氟类有机化合物的分解方法及氟类有机化合物的分解装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种氟类有机化合物的分解方法及氟类有机化合物的分解装置。
【背景技术】
[0002]氟类有机化合物为具备极其稳定的氟-碳键的化合物，基于由该键带来的特异化学特性，氟类有机化合物是被广泛用作溶剂、电子材料、涂敷材料、表面活性剂、脱模剂等的重要化合物。特别是三氟乙酸等具备氟烷基的羧酸可作为具备高酸度的有机酸广泛用于有机合成化学领域中的催化剂等用途。
[0003]这样的氟类有机化合物如上所述可用于各种用途，但由于其化学稳定性而经常产生各种问题。例如在焚烧处理不需要的氟类有机化合物的情况下，需要设定足够高的焚烧温度，经常产生下述问题:使焚烧处理所需的能量增大、消耗焚烧炉而使耐用年数缩短。另夕卜，若氟类有机化合物释放到环境中，则由于其化学稳定性而不易在环境中进行分解，这样的化合物在环境中的累积也成为问题。
[0004]鉴于这样的背景，出于实现氟类有机化合物在产生源的化学分解处理的目的，例如在专利文献I中提出了一种以磷酸钨为光催化剂，在氧的存在下对氟类有机化合物进行光分解的方法。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2003-40805号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]然而，就专利文献I中所记载的利用光催化剂的光分解而言，催化剂的成本高、以工业规模分解处理氟类有机化合物时仍有待解决的问题。这样，现状是尚未开发出能够容易切断稳定的氟-碳键且实用的，氟类有机化合物的分解处理方法。
[0010]本发明是鉴于以上状况而完成的，其目的在于提供一种新的、效率高的氟类有机化合物的分解方法及对实施这样的方法有用的氟类有机化合物的分解装置。
[0011]用于解决课题的技术方案
[0012]本发明人等发现:对含有氟类有机化合物和通过电解使硫酸氧化而得到的电解硫酸的溶液进行光照射，可使其溶液中所含的氟类有机化合物分解并进行无机化，从而完成了本发明。已知电解硫酸中含有过二硫酸根离子，而且在对含有过二硫酸盐的溶液进行光照射的情况下，氟类有机化合物也会被分解(例如参照日本特开2005-225785号公报)，但令人意外的是，本发明人等经研宄确定:在使用电解硫酸的情况下，与使用含有过二硫酸盐的溶液(其中所含的过二硫酸根离子浓度相同)的情况相比，氟类有机化合物的分解速度增大。本发明是基于以上见解而完成的，提供以下的方法。
[0013]本发明为一种氟类有机化合物的分解方法，该方法包括:在电解硫酸的存在下，对作为分解对象的氟类有机化合物进行光照射。
[0014]优选上述氟类有机化合物为下述通式(I)所示的氟代羧酸。
[0015]R1C(O)OH (I)
[0016](通式⑴中，R1为含有至少I个氟原子的烷基。)
[0017]优选在含有上述氟类有机化合物的被处理水中添加硫酸和/或电解硫酸，在浸渍于该被处理水中的阳极和阴极之间施加电压，从而利用上述阳极使上述被处理水中所含的硫酸氧化而成为电解硫酸。
[0018]优选对上述阳极及所述阴极持续施加电压直至上述被处理水中的氟类有机化合物的浓度低于预先设定的浓度，随着氟类有机化合物的分解而产生的硫酸再次作为电解硫酸被再利用。
[0019]优选上述氟类有机化合物为全氟羧酸。
[0020]优选上述全氟羧酸为三氟乙酸。
[0021]另外，本发明涉及一种氟类有机化合物的分解装置，其具备:能够收纳含有硫酸及作为分解对象的氟类有机化合物的被处理水的槽；能够与电源连接的阳极及阴极，它们被设置成当存在所述被处理水时，阳极及阴极浸渍在所述被处理水中；以及用于对所述被处理水照射光的光照射装置，在存在所述被处理水时，在所述阳极及所述阴极之间施加电压，使硫酸在所述阳极侧氧化而产生电解硫酸，在该电解硫酸的存在下，对所述被处理水进行光照射，由此使所述氟类有机化合物分解。
[0022]发明的效果
[0023]根据本发明，提供一种新的、效率高的氟类有机化合物的分解方法及用于实施这样的方法的氟类有机化合物的分解装置。
【附图说明】
[0024]图1是示出了本发明的氟类有机化合物的分解装置的第一实施方式的示意图。
[0025]图2是示出了本发明的氟类有机化合物的分解装置的第二实施方式的示意图。
[0026]图3是示出了在电解硫酸的存在下对含有三氟乙酸的反应溶液进行光照射时三氟乙酸(TFA)、二氧化碳(CO2)及氟化物离子(F_)相对于光照射时间的浓度变化的坐标图(实施例1)。
[0027]图4是示出了在过二硫酸钾的存在下对含有三氟乙酸的反应溶液进行光照射时三氟乙酸(TFA)、二氧化碳(CO2)及氟化物离子(F_)相对于光照射时间的浓度变化的坐标图(比较例I)。
【具体实施方式】
[0028]下面，对本发明的氟类有机化合物的分解方法的实施方式进行说明。本发明涉及一种氟类有机化合物的分解方法，其特征在于，在电解硫酸的存在下对作为分解对象的氟类有机化合物进行光照射。首先，对本发明的氟类有机化合物的分解方法的第一实施方式进行叙述。
[0029]一般来说，氟类有机化合物为具有稳定的氟-碳键的分子，因此，其分解需要在高温下进行处理。然而，本发明的方法不需要特别高温就可以使这些化合物分解为氟化物离子及二氧化碳等，因此，可以控制用于分解的能耗。在本发明的方法中，作为分解对象的氟类有机化合物为含有氟原子的化合物，作为这样的化合物，可以举出:氟代羧酸类、氟代磺酸类、氟代醇类等。其中，可优选举出下述通式(I)所示的氟代羧酸类。
[0030]R1C(O)OH (I)
[0031]上述通式(I)中的R1为含有至少I个氟原子的烷基。这些烷基除氟原子以外还可以含有氢原子及氯原子等卤素原子。为了便于理解，可以列举下述烷基的例子:-ccif2、-CC12F、-CHF2、-CH2F、-CBrF2等。烷基的碳原子数没有特别限制，通常为I?10。
[0032]作为氟代羧酸的优选实施方式，可以举出具备仅由碳原子和氟原子构成的烷基的全氟羧酸。在该全氟羧酸中，上述通式(I)中的R1为全部被氟代的烷基，通常以RfC(O)OH表示。作为这样的全氟羧酸，可以举出:三氟乙酸、五氟丙酸、全氟正辛酸等，其中，可优选举出三氟乙酸。
[0033]电解硫酸为在对硫酸的水溶液进行电解时在成为氧化氛围的阳极侧生成的物质，含有硫酸氧化所生成的过二硫酸、过一硫酸及过氧化氢。这样的物质可以通过硫酸水溶液的电解这样的比较容易的操作来得到，因此，例如工业上已经用于半导体制造工序中的抗蚀剂除去及清洗用途。
[0034]要得到电解硫酸，只要在进行电解的电解反应槽的内部放入硫酸水溶液，在该硫酸水溶液中对置配置阳极和阴极，在两极之间配置离子透过性的隔膜并流通电流即可。这样，水在阴极侧被还原而产生氢，同时硫酸及水在阳极侧被氧化而产生电解硫酸及氧。作为电解对象的硫酸水溶液通过上述隔膜而被隔成阳极侧和阴极侧，因此，生成的电