JPH05154376A - 空気浄化剤とその製造方法 - Google Patents

空気浄化剤とその製造方法

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JPH05154376A
JPH05154376A JP3348274A JP34827491A JPH05154376A JP H05154376 A JPH05154376 A JP H05154376A JP 3348274 A JP3348274 A JP 3348274A JP 34827491 A JP34827491 A JP 34827491A JP H05154376 A JPH05154376 A JP H05154376A
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正三 市村
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清吉 田部井
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 安全で使用寿命が長く、かつ低濃度の汚染ガ
スに対して十分な除去能力を有する空気浄化剤と該空気
浄化剤を工業的に製造する方法を提供する。 【構成】 炭素材担体に活性二酸化マンガンおよび沃素
酸塩を担持させた組成。活性二酸化マンガンは過マンガ
ン酸カリウムの分解生成物、沃素酸塩は沃素酸カリウム
であることが好ましく、空気浄化材の空孔容積が0.5 〜
1.0ml/g の範囲にあることが好適である。この空気浄化
材は、炭素材担体に過マンガン酸カリウムと沃素酸塩の
混合水溶液を吸着担持させる方法で製造される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、空気浄化剤とその製造
方法に関する。詳しくは、著しく低濃度で汚染された環
境汚染空気をも効果的に浄化することができる高性能な
空気浄化剤およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】地球環境の浄化が大きな問題となってい
る現状において、とくに大気汚染の抑制・防止は緊急課
題となっており、各種産業の作業環境や生活環境を含む
あらゆる環境下で低濃度汚染に対する空気浄化が強く要
求されている。
【0003】従来、空気を浄化する手段としては乾式法
と湿式法が知られているが、簡便性の面から活性炭を用
いた乾式浄化法が古くから実用されている。また、汚染
ガスの種類に応じて選択的な吸着能を発揮する空気浄化
剤も各種開発されており、例えば酸性ガスや塩基性ガス
の除去に対しては多孔質担体に塩基もしくは酸の薬剤を
担持させたものが有効とされている。とくに酸化剤また
は還元剤を担体に担持させた空気浄化剤は、汚染ガスを
強力な酸化・還元力によって分解させる浄化能を有する
ため、産業界において広く使用されている。
【0004】この種の空気浄化剤には、活性アルミナや
ゼオライト等の担体に過マンガン酸カリウムを担持させ
たもの(特開昭60−827 号公報、特開平1−157175号公
報など) 、活性炭に沃素酸塩および/または無機酸を担
持されたもの(特開昭61−68136 号公報、特開昭62−16
1372号公報、特開昭62−161373号公報) などがある。
【0005】これらの空気浄化剤は使用目的に応じて実
用化されているが、それぞれ一長一短があるうえ、固有
の物性があるために用途が限定される等の問題点があ
る。例えば、過マンガン酸カリウム系の空気浄化剤は可
溶性の強力な酸化剤であるためその取扱いには充分注意
する必要があることから、危険性が高く、家庭環境を対
象にするような一般民生用の分野では使用することがで
いない。活性炭は使用時の安全性は高いが、除去機構が
物理吸着を主体とする関係で汚染ガスの除去率は自ずか
ら抑制されるのみならず、飽和した場合には吸着作用は
なくなって寧ろ脱着現象さえ生じるようになる。したが
って、多くの場合、薬剤を担持させた状態で使用に供さ
れるが、低濃度の汚染ガスに対する除去能や使用寿命は
余り期待できない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】近時、半導体をはじめ
とする精密エレクトロニクスの製造分野での製品精度や
歩留りの向上、あるいは絵画のような高級美術品の褪変
色を防止して恒久保存を可能にする等の目的から、極低
濃度の汚染ガスを完全かつ安全に除去しえる空気浄化剤
の開発が強く要請されている。
【0007】本発明は、かかる要請に鑑みて鋭意研究を
重ねた結果開発されたもので、その目的は安全で使用寿
命が長く、かつ低濃度の汚染ガスに対して十分な除去能
力を有する空気浄化剤と該空気浄化剤を工業的に得るた
めの製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による空気浄化剤は、炭素材担体に活性二酸
化マンガンおよび沃素酸塩を担持させてなることを構成
上の特徴とするものである。
【0009】本発明に使用される炭素材担体としては、
活性炭、黒鉛、カーボンブラック等を挙げることができ
るが、とくに活性炭を適用することが好ましい。活性炭
の種類や製造履歴は問われず、例えば木材、椰子殻、お
が屑、石炭、亞炭、褐炭、竹炭等あるいはこれらを賦活
処理したものを用いることができる。また、形状は任意
であり、粉状、顆粒状、繊維状、ハニカム状などを使用
目的の応じて適宜に選定すればよい。
【0010】上記の炭素材担体に担持させる活性二酸化
マンガンとしては、過マンガン酸カリウムの還元分解生
成物または水酸化マンガンの酸化分解生成物のいずれか
が用いられるが、性能および製造上の面から過マンガン
酸カリウムの分解生成物を使用することが好ましい。な
お、活性二酸化マンガンには、必要に応じて銅、バナジ
ウム、銀、パラジウム、白金などの金属または金属化合
物の微粒子を少量範囲で含有させたものでもよい。
【0011】炭素材担体に担持させる他方の薬剤である
沃素酸塩は、沃素酸カリウムが好適であるが、その他の
沃素酸ナトリウム、沃素酸リチウムなどのアルカリ金属
塩や沃素酸カルシウム、沃素酸マグネシウム、沃素酸バ
リウムなどのアルカリ土類金属塩を用いることもでき
る。
【0012】炭素材担体に対する活性二酸化マンガンお
よび沃素酸塩の担持量は、炭素浄化材の用途や汚染ガス
の性質によって任意に設定すべきであるが、多くの場
合、これら薬剤の合計量として全重量当たり 0.1〜20wt
%、望ましくは 0.3〜10wt%の範囲である。また、活性
二酸化マンガン(MnO2 換算)と沃素酸塩との割合は
重量比で1: 0.1〜9、好ましくは1: 0.5〜5の範囲
である。
【0013】更に本発明の空気浄化剤は、貯蔵、輸送ま
たはハンドリングの過程で固結や変質しない限り平衡水
分以上の水分を含有させることができ、、寧ろ5〜15wt
%程度の水分を含有させることが好適である。なお、こ
の場合の水分とは、空気浄化剤を 100℃で1時間乾燥さ
せた際の全減量成分を指し、その量は空気浄化剤に対す
る割合をいう。
【0014】本発明に係る空気浄化剤は、担体の形状に
応じて種々の形態に形成することができるが、ハニカム
体以外の形状にあっては、四塩化炭素置換法による空孔
容積として 0.5〜1.0ml/g 、好ましくは 0.6〜0.9ml/g
の範囲のものが良好な空気浄化能を発揮する。
【0015】上記の空気浄化剤を得るための本発明によ
る製造方法は、炭素材担体に過マンガン酸カリウムと沃
素酸塩との混合水溶液を吸着担持させることを構成上の
特徴とする。
【0016】過マンガン酸カリウムと沃素酸塩の混合水
溶液は、実質的な酸化還元反応を生じることなしに安定
に存在するが、炭素材担体と混合すると過マンガン酸カ
リウムのみが速やかに還元反応を起こして活性二酸化マ
ンガンに転化する。かかる転化現象は、炭素材担体と薬
剤混合液を接触させたのちにMnO4 - の赤紫色の呈色
反応が実質的に認められないことからも証明することが
できる。
【0017】他方、沃素酸塩は活性二酸化マンガンの不
溶性酸化剤によって、単独の場合よりも一層安定に存在
させることができ、この作用により得られる空気浄化剤
を安定化させるとともに、汚染ガスの除去能を長期的に
優れたものにする。
【0018】炭素剤担体に薬剤の混合液を吸着担持させ
るプロセスは、薬剤が均一に担持できる方法であれば特
に限定はないが、適宜なミキサーによる直接混合や噴霧
混合などでおこなうことが実用的である。例えば、炭素
材担体をミキサー中で混合しながら薬剤混合液を噴霧さ
せることにより均一に担持させることができる。この場
合、混合液の濃度や混合比率は空気浄化剤に対する薬剤
の担持量あるいは水分量の範囲で設定すればよい。した
がって、空気浄化剤における水分量の範囲で薬剤混合液
を調製すれば、炭素材担体と薬剤との混合処理後に特別
な後処理を施すことなく、そのまま製品として供するこ
とができる。また、過剰の水を用いた場合あるいは高い
成形強度を得たいときには、必要に応じて乾燥処理をお
こなうこともできる。なお、炭素材担体に薬剤を担持さ
せる際には、必要に応じて酸、アルカリもしくは適宜な
結合材などの補助成分を併用しても差し支えない。
【0019】本発明に係る空気浄化剤は、多様な有害ガ
スの単独または複合的な汚染ガスを効果的に除去するこ
とができる。例えば、硫化水素、ホスフィン、アルシ
ン、ゲルマン、シランなどの水素化ガス、オゾン、C
O、NOx 、SOx 、アミン類、メルカプタン類、硫化
カルボニル、アルデヒド類、フェノール類、エチレンな
どの不飽和炭化水素類、あるいはこれら成分により複合
汚染された下水臭、動物臭、屎尿臭などの悪臭が効率的
に除去される。また、本発明の空気浄化剤は強酸化力に
よる殺菌性もあり、とりわけこれに銅または銀などを担
持させたものは一層高い抗菌作用を有することから空気
中の各種細菌、黴、ウイルスなどの有害微生物も併せて
除去することが可能となる。
【0020】
【作用】本発明に係る空気浄化剤は、上記したように炭
素材担体に不溶性の活性二酸化マンガンと可溶性の沃素
酸塩を有効成分として担持して構成されているから、炭
材自体が有するガス吸着能と還元力および二つの異なる
強力な酸化力とが相互に作用し合って有害汚染ガスを効
率よく分解あるいは吸着する。この機能を介して強力な
除去能が長期に亘り効果的に維持される。また、有害ガ
スに対する除去スペクトル汚染濃度はの幅は極めて広
く、使用時の安全性は高い。
【0021】
【実施例】以下、本発明について具体的に説明するため
に実施例および比較例をあげて説明する。
【0022】実施例1〜4、比較例1〜3 水 100重量部に過マンガン酸カリウムと沃素酸カリウム
の所定量を溶解した混合薬液をナウターミキサーで流動
している粒径3〜5mmの顆粒状ヤシガラ活性炭に噴霧し
て担持させ、試料B〜Eの空気浄化剤を調製した(実施
例1〜4)。また、過マンガン酸カリウムおよび沃素酸
カリウムのいずれか又は両方を担持させない試料A、
F、Gの空気浄化剤を作製した(比較例1〜3)。
【0023】これら各空気浄化剤のうち、試料A〜Eを
水に浸漬させたところ、MnO4 - の赤紫色の呈色は実
質的に認められず、活性な不溶性の二酸化マンガンに転
化して担持されていることが判明した。
【0024】得られた試料A〜Gの各空気浄化剤をパイ
レックス管のカラム(内径25mm、長さ350mm)に充填し、
次の条件で硫化水素の除去能の評価を行った。 入口ガス濃度:約10ppm H2 S 入口ガス温度、湿度:22〜25℃、55〜65%RH ガス流量、管内流速:10.3 l/min、0.35m/sec 空間速度(SV):20000 (1/H) 測定法:ガステック検知管法(検知限度 0.1ppm H
2 S) その結果を空気浄化剤の成分組成および空孔容積と対比
させて表1に示した。
【0025】
【表1】
【0026】実施例5〜6、比較例4 活性アルミナ60重量部、ベントナイト10重量部、セピオ
ライト10重量部、過マンガン酸カリウム5重量部、消石
灰10重量部およびシリカゾル(SiO2 :30wt%)21重
量部を適量の水と混練し、造粒したのち乾燥して試料H
の過マンガン酸カリウム系空気浄化剤(一粒強度3kg/
粒、空孔容積 0.52ml/g)を調製した(比較例4)。
【0027】上記の試料Hと実施例1の試料Bおよび実
施例3の試料Dを用い、下記の条件で希H2 Sガスの長
期除去試験( 240〜10000hr)をおこなったところ、表
2、表3の結果が得られた。 入口ガス濃度:約500 ppb H2 S 入口ガス温度:22〜25℃ 入口ガス湿度:60〜70%RH 空間速度(SV):5000(1/H) 測定法:ガスクロマトグラフ法
【0028】
【表2】
【0029】
【表3】
【0030】実施例7、比較例5 実施例3の試料Dおよび比較例4の試料Hを用い,下記
の条件にてSO2 ガス除去試験を行ったところ、表4の
結果が得られた。 入口ガス濃度:約 200〜300 ppb SO2 入口ガス温度:22〜25℃ 入口ガス湿度:55〜65%RH ガス風速:20 l/min 空間速度(SV):50000 (1/H) カラム:内径25mm、長さ 350mm(パイレックス管) 測定法:ガスクロマトグラフ法
【0031】
【表4】
【0032】実施例8、比較例6 実施例3の試料Dおよび比較例4の試料Hを用い、下記
の条件により硫化水素−トルエン混合ガスの除去能を試
験したところ、表5、表6の結果が得られた。なお、表
中、NDが検出されなかったことを示す。 入口ガス濃度:約20ppm H2 S+約50ppm トルエン混合
ガス 入口ガス温度:23〜25℃ 入口ガス湿度:60〜70%RH ガス流速:10 l/min 空間速度(SV):50000(1/H) カラム:内径25mm、長さ 350mm 測定法:ガステック検知管法(4LL) (122) トルエンは、標準ガス発生装置(パーミエータ)を使用
【0033】
【表5】
【0034】
【表6】
【0035】実施例9、比較例7 実施例3の試料Dおよび比較例4の試料Hを用い、下記
の条件で下水処理場の消化汚泥臭(臭気濃度)の除去試
験を行ったところ、表7の結果が得られた。 入口臭気濃度:約1000 入口ガス温度:20〜27℃ 入口ガス湿度:60〜70%RH ガス流速:10 l/min 空間速度(SV):20000(1/H) カラム:内径25mm、長さ 350mm 測定法:三点比較式臭袋法 臭気濃度10以下は殆ど臭気が感じられない程度
【0036】
【表7】
【0037】実施例10、比較例8〜10 実施例3の試料D、比較例2の試料F、比較例4の試料
Hおよび試料I(市販品:マンガンフェライト系空気浄
化剤)を用い、下記の条件でエチルメルカプタン(C2
5 SH)の除去試験をおこなったところ、表8の結果
が得られた。 入口ガス濃度: 100〜140ppmC2 5 SH 入口ガス温度:23〜26℃ 入口ガス湿度:73〜83%RH 空間速度(SV):5000(1/H) ガス通気量:4 l/min 測定法:ガステック検知管 No.72、臭気テスト
【0038】
【表8】
【0039】実施例11、比較例11〜14 目開き1mmの活性炭ハニカムをダイヤモンドカッターで
22mm×22mm×9mmの厚さに切り、その1000重量部当たり
過マンガン酸カリウム4重量部および沃素酸カリウム5
重量部を溶解した水溶液に温度45℃にて30分間浸漬した
のち、乾燥して含水量 9.5重量%にした空気浄化剤を得
た(試料J)。なお、該試料Jを水に浸出してもMnO
4 - の呈色が認められなかったことから、活性二酸化マ
ンガンに転化して担持されていることが判った。
【0040】比較のため目開き1mmの活性アルミナハニ
カムに4重量%の過マンガン酸カリウムを担持させた空
気浄化剤(試料K)、同一の活性アルミナハニカムに1
重量%の沃素酸カリウムを担持させた空気浄化剤(試料
L)、ゼオライトハニカムに3重量%の過マンガン酸カ
リウムを担持させた空気浄化剤(試料M)、および活性
炭ハニカムからなる空気浄化剤(試料N)を調製した。
【0041】これらの各空気浄化剤を用い、下記の条件
でSO2 ガスの除去能を試験したところ、表9の結果が
得られた。 入口ガス濃度:585 ppm SO2 入口ガス温度:室温 入口ガス湿度:50〜60%RH 空間速度(SV):25000(1/H) 測定法:ガステック検知管
【0042】
【表9】
【0043】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば低濃度の
汚染ガスを長期間に亘り優れた除去能を発揮する空気浄
化剤とこの空気浄化剤を工業的に製造しえる製造方法を
提供することができる。また、本発明の空気浄化剤はK
MnO4 のような可溶性のMnO4 - がないため安全性
が高く、産業上から一般民生用に至る広い用途目的に極
めて有用である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炭素材担体に活性二酸化マンガンおよび
    沃素酸塩を担持させてなることを特徴とする空気浄化
    剤。
  2. 【請求項2】 活性二酸化マンガンが過マンガン酸カリ
    ウムの分解生成物であり、沃素酸塩が沃素酸カリウムで
    ある請求項1記載の空気浄化剤。
  3. 【請求項3】 空孔容積が 0.5〜1.0ml/g の範囲にある
    請求項1又は2記載の空気浄化剤。
  4. 【請求項4】 炭素材担体に過マンガン酸カリウムと沃
    素酸塩との混合水溶液を吸着担持させることを特徴とす
    る空気浄化剤の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000049532A (ko) * 2000-04-04 2000-08-05 신창섭 황화수소와 메틸메르캅탄 등 유황계 악취의 제거를 위한요오드산칼륨(kio3)을 첨착시킨 활성탄 및활성탄소섬유의 제조방법
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CN113019306A (zh) * 2019-12-25 2021-06-25 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 一种吸附材料及其制备方法与应用
KR20230149352A (ko) * 2022-04-18 2023-10-27 호서대학교 산학협력단 휘발성유기화합물(voc) 제거용 흡착제 조성물 및 이의 제조방법

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