JPH04334547A - オゾン分解用触媒 - 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、気体等の中に含まれる
、オゾンを分解除去するための触媒に関する。

【従来の技術】従来、気体中に含まれる有害成分である
オゾンを除去する方法として、活性炭、ゼオライト等の
多孔質物質を用いる吸着法、あるいは、ＭｎＯ２などの
触媒を用いることによる酸化分解法等の方法が行われて
きた。

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、上記
従来のオゾンの除去方法はいずれも、充分に満足のいく
方法であるとは言い難い。すなわち、吸着法には、吸着
剤が吸着能力を発揮する期間が有限であるため、再生等
することを要し、除去装置のメンテナンスに多大の労力
及び費用が必要となるという問題がある。又、触媒を用
いるオゾンの酸化分解法には、上記のような問題は無い
ものの、現状では触媒性能上充分に満足のいくものであ
るとは言い難く、また初期性能は良くても、反応中に経
時的に劣化するという問題があった。本発明は、従来の
オゾン除去方法が有していたこれらの問題を解決するた
めになされたものであって、その目的とするところは、
従来方法に比べてオゾンの除去能力に優れると同時に、
長期間の使用が可能な耐久性に優れたオゾン分解触媒を
提供することにある。また、本発明は既に本発明者らが
出願している特願平２−２４８４３にかかる発明を改良
したものである。すなわち本発明にかかる反応は反応律
速が固体内拡散であるため反応が触媒表面部においての
み進行するため触媒構造として触媒成分を触媒表面近傍
にのみ担持するコート型が最も好ましいことを本発明者
らが既に提案している。しかしながらこれらの方法も例
えばハニカム構造体のセル数／ｉｎｃｈ２が大きくなる
にしたがってその製造方法が難しくなるという問題点を
有していた。本発明は、これらの問題点をも解決するこ
とを可能にしたもので、すなわちコート厚みを低減する
ことが可能となったため成形触媒とりわけ低ピッチハニ
カムの生産性に優れると同時にオゾン分解能力、及び、
長期耐久性に優れたオゾン分解触媒を提供することにあ
る。

【問題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明にかかるオゾン分解用触媒は、ＭｎＯ２を含有
する担体をＢａｓｅとして、オゾン分解能を有する活性
種を担持させてなることを特徴としている。オゾン分解
能を有する触媒活性種として既に本発明者らが提案して
いるようなＴｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ａｇ、Ａｕ
、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｎｂ、Ｗなどの種々の金属、及び
金属酸化物もしくは硫酸塩の少なくとも１種以上からな
るもの、あるいはこれらに活性炭、酸性粘土を含有させ
たものなどを挙げることができる。こうした触媒として
は、例えば担持されるべき金属酸化物を用いて表せば、
ＭｎＯ２、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ｆｅ２Ｏ３、を主成分とす
るもの及びＭｎＯ２−ＴｉＯ２、ＭｎＯ２−ＣｕＯ、Ｍ
ｎＯ２−Ｆｅ２Ｏ３、ＭｎＯ２−Ａｇ２Ｏ、ＮｉＯ−Ｃ
ｏ３Ｏ４、ＮｉＯ−ＴｉＯ２、ＮｉＯ−ＭｎＯ２、Ｎｉ
Ｏ−Ａｇ２Ｏ、ＮｉＯ−ＭｏＯ３、ＮｉＯ−ＷＯ３、Ｎ
ｉＯ−ＳｎＯ２等を主成分とするもの及び、ＭｎＯ２−
Ａｇ２Ｏ−ＴｉＯ２、ＭｎＯ２−ＣｕＯ−Ａｇ２Ｏ、Ｎ
ｉＯ−ＭｎＯ２−Ａｇ２Ｏ、ＮｉＯ−ＭｎＯ２−ＴｉＯ
２等を主成分とするものが例示される。本発明方法にお
いて用いられる触媒の形状は特に限定されず、例えばハ
ニカム状、ペレット状、円柱状、板状、パイプ状等、種
々の形状のものを用いることができる。このうちＭｎＯ
２を含有する担体は、主に、混練法によって製造するこ
とができる。担体の製造においては、賦形性を与えるた
めに成形助剤を添加したり、機械強度等を向上させるた
めに無機繊維等の補強剤、有機バインダー等を適宜添加
したりしてもよい。これらの担体中に含まれるＭｎＯ２
は、１０ｗｔ％以上が好ましく、２０ｗｔ％以上がより
好ましい。１０ｗｔ％以下とすると担体のオゾン分解能
が著しく低下するため、高分解能を得るためにはコート
厚みを厚くする必要がある。これらの担体の上に担持さ
れる触媒活性種は、主にウォシュコート法などによって
製造することが出来る。これらのコート厚みは、５〜１
００μが好ましく、１０〜５０μがより好ましい。又、
５μ以下とすると分解活性が低下し１００μ以上とする
と分解活性の向上がなく圧損のみが上昇する。オゾン分
解の際の反応温度は、０〜４０℃が好ましく、１０〜３
０℃がより好ましい。０℃未満の場合、反応速度が遅く
なるからであり、４０℃を越えた場合、新たに昇温のた
めの熱エネルギーを必要とし不経済であるからである。 又、触媒と反応ガスとの接触は、５〜７０の面積速度（
ＡＶ；ａｒｅａ　　ｖｅｌｏｃｉｔｙ）で行うことが好
ましい。これは、面積速度が５未満であると触媒が多く
必要になるからであり、面積速度が５０を超えると効率
が低く所定の分解率が得られないからである。ここで、
面積速度とは、空間速度（１／Ｈｒ）を単位容積当たり
のガス接触面積（ｍ２／ｍ３）で除去した値である。

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。但し本発明は、下記の実施例に限定されるもので
はない。 Ａ．触媒の調整 実施例１ 木節粘土を１００℃にて１８時間乾燥後、スクリーンが
０．５ｍｍφであるサンプルミルにて粉砕した。これら
の粉砕物を８ｋｇ、比表面積が６７ｍ２／ｇであるＭｎ
Ｏ２を２ｋｇ、メチルセルロース系バインダー（ユケン
工業　　ＹＢ−３２）０．８ｋｇと水を加え、混合後ニ
ーダーで充分に混練を行った。これらの坏土を、ハニカ
ム押出用ダイスを装着したオーガスクリュー式押出機に
投入し、ハニカム状物を常温にて通風乾燥乾燥後、Ｎ２
気流中で５℃／時間の昇温速度で５００℃まで昇温し、
昇温後３時間キープした後、１０℃／時間の降温速度で
冷却し、開口率６４％、ピッチ１．０ｍｍのハニカム状
担体を得た。次に比表面積が６７ｍ２／ｇであるＭｎＯ
２、１ｋｇに５００ｍｌの水と少量のバインダーを加え
、更にガラスビーズ２５０ｇを加えて、３０分間攪拌混
合した後、ビーズを分離し、スラリーを得た。このスラ
リーに水３００ｍｌを加えて希釈した後、上述したハニ
カム状担体を適切な大きさに切り出したものを浸漬し、
過剰のスラリーを除去して乾燥し、ＭｎＯ２を平均厚み
３８μ担持した触媒を得た。なお厚みの算定はＥＰＭＡ
による線分折によりｎ数を１０としてその平均値を求め
ることにより行った。以下同様の方法により厚を求めた
。 実施例２ 実施例１において、ＭｎＯ２、１ｋｇのうち２００ｇを
ＴｉＯ２にかえ、さらに希釈水を５００ｍｌとすること
以外は実施例１と同様にして、ＭｎＯ２−ＴｉＯ２（重
量比８０：２０）をこの時コート回数を調節し、担持し
た触媒を得た。コート厚みを６μ、１０μ、１５μ、３
０μ、４２μに変えた５種類の触媒を得た。 実施例３ 実施例１において、ＭｎＯ２、１ｋｇのうち１００ｇを
Ａｇ２Ｏにかえる以外は実施例１と同様にして、ＭｎＯ
２−Ａｇ２Ｏ（重量比９０：１０）を平均厚み４７μで
担持した触媒を得た。 実施例４ 実施例１の方法において、木節粘土粉砕物を５ｋｇ、Ｍ
ｎＯ２を５ｋｇ、メチルセルロース系バインダー（ユケ
ン工業　　ＹＢ−３２）を１ｋｇとすること以外実施例
１にしたがいハニカム状担体を得た。この担体を実施例
２で用いたものと同様のスラリーで処理しコート回数を
調節しコート厚みが５μ、１１μ、２０μ、３３μ、４
５μの５種類の触媒を得た。 実施例５ 実施例１において、ＭｎＯ２、１ｋｇのうち４００ｇを
比表面積が３８ｍ２／ｇであるＦｅ２Ｏ３、１００ｇを
Ａｇ２Ｏにかえる以外は実施例１と同様にして、ＭｎＯ
２−Ｆｅ２Ｏ３−Ａｇ２Ｏ（重量比５０：４０：１０）
を平均厚み５１μで担持した触媒を得た。 実施例６ 実施例１において、ＭｎＯ２、１ｋｇのうち２００ｇを
活性炭（武田薬品製白鷺Ａ）１００ｇをＴｉＯ２にかえ
る以外は実施例１と同様にして、ＭｎＯ２−活性炭−Ｔ
ｉＯ２（重量比７０：２０：１０）を平均厚み３８μで
担持した触媒を得た。 実施例７ 実施例１において、ＭｎＯ２にかえて比表面積が５５ｍ
２／ｇ、ＣｕＯを用いること以外は実施例１と同様にし
て、ＣｕＯを平均厚み４５μで担持した触媒を得た。 比較例１ 実施例１において、担体を押出し成形する際に、木節粘
土を２０ｋｇとし、活性炭を加えないこと以外は実施例
１と同様にしてＭｎＯ２を平均厚み５０μ担持した触媒
を得た。 実施例８ 実施例４において、担体を押出し成形する際に、木節粘
土を１８ｋｇとし、活性炭を２ｋｇとすること以外は実
施例４と同様にしてＭｎＯ２を平均厚み５７μ担持した
触媒を得た。 参考例 比表面積４８ｍ２／ｇのＭｎＯ２３０ｇと、四塩化チタ
ンとシリンゾルとの混合物（ＴｉＯ２：ＳｉＯ２が１：
１）７０ｇとを攪拌混合しつつ、アンモニアガスを吹き
込んで中和反応を行い、スラリー状の沈澱物を生成させ
た。得られた沈澱物を充分に水洗した後、温度５００℃
で３時間焼成、粉砕して比表面積１６２ｍ２／ｇの三元
触媒ＭｎＯ２−ＴｉＯ２−ＳｉＯ２（重量比３５：３０
：３５）パウダーを得た。以下、実施例１と同様にして
ＳｉＯ２−ＭｎＯ２−ＴｉＯ２（重量比３５：３０：３
５）を担持率９９％で担持した三元触媒を得た。 Ｂ．触媒活性試験 上記実施例１〜８及び比較例１、及び参考例で得た触媒
について、第１図にそのフローシートを示すような試験
装置を用いて、下記反応条件で触媒活性試験を行い、初
期、１０時間経過後、及び１００時間経過後のオゾン分
解率を求めた。図において、（１）はオゾン発生器であ
り、これに導入されたエアーより適切な濃度のオゾンを
発生させ、このオゾン含有エアーを触媒層（２）に導く
。オゾン分解率（％）は、（３）のオゾン分析計にて測
定される触媒層の入口及び出口の値により次式で求めら
れる。 （反応条件） 空間速度：２０，０００／Ｈｒ 入口オゾン濃度：１０ｐｐｍ 反応温度：２０℃ 上記試験結果を表１に示す。 上記表より明らかなように、実施例１〜８で得たいずれ
の触媒も、比較例１及び参考例で得た触媒に比べて高い
オゾン分解率（％）を有していると同時に長時間にわた
って殆ど性能の劣化を示さず、優れた耐久性を有してい
る。

【発明の効果】本発明に係るオゾン分解触媒は、オゾン
を効率良く除去し、かつ長時間にわたってその性能の劣
化を示さない。

【図面の簡単な説明】

第１図は触媒活性試験のフローシートである。 （１）・・オゾン発生器 （２）・・触媒層 （３）・・オゾン分析計

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＭｎＯ２を含有する担体にオゾン分解能を有する活性物
   質が５〜１００μの厚みで担持されていることを特徴と
   するオゾン分解用触媒。