JPH0263552A - オゾン分解用触媒 - Google Patents
オゾン分解用触媒Info
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- JPH0263552A JPH0263552A JP63213829A JP21382988A JPH0263552A JP H0263552 A JPH0263552 A JP H0263552A JP 63213829 A JP63213829 A JP 63213829A JP 21382988 A JP21382988 A JP 21382988A JP H0263552 A JPH0263552 A JP H0263552A
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Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明はガス中に含有されるオゾンを接触分解して無害
化するオゾン分解用触媒に関する。更に詳しくは、低温
活性および耐久性に優れるオゾン分解用触媒に関する。
化するオゾン分解用触媒に関する。更に詳しくは、低温
活性および耐久性に優れるオゾン分解用触媒に関する。
〈従来の技術とその問題点〉
オゾンは強い酸化能を有し、分解すると無害な酸素にな
るため、脱狐 殺菌、漂白あるいは排水中のＣＯＤ減少
等の目的で様々な分野において輻広く利用されている。
るため、脱狐 殺菌、漂白あるいは排水中のＣＯＤ減少
等の目的で様々な分野において輻広く利用されている。
しかし、処理に利用されたオゾンは一部未反応のまま大
気中に放出されるため、光化学スモッグ等の二次公害を
発生きせる恐れがある。また、オゾンの臭いは１ ｐｐ
ｍ以下の濃度で感知でき、２ ｐｐｍ以上の濃度では呼
吸器系に刺激を引き起こし、人体に有害なものである。
気中に放出されるため、光化学スモッグ等の二次公害を
発生きせる恐れがある。また、オゾンの臭いは１ ｐｐ
ｍ以下の濃度で感知でき、２ ｐｐｍ以上の濃度では呼
吸器系に刺激を引き起こし、人体に有害なものである。
例えば、航空機が成層圏を飛行する際に機内にオゾンを
含む空気が入って乗客や搭乗員に悪影響を及ぼす危険性
がある。更に、最近、乾式複写機等の高電圧発生装置を
組み込んだ機器からオゾンが発生し、これらの機器は主
に室内に置かれるために、オゾン発生量がｆｆ１ｆｆｌ
であっても室内が汚染されるとして問題になっている。
含む空気が入って乗客や搭乗員に悪影響を及ぼす危険性
がある。更に、最近、乾式複写機等の高電圧発生装置を
組み込んだ機器からオゾンが発生し、これらの機器は主
に室内に置かれるために、オゾン発生量がｆｆ１ｆｆｌ
であっても室内が汚染されるとして問題になっている。
これら各種の発生源から混入あるいは排出されるオゾン
を除去し、無害化する必要がある。
を除去し、無害化する必要がある。
従来用いられてきた廃オゾンの処理技術としては、活性
炭法、薬液洗浄法および熱分解法がある。
炭法、薬液洗浄法および熱分解法がある。
活性炭法は低濃度オゾンの処理に利用されているが、オ
ゾン分解の進行に伴って活性炭が消耗するために補充す
る必要があり、また高濃度のオゾンを処理する場合は反
応熱により活性炭自身が発火、燃焼する危険性があるの
で取り扱い上問題がある。
ゾン分解の進行に伴って活性炭が消耗するために補充す
る必要があり、また高濃度のオゾンを処理する場合は反
応熱により活性炭自身が発火、燃焼する危険性があるの
で取り扱い上問題がある。
薬液洗浄法は還元性物質の水溶液で廃オゾンを洗浄する
ために処理コストが高く、また廃水処理の問題が生じる
。
ために処理コストが高く、また廃水処理の問題が生じる
。
熱分解法は分解効率を上げるためには３００℃以上に加
熱する必要があり、また多量の排ガスを処理するために
は加熱費用がかかり、処理コストが高くなる等の欠点が
ある。
熱する必要があり、また多量の排ガスを処理するために
は加熱費用がかかり、処理コストが高くなる等の欠点が
ある。
一方、近年廃オゾン処理方法として触媒分解法が研究さ
れており、この方法は発火、爆発の危険性がなく、廃水
処理も不要であり、低コストでオゾンを分解除去できる
ために有利な方法とされている。
れており、この方法は発火、爆発の危険性がなく、廃水
処理も不要であり、低コストでオゾンを分解除去できる
ために有利な方法とされている。
オゾン分解触媒としてはニッケル、マンガン、コバルト
等の酸化物を用いた触媒が優れた分解効率を示す（特開
昭６０−９７０４９号公報）。しかし、実用触媒として
は更に低い温度領域で高活性を示す触媒が必要とされる
。
等の酸化物を用いた触媒が優れた分解効率を示す（特開
昭６０−９７０４９号公報）。しかし、実用触媒として
は更に低い温度領域で高活性を示す触媒が必要とされる
。
〈発明が解決しようとしている問題点〉本発明の目的は
、ガス中に含まれるオゾンを酸素に接触的に分解するに
あたり、低温活性および耐久性に優れた安価なオゾン分
解用触媒を提供することにある。
、ガス中に含まれるオゾンを酸素に接触的に分解するに
あたり、低温活性および耐久性に優れた安価なオゾン分
解用触媒を提供することにある。
く問題を解決するための手段〉
本発明者らは鋭意研究した結果、上記目的を満足するオ
ゾン分解用触媒を見いだしたものである。
ゾン分解用触媒を見いだしたものである。
即ち本発明は、
触媒Ａ成分としてチタン、珪素、アルミニウムおよびジ
ルコニウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の元
素の酸化物および触媒Ｂ成分として酸化マンガン（ＩＩ
） 、四酸化三マンガンおよび酸化マンガン（ＩＩ＋
）からなる群から選ばれる少なくとも一種を含有して
なることを特徴とするオゾン分解用触媒。
ルコニウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の元
素の酸化物および触媒Ｂ成分として酸化マンガン（ＩＩ
） 、四酸化三マンガンおよび酸化マンガン（ＩＩ＋
）からなる群から選ばれる少なくとも一種を含有して
なることを特徴とするオゾン分解用触媒。
である。本発明の触媒は低温活性および耐久性にｆ！ｉ
へ一１０〜２０℃、好ましくは０〜２０℃の低い温度領
域においても優れたオゾン分解性能を示す。しかも本発
明の触媒は安価である。
へ一１０〜２０℃、好ましくは０〜２０℃の低い温度領
域においても優れたオゾン分解性能を示す。しかも本発
明の触媒は安価である。
本発明者らは、触媒Ａ成分単独または触媒Ｂ成分単独で
は十分なオゾン分解性能は得られないが、触媒Ａ成分と
触媒Ｂ成分とを共に含有する触媒はオゾン分解性能が著
しく向上して、低温活性および耐久性に優れることを見
いだした。
は十分なオゾン分解性能は得られないが、触媒Ａ成分と
触媒Ｂ成分とを共に含有する触媒はオゾン分解性能が著
しく向上して、低温活性および耐久性に優れることを見
いだした。
各触媒成分の組成は、触媒Ａ成分が酸化物として４０〜
９５重量％および触媒Ｂ成分が５〜６０重景％を含有し
てなるものが好ましく、特に触媒Ｂ成分がこの範囲から
はずれる場合はオゾン分解性能が低下し、６０重量％を
超える場合は経済的にも不利である。
９５重量％および触媒Ｂ成分が５〜６０重景％を含有し
てなるものが好ましく、特に触媒Ｂ成分がこの範囲から
はずれる場合はオゾン分解性能が低下し、６０重量％を
超える場合は経済的にも不利である。
また、本発明の触媒において触媒Ａ成分がチタン、珪素
およびジルコニウムからなる群から選ばれる少なくとも
二種の元素の複合酸化物である場合には、これらの複合
酸化物は強い固体酸性と大きいＢＥＴ表面積を有し、触
媒活性、触媒成型性および強度安定性等の点からより好
ましい。
およびジルコニウムからなる群から選ばれる少なくとも
二種の元素の複合酸化物である場合には、これらの複合
酸化物は強い固体酸性と大きいＢＥＴ表面積を有し、触
媒活性、触媒成型性および強度安定性等の点からより好
ましい。
本発明の触媒は各種の方法で調製することができる。例
えば、 （ａ）チタンおよび珪素の複合酸化物からなる粉体に適
量の水を成型助材と共に加え、混合、混練し、押し出し
成型機でベレット状またはハニカム状等に成型し、５０
〜２５０℃で乾燥後、３００〜８００℃で１〜１０時間
、空気流通下で焼成してＴｉＯ□−５ｉｎ２成型体を得
る。次いで該成型体にマンガン塩の水溶液を含浸させて
担持し、５０〜１５０℃で乾燥し、３００〜８００℃で
焼成した後、 １５０〜８００℃で１〜１０時間、水素
還元することにより本発明の触媒を得る。
えば、 （ａ）チタンおよび珪素の複合酸化物からなる粉体に適
量の水を成型助材と共に加え、混合、混練し、押し出し
成型機でベレット状またはハニカム状等に成型し、５０
〜２５０℃で乾燥後、３００〜８００℃で１〜１０時間
、空気流通下で焼成してＴｉＯ□−５ｉｎ２成型体を得
る。次いで該成型体にマンガン塩の水溶液を含浸させて
担持し、５０〜１５０℃で乾燥し、３００〜８００℃で
焼成した後、 １５０〜８００℃で１〜１０時間、水素
還元することにより本発明の触媒を得る。
（ｂ）上記（ａ）の方法において、ＴｉＯ□−５ｉＯｚ
成型体にマンガン塩の水溶液を含浸、乾亀 焼成した後
、水素還元する代わりにエタノールアミン水溶液を含浸
させ、５０〜１５０℃で乾燥した後、２００〜６００℃
で焼成して１．〜１０時間、空気流通下で焼成して本発
明の触媒を得る。
成型体にマンガン塩の水溶液を含浸、乾亀 焼成した後
、水素還元する代わりにエタノールアミン水溶液を含浸
させ、５０〜１５０℃で乾燥した後、２００〜６００℃
で焼成して１．〜１０時間、空気流通下で焼成して本発
明の触媒を得る。
（ｃ）上記（ａ）の方法において、Ｔｉ０ｚ ５ｉｆ
ｔ成型体にマンガン塩の水溶液を含浸させて担持し、乾
燥した後、焼成することなく水素還元して本発明の触媒
を得る。
ｔ成型体にマンガン塩の水溶液を含浸させて担持し、乾
燥した後、焼成することなく水素還元して本発明の触媒
を得る。
（ｄ） ＴＥ０１およびＳｉＯ□の複合酸化物および四
酸化三マンガンからなる混合粉体を用いて、（ａ）と同
様な方法でベレット状またはハニカム状等に成型して本
発明の触媒を得る。
酸化三マンガンからなる混合粉体を用いて、（ａ）と同
様な方法でベレット状またはハニカム状等に成型して本
発明の触媒を得る。
以上、触媒調製法を具体的に示したが、本発明はこれら
に限定・されるものではない。触媒形状としてもベレッ
ト状、ハニカム状等の他、円柱状、円筒状、板状、リボ
ン状、波板状、バイブ状、ドーナッツ状、格子状その他
一体化成型されたものなどから適宜選ばれる。
に限定・されるものではない。触媒形状としてもベレッ
ト状、ハニカム状等の他、円柱状、円筒状、板状、リボ
ン状、波板状、バイブ状、ドーナッツ状、格子状その他
一体化成型されたものなどから適宜選ばれる。
〈実施例〉
以下、実施例および比較例により本発明をざらに詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定される
ものではない。
説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定される
ものではない。
実ＪＬ例」−
チタンおよび珪素からなる複合酸化物を以下に述べる方
法で調製した。
法で調製した。
チタン源として以下の組成を有する市販の硫酸チタニル
の硫酸水溶液を用いた。
の硫酸水溶液を用いた。
Ｔｉ０ＳＯ４（ＴｉＯ□換算） ２５０ｇ／Ｑ
全ｔ（ｚＳ０４１１００ ｇ／ Ｑ 別に、水４０２に２５重量％アンモニア水２８Ｑを添加
し、これにスノーテックス−ＮＣ３−３０（８産化学製
シリカゾル、ＳｉＯ□として約３０重量％含有）２．４
ｋｇを加えた。得られた溶液中に、上記硫酸チタニルの
硫酸溶液１５．３Ｑを水３０Ｑに添加して希釈した溶液
を攪拌下体々に滴下し、共沈ゲルを生成した。ざらにそ
のまま１５時間静置した。かくしてえられたＴｉＯ□−
５ｉＯ□ゲルを濾過、水洗後２００℃で１０時間乾燥し
た。次いで５５０℃で６時間空気雰囲気下で焼成した。
全ｔ（ｚＳ０４１１００ ｇ／ Ｑ 別に、水４０２に２５重量％アンモニア水２８Ｑを添加
し、これにスノーテックス−ＮＣ３−３０（８産化学製
シリカゾル、ＳｉＯ□として約３０重量％含有）２．４
ｋｇを加えた。得られた溶液中に、上記硫酸チタニルの
硫酸溶液１５．３Ｑを水３０Ｑに添加して希釈した溶液
を攪拌下体々に滴下し、共沈ゲルを生成した。ざらにそ
のまま１５時間静置した。かくしてえられたＴｉＯ□−
５ｉＯ□ゲルを濾過、水洗後２００℃で１０時間乾燥し
た。次いで５５０℃で６時間空気雰囲気下で焼成した。
得られた粉体の組成はＴｉＯ□：Ｓｉ０□＝４： １
（モル比）でＢＥＴ表面積は１８５ ｍ２／ｇであ
った（以下、この粉体をＴＳ−１と称する）。
（モル比）でＢＥＴ表面積は１８５ ｍ２／ｇであ
った（以下、この粉体をＴＳ−１と称する）。
ＴＳ−１粉体１０ｋｇに適当量の水を添加し、ニーダ−
でよく混合し、混練機により充分混練し、ベレット状に
成型し、１５０℃で５時間乾燥した後３００℃で２時間
空気雰囲気下で焼成した。°次いで、得られたベレット
に硝酸マンガン水溶液を含浸せしめ、１２０℃で３時間
乾燥し、次いで４５０℃で３時間焼成して、その後４０
０℃で水素１０％を含む窒素雰囲気下で４時間水素還元
して完成触媒を得た。
でよく混合し、混練機により充分混練し、ベレット状に
成型し、１５０℃で５時間乾燥した後３００℃で２時間
空気雰囲気下で焼成した。°次いで、得られたベレット
に硝酸マンガン水溶液を含浸せしめ、１２０℃で３時間
乾燥し、次いで４５０℃で３時間焼成して、その後４０
０℃で水素１０％を含む窒素雰囲気下で４時間水素還元
して完成触媒を得た。
完成触媒中のマンガン含有量は、Ｍｎ元素として１２．
５重量％であった。Ｘ線回折分析結果より、Ｍｎは四酸
化三マンガン（）ｌｎ３０ａ） と酸化マンガン（］
Ｉ［） （ＭｎＪ＊） の混合物であった。
５重量％であった。Ｘ線回折分析結果より、Ｍｎは四酸
化三マンガン（）ｌｎ３０ａ） と酸化マンガン（］
Ｉ［） （ＭｎＪ＊） の混合物であった。
１施■２
実施例１で得られたＴＳ−１粉体を使用して、実施例１
と同様の方法でベレット状に成型し、硝酸マンガンを含
浸せしめ、１２０℃で３時間乾燥し、４５０℃で３時間
焼成した。その後８重量％エタノールアミン水溶液を含
浸して、１２０℃で３時間乾燥し、次いで４５０℃で２
時間焼成して完成触媒を得た。
と同様の方法でベレット状に成型し、硝酸マンガンを含
浸せしめ、１２０℃で３時間乾燥し、４５０℃で３時間
焼成した。その後８重量％エタノールアミン水溶液を含
浸して、１２０℃で３時間乾燥し、次いで４５０℃で２
時間焼成して完成触媒を得た。
完成触媒中のマンガン含有量は、Ｍｎ元素として１２．
５重量％であった。Ｘ線回折分析結果より、Ｍｎは四酸
化三マンガン（Ｍｎ：＋０．ｔ） と酸化マンガン（
Ｉｌｔ ） （Ｍｎｚ０３） の混合物であった。
５重量％であった。Ｘ線回折分析結果より、Ｍｎは四酸
化三マンガン（Ｍｎ：＋０．ｔ） と酸化マンガン（
Ｉｌｔ ） （Ｍｎｚ０３） の混合物であった。
Ｌ立■ユ
実施例１で得られたＴＳ−１粉体を使用して、実施例１
と同様の方法でベレット状に成型し、硝酸マンガンを含
浸せしめ、１２０℃で３時間乾燥し、その後４００℃で
水素１０％を含む窒素雰囲気下４時間水素還元して完成
触媒を得た。
と同様の方法でベレット状に成型し、硝酸マンガンを含
浸せしめ、１２０℃で３時間乾燥し、その後４００℃で
水素１０％を含む窒素雰囲気下４時間水素還元して完成
触媒を得た。
完成触媒中のマンガン含有量は、Ｍｎ元素として１２．
５重量％であった。Ｘ線回折分析結果より、Ｍｎは四酸
化三マンガン（Ｍｎ３０４） と酸化マンガン（ＩＩ
Ｉ ） （ＭｎｚＣ１＋） の混合物であった。
５重量％であった。Ｘ線回折分析結果より、Ｍｎは四酸
化三マンガン（Ｍｎ３０４） と酸化マンガン（ＩＩ
Ｉ ） （ＭｎｚＣ１＋） の混合物であった。
支施１
市販のγ−アルミナペレットに硝酸マンガンを含浸し、
１２０℃で３時間乾燥し、次いで４５０℃で３時間焼成
した。その後、４００℃で水素１０％を含む窒素雰囲気
下４時間水素還元して完成触媒を得た。
１２０℃で３時間乾燥し、次いで４５０℃で３時間焼成
した。その後、４００℃で水素１０％を含む窒素雰囲気
下４時間水素還元して完成触媒を得た。
完成触媒中のマンガン含有量は、Ｍｎ元素として１２．
５重量％であった。Ｘ線回折分析結果より、Ｍｎは四酸
化三マンガン（Ｍｎ３０Ｊ と酸化マンガン（］ＩＩ
） （Ｍｎｚ０３） の混合物であった。
５重量％であった。Ｘ線回折分析結果より、Ｍｎは四酸
化三マンガン（Ｍｎ３０Ｊ と酸化マンガン（］ＩＩ
） （Ｍｎｚ０３） の混合物であった。
見立■５
８００℃で水素１０％を含む窒素雰囲気下４時間水素還
元した以外は実施例４と同様にして完成触媒を得た。
元した以外は実施例４と同様にして完成触媒を得た。
完成触媒中のマンガン含有量は、Ｍｎ元素として１２．
５重量％であった。Ｘ線回折分析結果より、Ｍｎは酸化
マンガン（ＩＩ） （ＭｎＯ） であった。
５重量％であった。Ｘ線回折分析結果より、Ｍｎは酸化
マンガン（ＩＩ） （ＭｎＯ） であった。
比」計測」−
水素還元処理を省略した以外は実施例１と同様にして完
成触媒を得た。
成触媒を得た。
完成触媒中のマンガン含有量は、Ｍｎ元素として１２．
５重量％であった。Ｘ線回折分析結果より、Ｍｎは酸化
マンガン（ＩＩ） （ＭｎＯ□）であった。
５重量％であった。Ｘ線回折分析結果より、Ｍｎは酸化
マンガン（ＩＩ） （ＭｎＯ□）であった。
比ｍ旦
水素還元処理を省略した以外は実施例４と同様にして完
成触媒を得た。
成触媒を得た。
完成触媒中のマンガン含有量は、Ｍｎ元素として１２．
５重量％であった。Ｘ線回折分析結果より、Ｍｎは酸化
マンガン（ＩＩ） （ＭｎＯ□）であった。
５重量％であった。Ｘ線回折分析結果より、Ｍｎは酸化
マンガン（ＩＩ） （ＭｎＯ□）であった。
丸立孤１
実施例１〜５および比較例１．２で得られた各触媒につ
いて、次の方法でオゾン分解率を測定し、表−１に示す
結果を得た。なお、実施例中のオゾン分解率は、触媒層
入口と出口の空気中のオゾン濃度を測定した結果から次
の式により求めた。
いて、次の方法でオゾン分解率を測定し、表−１に示す
結果を得た。なお、実施例中のオゾン分解率は、触媒層
入口と出口の空気中のオゾン濃度を測定した結果から次
の式により求めた。
オゾン分解率０ω＝
内径２０ｍｍのパイレックス反応管に直径３． ０ｍｍ
、長き３． ０ｍｍのベレット状触媒１０．５ｃｃを充
填し、オゾンをｔｏｐｐｍ含有する空気を０． ３１５
Ｎ ｍ３／ｈｒの流速（空間速度３００００ｈｒ″″
）で触媒層に導入し、反応温度２℃におけるオゾン分解
率を求めた。
、長き３． ０ｍｍのベレット状触媒１０．５ｃｃを充
填し、オゾンをｔｏｐｐｍ含有する空気を０． ３１５
Ｎ ｍ３／ｈｒの流速（空間速度３００００ｈｒ″″
）で触媒層に導入し、反応温度２℃におけるオゾン分解
率を求めた。
医佼邂】
四酸化三マンガン（Ｍｎ３ｏａ） からなるベレット
状触媒を用い、実施例６に準じて反収 オゾン分解率の
測定を行ない、表−１に示す結果を得た。
状触媒を用い、実施例６に準じて反収 オゾン分解率の
測定を行ない、表−１に示す結果を得た。
Ｌ較Ｕ
酸化マンガン（Ｉｌｌ ） ０４ｎ、０３） から
なるベレット状触媒を用い、実施例６に準じて反応、オ
ゾン分解率の測定を行ない、表−１に示す結果を得た。
なるベレット状触媒を用い、実施例６に準じて反応、オ
ゾン分解率の測定を行ない、表−１に示す結果を得た。
表−１
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 触媒Ａ成分としてチタン、珪素、アルミニウムおよ
びジルコニウムからなる群から選ばれる少なくとも一種
の元素の酸化物および触媒Ｂ成分として酸化マンガン（
II）、四酸化三マンガンおよび酸化マンガン（III）か
らなる群から選ばれる少なくとも一種を含有してなるこ
とを特徴とするオゾン分解用触媒。 ２ 触媒Ａ成分を酸化物として４０〜９５重量％および
触媒Ｂ成分を５〜６０重量％含有してなる請求項１に記
載のオゾン分解用触媒。 ３ 触媒Ａ成分がチタン、珪素およびジルコニウムから
なる群から選ばれる少なくとも二種の元素の複合酸化物
である請求項１または２に記載のオゾン分解用触媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63213829A JPH0263552A (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | オゾン分解用触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63213829A JPH0263552A (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | オゾン分解用触媒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0263552A true JPH0263552A (ja) | 1990-03-02 |
Family
ID=16645718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63213829A Pending JPH0263552A (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | オゾン分解用触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0263552A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5462905A (en) * | 1992-08-21 | 1995-10-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purifying catalyst |
-
1988
- 1988-08-30 JP JP63213829A patent/JPH0263552A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5462905A (en) * | 1992-08-21 | 1995-10-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purifying catalyst |
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