JP2003225568A - 揮発性有機化合物浄化触媒とその製造方法 - Google Patents
揮発性有機化合物浄化触媒とその製造方法Info
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- JP2003225568A JP2003225568A JP2002027838A JP2002027838A JP2003225568A JP 2003225568 A JP2003225568 A JP 2003225568A JP 2002027838 A JP2002027838 A JP 2002027838A JP 2002027838 A JP2002027838 A JP 2002027838A JP 2003225568 A JP2003225568 A JP 2003225568A
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- 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
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｍｎ酸化物触媒において、共存ガスの影響に
よる触媒活性の低下を改良することにより、安価で、か
つ安定した性能を有する揮発性有機化合物の浄化触媒を
提供する必要があった。 【解決手段】 本発明の揮発性有機化合物の浄化触媒
は、Ａｕ、ＡｇおよびＣｕのうちの少なくとも一つとＣ
ｏとＣｅとをＭｎ酸化物に複合化したことを特徴とす
る。
よる触媒活性の低下を改良することにより、安価で、か
つ安定した性能を有する揮発性有機化合物の浄化触媒を
提供する必要があった。 【解決手段】 本発明の揮発性有機化合物の浄化触媒
は、Ａｕ、ＡｇおよびＣｕのうちの少なくとも一つとＣ
ｏとＣｅとをＭｎ酸化物に複合化したことを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、生活環境や産業分
野における塗装、成型、燃焼、廃棄物処理などの工程に
伴って発生する揮発性有機化合物成分を除去することを
目的とする酸化触媒およびその製造方法に関するもので
ある。
野における塗装、成型、燃焼、廃棄物処理などの工程に
伴って発生する揮発性有機化合物成分を除去することを
目的とする酸化触媒およびその製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】大気あるいは排ガス中の、アルデヒド、
ケトン、エステル、芳香族化合物などの揮発性有機化合
物（ＶＯＣ）は、人体への影響が懸念され、近年関心が
払われると同時にその除去が求められている。従来、こ
れらの分野における有機化合物など可燃成分の浄化は、
吸着剤による吸着除去方法、直接燃焼方式、触媒酸化方
式などによるものがほとんどである。この中で触媒酸化
方式は、低温〜中温で反応させることが可能で、比較的
簡単な設備となるため、排ガス処理設備として普及しつ
つある。ここで、触媒酸化方式で用いられる酸化触媒に
は、主にアルミナやシリカなどに担持された白金系金属
触媒などがある。
ケトン、エステル、芳香族化合物などの揮発性有機化合
物（ＶＯＣ）は、人体への影響が懸念され、近年関心が
払われると同時にその除去が求められている。従来、こ
れらの分野における有機化合物など可燃成分の浄化は、
吸着剤による吸着除去方法、直接燃焼方式、触媒酸化方
式などによるものがほとんどである。この中で触媒酸化
方式は、低温〜中温で反応させることが可能で、比較的
簡単な設備となるため、排ガス処理設備として普及しつ
つある。ここで、触媒酸化方式で用いられる酸化触媒に
は、主にアルミナやシリカなどに担持された白金系金属
触媒などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記酸化触媒に用いら
れるＰｔ、Ｐｄなどの白金属系金属触媒は、貴金属が稀
少であり高価である。そのため、特に風量の大きいプラ
ントの排ガス処理などの場合など、特に使用量が多い場
合は、コストが高いという課題があった。
れるＰｔ、Ｐｄなどの白金属系金属触媒は、貴金属が稀
少であり高価である。そのため、特に風量の大きいプラ
ントの排ガス処理などの場合など、特に使用量が多い場
合は、コストが高いという課題があった。
【０００４】このような用途について、安価なＭｎ酸化
物を主成分とする触媒を使用することが検討され、数１
０ｐｐｍ程度の希薄なガスであれば、白金属系金属触媒
と同等、ガス種によってはそれ以上の触媒活性を示し
た。しかし、数１００ｐｐｍを越えるような比較的高濃
度のＶＯＣに対しては、触媒の酸化還元速度が追いつか
ずに活性が低下し、不完全な酸化反応によって一酸化炭
素という有毒ガスを発生した。また、反応する揮発性有
機化合物の濃度が高いと、酸化（燃焼）により発生する
熱によって、触媒の温度上昇が生じる。
物を主成分とする触媒を使用することが検討され、数１
０ｐｐｍ程度の希薄なガスであれば、白金属系金属触媒
と同等、ガス種によってはそれ以上の触媒活性を示し
た。しかし、数１００ｐｐｍを越えるような比較的高濃
度のＶＯＣに対しては、触媒の酸化還元速度が追いつか
ずに活性が低下し、不完全な酸化反応によって一酸化炭
素という有毒ガスを発生した。また、反応する揮発性有
機化合物の濃度が高いと、酸化（燃焼）により発生する
熱によって、触媒の温度上昇が生じる。
【０００５】特に、Ｍｎ酸化物では、γ型の結晶構造を
有するＭｎＯ2が活性であるが、ＭｎＯ2は、４５０℃程
度以上の高温で次第にＭｎ2Ｏ3に変化するため、著しく
比表面積が減少する。したがって、高濃度のガスの場合
には、触媒上での発熱反応に伴って触媒活性が低下し、
問題である。特に高濃度ガスに対しての対応性は、活性
炭などを併用した吸着再生−間欠反応型の触媒装置には
重要である。
有するＭｎＯ2が活性であるが、ＭｎＯ2は、４５０℃程
度以上の高温で次第にＭｎ2Ｏ3に変化するため、著しく
比表面積が減少する。したがって、高濃度のガスの場合
には、触媒上での発熱反応に伴って触媒活性が低下し、
問題である。特に高濃度ガスに対しての対応性は、活性
炭などを併用した吸着再生−間欠反応型の触媒装置には
重要である。
【０００６】上記のようなＭｎ酸化物触媒の性能を改良
する目的でＣｏとＣｅとＭｎ酸化物触媒を複合化するこ
とで、高濃度ガスに対する浄化特性や耐熱性について改
良することができる。
する目的でＣｏとＣｅとＭｎ酸化物触媒を複合化するこ
とで、高濃度ガスに対する浄化特性や耐熱性について改
良することができる。
【０００７】ところが、塗装工程や接着工程で使用され
る揮発性有機溶剤中にはトルエンやキシレンなどの複数
の揮発性有機化合物が含まれていることが多い。一方、
酸化触媒は浄化する物質が複数存在する場合、共存ガス
の反応中間生成物による被毒作用が生じ、触媒活性が低
下し、触媒設計を行う上で大きな課題となっていた。
る揮発性有機溶剤中にはトルエンやキシレンなどの複数
の揮発性有機化合物が含まれていることが多い。一方、
酸化触媒は浄化する物質が複数存在する場合、共存ガス
の反応中間生成物による被毒作用が生じ、触媒活性が低
下し、触媒設計を行う上で大きな課題となっていた。
【０００８】本発明は、安価なＭｎ酸化物触媒につい
て、共存ガスの影響を受けず、浄化性能を維持できる揮
発性有機化合物浄化触媒と、その製造方法の提供を目的
とするものである。
て、共存ガスの影響を受けず、浄化性能を維持できる揮
発性有機化合物浄化触媒と、その製造方法の提供を目的
とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ａｕ、Ａｇお
よびＣｕのうちの少なくとも一つとＣｏとＣｅとをＭｎ
酸化物に複合化した浄化触媒であり、特にＡｇを添加す
るすることで、最も優れた分解性能と安定性を発揮す
る。Ａｇの転化率Ａｇ／（Ｍｎ＋Ｃｏ＋Ｃｅ＋Ａｇ）が
０．０１〜０．２の範囲内である揮発性有機化合物の浄
化触媒である。
よびＣｕのうちの少なくとも一つとＣｏとＣｅとをＭｎ
酸化物に複合化した浄化触媒であり、特にＡｇを添加す
るすることで、最も優れた分解性能と安定性を発揮す
る。Ａｇの転化率Ａｇ／（Ｍｎ＋Ｃｏ＋Ｃｅ＋Ａｇ）が
０．０１〜０．２の範囲内である揮発性有機化合物の浄
化触媒である。
【００１０】また、本発明は、Ｍｎ酸化物を主成分とす
る粒子状物質に、Ｃｏ、ＣｅとＡｕ、ＡｇおよびＣｕの
うちの少なくとも一つの水溶性塩と、水溶性有機高分子
を混合して、揮発性有機化合物の浄化触媒の製造するも
のである。
る粒子状物質に、Ｃｏ、ＣｅとＡｕ、ＡｇおよびＣｕの
うちの少なくとも一つの水溶性塩と、水溶性有機高分子
を混合して、揮発性有機化合物の浄化触媒の製造するも
のである。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明では、Ａｕ、ＡｇおよびＣ
ｕのうちの少なくとも一つを選択し、ＣｏとＣｅとをＭ
ｎ酸化物に複合化した浄化触媒である。これにより、共
存ガスの影響による触媒性能の低下を防止することがで
きる。
ｕのうちの少なくとも一つを選択し、ＣｏとＣｅとをＭ
ｎ酸化物に複合化した浄化触媒である。これにより、共
存ガスの影響による触媒性能の低下を防止することがで
きる。
【００１２】特にＡｇを添加するすることで、最も優れ
た分解性能と安定性を発揮し、Ａｇの転化率Ａｇ／（Ｍ
ｎ＋Ｃｏ＋Ｃｅ＋Ａｇ）が０．０１〜０．２の範囲内と
しており、この範囲内では複合化組成の中でも特に顕著
な効果が得られる。
た分解性能と安定性を発揮し、Ａｇの転化率Ａｇ／（Ｍ
ｎ＋Ｃｏ＋Ｃｅ＋Ａｇ）が０．０１〜０．２の範囲内と
しており、この範囲内では複合化組成の中でも特に顕著
な効果が得られる。
【００１３】上記本発明の揮発性有機化合物分解触媒の
製造方法は、Ｍｎ酸化物に、Ａｕ、ＡｇおよびＣｕのう
ちの少なくとも一つとＣｏ、Ｃｅとの水溶性塩（例えば
硝酸塩）と、水溶性有機高分子を混合する工程、乾燥工
程、焼成する工程からなる方法である。通常の含浸法の
場合は、乾燥過程で塩類の固形物表面への偏析が生じる
ため、不均一な組成となってしまうが、水溶性有機高分
子を混合することで、ある程度水分が蒸発してしまった
段階でも水溶性塩類がＭｎ酸化物粒子の近傍に存在す
る。ここで、水溶性高分子の例としては、ポリエチレン
グリコール、ポリビニルアルコール、カルボキシメチル
セルロース、水溶性澱粉などがあげられる。
製造方法は、Ｍｎ酸化物に、Ａｕ、ＡｇおよびＣｕのう
ちの少なくとも一つとＣｏ、Ｃｅとの水溶性塩（例えば
硝酸塩）と、水溶性有機高分子を混合する工程、乾燥工
程、焼成する工程からなる方法である。通常の含浸法の
場合は、乾燥過程で塩類の固形物表面への偏析が生じる
ため、不均一な組成となってしまうが、水溶性有機高分
子を混合することで、ある程度水分が蒸発してしまった
段階でも水溶性塩類がＭｎ酸化物粒子の近傍に存在す
る。ここで、水溶性高分子の例としては、ポリエチレン
グリコール、ポリビニルアルコール、カルボキシメチル
セルロース、水溶性澱粉などがあげられる。
【００１４】さらに、Ｍｎ酸化物はすでに酸化触媒作用
を有しているため、適当な水溶性有機高分子であれば、
完全に分解することが可能である。そこで、焼成する過
程で、水溶性塩の分解と水溶性有機高分子が同時に生
じ、均一な複合酸化物触媒を簡単な方法で得ることがで
きる。
を有しているため、適当な水溶性有機高分子であれば、
完全に分解することが可能である。そこで、焼成する過
程で、水溶性塩の分解と水溶性有機高分子が同時に生
じ、均一な複合酸化物触媒を簡単な方法で得ることがで
きる。
【００１５】このようにして得られた複合酸化物触媒
は、粉砕後に加圧成型、あるいは押し出し成形してペレ
ットやハニカム体として用いることができるが、そのほ
かに、前記複合酸化物触媒と水とおよびシリカゾル、ア
ルミナゾルといった無機系バインダーと混合し、スラリ
ーを形成し、セラミックス焼結体、セラミックス繊維、
金属薄板、炭素などの素材から構成される構造体を基材
として、浸漬、乾燥、焼成を行うことによって触媒被覆
層を形成することができる。
は、粉砕後に加圧成型、あるいは押し出し成形してペレ
ットやハニカム体として用いることができるが、そのほ
かに、前記複合酸化物触媒と水とおよびシリカゾル、ア
ルミナゾルといった無機系バインダーと混合し、スラリ
ーを形成し、セラミックス焼結体、セラミックス繊維、
金属薄板、炭素などの素材から構成される構造体を基材
として、浸漬、乾燥、焼成を行うことによって触媒被覆
層を形成することができる。
【００１６】さらに、直接Ｍｎ酸化物と、Ａｕ、Ａｇお
よびＣｕのうちの少なくとも一つと、ＣｏおよびＣｅの
水溶性塩と、水溶性有機高分子と、水などの分散媒と、
無機系バインダーとを粉砕混合することでスラリーを形
成し、前記基材をスラリーに含浸し、余剰のスラリー除
去後、乾燥、焼成することで複合酸化物を形成すると同
時に触媒被覆層を形成することも可能である。この方法
を用いると、基材上で複合酸化物が形成され、かつ乾燥
過程が水溶性高分子によって均一化されるため、より簡
略化したプロセスで均質な触媒を製造することが可能と
なる。
よびＣｕのうちの少なくとも一つと、ＣｏおよびＣｅの
水溶性塩と、水溶性有機高分子と、水などの分散媒と、
無機系バインダーとを粉砕混合することでスラリーを形
成し、前記基材をスラリーに含浸し、余剰のスラリー除
去後、乾燥、焼成することで複合酸化物を形成すると同
時に触媒被覆層を形成することも可能である。この方法
を用いると、基材上で複合酸化物が形成され、かつ乾燥
過程が水溶性高分子によって均一化されるため、より簡
略化したプロセスで均質な触媒を製造することが可能と
なる。
【００１７】（実施の形態１）Ｃｏ硝酸塩溶液とＣｅ硝
酸塩溶液をＣｏとＣｅの原子比４：１で混合し、さら
に、ＭｎＯ2（比表面積２９ｍ2／ｇ）に対し、Ｍｎとの
原子比が０．２５となるように、ＣｏとＣｅ混合硝酸塩
溶液を混合する。
酸塩溶液をＣｏとＣｅの原子比４：１で混合し、さら
に、ＭｎＯ2（比表面積２９ｍ2／ｇ）に対し、Ｍｎとの
原子比が０．２５となるように、ＣｏとＣｅ混合硝酸塩
溶液を混合する。
【００１８】次に、１）Ａｕ、２）Ａｇ、３）Ｃｕ、
４）Ｃｒ、５）Ｌｉ、６）Ｎｉについて、Ｍｎとの原子
比が０．１になるように各金属の水溶性塩溶液を溶解さ
せた水に、ＭｎＯ2、および水溶性澱粉を添加し、坩堝
に入れて３００℃で１時間焼成することによってそれぞ
れの触媒粉末を得た。
４）Ｃｒ、５）Ｌｉ、６）Ｎｉについて、Ｍｎとの原子
比が０．１になるように各金属の水溶性塩溶液を溶解さ
せた水に、ＭｎＯ2、および水溶性澱粉を添加し、坩堝
に入れて３００℃で１時間焼成することによってそれぞ
れの触媒粉末を得た。
【００１９】得られた触媒粉末を適量の水、および無機
バインダーと混合し、湿式粉砕を行うことでスラリー化
した後、ハニカム基材（材質コージライト、４００セル
／ｉｎｃｈ2、φ２×１０ｍｍ）を上記触媒スラリーに
浸漬、ａｉｒ拭き後、３００℃で焼成する操作を必要回
数繰り返し、０．９５ｇの各種元素修飾ＭｎＯ2を被覆
形成したハニカム触媒を得た。
バインダーと混合し、湿式粉砕を行うことでスラリー化
した後、ハニカム基材（材質コージライト、４００セル
／ｉｎｃｈ2、φ２×１０ｍｍ）を上記触媒スラリーに
浸漬、ａｉｒ拭き後、３００℃で焼成する操作を必要回
数繰り返し、０．９５ｇの各種元素修飾ＭｎＯ2を被覆
形成したハニカム触媒を得た。
【００２０】以上のようにして得られた１）〜６）の触
媒について、Ｏ−キシレン共存下のトルエンの分解特性
を図１に示す装置を用いて検討した。石英管１内にハニ
カム触媒２を位置させ、触媒２に設けた温度検出部３か
らの信号により、温度コントローラ４により電気炉５へ
の通電量を制御し、触媒２の温度を１５０℃から３５０
℃まで変化させて浄化性能を検討した。混合ガス発生装
置６は、内部にバブリングユニット７ａ、７ｂとフロー
メータ８ａ、８ｂを設け、２種類のガスを任意の濃度で
混合できるようにしてある。供給する空気はフローメー
タ９で制御され、トルエン５０ｐｐｍ、Ｏ−キシレン５
０ｐｐｍを共存させた混合ガスを２Ｌ／ｍｉｎで触媒に
供給し、出口のトルエン濃度、ＣＯ、ＣＯ2濃度をガス
分析装置１０でモニターしてＯ−キシレン共存下のトル
エン浄化性能を調べた。
媒について、Ｏ−キシレン共存下のトルエンの分解特性
を図１に示す装置を用いて検討した。石英管１内にハニ
カム触媒２を位置させ、触媒２に設けた温度検出部３か
らの信号により、温度コントローラ４により電気炉５へ
の通電量を制御し、触媒２の温度を１５０℃から３５０
℃まで変化させて浄化性能を検討した。混合ガス発生装
置６は、内部にバブリングユニット７ａ、７ｂとフロー
メータ８ａ、８ｂを設け、２種類のガスを任意の濃度で
混合できるようにしてある。供給する空気はフローメー
タ９で制御され、トルエン５０ｐｐｍ、Ｏ−キシレン５
０ｐｐｍを共存させた混合ガスを２Ｌ／ｍｉｎで触媒に
供給し、出口のトルエン濃度、ＣＯ、ＣＯ2濃度をガス
分析装置１０でモニターしてＯ−キシレン共存下のトル
エン浄化性能を調べた。
【００２１】１）〜６）で修飾したＭｎＯ2触媒につい
て、トルエン５０ｐｐｍ、Ｏ−キシレン５０ｐｐｍを共
存させた場合のトルエンに対する浄化率特性を図２に示
す。
て、トルエン５０ｐｐｍ、Ｏ−キシレン５０ｐｐｍを共
存させた場合のトルエンに対する浄化率特性を図２に示
す。
【００２２】図２から明らかなように、Ｏ−キシレン共
存下のトルエン浄化特性はＡｕ、Ａｇ、Ｃｕなどが高か
った。特に、Ａｇを添加した場合が最も浄化特性が優れ
ていた。
存下のトルエン浄化特性はＡｕ、Ａｇ、Ｃｕなどが高か
った。特に、Ａｇを添加した場合が最も浄化特性が優れ
ていた。
【００２３】（実施の形態２）次に添加する金属をＡｇ
に固定し、Ａｇの転化率Ａｇ／（Ｍｎ＋Ｃｏ＋Ｃｅ＋Ａ
ｇ）について検討した。その結果を図３に示す。Ａｇ／
（Ｍｎ＋Ｃｏ＋Ｃｅ＋Ａｇ）比が０．０１〜０．２範囲
で、好ましくは０．０５〜０．２の範囲で、Ａｇ無添加
やＡｇを多量に添加した場合に比べて、浄化率が向上
し、良好な特性が得られた。その理由として、ＣｏとＭ
ｎが複合酸化物を形成し、格子欠陥が形成されるととも
に、Ｃｅによる分散効果、および複合酸化物への酸素供
給による触媒酸化反応についての促進効果があるものと
考えられる。
に固定し、Ａｇの転化率Ａｇ／（Ｍｎ＋Ｃｏ＋Ｃｅ＋Ａ
ｇ）について検討した。その結果を図３に示す。Ａｇ／
（Ｍｎ＋Ｃｏ＋Ｃｅ＋Ａｇ）比が０．０１〜０．２範囲
で、好ましくは０．０５〜０．２の範囲で、Ａｇ無添加
やＡｇを多量に添加した場合に比べて、浄化率が向上
し、良好な特性が得られた。その理由として、ＣｏとＭ
ｎが複合酸化物を形成し、格子欠陥が形成されるととも
に、Ｃｅによる分散効果、および複合酸化物への酸素供
給による触媒酸化反応についての促進効果があるものと
考えられる。
【００２４】（実施の形態３）本発明の触媒の製造法に
ついて述べる。初めにＭｎ酸化物、Ａｇ硝酸塩溶液、Ｃ
ｏ硝酸塩溶液、Ｃｅ硝酸塩溶液と、水溶性有機高分子を
混合する。ここで、水溶性高分子の例としては、ポリエ
チレングリコール、ポリビニルアルコール、カルボキシ
メチルセルロース、水溶性澱粉などがあげられる。
ついて述べる。初めにＭｎ酸化物、Ａｇ硝酸塩溶液、Ｃ
ｏ硝酸塩溶液、Ｃｅ硝酸塩溶液と、水溶性有機高分子を
混合する。ここで、水溶性高分子の例としては、ポリエ
チレングリコール、ポリビニルアルコール、カルボキシ
メチルセルロース、水溶性澱粉などがあげられる。
【００２５】次に、この混合溶液を乾燥処理する。通常
の含浸法の場合は、乾燥過程で塩類の固形物表面への偏
析が生じるため、不均一な組成となってしまうが、水溶
性有機高分子を混合することで、ある程度水分が蒸発し
てしまった段階でも水溶性塩類がＭｎ酸化物の近傍に存
在する。
の含浸法の場合は、乾燥過程で塩類の固形物表面への偏
析が生じるため、不均一な組成となってしまうが、水溶
性有機高分子を混合することで、ある程度水分が蒸発し
てしまった段階でも水溶性塩類がＭｎ酸化物の近傍に存
在する。
【００２６】最後に３００℃１時間で焼成し、触媒粉末
を調整する。ここで、焼成工程における温度であるが、
Ｍｎ酸化物はすでに酸化触媒作用を有しているため、適
当な水溶性有機高分子であれば、比較的低温でも完全に
分解することが可能である。実際には焼成温度が１５０
℃以上あれば、焼成する過程で、水溶性塩の分解と水溶
性有機高分子が同時に生じ、均一な複合酸化物触媒を得
ることができる。ただし、焼成温度を３５０℃以上にす
ると、ＭｎＯ2が高活性なγ型の結晶構造から比較的活
性が低いβ型の結晶構造を有するＭｎ2Ｏ3への変化が生
じるので、焼成温度としては１５０℃〜３５０℃が好ま
しい。
を調整する。ここで、焼成工程における温度であるが、
Ｍｎ酸化物はすでに酸化触媒作用を有しているため、適
当な水溶性有機高分子であれば、比較的低温でも完全に
分解することが可能である。実際には焼成温度が１５０
℃以上あれば、焼成する過程で、水溶性塩の分解と水溶
性有機高分子が同時に生じ、均一な複合酸化物触媒を得
ることができる。ただし、焼成温度を３５０℃以上にす
ると、ＭｎＯ2が高活性なγ型の結晶構造から比較的活
性が低いβ型の結晶構造を有するＭｎ2Ｏ3への変化が生
じるので、焼成温度としては１５０℃〜３５０℃が好ま
しい。
【００２７】このようにして得られた複合酸化物触媒
は、粉砕後に加圧成型、あるいは押し出し成形してペレ
ットやハニカム体として用いることができるが、そのほ
かに、前記複合酸化物触媒と水とおよびシリカゾル、ア
ルミナゾルといった無機系バインダーと混合し、スラリ
ーを形成し、セラミックス焼結体、セラミックス繊維、
金属薄板、炭素などの素材から構成される構造体を基材
として、浸漬、乾燥、焼成を行うことによって触媒被覆
層を形成することができる。
は、粉砕後に加圧成型、あるいは押し出し成形してペレ
ットやハニカム体として用いることができるが、そのほ
かに、前記複合酸化物触媒と水とおよびシリカゾル、ア
ルミナゾルといった無機系バインダーと混合し、スラリ
ーを形成し、セラミックス焼結体、セラミックス繊維、
金属薄板、炭素などの素材から構成される構造体を基材
として、浸漬、乾燥、焼成を行うことによって触媒被覆
層を形成することができる。
【００２８】次に調製法の影響について検討した。調製
方法としては、本発明の調整法をＡ、水溶性有機高分子
を添加せずに硝酸塩水溶液を含浸し、乾燥、焼成する方
法をＢ、硝酸塩水溶液を含浸させ、アンモニア水により
沈殿させ、乾燥、焼成させる沈殿法をＣ、粒子状酸化コ
バルトと酸化セリウムをボールミルによって湿式粉砕
後、乾燥、焼成させる混合法をＤとし、実施の形態１に
おける2)の組成（ＭｎＯ 2に対する原子比Ｃｏ：０．
２、Ｃｅ：０．０５、Ａｇ：０．１）の触媒を調製し、
比較検討した。
方法としては、本発明の調整法をＡ、水溶性有機高分子
を添加せずに硝酸塩水溶液を含浸し、乾燥、焼成する方
法をＢ、硝酸塩水溶液を含浸させ、アンモニア水により
沈殿させ、乾燥、焼成させる沈殿法をＣ、粒子状酸化コ
バルトと酸化セリウムをボールミルによって湿式粉砕
後、乾燥、焼成させる混合法をＤとし、実施の形態１に
おける2)の組成（ＭｎＯ 2に対する原子比Ｃｏ：０．
２、Ｃｅ：０．０５、Ａｇ：０．１）の触媒を調製し、
比較検討した。
【００２９】Ｃの方法の場合、一般的に水酸化アルカリ
を用いることが多いが、アルカリ金属を除去するための
濾過、あるいは洗浄工程処理を簡略化させるために、熱
分解可能なアンモニアによる沈殿法を用いた。しかし、
Ｃｅ塩はアンモニアによってｐＨをアルカリ側に変化さ
せることで、容易に沈殿させることができたが、Ｃｏ塩
については、一部沈殿せずに、溶液中に残存してしまう
ため、均一性に欠ける問題があった。Ａ〜Ｄの方法によ
って調整された触媒に対し、トルエン５０ｐｐｍ、Ｏ−
キシレン５０ｐｐｍを共存させた場合のトルエンに対す
る浄化率特性についての結果を（表１）に示す。
を用いることが多いが、アルカリ金属を除去するための
濾過、あるいは洗浄工程処理を簡略化させるために、熱
分解可能なアンモニアによる沈殿法を用いた。しかし、
Ｃｅ塩はアンモニアによってｐＨをアルカリ側に変化さ
せることで、容易に沈殿させることができたが、Ｃｏ塩
については、一部沈殿せずに、溶液中に残存してしまう
ため、均一性に欠ける問題があった。Ａ〜Ｄの方法によ
って調整された触媒に対し、トルエン５０ｐｐｍ、Ｏ−
キシレン５０ｐｐｍを共存させた場合のトルエンに対す
る浄化率特性についての結果を（表１）に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】（表１）の結果から明らかなように、本発
明の方法で調製された触媒は、簡単に複合酸化物触媒を
製造することが可能で、しかも最も高い性能を発揮する
ことができる。なお、本発明の方法Ａの場合、実施の形
態１に示したように、乾燥、焼成工程によって一度複合
酸化物を形成してから、ハニカム触媒を作製している
が、ＭｎＯ2、および水溶性有機高分子と添加金属の水
溶性塩、無機系バインダ、水からなるスラリーを形成
し、そこに直接ハニカム基材を浸漬し、乾燥後に焼成す
ると、より簡単なプロセスでハニカム触媒を製造するこ
とができ、触媒性能も同等以上のものが得られる。な
お、この製造方法を用いる場合は、Ｍｎの形態は、その
触媒作用によって有機高分子を分解するため、あらかじ
め酸化物となっていることが好ましく、よりポーラスな
修飾体を得ることができる。
明の方法で調製された触媒は、簡単に複合酸化物触媒を
製造することが可能で、しかも最も高い性能を発揮する
ことができる。なお、本発明の方法Ａの場合、実施の形
態１に示したように、乾燥、焼成工程によって一度複合
酸化物を形成してから、ハニカム触媒を作製している
が、ＭｎＯ2、および水溶性有機高分子と添加金属の水
溶性塩、無機系バインダ、水からなるスラリーを形成
し、そこに直接ハニカム基材を浸漬し、乾燥後に焼成す
ると、より簡単なプロセスでハニカム触媒を製造するこ
とができ、触媒性能も同等以上のものが得られる。な
お、この製造方法を用いる場合は、Ｍｎの形態は、その
触媒作用によって有機高分子を分解するため、あらかじ
め酸化物となっていることが好ましく、よりポーラスな
修飾体を得ることができる。
【００３２】また、本発明実施の形態では、ＶＯＣの代
表物質としてトルエン、キシレンについて述べたが、同
じ芳香族のケトン、エステル、エーテル類他、多様な種
類の化合物に適用することが可能である。
表物質としてトルエン、キシレンについて述べたが、同
じ芳香族のケトン、エステル、エーテル類他、多様な種
類の化合物に適用することが可能である。
【００３３】
【発明の効果】以上より明らかなように、本発明によれ
ば、安価で、共存ガスの影響を受けず、浄化性能を維持
できる揮発性有機化合物浄化触媒とその製造方法の提供
が可能となる。
ば、安価で、共存ガスの影響を受けず、浄化性能を維持
できる揮発性有機化合物浄化触媒とその製造方法の提供
が可能となる。
【図１】本発明の実施の形態に用いたトルエン浄化試験
装置の図
装置の図
【図２】本発明実施の形態１における触媒によるＯ−キ
シレン共存下のトルエン浄化特性を示すグラフ
シレン共存下のトルエン浄化特性を示すグラフ
【図３】本発明実施の形態２における触媒によるＯ−キ
シレン共存下のトルエン浄化特性を示すグラフ
シレン共存下のトルエン浄化特性を示すグラフ
１ 石英管
２ ハニカム触媒
３ 温度検出部
４ 温度コントローラ
５ 電気炉
６ 混合ガス発生装置
７ａ，ｂ バブリングユニット
８ａ，７ｂ フローメータ
９ フローメータ
１０ ガス分析装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 鈴木 基啓
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Ｆターム(参考） 4D048 AA17 AA19 AB01 BA19X
BA28X BA34X BA35X BA37X
BA41X BB02
4G069 AA03 AA08 BA13B BA29C
BB02A BB02B BB06A BB06B
BC04B BC31A BC31B BC32A
BC32B BC33A BC33B BC43A
BC43B BC58B BC62A BC62B
BC67A BC67B BC68B CA07
CA19 EA19 EB12Y FA02
FB14 FB30 FB35 FC03 FC07
FC08
Claims (5)
- 【請求項１】 金属元素ＭとＣｏとＣｅとをＭｎ酸化物
に複合化した、Ｍｎ酸化物を主成分とする浄化触媒であ
って、金属元素ＭはＡｕ、ＡｇおよびＣｕのうちの少な
くとも一つであることを特徴とする揮発性有機化合物浄
化触媒。 - 【請求項２】 金属元素ＭがＡｇであることを特徴とす
る請求項１記載の揮発性有機化合物浄化触媒。 - 【請求項３】 Ａｇの転化率Ａｇ／（Ｍｎ＋Ｃｏ＋Ｃｅ
＋Ａｇ）が０．０１〜０．２であることを特徴とする請
求項２記載の揮発性有機化合物浄化触媒。 - 【請求項４】 Ｍｎ酸化物にＣｏ、Ｃｅ、ならびにＡ
ｕ、ＡｇおよびＣｕのうちの少なくとも一つの水溶性塩
と、水溶性有機高分子を混合する工程、次いで乾燥する
工程、次いで焼成する工程を包含することを特徴とする
揮発性有機化合物浄化触媒の製造方法。 - 【請求項５】 焼成工程における焼成温度が１５０℃〜
３５０℃であることを特徴とする請求項４記載の揮発性
有機化合物浄化触媒の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002027838A JP2003225568A (ja) | 2002-02-05 | 2002-02-05 | 揮発性有機化合物浄化触媒とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002027838A JP2003225568A (ja) | 2002-02-05 | 2002-02-05 | 揮発性有機化合物浄化触媒とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003225568A true JP2003225568A (ja) | 2003-08-12 |
Family
ID=27749239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002027838A Withdrawn JP2003225568A (ja) | 2002-02-05 | 2002-02-05 | 揮発性有機化合物浄化触媒とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003225568A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008173592A (ja) * | 2007-01-19 | 2008-07-31 | Toyota Central R&D Labs Inc | 複合材料、複合材料基材、複合材料分散液、及びそれらの製造方法 |
| CN100430131C (zh) * | 2005-12-26 | 2008-11-05 | 浙江师范大学 | 催化燃烧催化剂 |
| JP2010094671A (ja) * | 2008-09-22 | 2010-04-30 | Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute | 揮発性有機化合物分解用触媒と揮発性有機化合物の分解方法 |
| CN104084202A (zh) * | 2014-07-14 | 2014-10-08 | 北京工业大学 | 一种Ag/Mn2O3纳米线催化剂的熔融盐原位制备法及应用 |
| KR101602405B1 (ko) * | 2015-03-23 | 2016-03-11 | 한국화학연구원 | 휘발성 유기 화합물 제거용 입상형 비정질 금속 산화물 촉매의 제조방법 |
| WO2019009216A1 (ja) * | 2017-07-05 | 2019-01-10 | 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター | Ｖｏｃ処理用触媒 |
| JP2021526458A (ja) * | 2018-06-11 | 2021-10-07 | ベイジン ハイペリオン ニュー マテリアル カンパニー リミテッド | 貴金属担持触媒及びその製造方法、並びに応用 |
-
2002
- 2002-02-05 JP JP2002027838A patent/JP2003225568A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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