JPH03151048A - オゾン分解用触媒フィルター - Google Patents

オゾン分解用触媒フィルター

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JPH03151048A
JPH03151048A JP1289087A JP28908789A JPH03151048A JP H03151048 A JPH03151048 A JP H03151048A JP 1289087 A JP1289087 A JP 1289087A JP 28908789 A JP28908789 A JP 28908789A JP H03151048 A JPH03151048 A JP H03151048A
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JP
Japan
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catalyst
ozone
ozone decomposition
filter
carrier
Prior art date
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Pending
Application number
JP1289087A
Other languages
English (en)
Inventor
Masafumi Yoshimoto
吉本 雅文
Tadao Nakatsuji
忠夫 仲辻
Kazuhiko Nagano
永野 一彦
Masahiro Tanaka
正博 田中
Yoshitada Koyanagi
小柳 美忠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sakai Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Sakai Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sakai Chemical Industry Co Ltd filed Critical Sakai Chemical Industry Co Ltd
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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、オゾン分解用触媒フィルターに係わり、詳し
くは、空気中や、水中などに含まれるオゾンを効率的且
つ圧損小さく分解することが可能なオゾン分解用触媒フ
ィルターに関する。
〔従来の技術〕
空気や、水の中に含まれるオゾンは不快臭を発し、喉や
肺の粘膜を刺激するなど、健康に悪影響を与えるため、
環境衛生上の見地から、これを除去することが行われて
いる。
従来のオゾンの除去方法としては、活性炭、ゼオライト
などの多孔性物質を用いる吸着法、MnO□等の触媒を
用いる酸化分解法などがある。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来のオゾンの除去方法はいずれも
、充分には満足できる方法ではなかった。
すなわち、吸着法では、吸着剤が飽和するたびに吸着剤
の交換・再生を要するので、メンテナンスに多大の労力
と費用が必要であった。
また、酸化分解法では、吸着法の場合のような問題は無
いものの、従来既知のオゾン分解用触媒を用いたのでは
、オゾンを十分に酸化分解することができなかったり、
あるいは、高負荷条件下(高濃度、高SV)において触
媒が劣化したりするという問題があった。
これらの問題を解消するための一策として、オゾン含有
ガスの温度を上げることが考えられるが、昇温のための
コストが高くなってしまうので、実用的な解決策とは言
い難い。
以上の問題を解決したオゾン分解用触媒フィルターとし
ては、本出願人が先に出願したものがある(特許出願日
 平成1年9月26日)。
このオゾン分解用触媒フィルターは、フオーム状担体に
触媒活性物質などを担持させたものであり、高負荷条件
下(高濃度、高SV)においても高い反応速度でオゾン
を酸化分解することができ、しかも経済的であるなど、
優れたフィルター特性を発現するものである。
このように優れたフィルター特性が発現されるのは、連
通した多数の空孔を有するフオーム状担体はハニカム状
触媒に比べて、ガス流の乱れが大きく、しかも触媒表面
と気相との距離が小さいため、反応物質の触媒への気相
拡散の有効係数が大きいため、単位容積あたりの活性度
が大きくなるからである。
而して、さらに鋭意検討した結果、フオーム状担体に担
持させる触媒活性物質の厚みを特定の範囲に設定すれば
、オゾン分解率、圧力損失(以下、「圧損」という)な
どをさらに向上させることが可能であることを見出した
。
すなわち、活性点に到達したオゾンの分解反応速度は極
めて大きいので、オゾン分解反応の律速段階はオゾンの
触媒活性点への拡散にある。
従って、有効に利用される触媒活性物質は、担体に担持
された触媒のうち表層から一定の深さ、すなわち有効ゾ
ーン内に位置するに触媒活性物質に限られる。その結果
、たとえ担体を被覆する触媒活性物質の厚み(以下、「
被覆厚」という)を有効ゾーンの厚みよりも大きくして
も、オゾン分解速度を大きくすることはできない。換言
すれば、触媒活性物質の使用量を増やして、被覆厚を有
効ゾーンの厚みよりも大きくしても、上述の如く触媒を
無駄に用いることになるのである。因みに、有効ゾーン
の厚みは、触媒活性物質の多孔度によっで異なり、多孔
度が大きいほど、有効ゾーンは厚くなる。
その他、被覆厚を厚くしすぎると、下記〔1)〜(3)
に示す如き問題が生じる。
(1)圧損が大きくなり、送風に多大の動力および費用
を要し経済的でない。
(2)触媒活性物質によるフオーム状担体の被覆が不均
一になるため、ガス流路が不均一になり、その結果、担
体に担持された触媒への反応物質の気相拡散の有効係数
が次第に低下して、被覆量を多くしたにもかかわらず、
容積あたりの活性度が低下してしまう。
(3)−度担持された触媒活性物質の剥離量が増加し、
周囲の環境がひどく汚染される。
本発明は、以上の知見に基づいてなされたものであって
、その目的とするところは、触媒活性物質の被覆厚を一
定の範囲内とすることにより、オゾン分解率が高く、圧
損が小さく、しかも剥離等が殆ど生じないなど、より優
れたフィルター特性を有するオゾン分解用触媒フィルタ
ーを提供するにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するための本発明に係るオゾン分解用触
媒フィルターは、フオーム状担体に触媒活性物質を担持
させてなるオゾン分解用触媒フィルターであって、前記
触媒活性物質が10〜200μmの厚みに担持されてい
ることを骨子とする。
本発明におけるフオーム状担体としては、連続した多数
の空孔を有し、触媒活性物質を担持し得るものであれば
特に限定されず、例えばポリウレタンフォーム、ポリウ
レタンフォームにセラミックスラリ−を沈着させ焼成し
て得られるセラミックフオームなどが挙げられる。
その他、Ti(h、ANz Ch、5iOz、S i 
02 、S i Oz  Aj!z Ox 、粘土など
を上記フオーム状担体に担持させて触媒担持力を向上さ
せたものを用いてもよい。
フオーム状担体の単位容積中に含まれるセル数は、オゾ
ン分解率と通流時の圧損とを考慮して適宜選択される0
通常、6〜40セル/インチ(長さ1インチの直線上に
並ぶセルの数)程度のセル数のものが実用的である。
本発明における触媒活性物質としては、オゾン分解用触
媒として従来公知の種々のものを用いることができる0
例えば、MnO2、CuO5Fez o:l 、Agz
 01Nip、、Cow Oa、PL、Pdなどを用い
ることができる。これらは、1種単独で用いてもよく、
また必要に応じて2種以上を組合せて用いてもよい。
その他、本出願人が先に出願した、MnO2−TiOz
 、Mn0z−アルカリ金属及び/またはアルカリ土類
金属酸化物、酸化物生成エンタルピーがIQOKcal
/g酸素原子以下の金属を担持したゼオライト触媒など
を用いることも可能である(特願昭63−277090
、特願平1−55796、特願平1−57259、特願
平1−35304、特願平1−41330)。
本発明においては、上記触媒活性物質とともにさらに必
要に応じて繊維状物質をフオーム状担体にt担持させて
もよい。
この場合の繊維状物質としては、耐オゾン性を有し、フ
オーム状担体への担持が容易であるものであればよく、
例えばムライト質のセラミックファイバー、Cもしくは
Eガラスなどのガラスファイバー、ステンレスファイバ
ーなどのL/Dの大きな繊維状10質あるいはチタン酸
カリ、炭化珪素ウィスカーなどのようなL/Dの小さな
繊維状物質などが挙げられる。なお、フオーム状担体へ
の担持、機械的オゾン分解、および触媒活性物質と繊維
状物質とのオゾン分解相乗作用の点から、繊維直径は0
.1〜20μm、L/Dはフオーム状担体に担持された
状態で10〜1000が好ましい。この範囲を逸脱する
とフオーム状担体への担持が困難となり、機械的オゾン
分解効果が低下し触媒活性物質と繊維状物質とのオゾン
分解相乗作用が低下する。
上記繊維状物質は、フオーム状担体に担持される物質全
1100重量%(以下、[%」と略記する)に対して、
2〜20%の割合で配合するのが好ましい、2%以下で
あると繊維状物質添加による上記効果が充分に発揮され
ず、20%以上になるとフオーム状担体に担持させるこ
とが極めて難しくなったり、担持が不均一になったり、
担持された触媒が有効に触媒機能を発揮しなくなったり
する。また、フオーム状担体の触媒担持量は、例えば平
均細孔径が300〜340人、単位重量あたりの細孔容
積量が0.26〜0.29mj!/gのとき、0.05
〜0.5g/ccであることが好ましい、0.05g/
cC未溝の場合、触媒効果が不十分で所望のオゾン分解
率が得られず、0.5g/ccを越えた場合、触媒の担
持が極めて不均一で、担持量に相応した触媒効果が得ら
れない。しかし、これらの値は、担持された触媒の細孔
構造の多孔度によって多少異なる。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳しく説明する
が、本発明は、下記実施例に何等限定されるものではな
く、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実
施することが可能なものである。
1、オゾン分解用触媒フィルターの作製(実施例1) 比表面積32rrf/g、平均粒径30μmのMn02
−Ag20−TtOz  (MnO,= 70wL%、
Agz O: 10wt%、T’Oz  :20wt%
)loogと、シリカゾル(6産化学社製、商品名「ス
ノーテックスO」)80mAとを混合し、さらにこれに
アルミナピーズ150r+1を加えて30分分間式粉砕
してスラリーを得た。
このスラリー中に、厚さ5mmのウレタンフオーム(ブ
リジストンタイヤ社製、商品コードrHR−20J)を
浸漬し、次いでクリアランス2Mのローラ間にウレタン
フオームを通して過剰スラリーを除去した後、50°C
で18時間乾燥して、オゾン分解用触媒フィルターを作
製した。
乾燥後、得られたオゾン分解用触媒フィルターの単位容
積あたりの触媒担持量を重量測定法により、また触媒の
組体被覆厚をコート層を剥離しその厚みを走査型電子顕
微鏡により目視にてそれぞれ測定したところ、それぞれ
0.17g/ccおよび50μmであった。なお、上記
触媒の担体被覆厚は、50箇所における被覆厚測定値の
平均値である(以下、同様)。
〔実施例2〕 実施例1と同様にして得たスラリーにさらに水10mf
f1を加えて該スラリーを希釈したこと以外は実施例1
と同様にして、オゾン分解用触媒フィルターを作製した
。
得られたオゾン分解用触媒フィルターの単位容積あたり
の触媒担持量および触媒の担体被覆厚を測定したところ
、それぞれ0.11g/ccおよび35μmであった。
〔実施例3〕 実施例1と同様にして得たスラリーにさらに水20mf
f1を加えて該スラリーを希釈したこと以外は実施例1
と同様にして、オゾン分解用触媒フィルターを作製した
。
得られたオゾン分解用触媒フィルターの単位容積あたり
の触媒担持量および触媒の担体被覆厚を測定したところ
、それぞれ0.05g/ccおよび12μmであった。
〔参考例1] 実施例1と同様にして得たスラリーにさらに水30mf
を加えて該スラリーを希釈したこと以外は実施例1と同
様にして、オゾン分解用触媒フィルターを作製した。
得られたオゾン分解用触媒フィルターの単位容積あたり
の触媒担持量および触媒の担体被覆厚を測定したところ
、それぞれ0.02g/ccおよび5μmであった。
[実施例4〕 Mn0z  Agz OTi0zを100gに代えて1
20g用いたこと以外は、実施例1と同様にして、オゾ
ン分解用触媒フィルターを作製した。
得られたオゾン分解用触媒フィルターの単位容積あたり
の触媒担持量および触媒の担体被覆厚を測定したところ
、それぞれ0.24g/ccおよび88μmであった。
(実施例5) M n 02  A g 20 7 i 02を100
gに代えて140g用いたこと以外は、実施例1と同様
にして、オゾン分解用触媒フィルターを作製した。
得られたオゾン分解用触媒フィルターの単位容積あたり
の触媒担持量および触媒の担体被覆厚を測定したところ
、それぞれ0.49g/ccおよび192μmであった
ψ 〔参考例2〕 MnO2Agz OTi0zを100gに代えて170
g用いたこと以外は、実施例1と同様にして、オゾン分
解用触媒フィルターを作製した。
得られたオゾン分解用触媒フィルターの単位容積あたり
の触媒担持量および触媒の担体被覆厚を測定したところ
、それぞれ0.92g/ccおよび405μmであった
。
〔実施例6〕 実施例1で用いたものと同様のM n O2A g z
O−T i 02をジェットミル(日本ニューマチック
社製、型式r200s」)にて微粉砕して得た平均粒径
1.5μmのものを触媒活性物質として用いたこと以外
は実施例1と同様にして、オゾン分解用触媒フィルター
を作製した。
得られたオゾン分解用触媒フィルターの単位容積あたり
の触媒担持量および触媒の担体被覆厚を測定したところ
、それぞれ0.19g/ccおよび51IImであった
。
〔実施例7〕 実施例6と同様にして得たスラリーにさらに水10mf
f1を加えて該スラリーを希釈したこと以外は実施例6
と同様にして、オゾン分解用触媒フィルターを作製した
。
得られたオゾン分解用触媒フィルターの単位容積あたり
の触媒担持量および触媒の担体被覆厚を測定したところ
、それぞれ0.14g/ccおよび28μmであった。
上記実施例1〜7並びに参考例1および2で得たオゾン
分解用触媒フィルターの触媒活性物質の細孔直径および
細孔容積を測定して細孔構造を調べたところ、実施例1
〜5並びに参考例1および2の平均細孔直径および平均
細孔容積は、それぞれ300〜340人、0.26〜0
.29m1/gであり、また実施例6および7のそれら
は、それぞれ220〜230人、0.19〜0.20m
 1 / gであった。
■、各種評価試験 くオゾン分解率〉 実施例1〜7並びに参考例1および2で得たオゾン分解
用触媒フィルターのオゾン分解率を測定した。測定は、
エアーをオゾン発生器に通じて所定濃度のオゾンを含有
させた後、これをオゾン分解用触媒フィルターに導入し
、オゾン分解用触媒フィルターを通過した後のエアー中
に含まれるオゾン濃度をオゾン分析計にて測定し、次式
によりオゾン分解率(%)を求めた。
オゾン分解率−(C,−C2)/C+ xlOOここに
、 C1ニオシン分解用触媒フィルターの入口のオゾン濃度 C2ニオシン分解用触媒フィルターの出口でのオゾン濃
度 である、なお、試験条件は次に示す通りである。
ガス温度     25°C 人口オゾン濃度  10ppm SV (1/H)  100000  である。
結果を表に示す。
く圧損〉 各オゾン分解用触媒フィルターを縦横30■×3011
11、厚さlowの大きさにカットし、これをガラス管
にそれぞれ装填してLV(線速度)10m/秒、温度2
0°Cにおける圧損を測定した。
結果を表に示す。
く剥離率〉 各オゾン分解用触媒フィルターを縦横100mm×10
0閣、厚さLOWの大きさにカントし、これをロータイ
ブ型振とう機CENDECOTTS社製、型式rEFL
2型」)に入れて1分間振とうして、剥離の程度を調べ
た。
結果を、剥離率(%)として表に示す。
(以下、余白) 表より、実施例1〜7で作製した本発明に係るオゾン分
解用触媒フィルターは、いずれも初期および100時間
経過後のオゾン分解率が高く(初′#J4: 76.0
〜91. 1%、100時間経過後二6s、9〜81.
9%)、圧損が小さく(11〜38ff11H20)、
しかも剥離率が低い(2,1〜12.2%)。
これに対して、参考例1で作製したオゾン分解用触媒フ
ィルターは、圧損が小さく剥離率が低いものの、オゾン
分解率、特に100時間経過後のオゾン分解率が悪< 
(43,3%)、また参考例2で作製したオゾン分解用
触媒フィルターは、オゾン分解率は若干悪い程度に止ま
るものの、圧填が極めて太きく (73mmHz O)
 、剥離率もまた極めて高い(35,6%)。
以上より、実施例1〜7で得たものは、いずれもオゾン
分解用として優れたフィルター特性を備えていることが
分かる。
〔発明の効果〕
以上、詳細に説明したように、本発明に係るオシン分解
用触媒フィルターは、長時間にわたって高いオゾン分解
率を保持し得るとともに、圧損が小さく、しかも剥離率
が低い等、本発明は優れた特有の効果を奏する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、フォーム状担体に触媒活性物質を担持させてなるオ
    ゾン分解用触媒フィルターであって、前記触媒活性物質
    が10〜200μmの厚みに担持されていることを特徴
    とするオゾン分解用触媒フィルター。 2、フォーム状担体に触媒活性物質および繊維状物質を
    担持させてなるオゾン分解用触媒フィルターであって、 前記触媒活性物質および繊維状物質が10〜200μm
    の厚みに担持されていることを特徴とするオゾン分解用
    触媒フィルター。
JP1289087A 1989-11-06 1989-11-06 オゾン分解用触媒フィルター Pending JPH03151048A (ja)

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