JPH0615177A - オゾン分解用触媒 - Google Patents
オゾン分解用触媒Info
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- JPH0615177A JPH0615177A JP4214463A JP21446392A JPH0615177A JP H0615177 A JPH0615177 A JP H0615177A JP 4214463 A JP4214463 A JP 4214463A JP 21446392 A JP21446392 A JP 21446392A JP H0615177 A JPH0615177 A JP H0615177A
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Links
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】第1成分としてマンガンの酸化物、第2成分と
してニッケルの酸化物、水酸化物もしくは炭酸塩で構成
される触媒でガス温度が0〜40℃、ガスと触媒との接
触が5〜70m3/m2・Hrで使用するオゾン分解触
媒を提供する。 【効果】上記触媒は、オゾンを効率よく分解、除去する
ことができる、優れた効果を有する。
してニッケルの酸化物、水酸化物もしくは炭酸塩で構成
される触媒でガス温度が0〜40℃、ガスと触媒との接
触が5〜70m3/m2・Hrで使用するオゾン分解触
媒を提供する。 【効果】上記触媒は、オゾンを効率よく分解、除去する
ことができる、優れた効果を有する。
Description
【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。
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、MnO2などの触媒を用い
る酸化分解法等が提案されている。
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、MnO2などの触媒を用い
る酸化分解法等が提案されている。
【発明が解決しようとする課題】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、脱臭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。また、酸化分解
法には、上記のような問題は無いものの、オゾン分解触
媒が経時的に活性が劣化するという問題があった。本発
明者らは、既にこれらの改善方法として種々の発明を出
願しているが、排ガス中に窒素酸化物あるいは低級脂肪
酸などの酸性物質が含有する場合、これらの方法によっ
ても、この問題を充分に解決することが出来ないことを
見出した。尚、これら窒素酸化物は、無声放電などのオ
ゾンの発生方式において、空気を原料とした場合に、不
可避的に発生する。また低級脂肪酸は動物の汗あるいは
アルコール、アルデヒド類のオゾン酸化により発生す
る。本発明は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、排ガス中に窒素
酸化物や低級脂肪酸などの酸性物質が存在する場合にお
いても、オゾン分解活性に低下が見られない方法を提供
することにある。ところで、オゾン分解触媒の活性低下
の原因の主な原因について既に本発明者らが提案してい
る。それはオゾン分子の気相バルクへの脱離が触媒種お
よび反応条件によってオゾン分解反応に追随できず、触
媒中に酸素が蓄積するため反応生成系のバランスが崩れ
ることによるものである。オゾン分解において、入口オ
ゾン濃度(ppm)と面積速度との積(以下「CA」と
いう)が小さい穏やかな反応条件でオゾン分解がなされ
る場合は、触媒の劣化も通常殆ど生じないが、CAが、
30以上である苛酷な条件の場合は、性能劣化が激しく
起こる触媒が多いのはこうした例を示すものである。し
かし活性低下はこれによるばかりでなく、ガス中の共存
成分の影響を大きく受けることが明らかになった。とり
わけ窒素酸化物や低級脂肪酸などの酸性物質が共存する
場合、その濃度が微量の場合においてもそれがオゾン分
解触媒に吸着され、場合によっては亜硝酸塩あるいは硝
酸塩もしくは低級脂肪酸塩などを生成するため活性点阻
害もしくは活性点破壊が生ずるため活性が経時的に変化
することが明らかになった。本発明は、かかる知見に基
づきなされたものであってその目的は、窒素酸化物ある
いは低級脂肪酸などの酸性物質の共存下においてもオゾ
ン分解性能が低下しない方法を提供することにある。
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、脱臭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。また、酸化分解
法には、上記のような問題は無いものの、オゾン分解触
媒が経時的に活性が劣化するという問題があった。本発
明者らは、既にこれらの改善方法として種々の発明を出
願しているが、排ガス中に窒素酸化物あるいは低級脂肪
酸などの酸性物質が含有する場合、これらの方法によっ
ても、この問題を充分に解決することが出来ないことを
見出した。尚、これら窒素酸化物は、無声放電などのオ
ゾンの発生方式において、空気を原料とした場合に、不
可避的に発生する。また低級脂肪酸は動物の汗あるいは
アルコール、アルデヒド類のオゾン酸化により発生す
る。本発明は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、排ガス中に窒素
酸化物や低級脂肪酸などの酸性物質が存在する場合にお
いても、オゾン分解活性に低下が見られない方法を提供
することにある。ところで、オゾン分解触媒の活性低下
の原因の主な原因について既に本発明者らが提案してい
る。それはオゾン分子の気相バルクへの脱離が触媒種お
よび反応条件によってオゾン分解反応に追随できず、触
媒中に酸素が蓄積するため反応生成系のバランスが崩れ
ることによるものである。オゾン分解において、入口オ
ゾン濃度(ppm)と面積速度との積(以下「CA」と
いう)が小さい穏やかな反応条件でオゾン分解がなされ
る場合は、触媒の劣化も通常殆ど生じないが、CAが、
30以上である苛酷な条件の場合は、性能劣化が激しく
起こる触媒が多いのはこうした例を示すものである。し
かし活性低下はこれによるばかりでなく、ガス中の共存
成分の影響を大きく受けることが明らかになった。とり
わけ窒素酸化物や低級脂肪酸などの酸性物質が共存する
場合、その濃度が微量の場合においてもそれがオゾン分
解触媒に吸着され、場合によっては亜硝酸塩あるいは硝
酸塩もしくは低級脂肪酸塩などを生成するため活性点阻
害もしくは活性点破壊が生ずるため活性が経時的に変化
することが明らかになった。本発明は、かかる知見に基
づきなされたものであってその目的は、窒素酸化物ある
いは低級脂肪酸などの酸性物質の共存下においてもオゾ
ン分解性能が低下しない方法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
の本発明に係るオゾン分解用触媒は第1成分としてマン
ガンの酸化物、第2成分としてニッケルの酸化物、水酸
化物もしくは炭酸塩から構成されるものを用いることを
特徴としている。またこれらの触媒の構成において第1
成分と第2成分の重量比が10:90〜90:10が好
ましく、より好ましくは40:60〜80:20であ
る。これらの範囲において好ましい結果が得られる理由
については定かではない。こうした触媒としては、第1
成分のマンガンの酸化物と、第2成分のニッケルの酸化
物、水酸化物あるいは炭酸化物との組合わせからなる二
元触媒、例えば、MnO2−NiO,MnO2−Ni
(OH)2,MnO2−NiCO3などを例示すること
が出来る。これらのうち、好ましい触媒としては、Mn
O2−NiOである。これらの触媒成分は、公知の担体
であるアルミナ、チタニア、シリカ−チタニア、シリ
カ、ジルコニア、ゼオライトなどに担持してもよい。と
りわけ耐酸性に優れたチタニア、シリカ、ジルコニア、
ゼオライト担体に担持することによって長時間オゾン分
解活性を維持することができる。また触媒成分の担持率
は通常0.1〜50wt%である。0.1wt%以下で
は充分な脱臭効果が得られず、50%以上では細孔閉塞
などによってオゾン分解能力が低下するからである。本
発明に係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。触媒は、含浸法、混
練法、共沈法、沈殿法、酸化物混合法等の既知の製法を
適宜選択して製造することが出来る。触媒の製造におい
ては、触媒に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。オ
ゾン分解の際の反応温度は、0〜40℃が好ましく、1
0〜30℃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℃を超える場合、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。しかし、ガス温度が40℃以上の場合これらの触
媒を用いることができるのは当然である。また、触媒と
反応ガスとの接触は、5〜70の面積速度(AV:ar
ea 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70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)で除した値である。
の本発明に係るオゾン分解用触媒は第1成分としてマン
ガンの酸化物、第2成分としてニッケルの酸化物、水酸
化物もしくは炭酸塩から構成されるものを用いることを
特徴としている。またこれらの触媒の構成において第1
成分と第2成分の重量比が10:90〜90:10が好
ましく、より好ましくは40:60〜80:20であ
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については定かではない。こうした触媒としては、第1
成分のマンガンの酸化物と、第2成分のニッケルの酸化
物、水酸化物あるいは炭酸化物との組合わせからなる二
元触媒、例えば、MnO2−NiO,MnO2−Ni
(OH)2,MnO2−NiCO3などを例示すること
が出来る。これらのうち、好ましい触媒としては、Mn
O2−NiOである。これらの触媒成分は、公知の担体
であるアルミナ、チタニア、シリカ−チタニア、シリ
カ、ジルコニア、ゼオライトなどに担持してもよい。と
りわけ耐酸性に優れたチタニア、シリカ、ジルコニア、
ゼオライト担体に担持することによって長時間オゾン分
解活性を維持することができる。また触媒成分の担持率
は通常0.1〜50wt%である。0.1wt%以下で
は充分な脱臭効果が得られず、50%以上では細孔閉塞
などによってオゾン分解能力が低下するからである。本
発明に係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。触媒は、含浸法、混
練法、共沈法、沈殿法、酸化物混合法等の既知の製法を
適宜選択して製造することが出来る。触媒の製造におい
ては、触媒に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。オ
ゾン分解の際の反応温度は、0〜40℃が好ましく、1
0〜30℃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℃を超える場合、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。しかし、ガス温度が40℃以上の場合これらの触
媒を用いることができるのは当然である。また、触媒と
反応ガスとの接触は、5〜70の面積速度(AV:ar
ea 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70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.触媒の調製 実施例1 比表面積135m2/gのMnO2100gと比表面積
187m2/gのNiO100gに水とさらにガラスビ
ーズを加えて、30分間撹拌混合してスラリーとした。
このスラリーを空隙率81%、ピッチ4.0mmのセラ
ミックスファイバ製のコルゲート状ハニカムに含浸させ
て、MnO2−NiO(重量比50:50)を担持率6
8%で担持した二元触媒を得た。 実施例2 実施例1において、NiO100gにかえてNi(O
H)2100gとする以外は、実施例1と同様にしてN
iO=Ni(OH)2(重量比50:50)を担持率7
1%で担持した二元触媒を得た。 実施例3 実施例1において、NiO100gにかえてNiCO3
100gとする以外は、実施例1と同様にしてMnO2
−NiCO3(重量比50:50)を担持率76%で担
持した二元触媒を得た。 実施例4 実施例1において、MnO2100gにかえて20g、
NiO100gにかえて180gとする以外は、実施例
1と同様にしてMnO2−NiO(重量比10:90)
を担持率66%で担持した二元触媒を得た。 実施例5 実施例1において、MnO2100gにかえて60g、
NiO100gにかえて140gとする以外は、実施例
1と同様にしてMnO2−NiO(重量比30:70)
を担持率65%で担持した二元触媒を得た。 実施例6 実施例1において、MnO2100gにかえて180
g、NiO100gにかえて20gとする以外は、実施
例1と同様にしてMnO2−NiO(重量比90:1
0)を担持率72%で担持した二元触媒を得た。 実施例7 実施例1において、MnO2100gにかえて140
g、NiO100gにかえて60gとする以外は、実施
例1と同様にしてMnO2−NiO(重量比70:3
0)を担持率72%で担持した二元触媒を得た。 実施例8 実施例7において、NiO60gにかえてNi(OH)
260gとする以外は、実施例7と同様にしてMnO2
−Ni(OH)2(重量比70:30)を担持率72%
で担持した二元触媒を得た。 実施例9 実施例7において、NiO60gにかえてNiCO36
0gとする以外は、実施例7と同様にしてMnO2−N
iCO3(重量比70:30)を担持率68%で担持し
た二元触媒を得た。 比較例1 実施例1においてMnO2200gとし、NiOを添加
しないこと以外は、実施例1と同様にしてMnO2を担
持率76%で担持した一元触媒を得た。B.触媒活性試験 上記実施例1〜9及び比較例1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った。図に於い
て、(1)はオゾン発生器であり、該オゾンを発生さ
せ、窒素酸化物あるいは低級脂肪酸(実験においては酪
酸を用いた。)はNO−N2ガスあるいは低級脂肪酸−
N2ガスをNOxあるいは低級脂肪酸が所定濃度なる様
にオゾン発生器後流に加えた。このオゾン及び窒素酸化
物及び低級脂肪酸を含有するエアーを触媒層(2)に導
く。オゾン分解率(%)は、オゾン分析計(3)にて測
定される触媒層(2)の入口及び出口におけるオゾン濃
度値より次式を用いて算出される。 (反応条件) SV:100,000Hr1 入口オゾン濃度:10ppm 入口NOx濃度:1ppm 反応温度:20℃ この反応条件下において、初期、1時間経過後、10時
間経過後、100時間経過後の各オゾン分解率を測定
し、触媒の劣化を調べた。結果を表−1に示す。 上記表より明らかなように、実施例1〜9で得たいずれ
の触媒も、比較例1で得た触媒に比べてNOxおよび低
級脂肪酸共存下で高い耐久性を有している。以上の試験
結果より、本発明方法による触媒は、高いオゾン分解性
能を有するとともにNOxおよびもしくは低級脂肪酸共
存下での高い耐久性を有するものである。
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.触媒の調製 実施例1 比表面積135m2/gのMnO2100gと比表面積
187m2/gのNiO100gに水とさらにガラスビ
ーズを加えて、30分間撹拌混合してスラリーとした。
このスラリーを空隙率81%、ピッチ4.0mmのセラ
ミックスファイバ製のコルゲート状ハニカムに含浸させ
て、MnO2−NiO(重量比50:50)を担持率6
8%で担持した二元触媒を得た。 実施例2 実施例1において、NiO100gにかえてNi(O
H)2100gとする以外は、実施例1と同様にしてN
iO=Ni(OH)2(重量比50:50)を担持率7
1%で担持した二元触媒を得た。 実施例3 実施例1において、NiO100gにかえてNiCO3
100gとする以外は、実施例1と同様にしてMnO2
−NiCO3(重量比50:50)を担持率76%で担
持した二元触媒を得た。 実施例4 実施例1において、MnO2100gにかえて20g、
NiO100gにかえて180gとする以外は、実施例
1と同様にしてMnO2−NiO(重量比10:90)
を担持率66%で担持した二元触媒を得た。 実施例5 実施例1において、MnO2100gにかえて60g、
NiO100gにかえて140gとする以外は、実施例
1と同様にしてMnO2−NiO(重量比30:70)
を担持率65%で担持した二元触媒を得た。 実施例6 実施例1において、MnO2100gにかえて180
g、NiO100gにかえて20gとする以外は、実施
例1と同様にしてMnO2−NiO(重量比90:1
0)を担持率72%で担持した二元触媒を得た。 実施例7 実施例1において、MnO2100gにかえて140
g、NiO100gにかえて60gとする以外は、実施
例1と同様にしてMnO2−NiO(重量比70:3
0)を担持率72%で担持した二元触媒を得た。 実施例8 実施例7において、NiO60gにかえてNi(OH)
260gとする以外は、実施例7と同様にしてMnO2
−Ni(OH)2(重量比70:30)を担持率72%
で担持した二元触媒を得た。 実施例9 実施例7において、NiO60gにかえてNiCO36
0gとする以外は、実施例7と同様にしてMnO2−N
iCO3(重量比70:30)を担持率68%で担持し
た二元触媒を得た。 比較例1 実施例1においてMnO2200gとし、NiOを添加
しないこと以外は、実施例1と同様にしてMnO2を担
持率76%で担持した一元触媒を得た。B.触媒活性試験 上記実施例1〜9及び比較例1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った。図に於い
て、(1)はオゾン発生器であり、該オゾンを発生さ
せ、窒素酸化物あるいは低級脂肪酸(実験においては酪
酸を用いた。)はNO−N2ガスあるいは低級脂肪酸−
N2ガスをNOxあるいは低級脂肪酸が所定濃度なる様
にオゾン発生器後流に加えた。このオゾン及び窒素酸化
物及び低級脂肪酸を含有するエアーを触媒層(2)に導
く。オゾン分解率(%)は、オゾン分析計(3)にて測
定される触媒層(2)の入口及び出口におけるオゾン濃
度値より次式を用いて算出される。 (反応条件) SV:100,000Hr1 入口オゾン濃度:10ppm 入口NOx濃度:1ppm 反応温度:20℃ この反応条件下において、初期、1時間経過後、10時
間経過後、100時間経過後の各オゾン分解率を測定
し、触媒の劣化を調べた。結果を表−1に示す。 上記表より明らかなように、実施例1〜9で得たいずれ
の触媒も、比較例1で得た触媒に比べてNOxおよび低
級脂肪酸共存下で高い耐久性を有している。以上の試験
結果より、本発明方法による触媒は、高いオゾン分解性
能を有するとともにNOxおよびもしくは低級脂肪酸共
存下での高い耐久性を有するものである。
【発明の効果】本発明に係るオゾン分解触媒は、オゾン
を効率良く除去することができる優れた効果を有する。
を効率良く除去することができる優れた効果を有する。
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)
- 第1成分としてマンガンの酸化物、第2成分としてニッ
ケルの酸化物、水酸化物もしくは炭酸塩から構成される
ことを特徴とするオゾン分解用触媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4214463A JPH0615177A (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | オゾン分解用触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4214463A JPH0615177A (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | オゾン分解用触媒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0615177A true JPH0615177A (ja) | 1994-01-25 |
Family
ID=16656151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4214463A Pending JPH0615177A (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | オゾン分解用触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0615177A (ja) |
-
1992
- 1992-07-01 JP JP4214463A patent/JPH0615177A/ja active Pending
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