CN111801161B - 有机物分解用承载催化剂以及有机物分解装置 - Google Patents

有机物分解用承载催化剂以及有机物分解装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111801161B
CN111801161B CN201980016529.3A CN201980016529A CN111801161B CN 111801161 B CN111801161 B CN 111801161B CN 201980016529 A CN201980016529 A CN 201980016529A CN 111801161 B CN111801161 B CN 111801161B
Authority
CN
China
Prior art keywords
catalyst
supported
decomposition
organic
carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201980016529.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111801161A (zh
Inventor
吴竹悟志
菅原成雄
石原健太郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of CN111801161A publication Critical patent/CN111801161A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111801161B publication Critical patent/CN111801161B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/889—Manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/8892—Manganese
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/01—Deodorant compositions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/015—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using gaseous or vaporous substances, e.g. ozone
    • A61L9/02—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using gaseous or vaporous substances, e.g. ozone using substances evaporated in the air by heating or combustion
    • A61L9/03—Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8643—Removing mixtures of carbon monoxide or hydrocarbons and nitrogen oxides
    • B01D53/8646—Simultaneous elimination of the components
    • B01D53/865—Simultaneous elimination of the components characterised by a specific catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8668—Removing organic compounds not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8665
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8678—Removing components of undefined structure
    • B01D53/8687—Organic components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8696—Controlling the catalytic process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/02—Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/04—Alumina
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/066—Zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/32—Manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/34—Manganese
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/66—Silver or gold
    • B01J23/68—Silver or gold with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/688—Silver or gold with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium with manganese, technetium or rhenium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/78—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with alkali- or alkaline earth metals
    • B01J35/50—
    • B01J35/56—
    • B01J35/612—
    • B01J35/633—
    • B01J35/647—
    • B01J35/651—
    • B01J35/653—
    • B01J35/657—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G45/00—Compounds of manganese
    • C01G45/12—Manganates manganites or permanganates
    • C01G45/1207—Permanganates ([MnO]4-) or manganates ([MnO4]2-)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G45/00—Compounds of manganese
    • C01G45/12—Manganates manganites or permanganates
    • C01G45/1221—Manganates or manganites with a manganese oxidation state of Mn(III), Mn(IV) or mixtures thereof
    • C01G45/125—Manganates or manganites with a manganese oxidation state of Mn(III), Mn(IV) or mixtures thereof of the type[MnO3]n-, e.g. Li2MnO3, Li2[MxMn1-xO3], (La,Sr)MnO3
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G51/00—Compounds of cobalt
    • C01G51/40—Cobaltates
    • C01G51/66—Cobaltates containing alkaline earth metals, e.g. SrCoO3
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G53/00—Compounds of nickel
    • C01G53/40—Nickelates
    • C01G53/66—Nickelates containing alkaline earth metals, e.g. SrNiO3, SrNiO2
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/104—Silver
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/204—Alkaline earth metals
    • B01D2255/2042—Barium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/204—Alkaline earth metals
    • B01D2255/2047—Magnesium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/206—Rare earth metals
    • B01D2255/2061—Yttrium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/206—Rare earth metals
    • B01D2255/2063—Lanthanum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20707—Titanium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20715—Zirconium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/2073—Manganese
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20738—Iron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20746—Cobalt
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20753—Nickel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20792—Zinc
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/209—Other metals
    • B01D2255/2092—Aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/209—Other metals
    • B01D2255/2094—Tin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/40—Mixed oxides
    • B01D2255/402—Perovskites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/92—Dimensions
    • B01D2255/9202—Linear dimensions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/92—Dimensions
    • B01D2255/9207—Specific surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/702—Hydrocarbons
    • B01D2257/7027—Aromatic hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/01—Engine exhaust gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/16—Clays or other mineral silicates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/009—Preparation by separation, e.g. by filtration, decantation, screening
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/30—Three-dimensional structures
    • C01P2002/34—Three-dimensional structures perovskite-type (ABO3)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/50—Solid solutions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/77—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by unit-cell parameters, atom positions or structure diagrams
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/14—Pore volume
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/16—Pore diameter

Abstract

有机物分解用承载催化剂具备载体和承载在载体的催化剂粒子。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、x＞1、z＜0.4的关系，w是满足电中性的正的值。在将热处理前的有机物分解率设为1时，将有机物分解用承载催化剂在950℃进行了48小时的热处理之后的有机物分解率大于0.97，将有机物分解用承载催化剂在水中以28kHz、220W的条件进行了15分钟的超声波处理时的催化剂粒子的剥离量相对于催化剂粒子的承载量不足1重量％。

Description

有机物分解用承载催化剂以及有机物分解装置
技术领域
本发明涉及用于分解有机物的有机物分解用承载催化剂以及包含有机物分解用承载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。
在专利文献1记载了如下的有机物分解用催化剂，即，未使用贵金属以及稀土元素，即使在800℃进行100小时的热处理，劣化也少。
此外，在专利文献2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：日本专利第6303834号公报
专利文献2：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1记载的有机物分解用催化剂像在专利文献2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。
另一方面，已知若不使用无机溶胶而使有机物分解用催化剂承载于载体，则催化剂的密接性变低，催化剂的剥离率变高。
本发明用于解决上述课题，其目的在于，提供一种能够抑制承载在载体的催化剂粒子的剥离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承载催化剂以及具备这样的有机物分解用承载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承载催化剂具备：
载体；以及
催化剂粒子，承载在所述载体，
所述有机物分解用承载催化剂的特征在于，
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y+z＝1、x＞1、z＜0.4的关系，w是满足电中性的正的值，
在将热处理前的有机物分解率设为1时，将所述有机物分解用承载催化剂在950℃进行了48小时的热处理之后的有机物分解率大于0.97，
将所述有机物分解用承载催化剂在水中以28kHz、220W的条件进行了15分钟的超声波处理时的所述催化剂粒子的剥离量相对于所述催化剂粒子的承载量不足1重量％。
所述x以及所述z可以分别满足以下关系：
1.001≤x≤1.05；
0.05≤z≤0.2。
此外，所述x可以满足x≥1.005的关系。
包含承载在所述载体的所述催化剂粒子的催化剂承载膜的膜厚可以为5μm以上。
所述载体可以是包含多个直径为0.3μm以上且50μm以下的气孔的多孔质构造体。
所述载体可以包含堇青石。
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承载催化剂。
发明效果
根据本发明的有机物分解用承载催化剂，能够抑制承载在载体的催化剂粒子的剥离，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能够抑制承载在载体的催化剂粒子的剥离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承载催化剂，因此有机物分解特性优异。
附图说明
图1是示出蜂窝陶瓷的外观形状的立体图。
图2是在Z轴方向上观察图1的蜂窝陶瓷时的部分放大示意图。
图3是示出承载蜂窝样品的外观形状的立体图。
图4是示出在用于评价有机物分解用承载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5是用于说明向管的内部配置承载蜂窝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必要条件(以下，称为本发明的必要条件)。即，根据本发明的有机物分解用承载催化剂具备载体和承载在载体的催化剂粒子，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、x＞1、z＜0.4的关系，w是满足电中性的正的值，在将热处理前的有机物分解率设为1时，将有机物分解用承载催化剂在950℃进行了48小时的热处理之后的有机物分解率大于0.97，将有机物分解用承载催化剂在水中以28kHz、220W的条件进行了15分钟的超声波处理时的催化剂粒子的剥离量相对于承载量不足1重量％。
如后所述，满足上述本发明的必要条件的有机物分解用承载催化剂能够抑制承载在载体的催化剂粒子的剥离，且能够抑制由高温下的热处理造成的劣化。该有机物分解用承载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必要条件的有机物分解用承载催化剂的有机物分解装置。
(实施例1)
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，为了得到承载用的催化剂浆料，如表1所示，对450g的钙钛矿型化合物加入320g的纯水，进一步适量地加入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。在制作催化剂浆料时，未使用无机溶胶。
对得到的催化剂浆料，将成为载体的蜂窝陶瓷浸渍1分钟。蜂窝陶瓷包含堇青石。在本实施方式中，蜂窝陶瓷包含多孔体堇青石。
图1是示出蜂窝陶瓷10的外观形状的立体图。此外，图2是在Z轴方向上观察图1的蜂窝陶瓷10时的部分放大示意图。
蜂窝陶瓷10的尺寸如下，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。在蜂窝陶瓷10设置有多个单元11。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。
如图2所示，在蜂窝陶瓷10的单元11以外的部分设置有许多的气孔12。即，蜂窝陶瓷10是包含多个气孔12的多孔质构造体。气孔12具有如下的功能，即，在对蜂窝陶瓷10涂敷了催化剂浆料时，使多孔体堇青石吸收催化剂浆料包含的水分。即，催化剂浆料包含的水分通过气孔12的毛细管吸引力被多孔体堇青石吸收，催化剂粒子的浓度增加，从而能够形成催化剂粒子与单元的内壁密接的催化剂承载膜。
在本实施方式中，作为载体的蜂窝陶瓷的气孔12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％。气孔12的直径是等效圆直径。上述的气孔12的直径等是在如下的条件下通过水银压入法求出的值，即，水银接触角为130°，水银表面张力为485mN/m，测定压力范围为3.45kPa～414MPa。
另外，在本发明中，载体并不限定于蜂窝陶瓷，载体的气孔12的直径、平均直径以及体积气孔率也不限定于上述数值。
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500℃以上且1150℃以下的给定的烧成温度(参照表1)将蜂窝陶瓷烧成3小时，得到了作为有机物分解用承载催化剂的烧成物。在该烧成物中，在作为载体的蜂窝陶瓷的单元的内壁承载有催化剂粒子。
接下来，将得到的烧成物切成两个单元的量的棒状，然后用砂纸将附着在外周部的多余的催化剂削掉，作为承载蜂窝样品。图3是示出承载蜂窝样品20的外观形状的立体图。承载蜂窝样品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，进一步用电炉对承载蜂窝样品20的一部分进行了950℃、48小时的追加热处理。
通过上述的方法，得到了追加热处理前以及追加热处理后的活性评价用的承载蜂窝样品。
<活性评价方法>
对承载蜂窝样品的活性评价方法进行说明。
(1)试验装置
图4是示出在用于评价有机物分解用承载催化剂的有机物分解性能的试验中使用的试验装置40的概略结构的图。该试验装置40具备流通有机物的管41、用于对在管41中流通的有机物进行加热的加热部42、以及对加热部42进行控制的控制部43。
在管41的内部的、被加热部42加热的区域配置通过上述的方法制作的承载蜂窝样品。
图5是用于说明向管41的内部配置承载蜂窝样品20的方法的剖视图。在1/4英寸大小的反应管51的内部，将承载蜂窝样品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52进行了固定、密封。然后，将插入了承载蜂窝样品20的每个反应管51插入到1/2英寸大小的管41的内部。
另外，管41和反应管51成为双重管构造，供给到管41的被处理气体仅通过承载蜂窝样品20的内部，并向后述的气体排出管45排出。
在管41的上游侧连接有气体供给管44。在气体供给管44连接有用于供给甲苯(有机物)的甲苯供给线46、用于供给氮气(N2)的氮气供给线47、以及用于供给氧气(O2)的氧气供给线48。即，在管41经由气体供给管44被供给包含甲苯、氮气以及氧气的被处理气体。
在管41的下游侧连接有气体排出管45，该气体排出管45用于将通过配置在管41的内部的承载蜂窝样品20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45连接有用于对已处理气体进行采样的采样线49，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43构成为能够对被加热部42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40将包含甲苯、氮气以及氧气的被处理气体连续地供给到管41，进行了使甲苯分解的试验。被处理气体的组成设为甲苯(C7H8)：50ppm、氮气(N2)：80vol％、氧气(O2)：20vol％，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49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。
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承载蜂窝样品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承载蜂窝样品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)
接下来，对催化剂粒子的密接性的评价方法进行说明。
首先，通过与上述同样的方法得到作为有机物分解用承载催化剂的烧成物，然后求出承载催化剂前的蜂窝陶瓷与承载催化剂后的烧成物的重量差，由此求出催化剂粒子的承载量W0。
接着，将烧成物设置在不锈钢容器内，并使其淹没在纯水中，在该状态下以28kHz、220W的条件进行15分钟的超声波处理。此后，将烧成物从纯水中取出并将水充分除去，然后用干燥机在120℃进行12小时的干燥处理。然后，测定干燥处理后的烧成物的重量，求出与承载催化剂前的蜂窝陶瓷的重量之差，由此求出催化剂粒子的残存量W1。
基于通过上述的方法求出的催化剂粒子的承载量W0和催化剂粒子的残存量W1，通过下式(3)求出了催化剂粒子的剥离率。
剥离率(％)＝100-100×(W1/W0)…(3)
接下来，对包含承载在蜂窝陶瓷的催化剂粒子的催化剂承载膜的膜厚的测定方法进行说明。
对于通过与上述同样的方法制作的棒状的承载蜂窝样品，用#400的砂纸将由Y轴方向以及Z轴方向规定的面研磨大约1mm左右。用光学显微镜从与研磨面正交的方向观察研磨后的承载蜂窝样品，使用两点间计测功能，计测附着在单元的内壁的催化剂承载膜的膜厚。关于膜厚，在沿着Z轴方向的等间隔的五处进行了测定，并求出了其平均值。
在表1示出制作的试样编号1～21的有机物分解用承载催化剂的特性。
[表1]
Figure BDA0002660542060000081
在表1中，分别示出了催化剂的组成、为了得到承载用的催化剂浆料而使用的钙钛矿型化合物和纯水的量、烧成温度、追加热处理前的有机物分解用承载催化剂中的催化剂承载量、分解率以及剥离率、追加热处理后的有机物分解用承载催化剂的分解率以及劣化率。在催化剂承载量之中，用g/L示出的数值是将催化剂粒子的质量(g)用载体的体积(L)进行了归一化的量，更详细地，是将催化剂粒子的质量(g)用包含蜂窝陶瓷的单元以及单元内的空洞的整个体积进行了归一化的量。
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必要条件的试样。
在此，本发明的必要条件中的“在将热处理前的有机物分解率设为1时，将有机物分解用承载催化剂在950℃进行了48小时的热处理之后的有机物分解率大于0.97”这样的必要条件等同于表1所示的追加热处理后的劣化率不足3.0％。此外，“将有机物分解用承载催化剂在水中以28kHz、220W的条件进行了15分钟的超声波处理时的催化剂粒子的剥离量相对于催化剂粒子的承载量不足1重量％”这样的必要条件等同于表1所示的追加热处理前的剥离率不足1重量％。
在试样编号1～3的有机物分解用承载催化剂中，用通式AxByMzOw表示的钙钛矿型复合氧化物的组成x为1.000，不满足本发明的必要条件。烧成温度为500℃的试样编号1的有机物分解用承载催化剂以及烧成温度为800℃的试样编号2的有机物分解用承载催化剂的剥离率变得大幅大于1重量％，但是烧成温度为950℃的试样编号3的有机物分解用承载催化剂的剥离率变得不足1重量％。但是，试样编号1～3的有机物分解用承载催化剂在950℃进行了48小时的追加热处理之后的甲苯分解率的劣化率全部变成3.8％以上，高温热处理后的劣化率变大。
试样编号4～8的有机物分解用承载催化剂是如下的试样，即，将组成x设为1.010，使烧成温度在500℃以上且1150℃以下的范围改变。不满足本发明的必要条件的试样编号4、5以及8的有机物分解用承载催化剂的剥离率或追加热处理后的劣化率的数值变差。
即，烧成温度为500℃的试样编号4的有机物分解用承载催化剂的剥离率为21重量％，烧成温度为800℃的试样编号5的有机物分解用承载催化剂的剥离率为8重量％，剥离率超过了1重量％。
此外，烧成温度为1150℃的试样编号8的有机物分解用承载催化剂的追加热处理后的劣化率变得高至9.1％。推定这是因为，烧成温度为1150℃，过高，因此催化剂的比表面积下降，在烧成时与载体之间产生化学反应而使催化剂劣化。
相对于此，满足本发明的必要条件的试样编号6以及7的有机物分解用承载催化剂的分解率为97.9％以上，剥离率不足1重量％，追加热处理后的劣化率变得不足0.3％。即，满足本发明的必要条件的试样编号6以及7的有机物分解用承载催化剂对有机物的分解率高，可抑制承载在载体的催化剂粒子的剥离，且可抑制由高温下的热处理造成的劣化。
试样编号9～13的有机物分解用承载催化剂是如下的试样，即，烧成温度为950℃，使组成x在0.995以上且1.100以下的范围变更。试样编号9～13的有机物分解用承载催化剂的剥离率全部变得不足1重量％。
组成x为0.995且不满足本发明的必要条件的试样编号9的有机物分解用承载催化剂的追加热处理后的劣化率变成高至8.0％的数值。
另一方面，满足本发明的必要条件的试样编号10～13的有机物分解用承载催化剂的劣化率变成1.3％以下。即，在满足本发明的必要条件的试样编号10～13的有机物分解用承载催化剂中，催化剂粒子的剥离率低，且由高温下的热处理造成的劣化少。
试样编号14～21的有机物分解用承载催化剂是如下的试样，即，烧成温度为950℃，组成x为1.001或1.050，使组成z在0.020以上且0.400以下的范围变更。试样编号14～21的有机物分解用承载催化剂的剥离率全部变得不足1重量％。
组成z为0.400且不满足本发明的必要条件的试样编号17以及21的有机物分解用承载催化剂的追加热处理后的劣化率分别变成高至5.6％以及3.1％的数值。
另一方面，满足本发明的必要条件的试样编号14～16、18～20的有机物分解用承载催化剂的劣化率变成1.6％以下。即，在满足本发明的必要条件的试样编号14～16、18～20的有机物分解用承载催化剂中，催化剂粒子的剥离率低，且由高温下的热处理造成的劣化少。
此外，在满足本发明的必要条件的有机物分解用承载催化剂之中，在组成x满足1.001≤x≤1.05的关系且组成z满足0.05≤z≤0.2的关系的试样编号6、7、10～12、15、16、19、20的有机物分解用承载催化剂中，甲苯的分解率变成90％以上。另一方面，在满足本发明的必要条件的有机物分解用承载催化剂之中，在组成x和组成z中的至少一者不满足上述关系(1.001≤x≤1.05、0.05≤z≤0.2)的试样编号13、14以及18的有机物分解用承载催化剂中，甲苯的分解率变得不足90％。
因此，优选地，在满足本发明的必要条件的有机物分解用承载催化剂中，进一步地，组成x满足1.001≤x≤1.05的关系，且组成z满足0.05≤z≤0.2的关系。
此外，在满足本发明的必要条件的有机物分解用承载催化剂之中，组成x满足x≥1.005的关系的试样编号6、7、11～13、18～20的有机物分解用承载催化剂的追加热处理后的劣化率变成0.7％以下。另一方面，在满足本发明的必要条件的有机物分解用承载催化剂之中，组成x不满足x≥1.005的关系的试样编号10、14～16的有机物分解用承载催化剂的追加热处理后的劣化率变成1.2％以上。
因此，优选地，在满足本发明的必要条件的有机物分解用承载催化剂中，组成x进一步满足x≥1.005的关系。
在此，为了对使用了一般被用作结合剂的无机溶胶的情况下的特性也进行确认，制作了表2的试样编号22～27的有机物分解用承载催化剂。在试样编号标注有＊的这些有机物分解用承载催化剂是不满足本发明的必要条件的试样。
表2的试样编号22以及25的有机物分解用承载催化剂使用SiO2溶胶作为无机溶胶而制作了承载用的催化剂浆料，试样编号23以及26的有机物分解用承载催化剂使用Al2O3溶胶作为无机溶胶而制作了承载用的催化剂浆料，试样编号24以及27的有机物分解用承载催化剂使用氧化锆溶胶作为无机溶胶而制作了承载用的催化剂浆料。在SiO2溶胶中，固态成分为40重量％，pH为9.0，平均粒子直径为20nm。在Al2O3溶胶中，固态成分为20重量％，pH为8.0，平均粒子直径为20nm。在氧化锆溶胶中，固态成分为40重量％，pH为9.5，平均粒子直径为90nm。
在制作承载用的催化剂浆料时的各个无机溶胶的含量如表2所示。如表2所示，试样编号22～24的有机物分解用承载催化剂的催化剂组成与试样编号1的有机物分解用承载催化剂的催化剂组成相同。此外，试样编号25～27的有机物分解用承载催化剂的催化剂组成与试样编号4的有机物分解用承载催化剂的催化剂组成相同。除了使用无机溶胶以外，通过与试样编号1以及4的有机物分解用承载催化剂同样的方法进行了各试样的制作以及评价。另外，无论是哪个试样，烧成温度均为500℃的低温。
[表2]
Figure BDA0002660542060000131
如表2所示，未使用无机溶胶而制作了催化剂浆料的试样编号1的有机物分解用承载催化剂的剥离率变成22重量％。相对于此，虽然组成与试样编号1的有机物分解用承载催化剂相同但是使用无机溶胶而制作了催化剂浆料的试样编号22～24的有机物分解用承载催化剂的剥离率变得不足1重量％。但是，在试样编号22～24的有机物分解用承载催化剂中，追加热处理后的劣化率变成高至8.8％以上的数值。
此外，如表2所示，未使用无机溶胶而制作了催化剂浆料的试样编号4的有机物分解用承载催化剂的剥离率变成21重量％。相对于此，虽然组成与试样编号4的有机物分解用承载催化剂相同但是使用无机溶胶而制作了催化剂浆料的试样编号25～27的有机物分解用承载催化剂的剥离率变得不足1重量％。但是，在试样编号25～27的有机物分解用承载催化剂中，追加热处理后的劣化率变成高至8.1％以上的数值。
即，在使用无机溶胶而制作了催化剂浆料的情况下，在950℃进行了48小时的追加热处理之后的甲苯分解率的劣化率变成3％以上，由高温下的热处理造成的劣化变大。
接下来，出于确认使催化剂承载量变化的情况下的特性的目的，制作了表3所示的试样编号28～32的有机物分解用承载催化剂。在试样编号标注有＊的试样编号28的有机物分解用承载催化剂是不满足本发明的必要条件的试样，在试样编号未标注＊的试样编号29～32的有机物分解用承载催化剂是满足本发明的必要条件的试样。
如表3所示，试样编号28～32的有机物分解用承载催化剂的催化剂组成与试样编号6的有机物分解用承载催化剂的催化剂组成相同。除了变更了制作承载用的催化剂浆料时的钙钛矿型化合物的混合量以外，通过与试样编号6的有机物分解用承载催化剂同样的方法进行了各试样的制作以及评价。另外，无论是哪个试样，烧成温度均为950℃。
[表3]
Figure BDA0002660542060000151
如表3所示，催化剂承载膜的膜厚按照试样编号28、29、30、6、31、32的顺序变厚。这些有机物分解用承载催化剂的剥离率全部变得不足1重量％。
如表3所示，在不满足本发明的必要条件的试样编号28的有机物分解用承载催化剂中，催化剂承载膜的膜厚为1μm，追加热处理后的劣化率变成高至20.6％的数值。
另一方面，催化剂承载膜的膜厚为5μm以上且满足本发明的必要条件的试样编号6、29～32的有机物分解用承载催化剂的追加热处理后的劣化率变成0.5％以下。
即，在催化剂承载膜的膜厚为5μm以上的有机物分解用承载催化剂中，剥离率不足1重量％，且在950℃进行了48小时的追加热处理之后的劣化率不足3％，更详细地，变成0.5％以下。因此，优选地，催化剂承载膜的膜厚为5μm以上。
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4所示的试样编号33～52的有机物分解用承载催化剂。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4的组成。
此外，在制作承载用的催化剂浆料的过程中，根据组成，将钙钛矿型化合物和纯水的量也变更为了表4所示的量。制作的有机物分解用承载催化剂的评价方法与上述的评价方法相同。
[表4]
Figure BDA0002660542060000171
在表4中，在试样编号标注有＊的有机物分解用承载催化剂是不满足上述的本发明的必要条件的试样，在试样编号未标注＊的有机物分解用承载催化剂是满足上述的本发明的必要条件的试样。
如表4所示，在满足本发明的必要条件的试样编号34～36、39～41、44～46以及49～51的有机物分解用承载催化剂中，催化剂粒子的剥离率不足1重量％，追加热处理后的劣化率变成2.4％以下。
相对于此，在不满足本发明的必要条件的试样编号33、37、38、42、43、47、48、52的有机物分解用承载催化剂中，虽然催化剂粒子的剥离率不足1重量％，但是追加热处理后的劣化率变成3.1％以上。
以上，如表1～表4所示，满足本发明的必要条件的有机物分解用承载催化剂能够抑制承载在载体的催化剂粒子的剥离，且能够抑制由高温下的热处理造成的劣化。
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。
附图标记说明
10：蜂窝陶瓷；
11：单元；
12：气孔；
20：承载蜂窝样品；
40：试验装置；
41：管；
42：加热部；
43：控制部；
44：气体供给管；
45：气体排出管；
46：甲苯供给线；
47：氮气供给线；
48：氧气供给线；
49：采样线；
51：反应管。

Claims (6)

1.一种有机物分解用承载催化剂，具备：
载体；以及
催化剂粒子，承载在所述载体，
所述有机物分解用承载催化剂的特征在于，
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是选自由Ba以及Sr构成的组的至少一种，B是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≤1.1、0.02≤z≤0.2的关系，w是满足电中性的正的值，
在将热处理前的有机物分解率设为1时，将所述有机物分解用承载催化剂在950℃进行了48小时的热处理之后的有机物分解率大于0.97，
将所述有机物分解用承载催化剂在水中以28kHz、220W的条件进行了15分钟的超声波处理时的所述催化剂粒子的剥离量相对于所述催化剂粒子的承载量不足1重量％，
包含承载在所述载体的所述催化剂粒子的催化剂承载膜的膜厚为5μm以上。
2.根据权利要求1所述的有机物分解用承载催化剂，其特征在于，
所述x以及所述z分别满足以下关系：
1.001≤x≤1.05；
0.05≤z≤0.2。
3.根据权利要求1或2所述的有机物分解用承载催化剂，其特征在于，
所述x满足x≥1.005的关系。
4.根据权利要求1或2所述的有机物分解用承载催化剂，其特征在于，
所述载体是包含多个直径为0.3μm以上且50μm以下的气孔的多孔质构造体。
5.根据权利要求1或2所述的有机物分解用承载催化剂，其特征在于，
所述载体包含堇青石。
6.一种有机物分解装置，其特征在于，
具备权利要求1～5中的任一项所述的有机物分解用承载催化剂。
CN201980016529.3A 2018-05-11 2019-03-05 有机物分解用承载催化剂以及有机物分解装置 Active CN111801161B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018092386 2018-05-11
JP2018-092386 2018-05-11
PCT/JP2019/008592 WO2019216009A1 (ja) 2018-05-11 2019-03-05 有機物分解用担持触媒および有機物分解装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111801161A CN111801161A (zh) 2020-10-20
CN111801161B true CN111801161B (zh) 2023-04-04

Family

ID=68466928

Family Applications (6)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880042390.5A Active CN110785229B (zh) 2018-05-11 2018-12-10 有机物分解用催化剂、有机物分解用凝聚体以及有机物分解装置
CN201980027237.XA Active CN112004596B (zh) 2018-05-11 2019-03-05 有机物分解用承载催化剂
CN202311108847.7A Pending CN116899385A (zh) 2018-05-11 2019-03-05 有机物分解装置
CN201980016529.3A Active CN111801161B (zh) 2018-05-11 2019-03-05 有机物分解用承载催化剂以及有机物分解装置
CN201980016536.3A Active CN111801159B (zh) 2018-05-11 2019-04-09 有机物分解用蜂窝构造催化剂以及有机物分解装置
CN201980016576.8A Active CN111818998B (zh) 2018-05-11 2019-04-25 有机物分解用催化剂以及有机物分解装置

Family Applications Before (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880042390.5A Active CN110785229B (zh) 2018-05-11 2018-12-10 有机物分解用催化剂、有机物分解用凝聚体以及有机物分解装置
CN201980027237.XA Active CN112004596B (zh) 2018-05-11 2019-03-05 有机物分解用承载催化剂
CN202311108847.7A Pending CN116899385A (zh) 2018-05-11 2019-03-05 有机物分解装置

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980016536.3A Active CN111801159B (zh) 2018-05-11 2019-04-09 有机物分解用蜂窝构造催化剂以及有机物分解装置
CN201980016576.8A Active CN111818998B (zh) 2018-05-11 2019-04-25 有机物分解用催化剂以及有机物分解装置

Country Status (5)

Country Link
US (5) US11529613B2 (zh)
EP (2) EP3603799A4 (zh)
JP (5) JP6725084B2 (zh)
CN (6) CN110785229B (zh)
WO (5) WO2019215951A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11179704B2 (en) * 2016-11-14 2021-11-23 Research Triangle Institute Perovskite catalysts and uses thereof
WO2020246140A1 (ja) * 2019-06-06 2020-12-10 株式会社村田製作所 有機物分解用触媒および有機物分解装置
CN114007741A (zh) * 2019-06-26 2022-02-01 株式会社村田制作所 有机物分解用催化剂以及有机物分解装置
JP7437242B2 (ja) * 2020-06-12 2024-02-22 堺化学工業株式会社 マンガン添加ジルコン酸バリウム粒子およびそれを含む有機物分解触媒
CN113996174B (zh) * 2021-10-29 2022-07-15 南京工业大学 一种有机物污染土壤热脱附循环介质及其制备方法和应用
WO2024047234A1 (en) 2022-09-02 2024-03-07 Universität Zürich Injection device
CN115888746A (zh) * 2022-09-07 2023-04-04 北京石油化工学院 一种可再生催化剂及其制备方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4485191A (en) * 1982-03-12 1984-11-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Catalysts for converting reductive and oxidative gases in exhaust gases into innoxious gases
JPH04118050A (ja) * 1990-09-07 1992-04-20 Nippon Shokubai Co Ltd ＮＯｘ分解触媒
US5728643A (en) * 1996-02-09 1998-03-17 Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. NOx decomposition catalyst and exhaust gas purifier using said catalyst
JP2000051700A (ja) * 1998-08-11 2000-02-22 Nissan Motor Co Ltd 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法
CN1714931A (zh) * 2004-06-14 2006-01-04 中国科学院生态环境研究中心 富氧条件下催化分解NOx的稀土钙钛矿型复合氧化物催化剂
JP2008238012A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Tokyo Gas Co Ltd タール分解触媒
CN101356005A (zh) * 2005-12-09 2009-01-28 新日铁高新材料株式会社 排气净化用催化剂和排气净化催化剂构件
JP2009207979A (ja) * 2008-03-03 2009-09-17 Univ Of Tsukuba 触媒製造方法および触媒
JP2012110864A (ja) * 2010-11-26 2012-06-14 Nippon Steel Materials Co Ltd 排ガス浄化触媒用酸化物担体およびその製造方法、排ガス浄化触媒、ならびに排ガス浄化用構造体
JP2014223587A (ja) * 2013-05-16 2014-12-04 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 排ガス浄化用触媒担体、排ガス浄化用触媒担体の製造方法、および排ガス浄化用触媒、排ガス浄化用触媒の製造方法
JP2015229137A (ja) * 2014-06-05 2015-12-21 株式会社村田製作所 有機物分解触媒

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3644147A (en) 1969-04-24 1972-02-22 Exxon Research Engineering Co Mixed valency transition metal perovskites as cathodic reduction catalysts
JPS58142995A (ja) * 1982-02-22 1983-08-25 日本鉱業株式会社 金属石けんの製造方法
JPS58157697A (ja) 1982-03-11 1983-09-19 株式会社キト− レバ−式小型巻上兼牽引装置
JP3099392B2 (ja) * 1991-03-22 2000-10-16 松下電器産業株式会社 排ガス浄化触媒
EP0532024B1 (en) 1991-09-12 1998-08-12 Sakai Chemical Industry Co., Ltd., Catalyst for catalytic reduction of nitrogen oxide
JP3406001B2 (ja) 1992-03-09 2003-05-12 ダイハツ工業株式会社 排気ガス浄化用触媒
JPH0780310A (ja) * 1993-06-29 1995-03-28 Idemitsu Kosan Co Ltd ペロブスカイト型又はペロブスカイト類似型酸化物担持触媒の製造方法
US6060420A (en) 1994-10-04 2000-05-09 Nissan Motor Co., Ltd. Composite oxides of A-site defect type perovskite structure as catalysts
EP0968763A4 (en) * 1997-10-14 2002-06-12 Isuzu Ceramics Res Inst EXHAUST GAS PURIFICATION CATALYST
CA2281123A1 (en) * 1998-09-03 2000-03-03 Gaz De France Thermally stable, highly active perovskite catalysts for complete oxidation at high temperatures, and the process for their preparation
AUPP607298A0 (en) * 1998-09-21 1998-10-15 University Of Queensland, The Catalyst and process for steam reforming of hydrocarbons
JP3919407B2 (ja) * 1999-11-18 2007-05-23 日野自動車株式会社 排気浄化装置
JP4445659B2 (ja) * 2000-11-07 2010-04-07 三井造船株式会社 排ガス処理触媒
KR20060029213A (ko) * 2003-05-02 2006-04-05 에스에프씨 가부시키가이샤 전이금속의 산화물로 이루어진 촉매재료
WO2005058490A1 (ja) * 2003-12-17 2005-06-30 Daihatsu Motor Co.,Ltd. 触媒組成物
JP4953813B2 (ja) * 2004-03-22 2012-06-13 ダイハツ工業株式会社 ぺロブスカイト型複合酸化物、触媒組成物およびぺロブスカイト型複合酸化物の製造方法
CN100472236C (zh) * 2004-10-01 2009-03-25 株式会社村田制作所 使用透光性陶瓷的混合透镜
JP2006231280A (ja) 2005-02-28 2006-09-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ソリッド型燃焼用酸化触媒
JP2006346603A (ja) * 2005-06-16 2006-12-28 Cataler Corp 触媒組成物
JP2006347825A (ja) * 2005-06-16 2006-12-28 Daihatsu Motor Co Ltd 複合酸化物の製造方法
EP1847311A1 (en) * 2006-04-19 2007-10-24 Universität Hannover Composite Membrane
JP5076377B2 (ja) 2006-07-03 2012-11-21 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化触媒
CN100431693C (zh) * 2006-11-10 2008-11-12 北京工业大学 用于消除挥发性有机物的La1－xSrxCoO3纳米催化剂的制备方法
KR100931792B1 (ko) 2007-05-25 2009-12-11 주식회사 엘지화학 탄화수소 수증기 열분해용 촉매, 그의 제조방법 및 이를이용한 올레핀의 제조방법
JPWO2010010714A1 (ja) * 2008-07-23 2012-01-05 新日鉄マテリアルズ株式会社 酸素貯蔵材料、排ガス浄化用触媒、及び排ガス浄化用ハニカム触媒構造体
US20110176988A1 (en) * 2008-09-17 2011-07-21 Junji Okamura Ammonia decomposition catalysts and their production processes, as well as ammonia treatment method
US20100139152A1 (en) 2008-12-08 2010-06-10 Dennis Hucul Heterogeneous catalysts for mono-alkyl ester production, method of making, and method of using same
JP5327323B2 (ja) 2009-06-12 2013-10-30 株式会社村田製作所 炭化水素系ガス改質用触媒、その製造方法、および合成ガスの製造方法
CN101745405B (zh) * 2009-12-17 2012-01-25 汕头大学 净化内燃机尾气的钙钛矿型复合氧化物催化剂
EP2374526A1 (en) 2010-03-29 2011-10-12 Centre National de la Recherche Scientifique (C.N.R.S) Solid composite membrane exhibiting both oxygen conductivity and a substrate catalyst interface
WO2012153762A1 (ja) * 2011-05-11 2012-11-15 株式会社村田製作所 逆シフト反応用触媒、およびそれを用いた合成ガスの製造方法
JP2013244479A (ja) * 2012-05-29 2013-12-09 Nippon Steel & Sumikin Materials Co Ltd 排ガス浄化用触媒、排ガス浄化用触媒の製造方法、及び排ガス浄化触媒部材
JP6036276B2 (ja) 2012-12-25 2016-11-30 日産自動車株式会社 排気浄化触媒及び排気浄化触媒の製造方法
WO2014189115A1 (ja) * 2013-05-22 2014-11-27 三井金属鉱業株式会社 ディーゼルパティキュレートフィルタ及び排気ガス浄化装置
CN106413885A (zh) * 2014-06-19 2017-02-15 大塚化学株式会社 排气净化催化剂、排气净化装置和过滤器、以及该催化剂的制造方法
CN104998655A (zh) * 2015-07-22 2015-10-28 中国科学院过程工程研究所 一种堇青石整体式催化剂及其制备方法和应用
CN106944093B (zh) * 2017-04-24 2019-11-05 北京三聚环保新材料股份有限公司 一种钙钛矿型蜂窝整体式甲烷催化燃烧催化剂及其制备方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4485191A (en) * 1982-03-12 1984-11-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Catalysts for converting reductive and oxidative gases in exhaust gases into innoxious gases
JPH04118050A (ja) * 1990-09-07 1992-04-20 Nippon Shokubai Co Ltd ＮＯｘ分解触媒
US5728643A (en) * 1996-02-09 1998-03-17 Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. NOx decomposition catalyst and exhaust gas purifier using said catalyst
JP2000051700A (ja) * 1998-08-11 2000-02-22 Nissan Motor Co Ltd 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法
CN1714931A (zh) * 2004-06-14 2006-01-04 中国科学院生态环境研究中心 富氧条件下催化分解NOx的稀土钙钛矿型复合氧化物催化剂
CN101356005A (zh) * 2005-12-09 2009-01-28 新日铁高新材料株式会社 排气净化用催化剂和排气净化催化剂构件
JP2008238012A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Tokyo Gas Co Ltd タール分解触媒
JP2009207979A (ja) * 2008-03-03 2009-09-17 Univ Of Tsukuba 触媒製造方法および触媒
JP2012110864A (ja) * 2010-11-26 2012-06-14 Nippon Steel Materials Co Ltd 排ガス浄化触媒用酸化物担体およびその製造方法、排ガス浄化触媒、ならびに排ガス浄化用構造体
JP2014223587A (ja) * 2013-05-16 2014-12-04 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 排ガス浄化用触媒担体、排ガス浄化用触媒担体の製造方法、および排ガス浄化用触媒、排ガス浄化用触媒の製造方法
JP2015229137A (ja) * 2014-06-05 2015-12-21 株式会社村田製作所 有機物分解触媒

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Catalytic combustion of methane on BaZr(1−x)MexO3 perovskites synthesised by a modified citrate method;Katia Gallucci et al;《Catalysis Today》;20121023;第197卷;第236-242页 *
design criteria for high-temperature combustion catalysts;J.Kirchnerova et al;《catalysis Letters》;20001231;第67卷;第175-181页 *
Effect of Zirconium in La(Ba)ZrxCo1-xO3-δ Perovskite Catalysts for N2O Decomposition;LIU Shuang et al;《CHINESE JOURNAL OF CATALYSIS》;20121231;第33卷(第6期);第907-913页 *
La0.2Ba0.8（Co0.2Fe0.8）1-xZrxO3-δ 透氧膜材料的微结构与氧分离性能研究;樊传刚等;《无机材料学报》;20040131;第19卷(第1期);第121-126页 *
钙钛矿型复合氧化物用于汽车尾气催化净化的研究进展(二);冯长根等;《安全与环境学报》;20040825(第04期);第56-59页 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20200070130A1 (en) 2020-03-05
CN111801159A (zh) 2020-10-20
US20200406236A1 (en) 2020-12-31
CN110785229A (zh) 2020-02-11
CN111801159B (zh) 2023-07-07
CN110785229B (zh) 2022-10-18
US20210016259A1 (en) 2021-01-21
EP3769839A4 (en) 2021-12-15
JPWO2019215951A1 (ja) 2020-05-28
JP7021700B2 (ja) 2022-02-17
WO2019216090A1 (ja) 2019-11-14
CN112004596B (zh) 2023-09-12
JPWO2019216090A1 (ja) 2021-01-07
US20200406245A1 (en) 2020-12-31
JPWO2019216009A1 (ja) 2021-01-07
US11571683B2 (en) 2023-02-07
EP3603799A4 (en) 2020-12-23
WO2019216010A1 (ja) 2019-11-14
JP7001153B2 (ja) 2022-01-19
US11642661B2 (en) 2023-05-09
EP3603799A1 (en) 2020-02-05
WO2019215951A1 (ja) 2019-11-14
JPWO2019216240A1 (ja) 2021-01-07
US11529613B2 (en) 2022-12-20
US11383226B2 (en) 2022-07-12
EP3769839A1 (en) 2021-01-27
CN111818998B (zh) 2023-04-04
JP7021699B2 (ja) 2022-02-17
CN112004596A (zh) 2020-11-27
CN111818998A (zh) 2020-10-23
CN116899385A (zh) 2023-10-20
WO2019216240A1 (ja) 2019-11-14
CN111801161A (zh) 2020-10-20
JPWO2019216010A1 (ja) 2021-01-14
WO2019216009A1 (ja) 2019-11-14
JP6725084B2 (ja) 2020-07-15
US20210053030A1 (en) 2021-02-25
US11648537B2 (en) 2023-05-16
JP6908185B2 (ja) 2021-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111801161B (zh) 有机物分解用承载催化剂以及有机物分解装置
KR100692942B1 (ko) 허니컴 구조체
CN107226709B (zh) 多孔质陶瓷结构体
CN107778022B (zh) 多孔质陶瓷结构体
US7348289B2 (en) Catalyst body
US10946336B2 (en) Oxidation catalyst, catalyst support structure, method of producing oxidation catalyst, and method of producing catalyst support structure
JP5052401B2 (ja) 排ガス浄化用酸化触媒装置の製造方法
Teraoka et al. Application of mixed conductive La–Sr–Co–Fe perovskites to NOx removal membrane reactors
CN104226305B (zh) 一种一氧化碳过滤材料及其应用
WO2014199740A1 (ja) ハニカム構造体及びハニカムフィルタ
CN113905820A (zh) 有机物分解用催化剂以及有机物分解装置
JPH04346836A (ja) 排ガス浄化触媒の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant