JPS604727B2 - ガス中の一酸化炭素除去方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は一酸化炭素を含有するガス中から一酸化炭素
を除去する方法に関する。

近年、室内および大気の汚染を防止する必要性から、工
場や自動車エンジンからの排気ガス中の有害物質除去法
の一環として一酸化炭素の除去方法について種々の提案
がなされている。

また、喫煙によって人体内に吸引されるガス中に含まれ
る一酸化炭素が、喫煙と健康問題上注目されるようにな
り、喫煙時に生じる煙から一酸化炭素を除去する方法に
ついても種々の提案がなされている。

従来提案されているガス中からの一酸化炭素の除去方法
としては‘１｝吸着剤に吸着させる方法 ■溶液中に吸
収させる方法【３’酸化剤又は接触酸化により一酸化炭
素を無害な二酸化炭素に変換させる方法などが挙げられ
る。

‘１’の方法の例としては、ポルフィリン金属銭体を吸
着剤として用いる方法（特公昭５４−２２９５１号）、
および活性炭とモレキュラーシーブを組合せて用いる方
法（米国特許第３６斑０６少号）があるが、前者はガス
吸着速度が比較的遅いという欠点があり、又後者は一旦
吸着された一酸化炭素の脱着が速やかに起り、十分な除
去ができないという欠点がある。‘２）の方法の例とし
ては塩化第一銅と塩化アルミニゥム錯体のトルェン溶液
に一酸化炭素を吸収させるコリーブ法（ドイツ特許第１
９４４４０５号、同第２４１４８０１号）、塩化第一銅
、塩化第一銅以外の一価又は二価の金属塩化物及び含酸
素有機溶媒からなる溶液に吸収させる方法（特関昭５４
−７１７８８号）があるが、徴量の水分によって容易に
失活する欠点があり、又液体吸収剤であるため、使用上
困難な問題もある。また【３｝の方法の例としては、古
くから酸化マンガンと酸化銅を主体とした酸化触媒であ
るホプカラィトが知られている。ホプカライト触媒は室
温又はそれ以下の温度でも高い活性を示すが、徴量の水
分によって容易に失活するため、使用に際しては処理す
べきガスをあらかじめ完全に乾燥しなければならないと
いう欠点がある。また、一酸化炭素を二酸化炭素に酸化
する触媒として金属あるいは金属化合物が多く知られて
いるが、多くの場合触媒が活性を保持する温度城は室温
以上であるため、低温で一酸化炭素を二酸化炭素に酸化
する触媒を得るための工夫が種々試みられている（袴開
昭５４−１１０４０ぴ号、同５４一１１０１８８号、同
５４一１１２３９０号、特公昭５４−２２７９１号）。
これらの酸化触媒はガス中の水分の存在に対して比較的
安定であるが、実際に使用に供しうる高活性のものは、
白金、パラジウムなどの貴金属で比較的高価なものが多
く、また、速い流速で流れるガス中の一酸化炭素を二酸
化炭素に酸化するためには、酸化反応速度が遅すぎ、満
足すべき効果がえられないなどの欠点がある。本発明は
上述した従来法によるガス中一酸化炭素除去法の種々の
欠点を解消した新規な除去方法である。

すなわち一酸化炭素の除去速度が速く、水分の存在で失
活せず、また室温で活性を持続しかつ除去費用が安価で
ある新規なガス中の一酸化炭素除去方法を提供すること
を目的としたものである。

本発明者らは、かかる目的に合致する一酸化炭素除去方
法について種々研究を行った結果、還元ニッケルを使用
する方法がこの目的に適合することを見出し、本発明を
なすに至った。すなわち本発明は還元ニッケルを一酸化
炭素含有ガスに接触せしめることを特徴とするガス中の
一酸化炭素除去方法である。本発明で使用しうる還元ニ
ッケルは、還元作用を呈する粉末状又は粒子状のニッケ
ル金属で次に例示するような方法で製造することができ
る。すなわち、‘ィ｝酸化ニッケル、水酸化ニッケルま
たは炭酸ニッケルなどを水素気流中で加熱して粉末状ニ
ッケルとして得る方法、‘。｝ニッケルとアルミニウム
などのアルカリ溶出金属との合金をカセィソーダ等のア
ルカリで処理し、アルミニウム等の金属を溶出させ多孔
性のいわゆるラネーニツケルとして得る方法、し一塩化
ニッケル水溶液を沸点において亜鉛末と反応させてニッ
ケルを析出させ、アルカリまたは酸で処理して活性化さ
せたいわゆる漆原ニッケルとして得る方法（漆原、Ｂ山
１．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊｐｎ．、２５、２８０（１９
５２））などがある。以上のようにして得られる還元ニ
ッケルは、その金属組織中に多量の水素ガスを吸着包含
するか、あるいはニッケルと水素との化合物の形態で存
在し還元作用を呈する。従って還元ニッケルは従４来、
かかる性質を利用した用途、例えば油脂の水素添加用触
媒、炭素一炭素多重結合、ニトロ基、シァノ基、および
カルボニル基等の有機基の還元反応触媒等として広く用
いられてきた。一酸化炭素はこの場合の触媒毒となり、
触媒の活性を劣化させる物質として知られている。本発
明者らはこの点に着目し、還元ニッケルが一酸化炭素に
対し親和性が大きく、一酸化炭素の除去剤して前述した
目的に極めて効果的に利用しうろことを見出したもので
ある。還元ニッケルは、酸素の存在しているガス中では
酸化されて発熱、失活が起るので保存に際してはアルコ
ール等の中に浸して酸素と接触するのを避けね‘まなら
い。

従って、被処理ガス中の酸素はあらかじめ除去しておく
必要がある。しかし、還刀ニッケルを水素気流中で１０
０〜３００ｑｏに加熱処理することにより酸素に対して
安定な還元ニッケルを得ることができる（米国特許２６
４１３９６号）のでこのように加熱処理した還元ニッケ
ルを使用すれば酸素を含むガス中でも酸素による失活が
なく、一酸化炭素を効果的に除去することができる。還
元ニッケルを一酸化炭素を含有するガスに接触させる手
段については、特に限定されるものではなく、効果的な
接触手段であればいかなる方法であっても差し支えない
。還元ニッケルは単独又は適当な担体例えばケィソゥ士
、軽石、アルミナ、シリカゲルなどに適宜担持させて使
用することができる。還元ニッケルによるガス中の一酸
化炭素の除去は室温においても速かに達成され、又水分
の存在下においてもほとんど影響を受けることがない。

還元ニッケルが一酸化炭素を除去する機構については必
ずしも明らかではないが、一酸化炭素の還元生成物とし
て通常想定されるメタン又はホルムアルデヒドが、一酸
化炭素除去後のガス中に全く検知されない事実から、一
酸化炭素の単なる還元反応によるものではなく、一種の
吸着作用によるものと考えられる。以上説明したように
還元ニッケルは一酸化炭素に対し特異的な作用を示し、
かかる作用は前記した一酸化炭素の酸化触媒である白金
、パラジウム、あるいは例えば特関昭５４−１１０４０
び号公報記載の鉄、コバルト、ニッケル等の酸化触媒に
よる作用機構とは全く異なり、還元ニッケルのみにみら
れる特有な効果である。本発明によれば、従来公知の一
酸化炭素除去法に比し次のような利点や効果があるる。

すなわち、還元ニッケルは、‘１｝一酸化炭素の除去速
度が大きいので高流速のガスに対して適用できる。■水
分の存在下でも活性が大である。糊室温でも活性が高い
。■比較的安価である。従って本発明方法は室内汚染空
気や各種排気ガス、その他のガス中に含有する一酸化炭
素の除去は勿論、たばこフィルター等に適用することに
よって煙中一酸化炭素の除去等にも使用することができ
る。実施例 １ Ｎｉ−山合金（５０：５０）の粉末３０夕を苛性ソーダ
３８夕を蒸留水１５０の上に溶かした溶液中に加え、活
性化してえられたラネーニッケルを水、ついでエチルア
ルコールで洗浄したのちパィレックス管（外径８側め、
内径６側め、長さ１１２．５肌）の中央に層厚５帆にな
るように充填し、両端を石英線で押えた。

このパィレックス管をガスクロマトグラフに直結し、１
０．３の‘の混合ガスを線速度３５．４狐ノｍｉｎで通
じた。ＣＯの除去率は還元ニッケルを含まないパィレッ
クス管をガスク。

マトグラフに直結して混合ガスを通じた場合にえられる
ガスクロマトグラムのＣＯのピーク面績と比較すること
により、換算して求めた。容量比でＣ０３．８８％、０
２４．０１％、Ｈｅ９２．１１％の混合ガスの場合、Ｃ
○、０２ともに１００％除去が達成された。

又、Ｃ０６．０３％、Ｃ０２６．２１％、ＣＨ４６．３
９％、Ｈｅ８１．３７％の組成の混合ガスを通じた場合
ＣＯは１００％除去された。またこれらの混合ガスを１
０．３私ずつ１０回通じた後も、十分にＣＯの除去能は
維持された。実施例 ２ ニッケル換算１夕を含有する塩化ニッケル水溶液１０叫
を沸点において亜鉛末１０夕と反応させ、析出してきた
ニッケルを１３％酢酸で１６０Ｍで処理して得られたい
わゆる漆原ニッケル２００雌をパィレックス管（外径８
側め、内径６柳で、長さ１１２．５脚）の中央に充填し
、両端を石英綿で押えた。

実施例１と同様の方法によりＣＯの除去活性をしらべた
結果は次のとおりであった。すなわち容量比でＣ０３．
８８％、０２４．０１％、Ｈｅ９２．１１％の混合ガス
を線速度３５．４弧／ｍｉｎで１０．３の【通じた場合
、Ｃ○、０２共に１００％除去された。又Ｃ０６．０１
％、Ｃ０２６．２１％、ＣＨ４６．３９％、Ｈｅ８１．
３７％の組成の混合ガスを通じた場合、ＣＯは１００％
除去が達成された。なおこの漆原ニッケルによる圧力損
失は無視できる程度であった。実施例 ３ Ｎｉ−ＡＩ合金（５０：５０）の粒（１０〜１５メッシ
ュ）を実施例１と同様の方法で処理した後、水素ガス気
流下２００℃で加熱した後、そのまま放冷した。

得られた還元ニッケル粒３５０の夕をパィレックス管（
外径８側少、内径６側？、長さ１１２．５側）に充填し
両端を石英線で押えた。実施例１と同様の方法によりＣ
Ｏの除去活性をしらべた結果は次のとおりであった。す
なわち容量比でＣ０３．８８％、０２４．０１％、Ｈｅ
９２．１１％の混合ガスを線速度３５．４ｃｍ／ｍｉｎ
で１０．３の上ずつ１０回通じた。ＣＯの除去率は８５
％であった。Ｃ０６．０３％、Ｃ０２６．２１％、Ｃ凡
６．３９％、Ｈｅ８１．３７％を１０．３の‘ずつ１０
回通じた場合、ＣＯの除去率は８０％であった。実施例
４ 日本専売公社商品名“ハイライト”のフィルター部分に
実施例１で使用したものと同様の還元ニッケルを１００
の９充填したパィレックス管をセロハンテープで接続し
た。

これを自動喫煙機によりたばこ１本あたり９パフの喫煙
をさせ、各パフの主流煙中のＣＯの濃度を非分散赤外線
光度計（富士電機計測社製）により測定した。還元ニッ
ケルを充填したパィレックス管はそのまま合計５本のた
ばこの喫煙が終了するまで同一のものを使用した。対照
としてハイライトのみを喫煙させた主流煙中のＣＯの濃
度を測定し、これを除去率０％とした時の計算値で還元
ニッケルによる主流煙中のＣＯ除去率を求め、結果を表
−１に示した。表１の結果から明らかなように還元ニッ
ケルはたばこの鰹中に含まれるＣＯの除去にも十分に有
効であることがわかる。表 １

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 還元ニツケルを一酸化炭素含有ガスに接触せしめる
   ことにより該ニツケルに一酸化炭素を結合せしめて該ガ
   ス中の一酸化炭素を除去することを特徴とするガス中の
   一酸化炭素除去方法。