JPH03157123A - オゾン分解剤 - Google Patents

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、オゾン分解剤に関するものである。

〈従来の技術〉 オゾンは発生期の酸素を有し、フッ素に次ぐ酸化力のあ
るガスであるため、その酸化力を利用して、水処理、悪
臭成分の分解脱臭、及び化学工業での酸化剤として用い
られることが多くなっている。また、複写機等の高電圧
発生装置を組み込んだ機器から無声放電によりオゾンの
発生が認められる。

一方、オゾンは大気汚染防止の点から、また作業環境許
容濃度として０．０６ｐｐｍ以下に規制され、十分な処
理か必要である。これらの処理のだめの従来技術として
は特開昭５９−４２０２２にも記載があるように、（１
）熱分解法、（２）薬液洗浄法、（３）活性炭法等かあ
る。

（１）熱分解法は、オゾンが高温で迅速に分解する性質
を利用したものであるが、オゾンを含むガスを高温で処
理しなければならないため、その処理コストか高いとい
う難点がある。

（２）薬液洗浄法は、酸化力の強いオゾンの化学的性質
を利用し、還元性の水溶液でオゾンを処理する方法であ
るが、還元剤として用いるチオ硫酸ナトリウム等の薬剤
のコストが高いこと、またその廃液の処理が必要なこと
なとの難点かある。

（３）活性炭法は、活性炭層でオゾンガスの酸化力を利
用し活性炭の炭素を炭酸ガスに化学変化させてオゾンを
除去したり、あるいは活性炭表面での接触分解によりオ
ゾンを直接、無害な酸素に分解除去する方法であるか、
高濃度のオゾンは活性炭と激しく反応するため、爆発の
危険性かある。

また、水分の共存下では、低温に於けるオゾンの分解率
か大きく低下する難点かある。

〈発明か解決しようとする課題〉 活性炭法は、コスト的に安価であるため既に実用化され
ている方法である。例えば、特開昭４９−１２３１８７
に、活性炭にシリカ−アルミナゲルを混合したものが開
示されている。しかし、その寿命は短く、市場の要望を
満たしていない。また、特開昭５７−７７０１９にはＭ
ｎ　、　Ｖ　、Ｆｅ、　Ｃｕ、　Ｎｉ、　Ｃｒ、　Ｃｏ
、Ｚｎ等の酸化物やこれらの塩を活性炭に担持させた触
媒や、Ｐｄ５Ｐｔ、　Ａｇを活性炭に担持させた触媒か
開示されている。しかしながら、これらのオゾンの分解
率は低く寿命も短いことが確認されている３、更に、特
開昭５９−４２０２５には鉄系オゾン分解剤で分解する
際の温度依存性が示されている。すなわち、５０°Ｃて
は９９．９９９％、３０°Ｃては５５．９％、２０°Ｃ
ては４．２％と低温になるほどオゾンの分解率か著しく
低下することが記載されている。

上述のように低温及び／又は水分の共存下ではオゾンの
分解活性は大きく低下する。一方、オゾンガスを発生し
、使用する条件として、オゾンの特性を生かすため低温
下で発生させ、そのオゾンガスを使用する際に、水分を
多く含む高湿度の条件下で使用されることか多い。

本発明は、ガス成分中に含まれるオゾンを分解除去する
に際して、低温度、高湿度条件下においても、高活性、
長寿命のオゾン分解剤を提供することを目的としている
。

く課題を解決するための手段〉 本発明者らは、°上記問題点を解決するため、オゾン分
解剤について種々検討を重ねた結果、本発明に到達した
。

即ち、本発明は、過酸化物と、鉄、マンガン、コバルト
、ニッケル、クロム、チタン、ジルコニウム、銅、銀、
亜鉛、錫、鉛、白金、パラジウム、マグネシウム、カル
シウム、バリウムから選ばれる金属又はその化合物の一
種以上を含有するオゾン分解剤に関する。

本発明のオゾン分解剤は従来のオゾン分解剤と比べ、オ
ゾンの分解能か著しく高く、しかも低温度、高湿度下に
おいても高活性を維持し、オゾンを容易に分解すること
かできる。

以下に本発明の詳細な説明する。

本発明で使用される過酸化物は、過酸化水素、無機過酸
化物、有機過酸化物から広く選ぶことかできるか、好ま
しいものとしては、過酸化ナトリウム、過酸化カリウム
、過酸化カルシウム、過酸化バリウム、過酸化亜鉛、過
炭酸ナトリウム、過ホウ酸ナトリウム、過塩素酸及びそ
の塩（ナトリウム塩等）、過硫酸及びその塩（ナトリウ
ム塩等）過リン酸及びその塩（カリウム塩等）、過酢酸
なとの有機過酸、過酸化ベンゾイル等が挙げられる。

特に好ましい過酸化物としては過酸化カルシウム、過酸
化バリウム、過酸化亜鉛、過炭酸す）　ＩＪウム、過ホ
ウ酸ナトリウムから選ばれる一種以上の化合物か挙げら
れる。

オゾン分解剤中に占める過酸化物の割合は任意であるか
、好ましくは１〜８０重量パーセント、さらに好ましく
は５〜６０重景％である。

本発明のオゾン分解剤は、上記過酸化物の他にさらに鉄
、マンガン、コバルト、ニッケル、クロム、チタン、ジ
ルコニウム、銅、銀、亜鉛、錫、鉛、白金、パラジウム
、マグネシウム、カルシウム、バリウムから選ばれる金
属又はその化合物の一種以上を含有し、これにより更に
オゾン分解能力か向上する。該化合物としては、酸化物
、水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、塩化物等か挙げられる。

これら金属あるいはその化合物の一種以上のオゾン分解
剤中に占める割合は任意であるか好ましくは０．０１〜
９０重量パーセント、さらに好ましくは０．１〜６０重
量パーセントである。

本発明で使用されるオゾン分解剤は、性能をあげるため
に、通常用いられる多孔質の担体を含むことか好ましい
。好ましい担体としては、シリカ、アルミナ、シリカア
ルミナ、シリカマグネシア、チタニア、ジルコニア、天
然ゼオライト、合成ゼオライト、ケイソウ土、活性炭、
鹿沼土、粘土鉱物、無機繊維等をあげることかできるか
、特にこれらに限定されることはなく、通常用いられる
担体てあればいずれも使用可能である。その中で、特に
好ましいものは活性炭である。活性炭を担体として用い
ると、オゾン分解活性が高くなり、より低い温度で使用
できるようになる。その際、活性炭を使用する場合の問
題点である、オゾン濃度か高い場合の活性炭の消耗によ
るオゾン分解剤の強度低下については、鉄、マンガン、
コバルト、ニッケル、クロム、チタン、ジルコニウム、
銅、銀、亜鉛、錫、鉛、白金、パラジウム、マグネシウ
ム、カルシウム、バリウムの酸化物等の化合物、あるい
は他の担体を活性炭と一緒に用いる事により、オゾン分
解とともに活性炭は消費されても、成形物の実用上の強
度は維持することかできる。

担体を使用する場合、オゾン分解剤に占める担体の割合
は任意であるが、好ましくは１〜９８重量パーセント、
特に好ましくは３０〜９４重量パーセントである。また
、活性炭を他の担体と一緒に用いる場合、担体中に占め
る活性炭の割合は任意であるが、好ましくは５〜９０重
量パーセント、特に好ましくは１０〜７０重量パーセン
トである。

本発明のオゾン分解剤は、各成分を混合することにより
得られるが、使用する原料の形態により粉末として得ら
れることか多く、粉末の状態で使用しても良いが、使用
上の制約がある場合には、固体粒子の大きさによって粒
径１ｍｍ程度の顆粒、２ｍｍから２０ｍｍ程度のペレッ
ト状粒剤等、種々の形態に成形して用いることもできる
。一般に粉末をペレット状等に成形する場合、成形し易
くするために結合剤（バインダー）を用いることか多い
が、本発明のオゾン分解剤においても例外ではなく、通
常使用される結合剤を用いて成形することは可能である
。好ましい結合剤としてはベントナイト、コロイド状シ
リカ、白陶土、カオリン、水ガラス等の無機物あるいは
アルギン酸ナトリウム、にわか、グルコース、デキスト
リン、ヒドロキシプロピルセルロース（ＲＰＣ）、カル
ボキシメチルセルロースナトリウム塩（ＣＭＣ）、ポリ
ビニルアルコール（ＰＶＡ）　、ポリビニルビ０リジノ
ン（ＰＶＰ）ほか有機ポリマー系結合剤などかあげられ
るが、これらに限定されるものではなく、通常使用され
る結合剤であればいずれも使用か可能である。また、こ
の他にもハニカム状に成形したり、糸状プラスチック成
形物にオゾン分解剤を担持させて使用することも可能で
あり、これら使用方法になんら制約を受けるものではな
い。

本発明のオゾン分解剤を製造する際に使用する原料は特
に限定されない。通常入手しうるいずれの原料も使用で
きる。また、調製法も特に限定されない。

本発明のオゾン分解剤を使用する際の使用温度は特に限
定されず、例えば−１０°Ｃ−１５０°Ｃという広範囲
の温度において使用することかできる。特に０°Ｃ〜５
０°Ｃという低温においても使用できる。

本発明のオゾン分解剤は、オゾン分解活性が高く、特に
低温及び／又は水分の共存下でもオゾンの分解活性は高
く長寿命であり、発火、爆発の危険性も少なく、実用上
優れた性能を有する。

〈実施例〉 以下に実施例を挙げて説明するか、本発明はこれら実施
例によりなんら限定されるものではない。

実施例１ 二酸化マンガン２００ｇ、８０％過酸化バリウム２００
ｇ、シリカアエロジル８００ｇ及び結合剤としてカルボ
キシメチルセルロース・ナトリウム塩１００ｇに少量の
水を加え、押し出し成形機にて孔径４　ｍｍのダイスよ
り押出した。押出されたうどん状のオゾン分解剤は直ち
にカッターにて３〜１０ｍｍ長に切り、１１０°Ｃて乾
燥して円柱状のオゾン分解剤を得た。得られたオゾン分
解剤の１０００ｄを、ステンレススチール製パイプ（内
径５５ｍｍ）に充填し５０°Ｃに保持しておいた。予め
約８５０ｐｐｍのオゾン濃度に調整されたオゾン含有空
気を毎分５リツトルの流量で水封に通じ加湿した後、該
オゾン分解剤に通じ、その出口のガスをオゾンモニター
に導いてオゾン濃度を検出した。その主な破過時間のデ
ータを第１表に示した。

実施例２ 酸化第二鉄２００ｇ、５０％過酸化カルシウム２００ｇ
。

チタニアアエロジル１００ｇ、合成ゼオライト７００ｇ
及び結合剤としてアクリル系ポリマーエマルジョン（固
形分５０％含有）　２００ｇを使用し、実施例１と同様
にしてオゾン分解剤を得た。得られた該オゾン分解剤１
０００−を使用して、実施例１と同様にしてテストを実
施し、その結果を第１表に示した。

実施例３ 実施例２で使用したオゾン分解剤と同一のオゾン分解剤
を使用し、オゾン含有ガスを加湿せずに、他は実施例１
とまったく同じ条件でテストを実施した。その結果を第
１表に示した。

実施例４ 硝酸コバルト六水和物５４３ｇを溶かした水溶液に、シ
リカアエロジル３００ｇを加えた後、５０°Ｃで１時間
保った。その溶液をスプレードライし３５０°Ｃて６時
間空気中で焼成して得た粉末３００ｇと、更に過酸化亜
鉛２００ｇ、合成ゼオライト７００ｇ及び結合剤として
コロイド状シリカ（固形分約２０％含有）　４００ｇを
使用し、実施例１と同様にしてオゾン分解剤を得た。得
られた該オゾン分解剤１０００−を使用して実施例１と
同様にしてテストを実施し、その結果を第１表に示した
。

実施例５ 硝酸鉛２０８ｇを溶かした水溶液に、シリカアエロジル
３００ｇを加えた後、５０℃で１時間保った。その溶液
をスプレードライし３５０’Ｃで６時間空気中で焼成し
て得た粉末３００ｇと、更に過酸化バリウム２００ｇ、
二酸化チタン７００ｇ及び結合剤としてポリビニルアル
コール１３０ｇを使用し、実施例１と同様にしてオゾン
分解剤を得た。得られた該オゾン分解剤１００（Ｗを使
用して実施例１と同様にしてテストを実施し、その結果
を第１表に示した。

実施例６ 硝酸パラジウム２５．２ｇを溶かした水溶液に、アルミ
ナアエロジル２００ｇを加え、蒸発乾固後、３５０°Ｃ
で４時間空気中で焼成、粉砕して得た粉末２００ｇと、
更に過酸化カルシウム２００ｇ、シリカアルミナ７００
ｇ及び結合剤としてカルボキシメチルセルロース・ナト
リウム塩１００ｇを使用し、実施例１と同様にしてオゾ
ン分解剤を得た。得られた該オゾン分解剤１０１００Ｏ
を使用して実施例１と同様にしてテストを実施し、その
結果を第１表に示した。

実施例７ 実施例１において、シリカアエロジルの半量を活性炭に
置き換えたオゾン分解剤ｉｏｏｏｍｌを使用し、温度を
２５°Ｃにした以外はまったく同様にしてテストを実施
した。その結果を第１表に示した。

比較例１ 実施例１において、二酸化マンガン２００ｇを用いず、
シリカアエロジル８００ｇを１０００ｇにしたほかは同
様にして成形して円柱状のオゾン分解剤を得た。

得られたオゾン分解剤１０１００Ｏ’を使用して実施例
１と同様にしてテストを実施し、その結果を第１表に示
した。

比較例２ 過酸化物の効果を見るため、実施例１において、過酸化
カルシウムを用いないほかは同様にして円柱状のオゾン
分解剤を得た。得られたオゾン分解剤１０００　ｍｌを
使用して実施例１と同様にしてテストを実施し、その結
果を第１表に示した。

実施例８ 硝酸マンガン・四〜六水和物４６４ｇを溶かした水溶液
に、シリカアエロジル３００ｇを加えた後、５０°Ｃて
１時間保った。その溶液をスプレードライし３５０°Ｃ
て６時間空気中で焼成して得た粉末３００ｇと、５０％
過酸化カルシウム２００ｇ、活性炭８００ｇ、シリカマ
グネシア２００ｇ及び結合剤としてカルボキシメチルセ
ルロース・ナトリウム塩１００ｇを使用し実施例１と同
様にして円柱状のオゾン分解剤を得た。得られたオゾン
分解剤の２００ｙｄを内径３５ｍｍのガラス管に充填し
、常温（約２５°Ｃ）にて予め約８５０ｐＩ）ｍに調整
されたオゾン含有空気を毎分５リツトルの流量て水封に
通じ加湿した後、該オゾン分解剤に通じその出口のガス
をオゾンモニターに導いてオゾン濃度を検出した。その
主な破過時間のデータを第２表に示した。

実施例９ 酸化ニッケル２００ｇ、　５０％過酸化カルシウム２０
０ｇ、活性炭５５０ｇ、天然ゼオライト２５０ｇ及び結
合剤としてカルボキンメチルセル０−ス・ナトリウム塩
１００ｇを使用し実施例１と同様にして円柱状のオゾン
分解剤を得た。得られたオゾン分解剤２００ｍｊ’を使
用して実施例８と同様にしてテストを実施し、その結果
を第２表に示した。

実施例１Ｏ 実施例９て使用したオゾン分解剤と同一のオゾン分解剤
を使用し、オゾン含有ガスを加湿せずに、他は実施例８
とまったく同じ条件でテストを実施した。その結果を第
２表に示した。

実施例１１ 硝酸銀１４６ｇを溶かした水溶液に、シリカアエロジル
２００ｇを加えた後、５０℃で１時間保った。その溶液
をスプレードライし３５０°Ｃで６時間空気中で焼成し
て得た粉末２００ｇと、過酸化亜鉛２００ｇ、活性炭８
００ｇ、酸化ジルコニウム２００ｇ及び結合剤としてカ
ルボキシメチルセルロース・ナトリウム塩１００ｇを使
用し実施例Ｉと同様にして円柱状のオゾン分解剤を得た
。得られたオゾン分解剤２００ｄを使用して実施例８と
同様にしてテストを実施し、その結果を第２表に示した
。

実施例１２ 硝酸銅三水和物４５５ｇを溶かした水溶液に、チタニア
アユ０ジル２００ｇを加えた後、５０℃で１時間保った
。その溶液をスプレードライし３５０°Ｃで６時間空気
中で焼成して得た粉末２００ｇと、過ホウ酸ナトリウム
１５０ｇ、活性炭７００ｇ、合成ゼオライト３００ｇ及
び結合剤としてカルボキシメチルセルロース・ナトリウ
ム塩１００ｇを使用し実施例１と同様にして円柱状のオ
ゾン分解剤を得た。得られたオゾン分解剤２００　ｍｌ
を使用して実施例８と同様にしてテストを実施し、その
結果を第２表に示した。

実施例１３ 硝酸クロム九水和物３９５ｇを溶かした水溶液に、シリ
カアエロジル３００ｇを加えた後、５０°Ｃて１時間保
った。その溶液をスプレードライし３５０°Ｃて６時間
空気中で焼成して得た粉末２００ｇと、５０％過酸化カ
ルシウム２５０ｇ、活性炭７００ｇ、酸化チタン３００
ｇ及び結合剤としてカルボキシメチルセルロース・ナト
リウム塩１００ｇを使用し実施例１と同様にして円柱状
のオゾン分解剤を得た。得られたオゾン分解剤２００ｍ
１を使用して実施例８と同様にしてテストを実施し、そ
の結果を第２表に示した。

実施例１４ 酸化錫１５０ｇ、過酸化亜鉛２５０ｇ、活性炭６００ｇ
、シリカアルミナ３００ｇ、シリカアユ０ジルｌｏｏｇ
及び結合剤としてカルボキシメチルセルロース・ナトリ
ウム塩１００ｇを使用し実施例１と同様にして円柱状の
オゾン分解剤を得た。得られたオゾン分解剤２００　ｒ
ＩＬｌを使用して実施例８と同様にしてテストを実施し
、その結果を第２表に示した。

実施例１５ 塩化白金酸大水和剤５．３ｇを溶かし水溶液に、シリカ
アエロジル１００ｇを加え、蒸発乾固後、３５０°Ｃて
４時間空気中で焼成、粉砕して得た粉末９０ｇと、更に
５０％過酸化カルシウム１００ｇ、活性炭４００ｇ、シ
リカアルミナ２００ｇ及び結合剤としてカルボキシメチ
ルセルロース・ナトリウム塩５０ｇを使用し、実施例１
と同様にしてオゾン分解剤を得た。得られた該オゾン分
解剤２００７ｎＩ！を使用して実施例８と同様にしてテ
ストを実施し、その結果を第２表に示した。

実施例１６ 酸化亜鉛１５０ｇ、　８０％過酸化バリウム２００ｇ、
活性炭４００ｇ、酸化チタン３００ｇ、シリカアエロジ
ル１００ｇ及び結合剤としてカルボキンメチルセルロー
ス・ナトリウム塩８０ｇを使用し実施例１と同様にして
円柱状のオゾン分解剤を得た。得られたオゾン分解剤２
００　ｍｌを使用して実施例８と同様にしてテストを実
施し、その結果を第２表に示した。

実施例１７ 炭酸カルシウム１５０ｇ、過炭酸ナトリウム１５０ｇ、
活性炭７００ｇ、合成ゼオライト３００ｇ、シリカアエ
ロジル１００ｇ及び結合剤としてカルボキシメチルセル
ロース・ナトリウム塩１００ｇを使用し実施例１と同様
にして円柱状のオゾン分解剤を得た。得られたオゾン分
解剤２００　ｍｌを使用して実施例８と同様にしてテス
トを実施し、その結果を第２表に示した。

実施例１８ 酸化マグネシウム１００ｇ、二酸化マンガン１５０ｇ、
８０％過酸化バリウム１５０ｇ、活性炭７００ｇ、天然
ゼオライト３００ｇ及び結合剤としてカルボキシメチル
セル０−ス・ナトリウム塩１００ｇを使用し実施例１と
同様にして円柱状のオゾン分解剤を得た。得られたオゾ
ン分解剤２００ｍ１を使用して実施例８と同様にしてテ
ストを実施し、その結果を第２表に示した。

実施例１９ 酸化バリウムｌｏｎｇ、酸化ニッケル１００ｇ、５０％
過酸化カルシウム２５０ｇ、活性炭６００ｇ、アルミナ
アエロジル２５０ｇ及び結合剤としてカルボキシメチル
セルロース・ナトリウム塩１００ｇを使用し実施例１と
同様にして円柱状のオゾン分解剤を得た。得られたオゾ
ン分解剤２００　ｍｌを使用して実施例８と同様にして
テストを実施し、その結果を第２表に示した。

比較例３ 通常市販されている粒状の活性炭（４ｍｍ径×２〜８ｍ
ｍ長の円柱状ペレット）を２００　ｍｌ（１１４ｇ）使
用し、実施例８と同様にしてテストを実施した。破過時
間のデータを第２表に示した。

比較例４ 比較例３て使用した粒状活性炭と同じ活性炭を使用し、
試験条件として水封を通さないでオゾンガスを供給した
以外はまったく同じ条件でテストした。結果を第２表に
示した。

比較例５ 実施例９において、酸化ニッケルを用いなかったほかは
同様に成形して円柱状のオゾン分解剤を得た。得られた
オゾン分解剤２００ｍｊ’を使用して実施例８と同様に
してテストを実施し、その結果を第２表に示した。

比較例６ 実施例９において、過酸化カルシウムを用いなかったほ
かは同様にして成形して円柱状のオゾン分解剤を得た。

得られたオゾン分解剤２００ＴＬｌを使用して実施例８
と同様にしてテストを実施し、その結果を第２表に示し
た。

実施例２０ オゾン分解剤の爆発性を調べるため、実施例９で使用し
たオゾン分解剤７０ｍ１を内径３６ｍｍのステンレスス
チール製パイプに充填し、予めオゾナイザ−で発生させ
、約４２００ｐｐｍのオゾン濃度に調製されたオゾン含
有空気を加湿せず毎分２．５リツトルの流量で、約３０
°Ｃにて該オゾン分解剤に通じた。

２４時間後、オゾン含有空気をストップし、オゾン分解
剤を充填しであるステンレス製パイプに振盪機で５分間
衝撃を与えたがオゾン分解剤は爆発しなかった。

比較例７ 実施例２０において、オゾン分解剤の代わりに比較例２
て使用した市販の粒状活性炭７０ｍ１を用いた以外は同
様にして爆発性試験を行った。振盪機で衝撃を与え始め
ると直ぐに粒状活性炭は爆発した。

〈発明の効果〉 本発明によれば、従来のオゾン分解剤の欠点を補うべく
次ぎの効果か得られる。すなわち、低温及び／又は水分
の共存下でもオゾンの分解活性は、さほど低下せず、ガ
ス成分中に含まれるオゾンを分解除去するに際して、従
来条件より低温度、高湿度条件下においても、高活性、
長寿命のオゾン分解剤を提供することかできる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、過酸化物と、鉄、マンガン、コバルト、ニッケル、
   クロム、チタン、ジルコニウム、銅、銀、亜鉛、錫、鉛
   、白金、パラジウム、マグネシウム、カルシウム、バリ
   ウムから選ばれる金属又はその化合物の一種以上を含有
   するオゾン分解剤。 ２、過酸化物が過酸化バリウム、過酸化カルシウム、過
   酸化亜鉛、過炭酸ナトリウム、過ホウ酸ナトリウムから
   選ばれる一種以上である請求項１に記載のオゾン分解剤
   。 ３、活性炭を含有する請求項１または請求項２に記載の
   オゾン分解剤。