CN111801159A - 有机物分解用蜂窝构造催化剂以及有机物分解装置 - Google Patents

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Abstract

有机物分解用蜂窝构造催化剂具备催化剂粒子，催化剂粒子包含用通式AxByMzOw表示的钙钛矿型复合氧化物，A包含选自由Ba以及Sr构成的组的至少一种，B包含Zr，M是选自由Mn、Co、Ni以及Fe构成的组的至少一种，x、y以及z满足y+z＝1、1.001≤x≤1.05、0.05≤z≤0.2的关系，w是满足电中性的正的值。使用在1200℃进行了48小时的热处理的蜂窝构造催化剂，将按体积浓度比例为甲苯50ppm、氮气80％、氧气20％的被处理气体作为对象，在空间速度为30000/h、催化剂温度为400℃的条件下使甲苯分解，此时的甲苯分解率大于90％。

Description

有机物分解用蜂窝构造催化剂以及有机物分解装置
技术领域
本发明涉及蜂窝构造的有机物分解用催化剂以及具备有机物分解用蜂窝构造催化剂的有机物分解装置。
背景技术
以往，已知有对有机物进行分解的有机物分解用催化剂。优选地，有机物分解用催化剂不仅对有机物的分解率高，而且在高温下的热处理后劣化低。
在专利文献1记载了使通过压出成型得到的蜂窝构造的载体承载了活性成分的催化剂，该活性成分包含从VIII族金属元素以及VIII族金属氧化物选择的一种以上的元素和/或化合物，或者包含从VIII族金属元素以及VIII族金属氧化物选择的一种以上的元素和/或化合物以及稀土氧化物。
然而，若像在专利文献1记载的催化剂那样使用贵金属作为高活性成分，则在高温下的使用中多数情况下会产生劣化。
相对于此，在专利文献2记载了如下的有机物分解用催化剂，即，未使用贵金属，即使在800℃进行100小时的热处理，劣化也少。
此外，在专利文献3记载了使耐热性载体承载了排出气体净化用三元催化剂的排出气体净化用催化剂。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-231280号公报
专利文献2：日本专利第6303834号公报
专利文献3：日本专利第3406001号公报
发明内容
发明要解决的课题
在此，已知若将在专利文献2记载的有机物分解用催化剂像在专利文献3记载的方法那样通过混合无机溶胶并在600℃左右的低温进行烧成而使其承载于载体，则催化剂的耐热性变低。认为其理由在于，无机溶胶和催化剂进行化学反应而使得原来的催化剂活性点不发挥功能、由于由无机溶胶造成的烧结促进作用而使催化剂的比表面积下降。
本发明用于解决上述课题，其目的在于，提供一种有机物的分解率高且能够抑制由高温下的热处理造成的劣化的有机物分解用蜂窝构造催化剂、以及具备这样的有机物分解用蜂窝构造催化剂的有机物分解装置。
用于解决课题的技术方案
本发明的有机物分解用蜂窝构造催化剂是具备催化剂粒子的有机物分解用的蜂窝构造催化剂，其特征在于，
所述催化剂粒子包含用通式AxByMzOw表示的钙钛矿型复合氧化物，A包含选自由Ba以及Sr构成的组的至少一种，B包含Zr，M是选自由Mn、Co、Ni以及Fe构成的组的至少一种，x、y以及z满足以下关系：
y+z＝1；
1.001≤x≤1.05；
0.05≤z≤0.2，
w是满足电中性的正的值，
使用在1200℃进行了48小时的热处理的所述蜂窝构造催化剂，将按体积浓度以甲苯50ppm、氮气80％、氧气20％的比例包含所述甲苯、所述氮气以及所述氧气的被处理气体作为对象，在空间速度为30000/h、催化剂温度为400℃的条件下使所述甲苯分解，此时的甲苯分解率大于90％。
此外，本发明的另一个方式中的有机物分解用蜂窝构造催化剂是具备催化剂粒子的有机物分解用的蜂窝构造催化剂，其特征在于，
所述催化剂粒子包含用通式AxByMzOw表示的钙钛矿型复合氧化物，A包含选自由Ba以及Sr构成的组的至少一种，B包含Zr，M是选自由Mn、Co、Ni以及Fe构成的组的至少一种，x、y以及z满足以下关系：
y+z＝1；
1.001≤x≤1.05；
0.05≤z≤0.2，
w是满足电中性的正的值，
使用在1200℃进行48小时的热处理之前的所述蜂窝构造催化剂，将按体积浓度以甲苯50ppm、氮气80％、氧气20％的比例包含所述甲苯、所述氮气以及所述氧气的被处理气体作为对象，在空间速度为30000/h、催化剂温度为400℃的条件下使所述甲苯分解，在将此时的甲苯分解率设为1时，使用了进行所述热处理之后的所述蜂窝构造催化剂时的所述甲苯分解率大于0.935且小于1。
所述x可以满足x≥1.005的关系。
所述蜂窝构造催化剂可以具有对所述催化剂粒子进行了压出成型的构造。
本发明的有机物分解装置的特征在于，具备上述的有机物分解用蜂窝构造催化剂。
发明效果
本发明的有机物分解用蜂窝构造催化剂对有机物的分解率高，且能够抑制由高温下的热处理造成的劣化。
此外，本发明的有机物分解装置具备有机物的分解率高且能够抑制由高温下的热处理造成的劣化的有机物分解用蜂窝构造催化剂，因此在催化剂在高温下进行了热处理之后，也能够以高分解率对有机物进行分解。
附图说明
图1是示出本发明的有机物分解用蜂窝构造催化剂的外观形状的立体图。
图2是示出试验用催化剂样品的外观形状的立体图。
图3是示出在用于评价有机物分解用蜂窝构造催化剂的有机物分解性能的试验中使用的试验装置的概略结构的图。
图4是用于说明向管的内部配置试验用催化剂样品的方法的剖视图。
具体实施方式
以下，示出本发明的实施方式，并具体地说明本发明的特征。
根据本发明的有机物分解用承载催化剂满足下述的第1必要条件(以下，称为本发明的第1必要条件)以及第2必要条件(以下，称为本发明的第2必要条件)中的至少一者。
满足本发明的第1必要条件的有机物分解用蜂窝构造催化剂是具备催化剂粒子的有机物分解用的蜂窝构造催化剂，催化剂粒子包含用通式AxByMzOw表示的钙钛矿型复合氧化物，A包含选自由Ba以及Sr构成的组的至少一种，B包含Zr，M是选自由Mn、Co、Ni以及Fe构成的组的至少一种，x、y以及z满足y+z＝1、1.001≤x≤1.05、0.05≤z≤0.2的关系，w是满足电中性的正的值，使用在1200℃进行了48小时的热处理的蜂窝构造催化剂，将按体积浓度以甲苯50ppm、氮气80％、氧气20％的比例包含甲苯、氮气以及氧气的被处理气体作为对象，在空间速度为30000/h、催化剂温度为400℃的条件下使甲苯分解，此时的甲苯分解率大于90％。
此外，满足本发明的第2必要条件的有机物分解用蜂窝构造催化剂是具备催化剂粒子的有机物分解用的蜂窝构造催化剂，催化剂粒子包含用通式AxByMzOw表示的钙钛矿型复合氧化物，A包含选自由Ba以及Sr构成的组的至少一种，B包含Zr，M是选自由Mn、Co、Ni以及Fe构成的组的至少一种，x、y以及z满足y+z＝1、1.001≤x≤1.05、0.05≤z≤0.2的关系，w是满足电中性的正的值，使用在1200℃进行48小时的热处理之前的蜂窝构造催化剂，将按体积浓度以甲苯50ppm、氮气80％、氧气20％的比例包含甲苯、氮气以及氧气的被处理气体作为对象，在空间速度为30000/h、催化剂温度为400℃的条件下使甲苯分解，在将此时的甲苯分解率设为1时，使用了进行热处理之后的蜂窝构造催化剂时的甲苯分解率大于0.935且小于1。
如后所述，满足上述本发明的第1必要条件以及第2必要条件中的至少一者的有机物分解用蜂窝构造催化剂对有机物的分解率高，且能够抑制在像1200℃那样的高温下进行了热处理之后的劣化。该有机物分解用蜂窝构造催化剂能够用于来自工厂、汽车的排出气体的净化等用于分解有机物的各种用途。在该情况下，能够构成为具备满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件中的至少一者的有机物分解用蜂窝构造催化剂的有机物分解装置。
(实施例)
称量高纯度的BaCO3、ZrO2以及MnCO3的粉末，使得成为表1的组成，加入纯水并与ZrO2制的球形石一同进行湿式混合，得到了浆料。用干燥机在120℃使该浆料干燥，然后对得到的粉以1100℃、两小时的条件进行热处理，由此得到了目标钙钛矿型复合氧化物。
接下来，在钙钛矿型复合氧化物中添加水、分散剂以及润滑剂并混匀，由此得到了压出成型用的混匀物。对该混匀物进行通过压出成型机压出的压出成型，并使其干燥，然后用电炉在大气中在1050℃以上且1700℃以下的温度进行烧成，由此得到了有机物分解用蜂窝构造催化剂。为了得到初始活性和耐热性，优选将烧成温度设为1200℃以上且1650℃以下。若烧成温度比1650℃高，则有可能过度进行烧结而产生裂纹等构造缺陷、催化剂活性下降。
图1是示出制作的有机物分解用蜂窝构造催化剂10的外观形状的立体图。有机物分解用蜂窝构造催化剂10设置有多个单元。有机物分解用蜂窝构造催化剂10的尺寸如下，即，图1的X轴方向上的尺寸为大约50mm，Y轴方向上的尺寸为大约50mm，Z轴方向上的尺寸为大约50mm。Z轴方向上的俯视下的单元的大小为大约1.5mm×大约1.5mm，每平方英寸的单元数为大约200个。
如上所述，有机物分解用蜂窝构造催化剂10具有对催化剂粒子进行了压出成型的构造。即，有机物分解用蜂窝构造催化剂10并不是使蜂窝构造的载体承载了催化剂粒子那样的构造。
接下来，从有机物分解用蜂窝构造催化剂10切出两个单元的量的棒状构造体，作为试验用催化剂样品。图2是示出试验用催化剂样品20的外观形状的立体图。试验用催化剂样品20的X轴方向上的尺寸为大约2mm，Y轴方向上的尺寸为大约4mm，Z轴方向上的尺寸为大约50mm。
此外，为了调查进行了高温下的热处理之后的特性，进一步用电炉对试验用催化剂样品20的一部分进行了1200℃、48小时的热处理。在以下的说明中，也将1200℃、48小时的热处理称为追加热处理。
通过上述的方法，得到了进行追加热处理之前以及进行了追加热处理之后的试验用催化剂样品。
<活性评价方法>
对试验用催化剂样品的活性评价方法进行说明。
(1)试验装置
图3是示出在用于评价有机物分解用蜂窝构造催化剂的有机物分解性能的试验中使用的试验装置30的概略结构的图。该试验装置30具备流通有机物的管31、用于对在管31中流通的有机物进行加热的加热部32、以及对加热部32进行控制的控制部33。
在管31的内部的、被加热部32加热的区域配置通过上述的方法制作的试验用催化剂样品20。
图4是用于说明向管31的内部配置试验用催化剂样品20的方法的剖视图。在1/4英寸大小的反应管41的内部，将试验用催化剂样品20插入至全长的大约一半，并在该状态下使用耐热性无机粘接剂42进行了固定、密封。然后，将插入了试验用催化剂样品20的每个反应管41插入到1/2英寸大小的管31的内部。
另外，管31和反应管41成为双重管构造，供给到管31的被处理气体仅通过试验用催化剂样品20的内部，并向后述的气体排出管35排出。
在管31的上游侧连接有气体供给管34。在气体供给管34连接有用于供给甲苯(有机物)的甲苯供给线36、用于供给氮气(N2)的氮气供给线37、以及用于供给氧气(O2)的氧气供给线38。即，在管31经由气体供给管34被供给包含甲苯、氮气以及氧气的被处理气体。
在管31的下游侧连接有气体排出管35，该气体排出管35用于将通过试验用催化剂样品20的内部而分解了有机物之后的已处理气体排出到系统外。在气体排出管35连接有用于对已处理气体进行采样的采样线39，构成为能够通过气相色谱仪对已处理气体中的甲苯的浓度进行分析。
控制部33构成为能够对被加热部32加热的区域的温度进行控制。
(2)试验方法
使用上述的试验装置30将包含甲苯、氮气以及氧气的被处理气体连续地供给到管31，进行了使甲苯分解的试验。被处理气体的组成按体积浓度设为甲苯(C7H8)：50ppm、氮气(N2)：80％、氧气(O2)：20％，测定时的空间速度SV设为30000/h，催化剂温度设为400℃。
在采样线39的出口处对已处理气体进行采样，并通过基于气相色谱仪的分析对甲苯浓度进行了定量。然后，基于下式(1)，求出了甲苯分解率。另外，式(1)中的“50”是处理前的被处理气体包含的甲苯浓度。
甲苯分解率(％)＝100-100×(甲苯浓度/50)…(1)
此外，将使用了追加热处理前的试验用催化剂样品20的情况下的甲苯分解率设为C1，并将使用了追加热处理后的试验用催化剂样品20的情况下的甲苯分解率设为C2，通过下式(2)算出了此时的由追加热处理造成的甲苯分解率的劣化率。
劣化率(％)＝100-100×(C2/C1)…(2)
在此，本发明的第2必要条件中的“使用在1200℃进行48小时的热处理之前的蜂窝构造催化剂，将按体积浓度以甲苯50ppm、氮气80％、氧气20％的比例包含甲苯、氮气以及氧气的被处理气体作为对象，在空间速度为30000/h、催化剂温度为400℃的条件下使甲苯分解，在将此时的甲苯分解率设为1时，使用了进行热处理之后的蜂窝构造催化剂时的甲苯分解率大于0.935且小于1”这样的条件，等同于劣化率大于0％且小于6.5％。
在表1示出制作的试样编号1～22的有机物分解用蜂窝构造催化剂的特性。
[表1]
Figure BDA0002660544040000081
在表1中，分别示出了催化剂的组成、烧成温度、追加热处理前以及追加热处理后的甲苯分解率以及劣化率。在表1中，在试样编号标注有＊的试样是不满足上述的本发明的第1必要条件以及第2必要条件这两个必要条件的试样，在试样编号未标注＊的试样满足上述的本发明的第1必要条件以及第2必要条件这两个必要条件。
在表1的试样编号1～22的有机物分解用蜂窝构造催化剂中，用通式AxByMzOw表示的钙钛矿型复合氧化物的A是Ba，B是Zr，M是Mn。
试样编号1～7的有机物分解用蜂窝构造催化剂是如下的试样，即，组成y以及z相同，但是组成x不同。满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件的试样编号3～6的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理前以及追加热处理后的甲苯分解率大于90％，且追加热处理后的劣化率变成小于6.5％的值，更详细地，变成3.6％以下。
相对于此，组成x为1.001≤x≤1.05的范围外且不满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件的试样编号1、2以及7的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理后的甲苯分解率变成90％以下。此外，试样编号1以及2的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理后的劣化率变得大于6.5％。试样编号7的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理后的劣化率小至2.0％，但是追加热处理前以及追加热处理后的甲苯分解率为90％以下，更详细地，变成小至87.1％以下的值。
此外，在满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件的试样编号3～6的有机物分解用蜂窝构造催化剂之中，x满足x≥1.005的关系的试样编号4～6的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理后的劣化率进一步小至1.5％以下。
因此，优选地，在满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件中的至少一者的有机物分解用蜂窝构造催化剂中，组成x进一步满足x≥1.005的关系。
试样编号8～11的有机物分解用蜂窝构造催化剂是如下的试样，即，组成x为1.001，组成y以及z不同。满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件的试样编号9以及10的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理前以及追加热处理后的甲苯分解率大于90％，且追加热处理后的劣化率为小于6.5％的值，具体地，变成3.2％以下。
相对于此，组成z为0.05≤z≤0.2的范围外且不满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件的试样编号8以及11的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理后的甲苯分解率变成90％以下。此外，试样编号11的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理后的劣化率变得大于6.5％。试样编号8的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理后的劣化率小至1.8％，但是追加热处理前以及追加热处理后的甲苯分解率为90％以下，更详细地，变成了小至85.9％以下的值。
试样编号12～15的有机物分解用蜂窝构造催化剂是如下的试样，即，组成x为1.050，组成y以及z不同。满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件的试样编号13以及14的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理前以及追加热处理后的甲苯分解率大于90％，且追加热处理后的劣化率为小于6.5％的值，具体地，变成1.6％以下。
相对于此，组成z为0.05≤z≤0.2的范围外且不满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件的试样编号12以及15的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理后的甲苯分解率变成90％以下。此外，试样编号15的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理后的劣化率变得大于6.5％。试样编号12的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理后的劣化率小至1.0％，但是追加热处理前以及追加热处理后的甲苯分解率为90％以下，更详细地，变成小至87.8％以下的值。
此外，试样编号9和13的有机物分解用蜂窝构造催化剂是如下的试样，即，满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件，组成y以及z相同，但是组成x不同。此外，试样编号10和14的有机物分解用蜂窝构造催化剂是如下的试样，即，满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件，组成y以及z相同，但是组成x不同。在这些有机物分解用蜂窝构造催化剂之中，x满足x≥1.005的关系的试样编号13以及14的有机物分解用蜂窝构造催化剂与x不满足x≥1.005的关系的试样编号9以及10的有机物分解用蜂窝构造催化剂相比，追加热处理后的劣化率变小。因此，优选地，在满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件中的至少一者的有机物分解用蜂窝构造催化剂中，组成x进一步满足x≥1.005的关系。
试样编号5以及16～22的有机物分解用蜂窝构造催化剂是如下的试样，即，组成相同，但是烧成温度不同。满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件的试样编号5以及17～21的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理前以及追加热处理后的甲苯分解率大于90％，且追加热处理后的劣化率为小于6.5％的值，具体地，变成2.0％以下。
相对于此，将烧成温度设为1000℃的试样编号16的有机物分解用蜂窝构造催化剂在制造时的燃烧不充分，未能维持蜂窝构造体。
此外，将烧成温度设为1700℃的试样编号22的有机物分解用蜂窝构造催化剂由于烧成时的收缩而经常产生裂纹等缺陷，未能得到良好的蜂窝构造体。
试样编号16以及22的有机物分解用蜂窝构造催化剂未能维持蜂窝构造体，或者是经常产生裂纹等缺陷的构造，因此未能进行甲苯分解率以及劣化率的计测评价。即，试样编号16以及22的有机物分解用蜂窝构造催化剂是不满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件的试样。根据上述的结果，制造有机物分解用蜂窝构造催化剂时的烧成温度优选为1050℃以上且1650℃以下。
接下来，出于确认改变了催化剂的组成的情况下的特性的目的，制作了表2所示的试样编号23～42的有机物分解用蜂窝构造催化剂。在此，除了在制作表1的试样编号1～21的有机物分解用承载催化剂时使用的原料粉末以外，还准备了高纯度的SrCO3粉末、Co3O4粉末、NiO粉末以及Fe2O3粉末，制作了钙钛矿型复合氧化物，使得成为表2的组成。制作的有机物分解用蜂窝构造催化剂的评价方法与上述的评价方法相同。
[表2]
Figure BDA0002660544040000121
在表2中，在试样编号标注有＊的试样是不满足上述的本发明的第1必要条件以及第2必要条件这两个必要条件的试样，在试样编号未标注＊的试样是满足上述的本发明的第1必要条件以及第2必要条件这两个必要条件的试样。
试样编号23～27的有机物分解用蜂窝构造催化剂是如下的试样，即，用通式AxByMzOw表示的钙钛矿型复合氧化物的A是Ba，B是Zr，M是Co。满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件的试样编号24～26的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理前以及追加热处理后的甲苯分解率大于90％，且追加热处理后的劣化率变成小于6.5％的值。
此外，在满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件的试样编号24～26的有机物分解用蜂窝构造催化剂之中，组成x满足x≥1.005的关系的试样编号25以及26的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理后的劣化率进一步小至3.5％以下，追加热处理前的甲苯分解率为97.4％以上，且追加热处理后的甲苯分解率变大至95.1％以上。因此，优选地，在满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件中的至少一者的有机物分解用蜂窝构造催化剂中，组成x进一步满足x≥1.005的关系。
相对于此，组成x为1.001≤x≤1.05的范围外或组成z为0.05≤z≤0.2的范围外且不满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件的试样编号23以及27的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理后的甲苯分解率为90％以下，且追加热处理后的劣化率变得大于6.5％。
试样编号28～32的有机物分解用蜂窝构造催化剂是如下的试样，即，用通式AxByMzOw表示的钙钛矿型复合氧化物的A是Ba，B是Zr，M是Mn、Co、Ni以及Fe。满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件的试样编号29～31的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理前以及追加热处理后的甲苯分解率大于90％，且追加热处理后的劣化率变成小于6.5％的值。
此外，在满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件的试样编号29～31的有机物分解用蜂窝构造催化剂之中，组成x满足x≥1.005的关系的试样编号30以及31的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理后的劣化率进一步小至3.4％以下，追加热处理前的甲苯分解率为98.1％以上，且追加热处理后的甲苯分解率进一步变大至95.1％以上。因此，优选地，在满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件的有机物分解用蜂窝构造催化剂中，组成x进一步满足x≥1.005的关系。
相对于此，组成x为1.001≤x≤1.05的范围外或组成z为0.05≤z≤0.2的范围外且不满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件的试样编号28以及32的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理后的甲苯分解率为90％以下，且追加热处理后的劣化率变得大于6.5％。
试样编号33～37的有机物分解用蜂窝构造催化剂是如下的试样，即，用通式AxByMzOw表示的钙钛矿型复合氧化物的A是Sr，B是Zr，M是Mn。满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件的试样编号34～36的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理前以及追加热处理后的甲苯分解率大于90％，且追加热处理后的劣化率变成小于6.5％的值。
此外，在满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件的试样编号34～36的有机物分解用蜂窝构造催化剂之中，组成x满足x≥1.005的关系的试样编号35以及36的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理前的甲苯分解率为93.8％以上，且追加热处理后的甲苯分解率进一步变大至90.2％以上。
因此，优选地，在满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件的有机物分解用蜂窝构造催化剂中，组成x进一步满足x≥1.005的关系。
相对于此，组成x为1.001≤x≤1.05的范围外或组成z为0.05≤z≤0.2的范围外且不满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件的试样编号33以及37的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理后的甲苯分解率为90％以下，且追加热处理后的劣化率变得大于6.5％。
试样编号38～41的有机物分解用蜂窝构造催化剂是如下的试样，即，用通式AxByMzOw表示的钙钛矿型复合氧化物的A是Ba以及Sr，B是Zr，M是Mn、Co、Ni以及Fe。满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件的试样编号39以及40的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理前以及追加热处理后的甲苯分解率大于90％，且追加热处理后的劣化率变成小于6.5％的值。
此外，在满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件的试样编号39以及40的有机物分解用蜂窝构造催化剂之中，满足组成x为x≥1.005的关系的试样编号40的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理前的甲苯分解率为96.9％，且追加热处理后的甲苯分解率进一步变大至90.8％。因此，优选地，在满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件的有机物分解用蜂窝构造催化剂中，组成x进一步满足x≥1.005的关系。
相对于此，组成x为1.001≤x≤1.05的范围外或组成z为0.05≤z≤0.2的范围外且不满足本发明的第1必要条件以及第2必要条件的试样编号38以及41的有机物分解用蜂窝构造催化剂的追加热处理后的甲苯分解率为90％以下，且追加热处理后的劣化率变得大于6.5％。
另外，虽然在表1以及表2中，在试样编号未标注＊的试样满足上述的本发明的第1必要条件以及第2必要条件这两个必要条件，但是只要满足第1必要条件以及第2必要条件中的至少一者，就能够达到有机物的分解率高且能够抑制由高温下的热处理造成的劣化这样的效果。
(比较例)
为了与本发明的有机物分解用蜂窝构造催化剂进行比较，制作了使蜂窝构造的载体承载了催化剂的比较用蜂窝构造催化剂。具体地，通过与制作表1的试样编号5的试样的方法相同的方法制作钙钛矿型复合氧化物，对450g的制作的钙钛矿型复合氧化物加入320g的纯水，进一步加入适量的有机分散剂和消泡剂，并与ZrO2制的球形石一同进行两小时的湿式混合，得到了催化剂浆料。
对于得到的催化剂浆料，将成为载体的蜂窝陶瓷浸渍一分钟。蜂窝陶瓷包含多孔体堇青石。蜂窝陶瓷的外观形状与图1所示的有机物分解用蜂窝构造催化剂的外观形状相同，其大小如下，即，图1的X轴方向上的尺寸为大约40mm，Y轴方向上的尺寸为大约40mm，Z轴方向上的尺寸为大约50mm。Z轴方向上的俯视下的单元的大小为大约1.5mm×大约1.5mm，每平方英寸的单元数为大约200个。
在蜂窝陶瓷的单元以外的部分设置有许多的气孔。气孔的直径例如为0.3μm以上且50μm以下，平均直径为3μm，体积气孔率为大约50％。另外，气孔的直径是等效圆直径。
在浸渍到催化剂浆料之后，通过空气流将残留在蜂窝陶瓷的多余的催化剂浆料吹掉，然后用干燥机在120℃使其干燥12小时。此后，用电炉在空气中在1000℃将蜂窝陶瓷烧成3小时，得到了比较用蜂窝构造催化剂。在该比较用蜂窝构造催化剂中，在作为载体的蜂窝陶瓷的单元的内壁承载有催化剂粒子。
对于得到的比较用蜂窝构造催化剂，通过与上述的评价方法同样的方法对进行了高温下的热处理之后的特性进行了调查。即，用电炉对比较用蜂窝构造催化剂进行1200℃、48小时的热处理，然后求出了甲苯分解率，结果变成低至60％的值。认为其原因在于，蜂窝陶瓷的堇青石和催化剂在热处理中进行了化学反应。
即，在使蜂窝构造的载体承载了包含与本发明的有机物分解用蜂窝构造催化剂相同的组成的钙钛矿型复合氧化物的催化剂的比较用蜂窝构造催化剂中，由于在1200℃的高温进行热处理而造成的劣化大，有机物的分解率大幅下降。
相对于此，本发明的有机物分解用蜂窝构造催化剂未使用载体、用于使载体承载催化剂的结合材料等，因此不会产生载体材料、结合材料与催化剂材料的化学反应，能够抑制由高温下的热处理造成的劣化。因此，本发明的有机物分解用蜂窝构造催化剂能够在高温环境下使用，例如，即使是在使用以往的催化剂的情况下需要冷却设备的结构，在使用本发明的有机物分解用蜂窝构造催化剂的情况下，也能够省略这样的冷却设备，能够对设备的简化做出贡献。
本发明并不限定于上述实施方式，能够在本发明的范围内施加各种应用、变形。
虽然在上述的说明中列举了使用本发明的有机物分解用蜂窝构造催化剂对甲苯进行分解的例子，但是有机物并不限定于甲苯。
此外，虽然在上述的说明中设为使用包含催化剂粒子的混匀物通过压出成型来制作有机物分解用蜂窝构造催化剂而进行了说明，但是也可以通过其它制作方法来制作。例如，也可以使用包含催化剂粒子的材料通过3D打印机(三维造形装置)来制作有机物分解用蜂窝构造催化剂。
附图标记说明
10：蜂窝陶瓷；
20：试验用催化剂样品；
30：试验装置；
31：管；
32：加热部；
33：控制部；
34：气体供给管；
35：气体排出管；
36：甲苯供给线；
37：氮气供给线；
38：氧气供给线；
39：采样线；
41：反应管；
42：耐热性无机粘接剂。

Claims (5)

1.一种有机物分解用蜂窝构造催化剂，是具备催化剂粒子的有机物分解用的蜂窝构造催化剂，其特征在于，
所述催化剂粒子包含用通式AxByMzOw表示的钙钛矿型复合氧化物，A包含选自由Ba以及Sr构成的组的至少一种，B包含Zr，M是选自由Mn、Co、Ni以及Fe构成的组的至少一种，x、y以及z满足以下关系：
y+z＝1；
1.001≤x≤1.05；
0.05≤z≤0.2，
w是满足电中性的正的值，
使用在1200℃进行了48小时的热处理的所述蜂窝构造催化剂，将按体积浓度以甲苯50ppm、氮气80％、氧气20％的比例包含所述甲苯、所述氮气以及所述氧气的被处理气体作为对象，在空间速度为30000/h、催化剂温度为400℃的条件下使所述甲苯分解，此时的甲苯分解率大于90％。
2.一种有机物分解用蜂窝构造催化剂，是具备催化剂粒子的有机物分解用的蜂窝构造催化剂，其特征在于，
所述催化剂粒子包含用通式AxByMzOw表示的钙钛矿型复合氧化物，A包含选自由Ba以及Sr构成的组的至少一种，B包含Zr，M是选自由Mn、Co、Ni以及Fe构成的组的至少一种，x、y以及z满足以下关系：
y+z＝1；
1.001≤x≤1.05；
0.05≤z≤0.2，
w是满足电中性的正的值，
使用在1200℃进行48小时的热处理之前的所述蜂窝构造催化剂，将按体积浓度以甲苯50ppm、氮气80％、氧气20％的比例包含所述甲苯、所述氮气以及所述氧气的被处理气体作为对象，在空间速度为30000/h、催化剂温度为400℃的条件下使所述甲苯分解，在将此时的甲苯分解率设为1时，使用了进行所述热处理之后的所述蜂窝构造催化剂时的所述甲苯分解率大于0.935且小于1。
3.根据权利要求1或2所述的有机物分解用蜂窝构造催化剂，其特征在于，
所述x满足x≥1.005的关系。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的有机物分解用蜂窝构造催化剂，其特征在于，
所述蜂窝构造催化剂具有对所述催化剂粒子进行了压出成型的构造。
5.一种有机物分解装置，其特征在于，
具备权利要求1～4中的任一项所述的有机物分解用蜂窝构造催化剂。
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