JPH05146683A - 触媒体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 臭気や有害ガスを除去する触媒体を提供す
る。 【構成】 触媒体を、基材と、基材表面に形成した、少
なくとも活性アルミナとゼオライトと白金族金属と無機
バインダ−からなる触媒被覆層より構成した。非加熱時
のゼオライトおよびアルミナによる臭気成分の吸着と、
加熱時のゼオライトおよびアルミナの加熱再生および臭
気成分の触媒分解を、交互に繰り返すことにより、長期
間に渡って、触媒体周囲の温度を余り上昇させずに悪臭
を連続的に除去することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、暖房、給湯、乾燥、調
理、冷蔵、空調、焼却用機器等において脱臭に利用され
る触媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、活性炭を室内に配置して、ガス状
の悪臭物質を吸着して脱臭する方法が、おもに用いられ
てきた。また最近、オゾン発生機能を持たせた機器を室
内に配置して悪臭成分をオゾンガスによって酸化分解す
る方法もとられてきている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの悪臭物質は、
おもにアンモニア、脂肪酸、不飽和炭化水素類、メルカ
プタンなどの含硫黄有機化合物、含窒素有機化合物など
で、生活する人間の汗等の生理作用や、食品類の分解に
よって発生するものである。従来の活性炭による吸着で
は、臭気成分種によって吸着能力にバラツキがあるこ
と、および吸着能力に限界があり、また雰囲気中の水分
が悪臭ガス吸着の妨げになったりするために定期的に活
性炭を交換する必要があること等の問題点がある。また
オゾンによる臭気分解方法は、分解脱臭に最適なオゾン
発生濃度を制御するために、特別な装置を備えなければ
ならないことや、オゾンによって分解が困難な臭気成分
種があること、オゾン発生器に寿命があることなどが問
題点としてある。

【０００４】本発明は上記従来技術の課題を解決するた
めになされたものであり、簡単な構成で室内の臭気や有
害ガスを完全にかつ長寿命で除去する機能を提供するも
のである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、触媒体を、基
材と、基材表面に形成した、少なくとも活性アルミナと
ゼオライトと白金族金属と無機バインダ−からなる触媒
被覆層より構成したことを特徴とする。

【０００６】また、本発明はアルカリ土類金属を添加す
ることを特徴とする。さらに、本発明は触媒材料のスラ
リ−中の粒子の中心粒径を１μｍ以上９μｍ以下にして
触媒被覆層を形成することを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明によると、室内の臭気成分を、通常は触
媒被覆層中のゼオライトおよび活性アルミナにより吸着
脱臭する。つぎにゼオライトおよび活性アルミナを、そ
の吸着能力限界まで臭気成分を吸着する前に、本発明の
触媒体を発熱体や温風等の加熱手段により加熱すること
により、触媒被覆層中の触媒物質（白金族金属）を活性
化し、触媒被覆層中のゼオライトおよびアルミナに吸着
した臭気成分および触媒体近傍の臭気成分を、ゼオライ
トおよびアルミナと共存する前記活性化した触媒物質の
触媒作用により、酸化分解して、無臭成分とする。前記
加熱手段により加熱されたゼオライトおよびアルミナ
は、吸着した臭気成分が除去されるため、再び吸着能力
を回復し、加熱手段による加熱を停止後に、臭気成分の
吸着を再び行うことができる。このように、非加熱時の
ゼオライトおよびアルミナによる臭気成分の吸着と、加
熱時のゼオライトおよびアルミナの加熱再生および臭気
成分の触媒分解を、交互に繰り返すことにより、長期間
に渡って、触媒体周囲の温度を余り上昇させずに悪臭を
連続的に除去することができる。

【０００８】また、触媒被覆層にアルカリ土類金属を含
有するアルミナを含むことが望ましく、アルカリ土類金
属を含有するアルミナをあわせて用いることにより、酸
性の臭気物質の吸着特性を向上させることができる。

【０００９】さらに、本発明は混合スラリ−中の粒子の
中心粒径を１μｍ以上９μｍ以下にしているので、適度
な硬いさを持ち、かつ亀裂の入りにくい触媒被覆層が得
られる。

【００１０】

【実施例】本発明の触媒体に用いる基材は、金属、セラ
ミック、ガラス等種々の材料を用いることができる。基
材の形状も、板状、ハニカム状、多孔質体、棒状、管状
等種々の形状を用いることができる。

【００１１】このうちアルミナ、ムライト、シリカ-アルミナ-チ
タニア、コ−ジライトやシリカガラス、リチウムシリケ−
トガラスおよびガラス被覆層を有する金属体が、触媒被
覆層と基材との密着性がよく望ましく、特にシリカガラ
スがよい。

【００１２】さらに基材が発熱体と、発熱体を内蔵ある
いは発熱体に接する前記ガラス体，セラミック体あるい
はガラス被覆層を有する金属体であることが望ましい。
これは、触媒被覆層中の白金族金属を効率よく加熱し、
速やかに活性化することができるからである。

【００１３】本発明の活性アルミナは、β−，γ−，δ
−，θ−，η−，ρ−，χ−アルミナ等の準安定アルミ
ナである。また、アルミナ表面に希土類酸化物などの助
触媒も担持させることにより、さらに活性を向上するこ
とができる。さらに活性アルミナにバリウムを含有させ
ることによりアルミナの熱安定性を向上することがで
き、望ましい。

【００１４】本発明の触媒被覆層中に、活性アルミナの
含有量が２０〜６０wt%であることが望ましい。活性ア
ルミナの含有量が２０ｗｔ％より少ない場合、触媒被覆
層の石英ガラス管への充分な密着性がえられにくく、ま
た８０ｗｔ％を超えると触媒被覆層の臭気吸着能力が減
少する。

【００１５】本発明のゼオライトは種々のゼオライトを
用いることができる。その中で、特に銅イオン交換ゼオ
ライトが最も臭気吸着能力に優れ、望ましい。

【００１６】本発明の無機バインダ−はシリカ、アルミ
ナ、ベントナイト、Liシリケ−ト、水ガラス等を用いる
ことができる。そのうち密着性の観点よりシリカが最も
望ましく、シリカ原料としては無水硅酸コロイト゛水溶液が
よい。シリカを触媒被覆層に含むことにより、石英菅へ
の触媒被覆層の密着性を最も強固にすることができる。

【００１７】シリカの望ましい含有量は触媒被覆層中に
１０〜４０wt%である。シリカの含有量が４０wt%を超え
ると触媒被覆層に亀裂が入りやすくなり密着性低下を招
きやすい。また１０wt%未満ではシリカの充分な密着特
性向上効果が得られない。

【００１８】また本発明のシリカとは、二酸化ケイ素で
あるが、ケイ酸を代わりに用いてもよい。

【００１９】本発明の触媒被覆層にアルカリ土類金属を
含有するアルミナを含むことが望ましい。アルカリ土類
金属を含有するアルミナをあわせて用いることにより、
酸性の臭気物質の吸着特性を向上させることができる。
アルカリ土類金属を含有するアルミナの望ましい含有量
は５〜３０ｗｔ％である。５％より少ないと、前記触媒
被覆層の酸性臭気吸着特性の向上に充分な効果が得られ
ず、また３０ｗｔ％を超えると触媒被覆層の密着性が低
下する。

【００２０】アルカリ土類金属を含有するアルミナに用
いるアルカリ土類金属としてはマグネシウム、カルシウ
ム、ストロンチウム、バリウムがある。前記アルカリ土
類金属の炭酸塩、硝酸塩、水酸化物、酸化物と、アルミ
ナあるいは水酸化アルミニウムとを高温で反応して、前
記アルカリ土類金属を含有するアルミナを得ることがで
きる。

【００２１】本発明は、基材表面に、少なくとも活性ア
ルミナとゼオライトと白金族金属を含む触媒触媒層を形
成してなる。活性アルミナとゼオライトと白金族金属を
同時に用いることにより、活性アルミナやゼオライトを
単独で用いるよりも酸性の臭気成分に対する吸着特性を
向上させる相乗効果を得ることができる。

【００２２】本発明の白金族金属としては、Ｐｔまたは
Ｐｄを用いることが望ましく、ＰｔとＰｄの両方を用い
た場合さらに望ましい。これは、ＰｔやＰｄの酸化分解
力がＲｈやＩｒに比べて高く、ＰｔとＰｄの両方を用い
ることによりさらに高活性となるためである。さらに、
Ｒｕを用いた場合、高温での使用により、Ｒｕが揮散し
有害物質となる。白金族金属のアルミナへの含有方法と
しては種々の方法を用いることができるが、例えば白金
族金属塩水溶液にアルミナをディップし、つづいて乾
燥、焼成することによって調製することができる。また
白金族金属を予め活性アルミナに含有させることが望ま
しい。これは、触媒酸化分解性を向上することができる
ためである。

【００２３】上記酸性の臭気成分に対する吸着特性を向
上させる相乗効果を得るために、望ましい白金族金属の
含有量は、触媒被覆層中に０．１から８ｗｔ％含まれる
ことが望ましい。これは白金族金属の含有量が、０．１
ｗｔ％より少ない場合、充分な前記相乗効果が得られ
ず、また８ｗｔ％を超えると相乗効果が低下する。

【００２４】触媒被覆層を、少なくとも活性アルミナと
ゼオライトと白金族金属からなる触媒層と前記触媒層表
面に形成したアルミナおよびシリカから選ばれる１種以
上よりなる保護被覆層の２層構造とすることが望まし
い。

【００２５】前記触媒層の外表面に、アルミナおよび／
またはシリカからなる被覆層を設けることにより、触媒
の活性を劣化させることなく、膜強度を向上させること
ができる。

【００２６】触媒被覆層に酸化セリウムを含むことこと
が望ましい。酸化セリウムを触媒被覆層に含むことによ
り、炭化水素化合物に対する触媒酸化分解活性を向上す
ることが出来る。

【００２７】酸化セリウムの望ましい含有量は触媒被覆
層中に２〜１５wt%であることが望ましい。酸化セリウ
ムの含有量が１５wt%を超えると触媒の前記酸化分解特
性が低下しはじめ、また２wt%未満では酸化セリウムの
充分な添加効果が得られない。

【００２８】本発明の触媒被覆層に酸化チタンを含むこ
とが望ましい。酸化チタンを触媒被覆層に含むことによ
り、アンモニア等の窒素化合物に対する触媒酸化活性を
向上することが出来る。

【００２９】酸化チタンの含有量は触媒被覆層中に３〜
１５wt%であることが望ましい。酸化チタンの含有量が
１５wt%を超えると触媒被覆層の密着特性が低下し、ま
た３wt%未満では酸化チタンの充分な添加効果が得られ
ない。

【００３０】触媒被覆層の比表面積は、１０ｍ²／ｇ以
上であることが望ましい。これは、触媒被覆層の比表面
積の増大にともない、放射される近赤外線量に比較した
遠赤外線放射量比率は増大するが、比表面積が、１０ｍ
²／ｇ以上で充分な遠赤外線放射比率が得られるためで
ある。

【００３１】また、触媒被覆層を形成するとき、石英管
表面を粗面化した後、触媒被覆層を設けるか、石英管表
面を十分に脱脂した後、触媒被覆層を設けることが望ま
しい。この製造方法により、触媒体と触媒被覆層との密
着性を向上することができる。

【００３２】触媒被覆層形成方法は種々の方法を用いる
ことができる。例えば、スプレ−塗装，ディップ塗装、
静電塗装、ロ−ルコ−ト法、スクリ−ン印刷法等があ
る。

【００３３】混合スラリ−中の粒子の中心粒径は、１μ
ｍ以上，９μｍ以下であることが望ましい。９μｍを超
えると被覆層がやわらかくなり、また１μｍよりも細か
くなると、被覆層に亀裂が入りやすくなる。

【００３４】また混合スラリ−中に硝酸アルミニウムを
含むことが望ましい。これは、硝酸アルミニウムを添加
することにより、得られる触媒被覆層の密着性が向上す
るからである。

【００３５】以下、本発明の具体的実施例を説明する。 （実施例１）γ−アルミナ４００ｇと、無機バインダ−
として水酸化アルミニウム１００ｇ、銅イオン交換型ゼ
オライト ５００ｇ、水 １５００ｇ、塩化白金酸をＰ
ｔとして３０ｇ，塩化パラジウムをＰｄとして１５ｇお
よび適量の塩酸を加え、ボールミルを用いて充分に混合
して、スラリーＡを調製した。このスラリ−Ａを外径１
０ｍｍ、内径９ｍｍ、長さ１５ｃｍの石英管表面にスプ
レ−法で塗布した後、１００℃で２時間乾燥し、続いて
５００℃で１時間焼成し、水酸化アルミニウムおよび白
金族金属塩を熱分解して、アルミナおよび白金族触媒と
して含む触媒被覆層を形成した。この石英管と、電気抵
抗体としてニクロム線、および碍子とを用いて本発明の
発熱体を内蔵する触媒体Ａを調製した。触媒被覆層量は
0.2ｇであった。触媒体Ａを用いた触媒装置の構成を図
１に示す。

【００３６】図１において、本発明の触媒体Ａは１００
Ｖ電圧で３００Ｗ仕様のニクロム線１，石英管２と、そ
の表面に形成した前記触媒被覆層３により構成され、碍
子４により絶縁、保持されている。

【００３７】ニクロム線１に未通電時には、室内の臭気
成分を、通常は触媒被覆層３中のゼオライトおよび活性
アルミナにより吸着脱臭する。そして、触媒被覆層３の
臭気吸着能力の限界まで臭気成分を吸着する前に、ニク
ロム線１に通電すると、ニクロム線１から熱線が全周方
向に放射される。この時、触媒被覆層３は石英管２の外
周を覆うように設置してあるために、ニクロム線１から
全周方向に放射された熱線が触媒被覆層３に放射され、
触媒被覆層３の輻射加熱が効率よく行われ、触媒は、そ
の活性化温度まで短時間で加熱され、かつ触媒被覆層の
温度を高温にすることができる。触媒被覆層３に吸着し
た臭気成分は、この活性化した触媒により酸化浄化され
る。

【００３８】さらに、触媒体Ａは触媒体Ａ近傍の空気も
加熱するために触媒体Ａ近傍に対流として空気流５が生
じる。そして、この空気流５がニクロム線１からの加熱
により活性化温度まで加熱された触媒被覆層に接触、あ
るいは被覆層内に拡散する際に、空気流５に含まれる臭
気や有害成分、例えば、一酸化炭素（以下ＣＯと記す）
やアンモニアが、触媒作用により浄化される。

【００３９】したがって、触媒体Ａが置かれている雰囲
気に臭気やタバコの煙、ＣＯ等の有害ガスが漂っていて
も、加熱あるいは使用の際に浄化され、快適な環境をつ
くることができる。

【００４０】つぎに塩化白金酸と塩化パラジウムを用い
て予めスラリ−Ａと同量の白金とパラジウムを含有させ
たγ−アルミナ４４５ｇと、無機バインダ−として水酸
化アルミニウム１００ｇ、銅イオン交換型ゼオライト
５００ｇ、水 １５００ｇを、ボールミルを用いて充分
に混合して、スラリーＡ’を調製した。この スラリ−
Ａ’を外径１０ｍｍ、内径９ｍｍ、長さ１５ｃｍの石英
管表面にスプレ−法で塗布した後、１００℃で２時間乾
燥し、続いて５００℃で１時間焼成し、アルミナおよび
白金族触媒として含む触媒被覆層を形成した。この石英
管と、電気抵抗体としてニクロム線、および碍子とを用
いて本発明の発熱体を内蔵する触媒体Ａ’を調製した。
触媒被覆層量は触媒体Ａと同量の0.2ｇとした。

【００４１】この触媒体Ａ及びＡ’についてメルカプタ
ン酸化浄化試験を行い、触媒被覆層を有していない触媒
体と比較した。酢酸酸化浄化試験は、０．１ｍ³の立方
体のフッソ樹脂製の容器の中に触媒体を置き、触媒体の
中心の外表面の温度が４５０℃となるよう加熱したとこ
ろへ、濃度が１０ｐｐｍになるようにメルカプタンを容
器に注入し濃度の経時変化を調べることにより行った。
メルカプタン濃度の経時変化はガスクロマトグラフによ
り調べた。結果を（表１）に示した。

【００４２】（表１）より明らかなように、触媒体Ａ’
は触媒体Ａより高活性であり、活性アルミナに予め白金
族金属を含有させることにより、臭気成分の酸化分解性
能を向上させることができる。

【００４３】

【表１】

【００４４】（実施例２）実施例１で作成した触媒体Ａ
において、触媒被覆層中の全固形成分に対して、γ−ア
ルミナの含有量を１０ｗｔ％〜８５ｗｔ％の間の種々の
含有量とし、活性アルミナ増加分は銅ゼオライト量を減
じた触媒被覆層０．２ｇを有する触媒体を作成した。こ
れらの触媒体について熱衝撃試験を行い、被覆層の密着
性を調べた。熱衝撃試験は、石英管に内蔵した電気抵抗
体に通電し、触媒被覆層の温度を２５℃毎に設定し、そ
の温度で１０分間保持した後、室温水中に投下して被覆
層の剥離の有無を調べ、剥離を起こさない最大温度を耐
熱衝撃温度とした。

【００４５】またニクロム線未通電時の各触媒体の臭気
物質吸着能を、代表的な臭気物質であるメチルメルカプ
タンを用いて試験した。試験方法は、上記種々の触媒体
を、フッソ樹脂で内壁面を被覆した容積０．１ｍ³の密
閉ボックスに入れ、ボックス内の空気希釈した１０ｐｐ
ｍの濃度のメチルメルカプタンを吸着させ、触媒体を入
れた直後から３０分後の残存メチルメルカプタン量を測
定し、メチルメルカプタン吸着能とした。なお、ボック
ス内の空気は、ファンにより実験中は撹はんした。結果
を（表２）に示した。

【００４６】（表２）より明らかなように、活性アルミ
ナの含有量が２０ｗｔ％より少ないと耐熱衝撃性温度が
低下し、８０wt%を超えると残存メルカプタン濃度が高
く臭気物質吸着能が低下する。従って活性アルミナの含
有量が２０ｗｔ％以上８０wt%以下で最も良好な密着性
（耐熱衝撃性）および臭気物質吸着能が得られ望まし
い。

【００４７】

【表２】

【００４８】（実施例３）実施例１で作成した触媒体Ａ
において、触媒被覆層中の銅ゼオライトを他のイオン交
換ゼオライトに置き換えた触媒体を作成した。これらの
触媒体について、ニクロム線未通電時（室温）の各触媒
体の臭気物質吸着能を、代表的な臭気物質であるメチル
メルカプタンを用いて試験した。試験方法は、実施例２
と同様の方法を用いた。結果を（表３）に示した。

【００４９】（表３）より明らかなように、臭気物質吸
着能は銅イオン交換ゼオライトが最も優れており望まし
い。

【００５０】

【表３】

【００５１】（実施例４）実施例１で作成したスラリー
Ａにおいて、スラリー中の水酸化アルミニウムを、最終
固形分中に含まれる無機バインダーの量が同じになるよ
うに、種々の無機バインダーに置き換えたスラリーを調
製し、実施例１と同様の触媒体を作成した。これらの触
媒被覆層の膜硬度について調べるために、ＪＩＳＧ−３
３２０の鉛筆硬度試験を行った。また、それぞれの触媒
体について、実施例２と同様に、メチルメルカプタン浄
化試験を行った。試験方法は、上記種々の触媒体を、フ
ッソ樹脂で内壁面を被覆した容積０．１ｍ³の密閉ボッ
クスに入れ触媒体の電気抵抗体に通電する事によって発
熱させ、ボックス内の空気希釈した１０ｐｐｍの濃度の
メチルメルカプタンを酸化分解させ、触媒体を入れた直
後から１０分後の残存率を求めた。結果を（表４）に示
した。なお、ボックス内の空気は、ファンにより実験中
は撹拌した。

【００５２】（表４）に示すように、アルミナゾルやベ
ントナイトを用いると被膜硬度が低下し、Liシリケート
や水ガラスを用いると被膜硬度は向上するものの膜が多
孔質とならず触媒活性が低下した。以上のように、無機
バインダーとしてシリカを用いることが最も望ましく、
触媒活性を低下させることなく強固な被膜を形成するこ
とができる。

【００５３】

【表４】

【００５４】（実施例５）実施例１で調製したスラリ−
Ａにおいて、無機バインダ−として水酸化アルミニウム
のかわりにコロイダルシリカを用い、スラリ−中の全固
形成分に対して、コロイダルシリカをシリカに換算して
０ｗｔ％〜５０ｗｔ％の間の種々の含有量とし、シリカ
増加分はγ−アルミナ量を減じたスラリ−を調製し、こ
れを用いて本発明の触媒被覆層０．２ｇを実施例Ａと同
様にして石英管外周面全周に形成した触媒体を作成し
た。これらの触媒体について熱衝撃試験を行い、被覆層
の密着性を調べた。熱衝撃試験は、実施例２と同様にし
て行った。結果を（表５）に示した。

【００５５】（表５）より明らかなように、シリカの含
有量が１０ｗｔ％以上４０wt%以下で最も良好な密着性
（耐熱衝撃性）が得られ望ましい。

【００５６】

【表５】

【００５７】（実施例６）実施例１の触媒体Ａにおい
て、（表６）に示す種々の管状基材を用いた触媒体を、
実施例１と同様にして調製し、この触媒体について熱衝
撃試験を行い、被覆層の密着性を調べた。熱衝撃試験
は、実施例２と同様にして行った。結果を（表６）に示
した。

【００５８】（表６）より明らかなように、アルミナ、
ムライト、シリカ-アルミナ-チタニア、コ−ジライトやシリカガラ
ス、リチウムシリケ−トガラスおよびガラス被覆層を有
する金属体が、触媒被覆層と基材との密着性がよく望ま
しく、特にシリカガラスがよい。

【００５９】

【表６】

【００６０】（実施例７）実施例１のスラリ−Ａ調製時
に、ボールミルでのミル引き時間を変化させて、中心粒
径が０．８μｍ〜１５μｍの種々異なるスラリーを調製
した。

【００６１】これらのスラリ−を用いて、実施例１と同
様にして脱脂洗浄した石英管の外周面に０．２ｇの触媒
被覆層を有する触媒体を作成した。

【００６２】つぎにここで形成した被覆層の膜硬度をＪ
ＩＳＧ−３３２０のエンピツ硬度試験を行った。結果を
（表７）に示した。

【００６３】

【表７】

【００６４】（表７）より明らかなように、９μｍを超
えると被覆層がやわらかくなり、また１μｍよりも細か
くなると、被覆層に亀裂が入りやすくなる。

【００６５】従って、混合スラリ−中の粒子の中心粒径
は、１μｍ以上９μｍ以下であることが望ましい。

【００６６】（実施例８）外径１０ｍｍ、内径９ｍｍ、
長さ３４４ｍｍの石英管外周面を脱脂洗浄した。

【００６７】一方、実施例１のスラリ−Ａ’と同様にし
て塩化白金酸と塩化パラジウムを用いて予めスラリ−Ａ
と同量の白金とパラジウムを含有させたγ−アルミナ４
４５ｇと、無機バインダ−として水酸化アルミニウム１
００ｇ、銅イオン交換型ゼオライト ４００ｇ、および
バリウムを５ｗｔ％含有するアルミナ１００ｇ、水１５
００ｇを、ボールミルを用いて充分に混合して、スラリ
ーＣを調製した。

【００６８】なお、このスラリーＣの平均粒径は、４．
５μｍであった。このスラリ−Ｃを前記石英管の外周面
の両側３３ｍｍを残して全周にスプレ−法で塗装した
後、１００℃で２時間乾燥し、続いて５００℃で１時間
焼成して硅酸を反応させ、触媒被覆層を有する石英管を
調製した。被覆重量は１．０ｇである。

【００６９】なおバリウム含有アルミナは、所定量の炭
酸バリウムと水酸化アルミニウムを１０００℃で反応さ
せて調製した。

【００７０】この石英管に、４０Ωのコイル状ニクロム
線１を内蔵させ、碍子４により石英管両側で絶縁，保持
し触媒被覆層を有する触媒体Ｃを作成した。

【００７１】また実施例１のスラリ−Ａ’を用いて、前
記石英管の外周面の両側３３ｍｍを残して全周にスプレ
−法で塗装した後、１００℃で２時間乾燥し、続いて５
００℃で１時間焼成して硅酸を反応させ、触媒被覆層を
有する石英管を調製した。被覆重量は１．０ｇである。
この石英管に、４０Ωのコイル状ニクロム線１を内蔵さ
せ、碍子４により石英管両側で絶縁，保持し触媒被覆層
を有する触媒体Ａ’２を作成した。

【００７２】次に、触媒体Ｃおよび触媒体Ａ’２につい
て酢酸吸着試験を行い、触媒被覆層を有していない触媒
体と比較した。酢酸吸着試験は、０．２５ｍ³の立方体
のフッソ樹脂製の容器の中に触媒体を置き、触媒体を加
熱せず、濃度が４０ｐｐｍになるように酢酸を容器に注
入し濃度の経時変化を調べることにより行った。酢酸濃
度の経時変化はガスクロマトグラフにより調べた。

【００７３】結果を（表８）に示した。（表８）より明
らかなように、触媒被覆層を形成した触媒体Ａ’２，Ｃ
は、室温で酢酸吸着による脱臭が可能となる。また触媒
体Ａ’２より、触媒体Ｃが酢酸吸着特性に優れていた。
従って触媒被覆層にアルカリ土類金属を含有するアルミ
ナを含むことが望ましい。アルカリ土類金属を含有する
アルミナをあわせて用いることにより、酸性の臭気物質
の吸着特性を向上させることができる。

【００７４】

【表８】

【００７５】（実施例９）実施例１のスラリ−Ａにおい
て、白金族塩を含有しない比較スラリー１、白金族塩を
含有せず、かつγ−アルミナをすべて銅イオン交換型ゼ
オライトとした比較スラリー２、および白金族塩を含有
せず、かつ銅イオン交換型ゼオライトをすべてγ−アル
ミナとした比較スラリー３を用いて、前記触媒体Ｃと同
様のそれぞれの触媒被覆層を１．０ｇ有する比較触媒体
１，２，３を作成した。

【００７６】比較触媒体１，２，３について実施例８の
酢酸吸着試験を行い、測定開始後６０分の酢酸残存率を
本発明の触媒体Ａ２と比較した。

【００７７】結果を（表９）に示した。（表９）より明
らかなように、酸性臭気成分である酢酸の吸着特性にお
いて本発明の触媒体Ａ２は、比較触媒体１，２，３より
も優れていた。従って活性アルミナとゼオライトと白金
族金属を同時に用いることにより、活性アルミナやゼオ
ライトを単独で用いるよりも酸性の臭気成分に対する吸
着特性を向上させる相乗効果を得ることができる。

【００７８】

【表９】

【００７９】さらに実施例１のスラリ−Ａにおいて、白
金族金属塩をすべて塩化白金酸とし、スラリ−固形分中
にＰｔとして０〜１０ｗｔ％含むスラリ−を調整し、実
施例８の触媒体Ｃと同様のそれぞれの触媒被覆層を１．
０ｇ有する触媒体を作成した。

【００８０】これらの触媒体について実施例８の酢酸吸
着試験を行い、測定開始後６０分の酢酸残存率を比較し
た。

【００８１】結果を（表１０）に示した。（表１０）よ
り明らかなように、白金族金属の含有量が、０．１ｗｔ
％より少ない場合、充分な前記相乗効果が得られず、ま
た８ｗｔ％を超えると相乗効果が低下する。

【００８２】したがって酸性の臭気成分に対する吸着特
性を向上させる相乗効果を得るために、白金族金属の含
有量は、触媒被覆層中に０．１から８ｗｔ％含まれるこ
とが望ましい。

【００８３】

【表１０】

【００８４】（実施例１０）外径１０ｍｍ、内径９ｍ
ｍ、長さ３４４ｍｍの石英管外周面を脱脂洗浄した。

【００８５】一方、Ｐｔを含有したγ−アルミナ１４０
ｇと、無水硅酸に換算して２０ｗｔ％含む無水硅酸コロ
イド水溶液４００ｇと、水２００ｇ及び銅イオン交換Ａ
型ゼオライト１４０ｇと、γ−アルミナ３８ｇと炭酸バ
リウム３ｇを、ボールミルを用いて充分に混合して、ス
ラリーＤを調製した。なお、このスラリーＤの平均粒径
は、４．５μｍであった。このスラリ−Ｄを前記石英管
の外周面の両側３３ｍｍを残して全周にスプレ−法で塗
装した後、１００℃で２時間乾燥し、続いて５００℃で
１時間焼成して硅酸を反応させ、触媒被覆層を有する石
英管を調製した。被覆重量は１．０ｇ，Ｐｔ含有量は、
２５ｍｇである。

【００８６】この石英管に、４０Ωのコイル状ニクロム
線１を内蔵させ、碍子４により石英管両側で絶縁，保持
し触媒被覆層を有する触媒体Ｃを作成した。

【００８７】この触媒体Ｄについて実施例８と同様の酢
酸吸着試験を行い、触媒体Ｃと比較した。結果を（表１
１）に示した。

【００８８】（表１１）より明らかなように、バリウム
含有アルミナを用いた触媒体Ｃが、同量のバリウムを炭
酸塩として含む触媒体Ｄより酢酸吸着特性に優れてい
た。

【００８９】

【表１１】

【００９０】（実施例１１）実施例８で作成したスラリ
ーＣにおいて、スラリー中のアルミナに含有されるアル
カリ土類金属を（表８）に示すように種々変化させたス
ラリーを調製し、実施例８と同様の触媒体を作成した。

【００９１】これらの触媒体について、室温における各
触媒体の臭気物質吸着能を、酢酸を用いて試験した。試
験方法は、実施例８と同様にして行った。結果を（表１
２）に示す。

【００９２】（表１２）より明らかなように、アルミナ
に含有させて用いるアルカリ土類金属のうちバリウムを
用いた場合、酢酸残存率が５０％となるまでの時間が他
のアルカリ土類金属に比べ最も短いことから、臭気物質
吸着能はバリウムが最も優れており望ましい。

【００９３】

【表１２】

【００９４】（実施例１２）実施例８で調製したスラリ
ーＣにおいて、スラリー中の全固形分に対して、アルカ
リ土類金属を含有するアルミナを０〜４０ｗｔ％の間の
種々の含有量とし、アルミナ増加分はゼオライトを減じ
たスラリーを調製し、これを用いて実施例８と同様にし
て石英管外周面全周に触媒被覆層１．０ｇを形成した触
媒体を作成した。

【００９５】これらの触媒体について、室温における各
触媒体の臭気物質吸着能を、酢酸を用いて試験した。試
験方法は、実施例８と同様にして行った。また同時に実
施例２で行ったと同様の耐熱衝撃試験をあわせて行っ
た。結果を（表１３）に示す。

【００９６】（表１３）より明らかなように、アルミナ
の含有量が５ｗｔ％より少ない場合、酢酸吸着に対する
充分な添加効果が得られず、またアルミナの含有量が３
０ｗｔ％より多い場合、触媒被覆層の密着性が低下す
る。

【００９７】従ってアルカリ土類金属を含有するアルミ
ナの望ましい含有量は５ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下であ
る。

【００９８】

【表１３】

【００９９】（実施例１３）実施例１で作成した触媒体
Ａにおいて、白金族金属をＰｄあるいはＲｕ、Ｒｈ、Ｉ
ｒと変えたもの、およびＰｔとＰｄを２対１の比で混合
させたもの(触媒体Ａ)について、アセトアルデヒドの酸
化分解力を調べた。なお、触媒被覆層量はすべて１ｇと
し、白金族金属総量は全て触媒被覆層０．２ｇ中に同量
となるようにした。アセトアルデヒド酸化浄化試験は、
０．１ｍ³の立方体のフッソ樹脂製の容器の中に触媒体
を置き、触媒体の中心の外表面の温度が４５０℃となる
よう加熱したところへ、濃度が１００ｐｐｍになるよう
にアセトアルデヒドを容器に注入し濃度の経時変化を調
べることにより行った。実験開始１０分後のアセトアル
デヒドの残存率を（表１４）に示した。

【０１００】（表１４）に示すように、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒ
ｕが、Ｒｈ，Ｉｒに比べて高活性であり、ＰｔとＰｄの
両方を用いることによりさらに高活性となった。続い
て、それぞれの触媒を８５０℃にて５０ｈにて熱処理し
たものについて活性を調べたところ、Ｒｕのみ著しく活
性が劣化し、他の触媒の活性はあまり変化しなかった。
これは、高温でＲｕが揮発した結果と考えられる。以上
の結果から、熱的に安定なＰｔやＰｄを使用することが
望ましい。

【０１０１】

【表１４】

【０１０２】（実施例１４）本発明の触媒体において、
基材表面に少なくとも活性アルミナとゼオライトと白金
族金属からなる触媒層と前記触媒層表面に形成したアル
ミナおよびシリカから選ばれる１種以上よりなる保護被
覆層の２層構造の被覆層を形成した触媒装置を図２に示
す。図２において６はニクロム線、７は石英管、８は触
媒被覆層、９はオーバーコート層、１０は碍子、１１は
空気流である。

【０１０３】外径１０ｍｍ、内径９ｍｍ、長さ３４４ｍ
ｍの石英管外周面を脱脂洗浄した。一方、比表面積２１
０ｍ²／ｇの水酸化アルミニウム６００ｇと、無水硅酸
に換算して２０ｗｔ％含む無水硅酸コロイド水溶液８０
０ｇと、銅イオン交換Ａ型ゼオライト３２０ｇと、水７
００ｇ及び塩化白金酸をＰｔとして３６ｇ加え、ボール
ミルを用いて充分に混合して、スラリーを調製した。な
お、このスラリーの平均粒径は、３μｍであった。この
スラリ−を前記石英管の外周面の両側３３ｍｍを残して
全周にスプレ−法で塗装した後、１００℃で２時間乾燥
し、続いて５００℃で１時間焼成して硅酸および水酸化
アルミニウムを反応させ、銅イオン交換ゼオライトとシ
リカ−アルミナ触媒被覆層を有する石英管を調製した。
被覆層の担持量は０．６０ｇ，Ｐｔ含有量は、１５．５
ｍｇである。この膜の強度を鉛筆硬度試験法で測定した
ところ、４Ｂであった。

【０１０４】この石英管の両端３３ｍｍをカバーして、
１０ｗｔ％のアルミナゾルに含浸させ、室温で乾燥後、
５００℃で１時間焼成することにより、アルミナのオー
バーコート層を０．１２ｇ担持した。この膜の強度を鉛
筆硬度試験法で測定したところ、Ｂであった。またアル
ミナゾルのかわりにシリカゾルおよびアルミナゾルとシ
リカゾルの混合物を用いて同様のシリカ保護被覆層、シ
リカ−アルミナ保護被覆層を形成し、その触媒被覆層の
鉛筆硬度はそれぞれＨＢ，Ｂと良好であった。

【０１０５】（実施例１５）実施例１のスラリ−Ａ調製
時に、白金族金属塩を含有させず、石英管上にアルミナ
−ゼオライト被覆層を形成した後、ディップ法により白
金族金属塩水溶液を含浸後、熱処理して白金族触媒を触
媒体Ａと同量担持した触媒体Ｂを調製した。

【０１０６】これらの触媒体について臭気物質としてア
ンモニアを選択し、このアンモニア浄化試験を行った。

【０１０７】試験方法は、実施例２と同様のフッソ樹脂
で内壁面を被覆した容積０．１ｍ³の密閉ボックスに触
媒体を入れ、ボックス内の空気希釈した１０ｐｐｍの濃
度のアンモニアを、触媒体の電気抵抗体に１００Ｖ電圧
で通電することによって酸化分解させ、ボックス内アン
モニアの８０％が酸化分解するまでに必要な通電時間を
測定した。

【０１０８】結果は、触媒体Ａで３１分、触媒体Ｂで３
８分であった。従って白金族金属塩をスラリ−中に含有
させたスラリ−Ａを用いて触媒体を調製した触媒体Ａの
方が、触媒体Ｂの調製方法により得た触媒体に比べ、短
時間で臭気物質を酸化分解でき、より良好な触媒特性が
得られ、望ましい。

【０１０９】（実施例１６）また実施例１中のスラリ−
Ａでγ−アルミナと水酸化アルミニウムを用いたが、総
量を同一とし、種々の割合でこれらを混合したスラリ−
を調製し、これらのスラリ−を用いて実施例と同様の方
法により、触媒体を調製した。調製した触媒体につい
て、実施例２で示した熱衝撃試験、および実施例６で示
したアンモニア浄化試験を行った。結果を（表１５）に
示す。

【０１１０】（表１５）より明らかなように、実施例１
のスラリ−Ａ中の水酸化アルミニウムを活性アルミナに
置換することにより、触媒特性の向上を図ることができ
る。このなかで、水酸化アルミニウムの活性アルミナへ
の置換量が９４ｗｔ％を超えると耐熱衝撃性が低下し、
また、２３ｗｔ％未満では活性アルミナへの置換効果が
充分に得られない。よって望ましい水酸化アルミニウム
の活性アルミナへの置換量は２３ｗｔ％から９４ｗｔ％
である。

【０１１１】

【表１５】

【０１１２】（実施例１７）実施例１のスラリ−Ａに、
種々の量比の硝酸セリウム６水塩を添加し、実施例１と
同様の方法により、石英管表面に触媒体Ａと同量の触媒
被覆層量で、硝酸セリウムの熱分解によって生ずる酸化
セリウム含有量が、（表１６）のように異なる触媒体を
形成した。なお触媒被覆層中の酸化セリウム増加分は、
アルミナ量を減じて調製した。

【０１１３】これらの触媒体について臭気物質として酢
酸を選択し、この酢酸浄化試験を実施例７と同様に行っ
た。

【０１１４】試験方法は、実施例２と同様のフッソ樹脂
で内壁面を被覆した容積０．１ｍ³の密閉ボックスに触
媒体を入れ、ボックス内の空気希釈した５０ｐｐｍの濃
度の酢酸を、触媒体に１００Ｖ電圧で通電することによ
って酸化分解させ、ボックス内酢酸の８０％が酸化分解
するまでに必要な通電時間を測定した。

【０１１５】結果を（表１６）に示す。（表１６）に示
すように、酸化セリウムを触媒被覆層に含むことによ
り、炭化水素化合物に対する触媒酸化活性を向上するこ
とが出来る。

【０１１６】酸化セリウムの含有量が１５wt%を超える
と触媒の酸化分解特性が低下しはじめ、また２wt%未満
では酸化セリウムの充分な添加効果が得られないことか
ら、酸化セリウムの望ましい含有量は触媒被覆層中に２
〜１５wt%である。

【０１１７】

【表１６】

【０１１８】（実施例１８）実施例１のスラリ−Ａに、
種々の量比の酸化チタンを添加し、実施例１と同様の方
法により、石英管表面に触媒体Ａと同量の触媒被覆層量
で、触媒被覆層中の酸化チタン含有量が、（表１７）の
ように異なる触媒体を形成した。なお触媒被覆層中の酸
化チタン増加分は、アルミナ量を減じて調製した。

【０１１９】これらの触媒体について臭気物質としてア
ンモニアを選択し、このアンモニア浄化試験を実施例６
と同様に行った。また密着性試験は実施例２と同様に行
った。

【０１２０】結果を（表１７）に示す。（表１７）に示
すように、酸化チタンを触媒被覆層に含むことにより、
アンモニアに対する触媒酸化活性を向上することが出来
る。

【０１２１】酸化チタンの含有量が１５wt%を超えると
触媒被覆層の密着特性が低下しはじめ、また３wt%未満
では酸化チタンの充分な添加効果が得られないことか
ら、酸化チタンの望ましい含有量は触媒被覆層中に３〜
１５wt%である。

【０１２２】

【表１７】

【０１２３】（実施例１９） （表１８）に示すコ−ジライト製の板状、ハニカム状、
多孔質体、棒状、管状基材に実施例１のスラリ−Ａを用
いて触媒被覆層を形成した。つぎに前記密着性試験を上
記基材上に形成した触媒被覆層についてに行った。結果
を（表１７）に示す。

【０１２４】（表１８）より明らかなように、基材形状
としてハニカム状、多孔質状、管状基材が望ましく、特
に管状体が最も耐熱衝撃性に優れ望ましい。

【０１２５】

【表１８】

【０１２６】

【発明の効果】以上のように本発明においては、触媒体
が置かれている雰囲気の臭気やタバコの煙等の有害ガス
は、触媒被覆層の吸着作用および触媒作用により除去、
浄化される。このため触媒体を設置することによって、
臭気物質の少ない、快適な環境を提供することができ
る。特にアルカリ土類金属を添加することによって脱臭
効果の向上をはかっている。

【０１２７】さらに、本発明は触媒材料のスラリ−中の
粒子の中心粒径を１μｍ以上９μｍ以下にして亀裂の入
りにくい、扱い易い硬さの触媒被覆層を形成している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の触媒体を形成した触媒装置
の断面図

【図２】本発明の他の実施例の触媒体を形成した触媒装
置の断面図

【符号の説明】

１ ニクロム線 ２ 石英管 ３ 触媒被覆層 ４ 碍子 ５ 空気流 ６ ニクロム線 ７ 石英管 ８ 触媒被覆層 ９ 碍子 １０ 空気流 １１ 保護被覆層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山出 恭枝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基材と、基材表面に形成した、少なくとも
   活性アルミナとゼオライトと白金族金属と無機バインダ
   −からなる触媒被覆層より構成した触媒体。
2. 【請求項２】ゼオライトが銅含有ゼオライトである請求
   項１記載の触媒体。
3. 【請求項３】無機バインダ−がシリカである請求項１記
   載の触媒体。
4. 【請求項４】触媒被覆層にアルカリ土類金属を含有する
   アルミナを含む請求項１記載の触媒体。
5. 【請求項５】アルカリ土類金属がバリウムである請求項
   ７の触媒体。
6. 【請求項６】基材表面に少なくとも活性アルミナとゼオ
   ライトと白金族金属からなる触媒層と前記触媒層表面に
   形成したアルミナおよびシリカから選ばれる１種以上よ
   りなる保護被覆層の２層構造の被覆層を形成してなる触
   媒体。
7. 【請求項７】基材表面に、少なくとも活性アルミナある
   いは水酸化アルミニウムと、ゼオライトと、白金族金属
   塩とを含み、スラリ−中の粒子の中心粒径が１μｍ以上
   ９μｍ以下の混合スラリ−を塗布し、続いて乾燥，焼成
   して触媒被覆層を形成してなる触媒体の製造方法。