顿反应催化剂，进而，本发明涉及以使用上述芬顿反应催化剂为特征的杀菌方法、污染物质的分解方法、利用化学发光的发光方法。

背景技术

在农业领域或食品加工领域中，杀菌或者除去有害物质的处理很重要。但是，在如以往的很多方法那样使用药物的情况下，药物有可能会残留在食品或农产品中，因而并不理想。另外，在利用次氯酸进行杀菌的情况下，存在会产生氯味这一缺点。

因此，在食品领域中，作为不会在食品中残留气味的杀菌方法，可以举出臭氧杀菌，但是，存在臭氧生成装置昂贵且设施规模大而且不易引入这一缺点。

鉴于这些情况，在很多产业领域中，对于开发一种无对人体有害的残效性且廉价的杀菌方法的需求很大。

因此，作为解决上述问题的杀菌方法，芬顿反应受到关注。

所谓的“芬顿反应”是指，通过二价铁发挥作用而使过氧化氢产生羟基自由基的反应。所产生的羟基自由基在自由基中表现出最强的氧化力。

期待利用该强力的氧化力，在杀菌、有害物质或难分解性的污染物质的分解(例如，在被有害物质污染的土壤中注入芬顿反应催化剂从而进行土壤净化的技术)等各种领域中的应用。

另外，由于在反应结束后过氧化氢变为氧和水从而无害，因此，芬顿反应是对于环境的负担很小的技术。

作为以往的芬顿反应催化剂，一般使用的是硫酸亚铁(II)。但是，由于二价铁很快会被氧化而沉淀从而丧失催化能力，因此需要随时添加。

因此，存在利用EDTA或柠檬酸等来提高硫酸亚铁的溶解度以维持水溶性的技术(参照非专利文献1)。

另外，利用芬顿反应的强力的氧化力进行霉菌的杀菌的技术已被公开(参照专利文献1)。

但是，在这些以往的方法中，存在下述致命性的问题：成为催化剂的二价铁非常不稳定，无法避免其由二价被氧化成三价，从而在短时间内丧失催化能力。

因此，要求开发一种能够长期维持原本不稳定的二价铁的状态的稳定的芬顿反应催化剂。

另外，以往的芬顿反应催化剂无法使用大量存在且能够廉价供给的三价铁或金属铁作为铁原料。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-062350号公报

专利文献2：日本特公昭61-59248号公报

非专利文献

非专利文献1：第15届关于地下水、土壤污染及其防治对策的研究集会演讲集p.339-3422009年6月发行社团法人土壤环境中心

发明内容

发明要解决的课题

本发明的课题在于，解决上述课题，开发提供一种能够长期稳定地维持二价铁的芬顿反应催化剂。

另外，本发明的课题在于，制造提供一种在以往的芬顿反应催化剂中未被发现的、可将三价铁或金属铁(廉价的铁供给原料)转化成二价铁并用作原料的芬顿反应催化剂。

另外，本发明的课题在于，开发一种对人体或环境无害的芬顿反应催化剂。

解决课题的手段

使用具有还原作用的物质(例如抗坏血酸等)能够将三价铁转化成二价铁(参照专利文献2)，但是，这些物质多数具有较强的自由基清除能力(清除功能)。

因此，尚未将以往的这些还原剂利用于产生羟基自由基的芬顿反应中。

本发明人等鉴于上述情况，反复进行了深入研究后发现，将特定的还原性有机物(具体为抗坏血酸、含多酚的植物体成分、植物干馏液成分)在水存在下与铁元素以特定的比例混合后得到的反应产物具有极强的芬顿反应催化能力。

另外，本发明人等发现，该还原性有机物能够长期稳定地维持本来不稳定的二价铁的状态，进而还可以将三价铁还原为二价铁并长期稳定地维持。进而，发现由于该还原性有机物呈酸性，因此，也可以使不溶性的三价铁或金属铁变得可溶并加以使用。

使用具有还原作用的物质(例如抗坏血酸等)能够将三价铁转化成二价铁(参照专利文献2)，但是，这些物质多数具有较强的自由基清除能力(清除功能)。

因此，尚未将以往的这些还原剂利用于产生羟基自由基的芬顿反应中。

本发明人等鉴于上述情况，反复进行了深入研究后发现，将特定的还原性有机物(具体为抗坏血酸、含多酚的植物体成分、植物干馏液成分)在水存在下与铁元素以特定的比例混合后得到的反应产物具有极强的芬顿反应催化能力。