JPH03127626A - オゾン分解触媒 - Google Patents

オゾン分解触媒

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JPH03127626A
JPH03127626A JP1263998A JP26399889A JPH03127626A JP H03127626 A JPH03127626 A JP H03127626A JP 1263998 A JP1263998 A JP 1263998A JP 26399889 A JP26399889 A JP 26399889A JP H03127626 A JPH03127626 A JP H03127626A
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Hiroshi Fujita
浩 藤田
Shigehisa Yamamoto
恵久 山本
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Toda Kogyo Corp
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Toda Kogyo Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はオゾン分解触媒、特に排オゾン処理を低温で行
うために用いる触媒に関するものである。
〔従来の技術〕
一般にオゾンは強力な酸化作用を有するため、脱臭、脱
色、殺菌処理などに利用される。しかし、これらの処理
装置ではオゾンは完全に利用されず、一部は未反応の渣
ま大気中に放出される。又、電子写真複写機や空気浄化
機などのように高電圧装置を組込んだ機器からのオゾン
発生も問題視されており、特にこれらの機器は室内にか
かれるため、微量のオゾンであっても室内は汚染される
。オゾンは臭いの強い気体で僅かa 1 ppmの濃度
でも感知でき、人体に対しても極めて有害であるため、
これの除去が求められている。
従来、オゾンの除去は活性炭法や熱分解法、薬液洗浄法
などが知られているが、活性炭法はオゾン分解の進行に
伴う活性炭自身の消耗や不活性化が起シ、このため時涜
活性炭を補充しなければならない。また高濃度オゾンの
場合には反応熱によシ活性炭自身が発火燃焼に至る危険
性がある。熱分解法は分解速度を大きくするために30
0°C程度の高温を要し、そのための加熱費用がかさみ
処理コストが高くつく。薬液洗浄法は薬液の補充が必要
であう、このため処理コストも高く、又ミストが飛散す
るなどの問題がある。
〔発明が解決しようとする課題) 上述の種々問題を踏まえ、オゾンを低コストで分解除去
するための研究がなされ最近触媒を用いる方法が種々提
案されている。例えばAgo、 、 Sin!、 ’r
io、を担体として、V、 Cr、 Mn。
Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Zr、 Nb、 M
o、 Ru、、 Rh、 Pd。
Ay、 an  を活性体とするオゾン分解触媒が特開
昭53−14688号公報にて開示されている。
これに次いで珪藻土に特定量のN1を担持した触媒(特
開昭53−54189号公報)、Mn酸化物の特定割合
のcoを添加した触[(特開昭57−136940号公
報)が開示されている。更に最近、Tie、−8in、
及びT i O,−Z r O,などの二元系酸化物と
Mn、 Fe、 Co、 Ni、 ky、 Pt、 P
d。
Rhなどの金属からなる触媒(特開昭62−97643
号公報)や、TiO,−P、O,を担体として、これに
上記特開昭62−97645号公報に開示の金属を組合
せた触媒(特開昭62−i32546号公報)が開示さ
れている。また安価な触媒として水酸化鉄または酸化鉄
水化物を含む触媒を用いた廃オゾン処理方法(特開昭5
9−42022号公報)が開示されている。
しかしこれらの触媒はいずれも加熱(例えば50℃以上
)しなければ分解効率が悪く、常温での分解活性は十分
とは云えない。
上記技術水準に鑑み、本発明はガス中に含まれるオゾン
を触媒によシ分解するに当う、常温で分解活性の優れる
安価hオゾン分解触媒を提供しようとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは上記目的に沿って、安価な触媒として鉄系
を主体に低温分解活性を向上させるべく検討を重ねた結
果、笹の葉状の超微細構造を有する含水酸化第二鉄粒子
が、低温において優れたオゾン分解活性を示すことを見
出し本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、スジ状の超@細構造を有している長
袖径0.2〜1.0μmで軸比(長軸径/短軸径)3〜
10の笹の葉状を呈した含水酸化第二鉄粒子粉末からな
るオゾン分解触媒である。
〔作用〕
本発明のスジ状の超微細構造を有している長軸径+1.
2〜1.0μmで軸比(長軸径/短軸径)3〜10の笹
の葉状を呈した含水酸化第二鉄粒子粉末は、これをオゾ
ン分解触媒として用いた場合には比表面積が大きく、こ
のためオゾンとの接触面積が大きいことに起因して、オ
ゾンの分解を効率よく行い、特に常温での分解活性が高
い。すなわち、この特徴は本発明で特定される含水酸化
第二鉄粒子粉末がスジ状の超P&細構造を有している長
軸径(L2〜1.0μmで軸比(長軸径/短軸径)3〜
10の笹の葉状を呈した粒子であることから比表面積が
極めて大きく、更に笹の葉状を呈して丸味を帯びている
ことから粒子と粒子がくっついて重なり合うことが少な
いため空隙率が大きく、ガスの透過性もよいためオゾン
との接触面積が大きいことに起因する。
なか、従来、オゾン分解触媒として含水酸化第二鉄粒子
(酸化鉄水化物)を用いるものとして前出特開昭59−
42022号公報に記載の方法があるが、この方法によ
る場合には、含水酸化第二鉄の結晶水が一般式Fe2O
3・xH2o  において、Xが1,5以上のものを使
用して含水酸化第二鉄粒子の水分を制御することによっ
てオゾンを分解するものであり、一方、本発明は、結晶
水は最も安定な型である上記一般式におけるx = 1
を有してかり、且つ、オゾンと含水酸化第二鉄粒子との
接触面積を大きくすることによってオゾンを分解するも
のであり、その作用機構を全く異にするものである。
本発明に使用する含水酸化第二鉄微粒子粉末のスジ状の
超微細構造を有している長軸径を0.2〜1.0μmと
特定し、かつ軸比(長軸径/短軸径)5〜10と特定し
たのは、長軸径1.0μm以上の粒子では比表面積が小
さくなり不適当であり、長軸径0.2μm以下の粒子で
はあまりに11!細なため粒子間の凝集が生じて好1し
くないからである。また、軸比6以下の粒子ではスジ状
の超微細構造を有している笹の葉状を呈するという粒子
の特徴が小さくなり、軸比10以上の粒子では針状の形
状に近くなり好1しくないからである。
次に、本発明に使用する含水酸化第二鉄粒子粉末の製法
について説明するが、このものは下記のような製法によ
って容易に得られる。
即ち、第一鉄塩水溶液に第一鉄塩に対して1当量以上の
炭酸アルカリを加えて反応させてFeCO3を得、得ら
れたFeC!O8を含む水溶液中に酸素含有ガスを通気
して酸化反応することにより得られる。上記製造法にお
いて、第一鉄塩水溶液としては硫酸第一鉄水溶液、塩化
第−鉄水溶液等が用いられる。第一鉄塩水溶液に炭酸ア
ルカリを加えpeo03を得る場合、炭酸アルカリに水
酸化アルカリを併用してもよい。炭酸アルカリとしては
炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素アンモニウム
等を単独で、又はこれらと水酸化アルカリを併用して使
用する場合は水酸化アルカリとして水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム、水酸化アンモニウム等が用いられる。
筐た場合により非酸化性雰囲気下で熟成してもよい。
酸化反応時の溶液のpl(は7〜11である。
pm(7以下、又はpI(11以上である場合には、笹
の葉状を呈した含水酸化第ニ鉄粒子を得ることはできな
い。また、酸化反応時の温度が30℃以下では笹の葉状
を呈した含水酸化第二鉄粒子を得ることができず、80
℃以上である場合には粒状の黒色法でんが混在してくる
ので、酸化反応時の温度は30〜80℃に設定すべきで
ある。酸化手段は酸素含有ガス(例えば空気)を液中に
通気することにより行い、筐た当該通気ガスや機械的操
作等によシ攪拌しながら行うのが好ましい。
なお、本発明触媒は、その壕1粉末状又はベレット状に
造粒成形して用いてもよく、筐た紙や不織布などに混入
あるいは添着し、これをハニカム構造、ラミネート構造
に成形して用いることもできる。更にハニカム及びラミ
ネート構造の基材に添着し、オゾン除去用フィルターと
して用いることもできる。
以下、実施例により本発明の詳細な説明する。
〔実施例1〕 反応容器中にX 53 mot/ tのIJa2CO1
水溶液201を入れ、次いで1 mol / tのFe
3O4水溶液5att添加、混合し、温度40℃におい
てF e C03を得た。得られたFe003を含む水
溶液中に温度40℃において毎分150tの空気を4時
間通気して酸化反応を行い、黄褐色沈澱粒子を生成させ
た。なお空気通気中の反応溶液のpHは9.6であった
生成した黄褐色流でん粒子を常温によυ、炉別、水洗、
乾燥粉砕して黄褐色粒子粉末2.61に9を得た。
得られた黄褐色粒子粉末はX線回折の結果、含水酸化第
二鉄であることが確認できた。又、この微粉末は第1図
に示す電子顕微鏡写真(倍率150000倍)の通り平
均値で長軸径[L25μm、軸比(長軸径/短軸径)8
、比表面積106m2/2のスジ状の超微細構造を有し
ている笹の葉状を呈した含水酸化第二鉄粒子からなって
いることが確認できた。
この微粉末を10〜20メツシユに整粒し、2511j
をガラス製カラム(内径25−φ)に充填して、10 
ppmのオゾンを含む試験ガスを五6 t / min
の流量で(ガス空塔速度= 9000h−1)触媒層に
通気し、室温(25℃)におけるオゾン分解率下記式に
より求めたところ96鴫であった。
〔比較例〕
反応容器中にQ、 68 mot/ Lの!Pe5o、
水溶液aOZを入れ、次いで4.32 mot/ tの
NaOH水溶液10tを添加、混合し、続いて温度40
℃において130j/minの割合で空気を通気しなが
ら4時間反応を行い黄褐色流でん粒子を生成させた。な
お空気通気中の反応溶液のpHは5.8〜4.0であっ
た。
生成した黄褐色流でん粒子を常法により、炉別、水洗、
乾燥粉砕して黄褐色粒子粉末1.83kgを得た。X線
回折の結果この粒子粉末は含水酸化第二鉄であることが
確認できたが、その結晶は第2図に示す電子顕微鏡写真
(倍率100000倍)の通り平均値で長軸径0.3μ
m、軸比(長軸径/短軸径)10の針状構造を有した含
水酸化第二鉄粒子であることが確認された。また比表面
積を測定したところ95 m”/ ?であった。
この微粉末のオゾン分解活性を実施例1の方法に準じ、
測定した結果80憾であった。
〔実施例2〕 実施例1で得た笹の葉状の超微U構造をもつ含水酸化第
二鉄と比較例で得た針状構造の含水酸化第二鉄、及び試
薬の酸化第二鉄(F e2 o、)の3種類について触
媒層の温度を50℃、80℃、120℃と変えた以外は
、実施例1と同様の方法でオゾン分解率を測定した。こ
の結果を第1表に示す。
第 表 〔発明の効果〕 本発明に係るオゾン分解触媒はオゾンの分解性能特に常
温での使用時に釦ける分解活性に優れているためオゾン
分解触媒として最適である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1で得られた含水酸化第二鉄微
粒子粉末の電子顕微鏡写真の拡大写真(Xl 5000
0)である。 第2図は比較例で得られた含水酸化第二鉄微粒子粉末の
電子顕微鏡写真の拡大写真(×1ooooo)である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. スジ状の超微細構造を有している長軸径0.2〜1.0
    μmで軸比(長軸径/短軸径)3〜10の笹の葉状を呈
    した含水酸化第二鉄粒子からなることを特徴とするオゾ
    ン分解触媒。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05116901A (ja) * 1991-07-24 1993-05-14 Hideo Kameyama メタノールの改質方法
JP2002233718A (ja) * 2001-02-13 2002-08-20 Nippon Pure Tec Kk エアフィルタ用ろ材
JP2009101272A (ja) * 2007-10-22 2009-05-14 Toyota Central R&D Labs Inc オゾン分解除去用触媒、およびそれを用いたオゾン分解除去方法

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