JPH0824667A - 担体及びそれを用いたフィルタ - Google Patents
担体及びそれを用いたフィルタInfo
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- JPH0824667A JPH0824667A JP6163801A JP16380194A JPH0824667A JP H0824667 A JPH0824667 A JP H0824667A JP 6163801 A JP6163801 A JP 6163801A JP 16380194 A JP16380194 A JP 16380194A JP H0824667 A JPH0824667 A JP H0824667A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 活性成分をより効率的に利用できる担体、と
くにＣＯ2などの大気への放散が好ましくない物質を分
離・除去するための活性成分用担体及びそれを用いたフ
ィルタの提供。 【構成】 表面をアルマイト処理したＡｌの多孔体担
体、及びその担体上に活性成分例えばＣＯ2を吸着・吸
収し得る成分を担持したフィルタ。
くにＣＯ2などの大気への放散が好ましくない物質を分
離・除去するための活性成分用担体及びそれを用いたフ
ィルタの提供。 【構成】 表面をアルマイト処理したＡｌの多孔体担
体、及びその担体上に活性成分例えばＣＯ2を吸着・吸
収し得る成分を担持したフィルタ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、触媒等の活性成分を
担持する担体、とくに近年問題となっている工場や発電
所あるいは自動車からの排気ガス中に含まれる大気汚染
物質あるいは地球温暖化の原因となっている炭酸ガス等
の大気への放散を防止するためのフィルタ用担体及びそ
れを用いたフィルタに関する。
担持する担体、とくに近年問題となっている工場や発電
所あるいは自動車からの排気ガス中に含まれる大気汚染
物質あるいは地球温暖化の原因となっている炭酸ガス等
の大気への放散を防止するためのフィルタ用担体及びそ
れを用いたフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】発電所や工場等の大量の炭酸ガスを排出
する固定発生源から排出される炭酸ガスは濃度が比較的
高く回収が容易と考えられることから、資源再利用技術
の対象となっている。炭酸ガスの再資源化技術として
は、例えば特開平５−３３７３３４に示されるように、
炭酸ガスをアミン系吸収液などの有幾化学品中に固定す
るなどがある。また、炭酸ガスを吸着・脱離方法とし
て、活性炭などの固体の吸着剤を用いて加圧下において
炭酸ガスを吸着させた後減圧下において脱離させること
により炭酸ガスを多量に含んだ排出ガスから効率的に炭
酸ガスの分離を行う方法などもある。また、鉄酸化物触
媒を板状アルミナに担持させた分解体により炭酸ガスを
分解処理する方法（特開平４−１３５６２１号）、アル
ミナ、チタニア等に担持させた硫化モリブデン触媒によ
り炭酸ガスを還元する方法（特開平４−３６３１４２
号）も提案されている。
する固定発生源から排出される炭酸ガスは濃度が比較的
高く回収が容易と考えられることから、資源再利用技術
の対象となっている。炭酸ガスの再資源化技術として
は、例えば特開平５−３３７３３４に示されるように、
炭酸ガスをアミン系吸収液などの有幾化学品中に固定す
るなどがある。また、炭酸ガスを吸着・脱離方法とし
て、活性炭などの固体の吸着剤を用いて加圧下において
炭酸ガスを吸着させた後減圧下において脱離させること
により炭酸ガスを多量に含んだ排出ガスから効率的に炭
酸ガスの分離を行う方法などもある。また、鉄酸化物触
媒を板状アルミナに担持させた分解体により炭酸ガスを
分解処理する方法（特開平４−１３５６２１号）、アル
ミナ、チタニア等に担持させた硫化モリブデン触媒によ
り炭酸ガスを還元する方法（特開平４−３６３１４２
号）も提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、炭酸ガ
スの吸着・脱離を利用する方法では、吸着剤の再生は可
能であるが、ガス処理塔のような膨大な処理設備が必要
となり大量の排出ガスをリアルタイムに処理するには不
向きもしくは経済的ではない。また、前記の分解触媒を
利用する方法ではガス処理塔のような設備は不要である
が、使用するアルミナ等の触媒担体は薄板形状や単なる
微粉末状で触媒成分の効率的利用を図る上では未だ不十
分である。本発明は、こうした状況の下に触媒等の活性
成分をより効率的に利用するための担体を提供すること
を目的とするものであり、とくに排気ガス中の汚染物質
や炭酸ガス等の大気へ放散することが好ましくない物質
を効率的に除去するためのフィルタ担体及びそれを用い
たフィルタ、とりわけ固定発生源からの大量の炭酸ガス
等のガスを効率的にかつ経済的に分離回収するに好適な
フィルタ担体及びそれを用いたフィルタを提供すること
を目的とするものである。
スの吸着・脱離を利用する方法では、吸着剤の再生は可
能であるが、ガス処理塔のような膨大な処理設備が必要
となり大量の排出ガスをリアルタイムに処理するには不
向きもしくは経済的ではない。また、前記の分解触媒を
利用する方法ではガス処理塔のような設備は不要である
が、使用するアルミナ等の触媒担体は薄板形状や単なる
微粉末状で触媒成分の効率的利用を図る上では未だ不十
分である。本発明は、こうした状況の下に触媒等の活性
成分をより効率的に利用するための担体を提供すること
を目的とするものであり、とくに排気ガス中の汚染物質
や炭酸ガス等の大気へ放散することが好ましくない物質
を効率的に除去するためのフィルタ担体及びそれを用い
たフィルタ、とりわけ固定発生源からの大量の炭酸ガス
等のガスを効率的にかつ経済的に分離回収するに好適な
フィルタ担体及びそれを用いたフィルタを提供すること
を目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意検討し
た結果、特定の構造を有するＡｌまたはＡｌ合金の多孔
体を担体として利用することが有効であることを見出
し、本発明に至った。すなわち、本発明は、（１）気孔
率８０％以上の連通孔を有するＡｌもしくはＡｌ合金よ
りなる金属３次元多孔体からなり、かつその表面がアル
マイト処理により微細な表面凹凸のある酸化皮膜を有し
ている活性成分用担体、（２）上記（１）項記載の担体
の酸化皮膜表面に特定成分を吸着・吸収もしくは分解し
得る成分を担持しているフィルタをその要旨とするもの
である。上記のように本発明の担体においてはＡｌもし
くはＡｌ合金よりなり８０％以上の気孔率を持つ連通孔
を有する金属多孔体を使用する。ここでＡｌもしくはＡ
ｌ合金を素材とするのはフィルタ等の軽量化に貢献する
ことに加え、以下に述べるようにアルマイト処理により
容易に微細孔を有する酸化皮膜を形成することが可能で
あるためである。
た結果、特定の構造を有するＡｌまたはＡｌ合金の多孔
体を担体として利用することが有効であることを見出
し、本発明に至った。すなわち、本発明は、（１）気孔
率８０％以上の連通孔を有するＡｌもしくはＡｌ合金よ
りなる金属３次元多孔体からなり、かつその表面がアル
マイト処理により微細な表面凹凸のある酸化皮膜を有し
ている活性成分用担体、（２）上記（１）項記載の担体
の酸化皮膜表面に特定成分を吸着・吸収もしくは分解し
得る成分を担持しているフィルタをその要旨とするもの
である。上記のように本発明の担体においてはＡｌもし
くはＡｌ合金よりなり８０％以上の気孔率を持つ連通孔
を有する金属多孔体を使用する。ここでＡｌもしくはＡ
ｌ合金を素材とするのはフィルタ等の軽量化に貢献する
ことに加え、以下に述べるようにアルマイト処理により
容易に微細孔を有する酸化皮膜を形成することが可能で
あるためである。
【０００５】本発明に使用するＡｌ合金としては、例え
ばＡｌ／Ｓ；Ａｌ／Ｍｇ；Ａｌ／Ｃｕ；Ａｌ／Ｎｉ等が
ある。またフィルタ等として適用するためには被処理流
体の通気抵抗を小さくする必要があることから、８０％
以上の気孔率を持つ連通孔を有している多孔体構造とす
る。本発明に使用するこのようなＡｌもしくはＡｌ合金
よりなる金属多孔体は、公知の方法により製造すること
ができる。例えば、特公昭３８−１７５５４に記載され
ているような方法を用いることができる。この方法に従
って例えば発泡構造を有するポリウレタンフォーム上に
Ａｌ粉末、結合剤としてフェノール樹脂、希釈剤として
アルコール、添加剤としてカルボキシルメチルセルロー
スをそれぞれ４０，１０，４８，２重量％混合した塗料
をスプレー等で均一に塗布する。この塗布物を室温で１
０分間及び１２０℃で１０分間乾燥後３８０℃で５０分
間焼成する。ついで水素気流中において６３０℃にて２
時間焼成することによりＡｌ多孔体が形成される。
ばＡｌ／Ｓ；Ａｌ／Ｍｇ；Ａｌ／Ｃｕ；Ａｌ／Ｎｉ等が
ある。またフィルタ等として適用するためには被処理流
体の通気抵抗を小さくする必要があることから、８０％
以上の気孔率を持つ連通孔を有している多孔体構造とす
る。本発明に使用するこのようなＡｌもしくはＡｌ合金
よりなる金属多孔体は、公知の方法により製造すること
ができる。例えば、特公昭３８−１７５５４に記載され
ているような方法を用いることができる。この方法に従
って例えば発泡構造を有するポリウレタンフォーム上に
Ａｌ粉末、結合剤としてフェノール樹脂、希釈剤として
アルコール、添加剤としてカルボキシルメチルセルロー
スをそれぞれ４０，１０，４８，２重量％混合した塗料
をスプレー等で均一に塗布する。この塗布物を室温で１
０分間及び１２０℃で１０分間乾燥後３８０℃で５０分
間焼成する。ついで水素気流中において６３０℃にて２
時間焼成することによりＡｌ多孔体が形成される。
【０００６】次に上記のＡｌもしくはＡｌ合金よりなる
金属多孔体にアルマイト処理により酸化皮膜を形成す
る。この酸化皮膜は数百Åの微細孔が多数存在すること
により大きな表面凹凸を有する。従って、本来多孔体構
造であるためその比表面積が大きいのに加え、さらにそ
の比表面積は大きくなり、反応あるいは分離、回収を目
的とするガスとの接触面積が増大することで分解回収効
率の向上に大きく寄与する。さらにこの酸化皮膜は排出
ガス中に微量含まれる腐蝕性のガスによる多孔体金属の
腐蝕を防止する働きもする。ここで酸化皮膜を形成する
ためのアルマイト処理自体は公知の方法により行うこと
ができる。例えば一般的な硫酸電解液を用いる方法など
で行うことができる。また、酸化皮膜の厚みとしては、
好ましくは０．１μｍ以上１０μｍ以下とする。０．１
μｍより薄いと表面凹凸が小さいことに加え耐食性にも
問題があり、１０μｍを越える厚みになると金属多孔体
としての曲げ、屈曲等の加工性が悪くなるためフィルタ
形状に制限が生じるためである。
金属多孔体にアルマイト処理により酸化皮膜を形成す
る。この酸化皮膜は数百Åの微細孔が多数存在すること
により大きな表面凹凸を有する。従って、本来多孔体構
造であるためその比表面積が大きいのに加え、さらにそ
の比表面積は大きくなり、反応あるいは分離、回収を目
的とするガスとの接触面積が増大することで分解回収効
率の向上に大きく寄与する。さらにこの酸化皮膜は排出
ガス中に微量含まれる腐蝕性のガスによる多孔体金属の
腐蝕を防止する働きもする。ここで酸化皮膜を形成する
ためのアルマイト処理自体は公知の方法により行うこと
ができる。例えば一般的な硫酸電解液を用いる方法など
で行うことができる。また、酸化皮膜の厚みとしては、
好ましくは０．１μｍ以上１０μｍ以下とする。０．１
μｍより薄いと表面凹凸が小さいことに加え耐食性にも
問題があり、１０μｍを越える厚みになると金属多孔体
としての曲げ、屈曲等の加工性が悪くなるためフィルタ
形状に制限が生じるためである。
【０００７】本発明の担体は、今まで述べてきたことか
ら明らかなように、通気抵抗が小さく、かつ比表面積が
著しく大きく、軽量でしかも成形加工性にも優れてお
り、一般の反応用触媒担体として有用であり、また流体
中の特定成分を分離、除去するためのフィルタ用担体と
しても好適である。例えば火力発電所や工場の排気ガス
からのＳＯx、ＮＯx等の有害成分の除去あるいは自動車
排気ガスのフィルタとして有用である。しかし、本発明
の担体は、その骨格表面に炭酸ガスを吸着・吸収もしく
は分解可能な材料を担持させることにより排出ガスから
炭酸ガスを効率よく分離もしくは分解を可能とするフィ
ルタにとくに好適である。ここで炭酸ガスを吸着もしく
は分解させる物質としては、例えばまたIIａ属金属もし
くはその酸化物などにより炭酸ガスを吸着させることが
可能である。また、特開平４−１３５６２１に記載され
ているような酸素欠陥マグネタイトや、特開平４−３６
３１４２に記載されている硫化モリブデン等の触媒物質
を用いることができる。
ら明らかなように、通気抵抗が小さく、かつ比表面積が
著しく大きく、軽量でしかも成形加工性にも優れてお
り、一般の反応用触媒担体として有用であり、また流体
中の特定成分を分離、除去するためのフィルタ用担体と
しても好適である。例えば火力発電所や工場の排気ガス
からのＳＯx、ＮＯx等の有害成分の除去あるいは自動車
排気ガスのフィルタとして有用である。しかし、本発明
の担体は、その骨格表面に炭酸ガスを吸着・吸収もしく
は分解可能な材料を担持させることにより排出ガスから
炭酸ガスを効率よく分離もしくは分解を可能とするフィ
ルタにとくに好適である。ここで炭酸ガスを吸着もしく
は分解させる物質としては、例えばまたIIａ属金属もし
くはその酸化物などにより炭酸ガスを吸着させることが
可能である。また、特開平４−１３５６２１に記載され
ているような酸素欠陥マグネタイトや、特開平４−３６
３１４２に記載されている硫化モリブデン等の触媒物質
を用いることができる。
【０００８】またこれらの物質を金属多孔体の骨格表面
に担持させる方法としては、微粉末をバインダーととも
に吹き付け塗着させる方法やゾルゲル法もしくはメッキ
法などによる被膜の形成あるいは真空蒸着、スパッタリ
ング、イオンプレーティング、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ
法などの気相法による膜形成方法を用いても可能であ
る。本発明の金属多孔体を用いたフィルタ構造において
は、切断、曲げなどの機械加工が容易であることから炭
酸ガス等の排出設備に合わせて所望の形状のフィルタ構
造が容易かつ安価に実現可能である。さらに炭酸ガス等
を吸着・吸収あるいは分解した後のフィルターは加熱処
理や水素などの還元ガス中での加熱処理により容易に再
生可能であり、これらの再生過程において再放出される
高濃度の炭酸ガスや炭化水素ガスは再資源利用すること
も可能である。
に担持させる方法としては、微粉末をバインダーととも
に吹き付け塗着させる方法やゾルゲル法もしくはメッキ
法などによる被膜の形成あるいは真空蒸着、スパッタリ
ング、イオンプレーティング、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ
法などの気相法による膜形成方法を用いても可能であ
る。本発明の金属多孔体を用いたフィルタ構造において
は、切断、曲げなどの機械加工が容易であることから炭
酸ガス等の排出設備に合わせて所望の形状のフィルタ構
造が容易かつ安価に実現可能である。さらに炭酸ガス等
を吸着・吸収あるいは分解した後のフィルターは加熱処
理や水素などの還元ガス中での加熱処理により容易に再
生可能であり、これらの再生過程において再放出される
高濃度の炭酸ガスや炭化水素ガスは再資源利用すること
も可能である。
【０００９】
実施例１ 厚さ２ｍｍのポリウレタン発泡体に、平均粒径８μｍの
Ａｌ合金（Ｍｇ１ｗｔ％）粉末５０重量部をバインダー
樹脂としてのアクリル樹脂を１０重量部、さらに希釈剤
としてベンジルアルコールを３８重量部、分散剤として
カルボキシルメチルセルロースを２重量部混合したスラ
リー液を塗布後室温で乾燥した後、還元雰囲気で６２０
℃で熱処理することにより形成したＡｌ合金多孔体（気
孔率９１％）を下記の条件でアルマイト処理を行った。 電解液 １０％硫酸 液温度 ２℃ 電流密度 １Ａ／ｄｍ2 時間 ２０分 この時の酸化皮膜の厚みは約６μｍであった。
Ａｌ合金（Ｍｇ１ｗｔ％）粉末５０重量部をバインダー
樹脂としてのアクリル樹脂を１０重量部、さらに希釈剤
としてベンジルアルコールを３８重量部、分散剤として
カルボキシルメチルセルロースを２重量部混合したスラ
リー液を塗布後室温で乾燥した後、還元雰囲気で６２０
℃で熱処理することにより形成したＡｌ合金多孔体（気
孔率９１％）を下記の条件でアルマイト処理を行った。 電解液 １０％硫酸 液温度 ２℃ 電流密度 １Ａ／ｄｍ2 時間 ２０分 この時の酸化皮膜の厚みは約６μｍであった。
【００１０】この酸化皮膜を有するＡｌ多孔体に酸化カ
ルシウム微粉末を５０ｇ／ｃｍ2の割合でアクリル樹脂
をバインダーとして吹き付け塗着させた後脱気乾燥し
た。こうして得られた多孔体を巾１ｍ、長さ１５ｍに切
り、これを図１に示すように円筒状に巻き、仕上げ直径
２０ｃｍのアルマイト処理したアルミニウム円筒に納め
た。中心部と外筒の隙間はアルマイト処理したアルミニ
ウム板で埋めた。出来上がったフィルタを用いて吸着実
験を行った。その実験に使用した装置の概要を図２に示
す。処理用ガス１０％ＣＯ2を含むａｉｒを１リットル
／ｍｉｎの流量で流し、フィルタ後のガスをサンプリン
グし、市販のＣＯ2濃度検知管（２％濃度以上を検知）
を用いてＣＯ2の存在確認をした。ａｉｒを流しはじめ
てから約２１時間後よりＣＯ2が検知され始めた。実験
終了後、フィルタを真空下５００℃で加熱して、ＣＯ2
を回収して再生した。再生したフィルタを再度実験に供
したところ、初期とほぼ同じ結果が得られた。
ルシウム微粉末を５０ｇ／ｃｍ2の割合でアクリル樹脂
をバインダーとして吹き付け塗着させた後脱気乾燥し
た。こうして得られた多孔体を巾１ｍ、長さ１５ｍに切
り、これを図１に示すように円筒状に巻き、仕上げ直径
２０ｃｍのアルマイト処理したアルミニウム円筒に納め
た。中心部と外筒の隙間はアルマイト処理したアルミニ
ウム板で埋めた。出来上がったフィルタを用いて吸着実
験を行った。その実験に使用した装置の概要を図２に示
す。処理用ガス１０％ＣＯ2を含むａｉｒを１リットル
／ｍｉｎの流量で流し、フィルタ後のガスをサンプリン
グし、市販のＣＯ2濃度検知管（２％濃度以上を検知）
を用いてＣＯ2の存在確認をした。ａｉｒを流しはじめ
てから約２１時間後よりＣＯ2が検知され始めた。実験
終了後、フィルタを真空下５００℃で加熱して、ＣＯ2
を回収して再生した。再生したフィルタを再度実験に供
したところ、初期とほぼ同じ結果が得られた。
【００１１】比較例 実施例１においてアルマイト処理を施さないＡｌ多孔体
を、同様にフィルタとしての特性を評価したところ、ａ
ｉｒを流し始めてから２時間後にＣＯ2が検知され始め
た。
を、同様にフィルタとしての特性を評価したところ、ａ
ｉｒを流し始めてから２時間後にＣＯ2が検知され始め
た。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の活性成分
用担体は、その比表面積が従来の担体に比べて顕著に増
大しているため担持した活性成分を効率的に利用でき
る。また、これを使用したフィルタにより大掛かりな設
備を設置することになく効率的、かつ経済的に炭酸ガス
等を分離、回収しあるいは汚染物質を除去することがで
きる。
用担体は、その比表面積が従来の担体に比べて顕著に増
大しているため担持した活性成分を効率的に利用でき
る。また、これを使用したフィルタにより大掛かりな設
備を設置することになく効率的、かつ経済的に炭酸ガス
等を分離、回収しあるいは汚染物質を除去することがで
きる。
【図１】本発明のＡｌ又はＡｌ合金多孔体からなる活性
成分用担体を円筒状に巻いたフィルタの説明図、
成分用担体を円筒状に巻いたフィルタの説明図、
【図２】実施例に使用した実験装置の概略図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｊ 37/02 ＺＡＢ ３０１ Ｋ
Claims (4)
- 【請求項１】 気孔率８０％以上の連通孔を有するＡｌ
もしくはＡｌ合金よりなる金属３次元多孔体からなり、
かつその表面がアルマイト処理により微細な表面凹凸の
ある酸化皮膜を有していることを特徴とする活性成分用
担体。 - 【請求項２】 酸化皮膜の厚みが０．１μｍ以上１０μ
ｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の活性成分
用担体。 - 【請求項３】 請求項１記載の担体の酸化皮膜表面に特
定成分を吸着・吸収もしくは分解し得る成分を担持して
いることを特徴とするフィルタ。 - 【請求項４】 酸化皮膜の厚みが０．１μｍ以上１０μ
ｍ以下であることを特徴とする請求項３記載のフィル
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6163801A JPH0824667A (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 担体及びそれを用いたフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6163801A JPH0824667A (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 担体及びそれを用いたフィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0824667A true JPH0824667A (ja) | 1996-01-30 |
Family
ID=15780966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6163801A Pending JPH0824667A (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 担体及びそれを用いたフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0824667A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006055692A (ja) * | 2004-08-17 | 2006-03-02 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 触媒製品及びその製造方法 |
| CN100395028C (zh) * | 2005-11-03 | 2008-06-18 | 安泰科技股份有限公司 | 一种金属多孔催化过滤材料及制备方法 |
| JP2008212844A (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Shimadzu Corp | 二酸化炭素の吸着要素および吸着装置 |
-
1994
- 1994-07-15 JP JP6163801A patent/JPH0824667A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006055692A (ja) * | 2004-08-17 | 2006-03-02 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 触媒製品及びその製造方法 |
| CN100395028C (zh) * | 2005-11-03 | 2008-06-18 | 安泰科技股份有限公司 | 一种金属多孔催化过滤材料及制备方法 |
| JP2008212844A (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Shimadzu Corp | 二酸化炭素の吸着要素および吸着装置 |
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