JP2010094671A - 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 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】セリウム酸化物およびコバルト酸化物を含むこととする。
【選択図】なし
Description
第9に、上記第1から第8の発明は、表面積が3m2/g以上である。
<1> 触媒の製造
触媒A(酸化セリウムと酸化コバルトとの物理的混合体)の製造
市販品の酸化セリウム(CeO2)単体と酸化コバルト(Co3O4)単体をそれぞれ重量比1:1(モル比でセリウム/コバルト=2/1)で混合したものを触媒Aとした。
最終的に得られるセリウムとコバルトのモル比が2:1になるように硝酸セリウム六水和物(Ce(NO3)2・6H2O)と硝酸コバルト六水和物(Co(NO3)・6H2O)を混合し、蒸留水中に溶かした。その水溶液のpHをアルカリ側にシフトさせて沈殿物を生じさせるために水酸化アンモニウム(NH4OH)溶液(28%)500μlを1hおきに加えて合計6h攪拌した。その際、水溶液のpHを8に保った。その後、濾過・洗浄して集めた沈殿物を500℃で5時間空気中で焼成し、触媒Bを得た。
セリウムとコバルトのモル比が2:1になるように硝酸セリウム六水和物(Ce(NO3)2・6H2O)と硝酸コバルト六水和物(Co(NO3)・6H2O)を混合し、蒸留水中に溶かした。その水溶液のpHをアルカリ側にシフトさせて沈殿物を生じさせるために水酸化アンモニウム(NH4OH)溶液(28%)500μlを1hおきに加えて合計6h攪拌した。その際、水溶液のpHを8に保った。次いで、硝酸銅六水和物(Cu(NO3)2・6H2O)を加え、水酸化アンモニウム(NH4OH)溶液(28%)を適量追加してpHを8に保ち1h攪拌した。その後、濾過・洗浄して集めた沈殿物を500℃で5時間空気中で焼成し、触媒Cを得た。最終的に得られたCu−Ce−Co酸化物(触媒C)の元素比は、モル比でおよそCu:Co:Ce=33:47:23である。
<2> トルエンの分解
まず、トルエンの分解装置について説明する。
<実施例2>
Ce/Co複合酸化物(CeCoO)にCuOが所定の割合(0重量%(0mol%),1重量%(5mol%),10重量%(33mol%),50重量%(71mol%),100重量%(100mol%))で添加されている触媒およびCuO単体(図4中ではCuO100%と表記)を用いてトルエンの分解実験を行った。これらの触媒は実施例1の触媒Cと同様の方法で製造した。なお、図4に示した各触媒の単位は重量%である。
<実施例3>
市販品の酸化セリウム(CeO2)単体、酸化コバルト(Co3O4)単体、およびこれらの物理的混合体、さらに、セリウムとコバルトの複合酸化物(表1ではCe−Co酸化物と表記している)、セリウム、コバルトおよび銅の複合酸化物(表1ではCu−Ce−Co酸化物と表記している)等の各種触媒についてトルエン分解実験を行い、100%トルエン転化到達に必要な最低温度(℃)を測定した。また各触媒の表面積を測定した。その結果を表1に示す。
<炭酸塩分解によるCe−Co酸化物の調製方法>
目的のCoとCeの比になるように測り取った市販(関東化学から購入)の試薬である塩基性炭酸コバルト2CoCO3・3Co(OH)2・4H2Oと炭酸セリウムCe2(CO3)3・8H2O粉末を物理的に混合し、その混合物を空気中300度で5時間焼成した。
<炭酸塩分解によるCu−Ce−Co酸化物の調製方法>
目的のCu,Co,Ceの比になるように測り取った市販(関東化学から購入)の試薬である塩基性炭酸コバルト2CoCO3・3Co(OH)2・4H2O、炭酸セリウムCe2(CO3)3・8H2O、そして塩基性炭酸銅CuCO3・Cu(OH)2粉末を物理的に混合し、その混合物を空気中300度で5時間焼成した。
C7H8(トルエン)+O2(酸素)→中間生成物→CO2(二酸化炭素)+H2O(水)
分解が中途半端になると、中間生成物ができ、トルエン転化率に対して二酸化炭素発生率が低くなる。
表1の結果より、炭酸塩分解によって調製した触媒を用いたときのトルエン転化に必要な温度が、物理的混合体で調製した触媒、さらには共沈法によって調製した触媒よりも低下することが確認できた。そして図5に示すように、炭酸塩分解によって調製した触媒は、白金触媒よりもその性能が上回ることが確認できた。なお、図5中の点線が白金触媒を用いたときのトルエンの完全分解温度(二酸化炭素発生収率)である。
Claims (11)
- セリウム酸化物およびコバルト酸化物を含むことを特徴とする揮発性有機化合物分解用触媒。
- セリウムおよびコバルトの複合酸化物であることを特徴とする請求項1に記載の揮発性有機化合物分解用触媒。
- セリウム塩およびコバルト塩を含む水溶液にアルカリを添加して生成した沈殿物を焼成したものであることを特徴とする請求項2に記載の揮発性有機化合物分解用触媒。
- セリウムの炭酸塩およびコバルトの炭酸塩の混合物を焼成したものであることを特徴とする請求項2に記載の揮発性有機化合物分解用触媒。
- さらに銅酸化物を含むことを特徴とする請求項1に記載の揮発性有機化合物分解用触媒。
- セリウム、コバルトおよび銅の複合酸化物であることを特徴とする請求項5に記載の揮発性有機化合物分解用触媒。
- セリウム塩およびコバルト塩を含む水溶液にアルカリを添加して沈殿物を生成させた後、前記水溶液に銅塩を添加し次いでアルカリを添加してさらに沈殿物を生成させ、これら沈殿物を焼成したものであることを特徴とする請求項6に記載の揮発性有機化合物分解用触媒。
- セリウムの炭酸塩、コバルトの炭酸塩および銅の炭酸塩の混合物を焼成したものであることを特徴とする請求項6に記載の揮発性有機化合物分解用触媒。
- 表面積が3m2/g以上であることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の揮発性有機化合物分解用触媒。
- 揮発性有機化合物を含む気相に、請求項1から9のいずれかの触媒を接触させ、加熱により揮発性有機化合物を酸化分解することを特徴とする揮発性有機化合物の分解方法。
- 光照射下で揮発性有機化合物を酸化分解することを特徴とする請求項10に記載の揮発性有機化合物の分解方法。
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