シクロデキストリンによる固体状態のオゾン貯蔵

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フランスの研究コンソーシアム(Institut National Polytechnique de Toulouse, Ecole D’ingenieurs de Purpan, Universite Paul Sabatier Toulouse, Centre de la Rescherche Scientifique, Institut National de la Rescherche Agronomique)は、固体状態のシクロデキストリンマトリックス中にオゾンガスを貯留する技術を開発した。このプロセスは、最近のPCT特許出願の基礎となった [1]。

オゾンはその強い酸化力から、現在では酸化や殺菌など多くの用途で使用されている。オゾンは、化学的に不安定なため、貯蔵することができない気体。したがって、この分子は、酸素(O2)の流れの中で放電を発生させ、オゾン分子(O3)を生成する「オゾン発生装置」とも呼ばれる装置により、生成させる必要がある。オゾンは、プラズマや紫外線、特に波長185nmの光を含む他のプロセスでも生成することができる。オゾン分子の寿命は限られており、周囲の環境下では水中で約20分程度。例えば、純粋な状態でボトルに入れて保存したり、混合物として保存することは困難である。それは、想定される混合物が数十バーの酸素の混合物であるときに爆発の危険性が高いことに注意する必要がある。

試験したシクロデキストリン(α-、β-、γ-CD、HPBCD、SBECD、BCD-ポリマー)の中で、HPBCDが最も強力なオゾンガス貯蔵ホストであることが示された。これは、固体のシクロデキストリンホストが水の100〜1000倍の高濃度を捕捉できることを意味する。得られたオゾン-HPBCD複合体は、水環境に接触するとゲストガス分子が放出されるため、有意な抗菌・抗真菌効果を示した。また、室温での安定性は中程度であり(1日に20%のオゾン損失が観測された)、冷蔵保存することで克服することができた。

本出願の国際調査報告書は、本出願人にとって有利なものである。本発明の最も重要な先行技術は、シクロデキストリンを含むオゾン複合体(クラスレート)の水溶液を注入することにより、水または土壌中の汚染を低減する方法を提案しているOxytec LLCの先行特許出願[2]であり、固体複合体を単離することはないからである。

[1] Method for preparing a solid material for storing ozone, the material and the uses thereof. PCT patent application WO2020148497

[2] Chemical oxidation method and compounds. US patent application 2018/0178263

credits: ozone by Hamish from the Noun Project

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