JPH05337364A - 脱臭剤とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 実質的にガス吸着に関与しない活性炭等の吸
着体のマクロポアも吸着に関与せしめ、かつ気体中の酸
性、塩基性、中性の各ガスに対して優れた吸着性能を示
し、かつ脱離臭が少ない脱臭剤を提供する。 【構成】 細孔径が１０００Å以上のマクロポアの存在
割合が細孔容積全体の３０〜５０％である多孔質吸着体
の前記マクロポアに、１μｍ未満のポアを有する多孔質
構造の金属酸化物を担持させてなる脱臭剤。前記多孔質
構造の金属酸化物は、マクロポアに金属化合物塩を共沈
担持させ、次いで焼成して気化性成分を気化させること
により形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は脱臭剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に活性炭は悪臭物質に対して優れた
吸着性能を示すが、アルデヒド、アンモニアのような
酸、塩基ガス成分は吸着性能が低く脱離しやすいという
欠点があった。これらの欠点を解消するために、活性炭
に複合酸化物を組み合せて成形し従来の活性炭では吸着
困難な塩基成分を除去する方法（特公平３−５７８１
５）があるが、酸性ガス除去、脱離臭という問題は解決
されていない。

【０００３】又、前記方法の他にも、活性炭に脂肪族ア
ミンを担持して、気相中のアルデヒド類を吸着する方法
（特開昭６０−２０２７３５）等があるが、塩基性ガス
除去、脱離臭という問題は解決されていない。又、両方
法の共通の問題として活性炭容積のかなりの部分をしめ
るマクロポアが脱臭に関与していないという基本的問題
も含まれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、実質
的にガス吸着に関与しない活性炭等の吸着体のマクロポ
アも吸着に関与せしめると共に気体中の塩基性ガス、酸
性ガス及び中性ガスに対して優れた吸着性能を示し、尚
かつ脱離臭が少ない脱臭剤及びその製造方法を提供する
ことである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様は、
細孔径が１０００Å以上のマクロポアの存在割合が細孔
容積全体の３０〜５０％である多孔質吸着体の前記マク
ロポアに、１ミクロン未満のポアを有する多孔質構造の
金属酸化物を担持させてなる脱臭剤である。

【０００６】第２の態様は、細孔半径が１０００Å以上
のマクロポアの存在割合が細孔容積全体の３０〜５０％
である多孔質吸着体の前記マクロポアに金属化合物塩を
共沈担持させ次いで焼成することにより前記第１の態様
の脱臭剤を製造する方法である。

【０００７】前記多孔質吸着体としては活性炭が代表的
なものであるがその他にもゼオライト、シラスバルー
ン、シリカゲル等がある。又その形状は粉末状、粒状、
繊維状のいずれでもよい。

【０００８】前記細孔径が１０００Åより小さい部分で
は物理吸着が行なわれるが、１０００Å以上になると実
質的に物理吸着が行われない。そのために、存在割合の
多いマクロポアの有効利用が本発明の１つのねらいとな
っている。

【０００９】前記酸化物を構成する金属としては、コバ
ルト、銅、マンガン、クロム、鉄、ニッケル、チタン等
を用いうる。

【００１０】前記共沈担持の方法としては、先ず前記金
属の塩の溶液を作る（第１工程）。この溶液の濃度は通
常塩の濃度が０．０１〜２モル／Ｌとなるような範囲で
ある。溶媒としては通常、水を用いることができる。塩
の酸根としては硝酸が好ましい。硝酸塩水溶液を作ると
きは、溶液のpHが高いと濁ることがあるので、必要に応
じて硝酸を加えてpH３以下となるように調整する。

【００１１】次に前記第１工程で作った塩溶液に前記吸
着体を浸漬する（第２工程）。吸着体の浸漬量は、塩溶
液中の塩の重量の０．５〜２０倍好ましくは１〜１０倍
とするのがよい。浸漬の時間は約５分〜２時間、好まし
くは１０分〜１時間である。この間攪拌するのが好まし
い。この間に前記塩は吸着体に担持される。次に好まし
くは担持吸着体を溶媒から吸引濾過などにより分離す
る。

【００１２】次に第２段階で得られた担持吸着体を塩基
又は酸の溶液に浸漬し共沈反応を生じさせる（第３工
程）。

【００１３】前記金属塩と塩基とが反応すると該金属の
水酸化物と前記塩基の塩とが生じ吸着体上に共沈吸着さ
れる。

【００１４】この場合塩基の塩は後の焼成により少なく
とも一部が気体となって散免するものでなければならな
い。この条件を満たす塩基としてはアンモニア及びトリ
メチルアミンのようなアミン類がある。

【００１５】アンモニア等の塩基を用いる場合は浸漬溶
液のpHを常に１０以上になるように塩基溶液を滴下して
調節するのがよい。共沈反応を充分に起こさせるためで
ある。又、同時に溶液の液温が７０℃未満にならないよ
うに調整するのがよい。１０分〜１時間して反応が終わ
ったら放冷させる。次に担持吸着体を濾別乾燥する。

【００１６】共沈反応に酸を用いるとき、この酸として
適当なのは蓚酸である。前記金属塩の金属成分の蓚酸塩
がエタノールに難溶であること、一方蓚酸がエタノール
によく溶けることに着目して、エタノール溶液中で成分
金属蓚酸塩を生成させ、これを熱分解して金属成分をマ
クロポア中に１μ未満のポアを有する酸化物多孔質体と
して担持させるのである。

【００１７】前記第２段階で得られた吸着担持体におけ
る金属塩の好ましくは約１．１〜２．５モル量に相当す
る総量の蓚酸をエタノールに溶解して蓚酸エタノールを
作製する。これに上記吸着担持体を浸漬し１０分〜１時
間反応させる。好ましくは更にアンモニア水を溶液のpH
が１０以上になるように滴下して反応を促進させ活性炭
のマクロポア中で蓚酸塩を析出担持させる。次に担持吸
着体を濾別乾燥する。（酸を用いる場合の第３工程）

【００１８】次に、第３工程で得られた担持吸着体を焼
成する（第４工程）。焼成条件は通常約２７０〜３３０
℃で１〜５時間が好ましい。雰囲気は空気を遮断して行
なう。焼成により塩類をとばし、金属成分を酸化物の形
にする。この時点で活性炭のマクロポア内に金属酸化物
の１μｍ未満のポアを有する多孔質構造が形成される。

【００１９】この場合、第１工程の段階でリチウムシリ
ケート等の無機バインダーを少量（塩重量に対して０．
１〜５重量％）添加することにより、金属酸化物粒子間
の結合を強化することが可能であり、吸着体からの担持
物の脱落を防止することができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の具体例を詳細に説明する。

【００２１】（実施例１）まず、第１工程で使用する金
属塩として、硝酸コバルトを用いた。そして、それを２
Ｌビーカにとり、水を１０００ml加え、更にリチウムシ
リケート０．９ｇを加えて、スターラーで攪拌溶解し
た。硝酸コバルトの溶液濃度は、０．１Ｍ（モル／Ｌ）
及び０．５Ｍに調整した。これに、硝酸を加えてpH２．
５になる様に調整した。

【００２２】次に、第２工程で使用する担体として、比
表面積１０００ｍ² ／ｇの活性炭粉末を準備し、第１工
程で調整した溶液に浸漬して、１時間攪拌混合を行なっ
た。活性炭量は、硝酸コバルトの重量に対して３倍とし
た。次に、担持活性炭を真空吸引濾過して脱水を行なっ
た。この場合、活性炭中の含水量は活性炭に対して１３
０重量％であった。

【００２３】次に第３工程で、準備したアンモニア水溶
液に、脱水後の担持活性炭を浸漬させ、マクロポア内に
残留する硝酸溶液を中和反応によりゲル化析出させた。
この場合、溶液pHは常に１０以上になる様にアンモニア
水を滴下して調整した。又、同時に溶液の液温が７０℃
以下にならない様に調整した。３０分して反応が終わっ
たら放冷する。次に担持活性炭を真空吸引濾過で脱水
し、そして乾燥させた（１２０℃／３時間）。

【００２４】続いて、第４工程にて焼成を行なった。焼
成条件は、２７０℃で３時間、雰囲気は空気を遮断して
行なった。

【００２５】比較例１ 第３工程の共沈反応操作をしなかった他は実施例１と同
様にして担持活性炭を作った。

【００２６】参考例１ 実施例１及び比較例１でそれぞれ得られた各担持活性炭
の、単成分ガス除去率性能の比較を表１に示す。測定
は、ガスクロマトグラフ（ＧＣ−９Ａ、島津製作所製）
を使用し、硫化水素、アセトアルデヒド、トルエンガス
及びアンモニアの除去率を求めた。これらの結果より、
第３工程の共沈工程を行なった方（実施例１）は、活性
炭のマクロポアが有効に使われているために、第３工程
を省略したもの（比較例１）に較べ著しく除去率性能が
優れていることが分かる。

【００２７】又、表１で測定した、臭気ガスを吸着した
試料を４０℃に保ち、脱離してくるガス濃度をガスクロ
マトグラフを用いて測定した。その結果を表２に示す。
この結果から明らかな様に、本発明品は、第３工程を省
略したものに較べ著しく、脱離ガス濃度（脱離率）が低
減している事が分かる。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】（実施例２）実施例１において、硝酸コバ
ルトの代わりに、硝酸第二銅、硝酸マンガン、硝酸第二
クロム、硝酸第二鉄、硝酸ニッケルを用いても同様の効
果が得られた。特に硝酸第二銅を使用したものは、実施
例１の発明品より単成分ガス除去率において、すぐれた
結果を示した。その結果を表３に示す。

【００３１】

【表３】

【００３２】（実施例３）実施例１，２で使用した、硝
酸塩を任意に２種類組合わせ、実施例１の第１工程で混
合し、他は実施例１と同様にして多孔性金属酸化物担持
活性炭を作った。これらの性能測定結果を表４に示す。
この表において「○」は実施例１と同様にすぐれた効果
を示したことを表わす。特に、硝酸コバルトと硝酸銅と
を組み合せたものはガス除去率、脱離率とも、それぞれ
の硝酸塩を単独で使用したものより性能が優れていた。

【００３３】

【表４】

【００３４】表４において○印の付いた組合わせを更に
任意に組合わせても同様に良好な効果が得られた。

【００３５】（実施例４）実施例１の第１工程で硝酸塩
として、硝酸コバルト、硝酸第二銅、硝酸マンガン、硝
酸クロム、硝酸第二鉄、硝酸ニッケルをそれぞれ用い
て、同様に溶液を作製して、これを母液とする。次に、
この母液中の硝酸塩の１．７モル量に相当する総量の蓚
酸を、等容量のエタノールに溶解して蓚酸エタノールを
作製する。そして、実施例１の第２工程（浸漬）の操作
を終了した、硝酸塩担持活性炭を、先に準備した蓚酸エ
タノール溶液中に浸漬し、３０分反応後、更にアンニア
水を溶液のpHが１０以上になるように滴下して反応を促
進させ、活性炭のミクロポア中で蓚酸塩を析出させた。
後は、実施例１の第４工程（焼成）と同様の操作を行な
い、金属酸化物担持活性炭を製造した。

【００３６】（実施例５）上記実施例１，２に用いた、
硝酸塩からの金属酸化物の他に、光脱臭用触媒として効
果のあるチタニアを前記実施例１の製造方法で、活性炭
に担持しても、市販チタニアの光分解効果に較べて著し
く性能が向上した。

【００３７】チタンは、硝酸塩が市販されていないた
め、四塩化チタンをアイスバスで冷やしながら、これに
水を滴下して、四塩化チタン水溶液を作り、アンモニア
水を加えてpH＝１０とし、水酸化チタンの沈殿を作っ
た。そして、この沈殿を吸引濾過して、アンモニア水で
数回洗浄して水酸化チタン中の塩素をできるだけ取り除
き、濃硝酸に攪拌しながら、少しずつ入れて溶解し、オ
キシ硝酸チタン水溶液を得た。この溶液を実施例１の第
１工程の原料として用いて、以下実施例１と同様の操作
を行なった。

【００３８】（実施例６）硝酸コバルト、硝酸第二銅、
硝酸マンガン、硝酸クロム、硝酸第二鉄、硝酸ニッケ
ル、及び表４に示した「○」の組み合わせのそれぞれと
前記オキシ硝酸チタンを組み合せ、前記実施例１と同じ
製造工程で担持活性炭を作製したところ、脱臭性能、脱
離率、光脱臭効果において、いずれも優れた性能を示し
た。

【００３９】（実施例７）前記実施例１〜６で用いた、
担体である活性炭の他に活性炭素繊維、無機多孔体（ゼ
オライト、シラスバルーン、シリカゲル等）を硝酸コバ
ルトと組合わせて用いて実施例１と同様にして担持体を
作っても同様の効果を示した。又、実施例１の担持体を
シート状、フェルト状、ハニカム状、ぺーパー状等に加
工しても、性能は、維持され多方面にわたる脱臭デバイ
スとして応用できることが確認できた。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、実質的にガス吸着に関
与しない活性炭等の吸着体のマクロポアも吸着に関与せ
しめ、かつ気体中の塩基性ガス、酸性ガス及び中性ガス
に対して優れた吸着性を示し、尚かつ脱離臭が少ない脱
臭剤を提供することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 細孔径が１０００Å以上のマクロポアの
   存在割合が細孔容積全体の３０〜５０％である多孔質吸
   着体の前記マクロポアに、１ミクロン未満のポアを有す
   る多孔質構造の金属酸化物を担持させてなる脱臭剤。
2. 【請求項２】 細孔半径が１０００Å以上のマクロポア
   の存在割合が細孔容積全体の３０〜５０％である多孔質
   吸着体の前記マクロポアに金属化合物又は金属塩を共沈
   担持させ次いで焼成する請求項１の脱臭剤の製造方法。