JP2010131531A - Air cleaning catalyst and its manufacturing method - Google Patents

Air cleaning catalyst and its manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP2010131531A
JP2010131531A JP2008310391A JP2008310391A JP2010131531A JP 2010131531 A JP2010131531 A JP 2010131531A JP 2008310391 A JP2008310391 A JP 2008310391A JP 2008310391 A JP2008310391 A JP 2008310391A JP 2010131531 A JP2010131531 A JP 2010131531A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
manganese
oxide
cerium
component
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.)
Pending
Application number
JP2008310391A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinya Kitaguchi
真也 北口
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.)
Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai 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 Nippon Shokubai Co Ltd filed Critical Nippon Shokubai Co Ltd
Priority to JP2008310391A priority Critical patent/JP2010131531A/en
Publication of JP2010131531A publication Critical patent/JP2010131531A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air cleaning catalyst which can efficiently remove a harmful substance present in the air such as carbon monoxide or formaldehyde, at low temperatures, e.g. not higher than 50°C and can be manufactured using a low cost raw material, at simple manufacturing facilities and by a simple manufacturing method. <P>SOLUTION: This air cleaning catalyst contains an equal density mixed oxide of manganese and cerium as a component A of the catalyst and at least one metallic element selected from the group consisting of elements belonging to groups VIII to XI of the periodic table as a component B of the catalyst. Further, the component A of the catalyst has an X-ray diffraction peak corresponding to the fluorite structure of cerium dioxide as a main peak. Besides, the equal density mixed oxide of manganese and cerium contains 10 to 60 mass% of manganese in terms of manganese dioxide. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば一酸化炭素、オゾンや揮発性有機化合物などの空気中に存在する有害物質を50℃以下の低温で除去できる空気清浄化用触媒に関するものである。 The present invention relates to an air cleaning catalyst capable of removing harmful substances existing in the air such as carbon monoxide, ozone and volatile organic compounds at a low temperature of 50 ° C. or lower.

自動車等の内燃機関や工場からの大気中に排出された窒素酸化物や揮発性有機化合物、炭化水素などが太陽光中の紫外線と反応して、オゾンなどの過酸化物、二酸化窒素、ホルムアルデヒドなどの生成が光化学スモッグの原因となる。そこで工場や自動車などの排ガス出口に排ガス処理触媒を設置することにより大気汚染は大幅に改善されている。ただし排ガス温度を300℃以上にしないと排ガス処理触媒は機能しないため、工場の排ガス温度が低い場合は燃料費が必要となり維持費が高くなること、自動車の始動時やアイドリング時などのガス温が低い際は有害物質を十分処理されないままで排出されるという問題があった。   Nitrogen oxides, volatile organic compounds, hydrocarbons, etc. discharged into the atmosphere from internal combustion engines and factories such as automobiles react with ultraviolet rays in sunlight to generate peroxides such as ozone, nitrogen dioxide, formaldehyde, etc. The generation of odor causes photochemical smog. Therefore, air pollution has been greatly improved by installing an exhaust gas treatment catalyst at the exhaust gas outlet of factories and automobiles. However, since the exhaust gas treatment catalyst does not function unless the exhaust gas temperature is set to 300 ° C. or higher, the fuel cost is required when the exhaust gas temperature in the factory is low, the maintenance cost becomes high, and the gas temperature at the time of starting or idling the automobile When it is low, there is a problem that harmful substances are discharged without being sufficiently treated.

またオフィスや住居の気密性の向上により、複写機からオゾンや窒素酸化物、暖房機器からの未燃炭化水素や一酸化炭素の排出やタバコの煙に含まれるアセトアルデヒドなどの有害物質による健康被害が心配されている。更には壁材、床材、カーテン、カーペットなどの内装材からシックハウス症候群の原因となるホルムアルデヒド、トルエン、キシレン等の有害物質が発生することが知られている。   In addition, due to the improved airtightness of offices and homes, health hazards caused by harmful substances such as ozone and nitrogen oxides from copiers, unburned hydrocarbons and carbon monoxide from heating equipment, and acetaldehyde contained in cigarette smoke. I'm worried. Furthermore, it is known that interior materials such as wall materials, floor materials, curtains, and carpets generate harmful substances such as formaldehyde, toluene, and xylene that cause sick house syndrome.

常温での有害物質の除去に関しては、活性炭、ゼオライト、モレキュラシープ、多孔質粘土、活性アルミナおよびシリカゲルなどの吸着剤が用いる方法が知られている。しかし、吸着剤は寿命があり、定期的に、例えば数ヶ月毎に吸着剤を交換する必要があり、その性能を維持するのに過大な労力や費用を要する。   For removal of harmful substances at room temperature, methods using an adsorbent such as activated carbon, zeolite, molecular sheep, porous clay, activated alumina, and silica gel are known. However, the adsorbent has a lifetime, and it is necessary to replace the adsorbent regularly, for example, every few months, and excessive labor and cost are required to maintain its performance.

また有害物質を触媒で除去する方法として光触媒を用いることが提案されている。光触媒として酸化チタンが一般的に使用されているが、酸化チタンは紫外線によって励起して生成するラジカルなどにより有害物質を常温で酸化分解することができる。しかし太陽光や室内照明に紫外線は僅かしか含まれていないため、処理速度が遅く実用的な効果が得られるには至っていない。   It has also been proposed to use a photocatalyst as a method for removing harmful substances with a catalyst. Titanium oxide is generally used as a photocatalyst, but titanium oxide can oxidize and decompose harmful substances at room temperature by radicals generated by excitation with ultraviolet rays. However, since sunlight and indoor lighting contain only a small amount of ultraviolet rays, the processing speed is slow and practical effects have not been obtained.

そこで、特許文献1ではマンガン、鉄およびセリウムの複合酸化物よりなる脱臭触媒が開示されている。複合酸化物はMnCeFeのみで構成されていると記載されており、X線回折による結晶構造が二酸化セリウムの蛍石型構造であるかの記載はない。また反応温度は150℃でアセトアルデヒド、トリメチルアミンなど臭気物質を処理する例が示されており50℃以下の低温での処理効果には言及されていない。 Therefore, Patent Document 1 discloses a deodorization catalyst made of a complex oxide of manganese, iron and cerium. The composite oxide is described as being composed only of MnCeFe 2 O 4 , and there is no description as to whether the crystal structure by X-ray diffraction is a fluorite structure of cerium dioxide. In addition, an example of treating odorous substances such as acetaldehyde and trimethylamine at a reaction temperature of 150 ° C. is shown, and the treatment effect at a low temperature of 50 ° C. or less is not mentioned.

また、酸化セリウムにパラジウムまたは白金を担持した一酸化炭素酸化触媒が特許文献2に開示されており、成形体の表面から深さ0.8mmまでの表層にパラジウムまたは白金を担持することで一酸化炭素を15〜40℃の常温処理ができると記載されている。
さらに、還元処理によってセリウム酸化物などに酸素欠陥が導入された酸化物に貴金属を担持した常温浄化触媒が特許文献3で開示されており、一酸化炭素、ホルムアルデヒドなどの環境負荷物質を常温で効率よく除去できると記載されている。ただし実施例に示される試験結果ではいずれのガスに対しても処理速度が経時により急速に低下する傾向が見られる。これは、完全酸化されずに副生物が生成することで反応により酸素欠陥が構造が維持されずに性能低下を招いている可能性が考えられる。また水素を5%含む窒素中にて500℃で1時間還元する方法が例示されており、触媒の製造方法が複雑となっている。
一方、特許文献4では比表面積が150m/g以上のマンガン化合物を自動車のラジエータなど表面に塗布して、走行することによって道路などの環境中のオゾン、一酸化炭素、不飽和炭化水素、含酸素炭化水素などの汚染物質を浄化する方法が開示されている。オゾン以外に一酸化炭素や炭化水素を処理する場合は白金やパラジウムと組み合わせて使用することも記載されている。マンガン化合物としてαMnOが好ましいとされており、より好ましい酸化マンガンの結晶構造としてX線回折で測定されるクリプトメレン(KMn16・xHO)構造が開示されている。
Further, a carbon monoxide oxidation catalyst in which palladium or platinum is supported on cerium oxide is disclosed in Patent Document 2, and monoxide is oxidized by supporting palladium or platinum on a surface layer having a depth of 0.8 mm from the surface of the molded body. It is described that carbon can be treated at a room temperature of 15 to 40 ° C.
Furthermore, Patent Document 3 discloses a room temperature purification catalyst in which a noble metal is supported on an oxide in which oxygen defects are introduced into cerium oxide or the like by reduction treatment, and an environmental load substance such as carbon monoxide or formaldehyde is efficiently produced at room temperature. It is described that it can be removed well. However, in the test results shown in the examples, the processing speed tends to decrease rapidly with time for any gas. This is considered to be due to the fact that by-products are generated without being completely oxidized, the structure of oxygen defects is not maintained by the reaction, and the performance is lowered. Further, a method of reducing at 500 ° C. for 1 hour in nitrogen containing 5% of hydrogen is exemplified, and the method for producing the catalyst is complicated.
On the other hand, in Patent Document 4, a manganese compound having a specific surface area of 150 m 2 / g or more is applied to the surface of an automobile radiator or the like, and by running, it contains ozone, carbon monoxide, unsaturated hydrocarbons, etc. A method for purifying contaminants such as oxygen hydrocarbons is disclosed. In addition to ozone, the use of carbon monoxide and hydrocarbons in combination with platinum or palladium is also described. ΑMnO 2 is said to be preferable as the manganese compound, and a cryptomelane (KMn 8 O 16 · xH 2 O) structure measured by X-ray diffraction is disclosed as a more preferable crystal structure of manganese oxide.

特許3546766号公報Japanese Patent No. 3546766 特開2008−264737号公報JP 2008-264737 A 特開2001−187343号公報JP 2001-187343 A 特許4065026号公報Japanese Patent No. 4065026

本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、空気中の一酸化炭素やホルムアルデヒドなどの低濃度の有害物質を50℃以下の低温で効率良く処理する空気清浄化用触媒を提供することである。また本触媒の製造方法は簡単であり、複雑な製造設備を必要としない。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is an air purifier that efficiently treats low-concentration harmful substances such as carbon monoxide and formaldehyde in air at a low temperature of 50 ° C. or lower. It is to provide a catalyst for use. Moreover, the manufacturing method of this catalyst is simple and does not require complicated manufacturing equipment.

上記課題を解決するために、本発明の空気清浄化用触媒は、触媒A成分としてマンガン−セリウムの均密混合酸化物と触媒B成分として周期律表8〜11族に属する元素の中から選ばれる少なくとも一種以上の金属元素を含有しており、前記マンガン−セリウム均密混合酸化物はマンガンを二酸化マンガン換算で10〜60質量%含有しており、かつ粉末X線回折測定にて二酸化セリウムの蛍石型構造を有していると同定されることを特徴とするものである。   In order to solve the above-mentioned problems, the catalyst for air purification of the present invention is selected from the elements belonging to Group 8 to 11 of the periodic table as the catalyst A component and the manganese-cerium homogeneous mixed oxide and the catalyst B component. At least one metal element, and the manganese-cerium dense mixed oxide contains 10 to 60% by mass of manganese in terms of manganese dioxide. It is identified as having a fluorite structure.

本発明の空気清浄化用触媒は触媒A成分であるマンガン−セリウム均密混合酸化物を30〜99.95質量%含有し、触媒B成分としてパラジウム、白金、銀および金から選ばれる少なくとも1種の金属元素を0.05〜20質量%含有していることが好ましい。
また空気清浄化用触媒は触媒A成分と触媒B成分に加えて、さらに触媒C成分として酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、ゼオライトおよびチタン系複合酸化物からなる群から選ばれる少なくとも1種の耐火性無機酸化物を含有することができる。
また本発明の空気清浄化用触媒の製造方法において、触媒A成分として酸化セリウムまたは酸化セリウムの前駆体と、マンガン化合物溶液を混合して乾燥後に空気中300〜900℃で焼成してマンガン−セリウム均密混合酸化物を調製する工程を有していることを特徴とする。この際、マンガン化合物1モルに対して0.1〜2モルの有機酸をマンガン化合物溶液に添加することが好ましい。
The air cleaning catalyst of the present invention contains 30 to 99.95% by mass of a manganese-cerium homogeneous mixed oxide as a catalyst A component, and at least one selected from palladium, platinum, silver and gold as a catalyst B component. It is preferable to contain 0.05-20 mass% of metal elements.
In addition to the catalyst A component and the catalyst B component, the air cleaning catalyst further includes at least one refractory selected from the group consisting of aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, zeolite, and titanium-based composite oxide as the catalyst C component. An inorganic oxide can be contained.
In the method for producing an air cleaning catalyst of the present invention, manganese-cerium is prepared by mixing cerium oxide or a precursor of cerium oxide as a catalyst A component and a manganese compound solution, drying the mixture, and firing in air at 300 to 900 ° C. It has the process of preparing an intimate mixed oxide. Under the present circumstances, it is preferable to add 0.1-2 mol organic acid with respect to 1 mol of manganese compounds to a manganese compound solution.

本発明の空気清浄化用触媒は50℃以下の低温で空気中の有害物質を効率的に除去することができる。上記有害物質としてはオゾン、一酸化炭素、揮発性有機化合物(VOC)、炭化水素、硫黄系化合物や窒素系化合物等が上げられる。   The air cleaning catalyst of the present invention can efficiently remove harmful substances in the air at a low temperature of 50 ° C. or lower. Examples of the harmful substances include ozone, carbon monoxide, volatile organic compounds (VOC), hydrocarbons, sulfur compounds and nitrogen compounds.

本発明の空気清浄化用触媒に用いる触媒A成分であるマンガン−セリウム均密混合酸化物は安価な原料、簡便な製造設備や製造方法で製造可能であり、触媒B成分と組み合わせることにより一酸化炭素、ホルムアルデヒドなどの有害物質を50℃以下の低温で完全酸化して室内空気を清浄化することができる。   The manganese-cerium dense mixed oxide, which is the catalyst A component used in the catalyst for air purification of the present invention, can be produced with an inexpensive raw material, simple production equipment and production method, and is combined with the catalyst B component to be oxidized. It is possible to clean indoor air by completely oxidizing harmful substances such as carbon and formaldehyde at a low temperature of 50 ° C. or lower.

本発明の空気清浄化用触媒は触媒A成分としてマンガン−セリウム均密混合酸化物と触媒B成分として周期律表8〜11族に属する元素の中から選ばれる少なくとも一種以上の金属元素を含有するものであって、前記マンガン−セリウム均密混合酸化物はマンガンを二酸化マンガン換算で10〜60質量%含有しており、かつ粉末X線回折測定にて二酸化セリウムの蛍石型構造を有していることを特徴とする。   The air cleaning catalyst of the present invention contains a manganese-cerium dense mixed oxide as a catalyst A component and at least one metal element selected from elements belonging to groups 8 to 11 of the periodic table as a catalyst B component. The manganese-cerium dense mixed oxide contains 10 to 60% by mass of manganese in terms of manganese dioxide, and has a fluorite structure of cerium dioxide by powder X-ray diffraction measurement. It is characterized by being.

本発明の触媒A成分のマンガン−セリウム均密混合酸化物とは、粉末X線回折にて測定した際に、酸化マンガンに由来する回折ピークは見られず、蛍石型の二酸化セリウムの結晶ピークを主ピークとして得られるものを表している。粉末試料の結晶構造は格子面間隔(d値)を測定することにより確認することが可能である。X線回折の測定条件は、CuKα線源、電圧45KV、電流40mA、走査範囲10〜90°、走査速度0.198°/minで実施した。本願発明により得られたマンガン−セリウム均密混合酸化物のX線回折の測定結果において主ピークのd値は3.07〜3.15の範囲にあり、JCPDS(Joint Committee of Powder Diffraction Standarts)カードに記載された二酸化セリウムの蛍石型構造のd値である3.12とほぼ一致する。またカードに記載されている二酸化セリウムのd値は相対強度が高い順に、3.12、1.91、1.63、2.71等であり、主ピーク以外もほぼ一致した位置(d値±0.05)に結晶ピークが検出され、マンガン−セリウム均密混合酸化物の結晶構造は二酸化セリウム蛍石型構造にほぼ類似していると考えられる。   The manganese-cerium homogeneous mixed oxide of the catalyst A component of the present invention does not show a diffraction peak derived from manganese oxide when measured by powder X-ray diffraction, and is a crystal peak of fluorite-type cerium dioxide Is obtained as a main peak. The crystal structure of the powder sample can be confirmed by measuring the lattice spacing (d value). The measurement conditions for X-ray diffraction were a CuKα radiation source, a voltage of 45 KV, a current of 40 mA, a scanning range of 10 to 90 °, and a scanning speed of 0.198 ° / min. In the X-ray diffraction measurement results of the manganese-cerium dense mixed oxide obtained by the present invention, the d value of the main peak is in the range of 3.07 to 3.15, and the JCPDS (Joint Committee of Powder Diffraction Standards) card. This is almost the same as 3.12 which is the d value of the fluorite structure of cerium dioxide described in 1). The d value of cerium dioxide described on the card is 3.12, 1.91, 1.63, 2.71, etc. in descending order of relative intensity, and the positions (d value ± 0.05) a crystal peak was detected, and the crystal structure of the manganese-cerium dense mixed oxide is considered to be almost similar to the cerium dioxide fluorite structure.

触媒A成分であるマンガン−セリウム均密混合酸化物はマンガンを二酸化マンガン換算で10〜60質量%、好ましくは15〜50質量%、より好ましくは20〜40質量%の範囲で含有する。このように高い含有率でマンガンを含有するにも係らず、酸化マンガンに由来する回折ピークが見られないことから酸化マンガンはアモルファスな状態で酸化セリウム上に高分散されていると推定される。   The manganese-cerium homogeneous mixed oxide which is the catalyst A component contains 10 to 60% by mass, preferably 15 to 50% by mass, more preferably 20 to 40% by mass in terms of manganese dioxide. In spite of containing manganese at such a high content, no diffraction peak derived from manganese oxide is observed, and therefore it is estimated that manganese oxide is highly dispersed on cerium oxide in an amorphous state.

マンガン−セリウム均密混合酸化物における二酸化マンガン換算の含有率が10質量%未満である場合は、有害物質の酸化速度が不十分となり効率的な触媒処理ができなくなり、60質量%を超える場合は酸化マンガンが結晶化しやすくなり耐熱性や耐被毒性の低下を招くので好ましくない。   When the manganese dioxide-certain mixed oxide content in the manganese-cerium dense mixed oxide is less than 10% by mass, the oxidation rate of harmful substances becomes insufficient and efficient catalyst treatment cannot be performed. Manganese oxide tends to crystallize, leading to a decrease in heat resistance and poisoning resistance.

一般に酸化マンガンの結晶構造としてはMnO、MnO、Mn、Mnなどの形態があり、特にMnOは活性二酸化マンガンと呼ばれ強い酸化力を有していることが知られている。しかしながらMnOは熱処理により相変化しやすいため触媒燃焼法に使用することは困難であった。本願の製造方法により得られるマンガン−セリウム均密混合酸化物は900℃の高温で熱処理してもX線回折測定において、ほとんど二酸化セリウムの蛍石型の結晶ピークが検出されるのみであり熱的安定性に関しても大幅な改善効果が得られることが判っている。また酸化マンガンは反応性が高く処理ガス中に硫黄化合物が存在すると硫化マンガンや硫酸マンガンに変質して性能低下を招きやすいことが判っているが、本発明のマンガン−セリウム均密混合酸化物は酸化マンガンが安定化されており耐硫黄被毒性に対しても改善効果が得られる。 In general, the crystal structure of manganese oxide includes MnO, MnO 2 , Mn 2 O 3 , Mn 3 O 4 and the like, and especially MnO 2 is known as active manganese dioxide and has a strong oxidizing power. ing. However, MnO 2 is difficult to use in the catalytic combustion method because it easily undergoes a phase change by heat treatment. The manganese-cerium homogeneous mixed oxide obtained by the production method of the present application can only detect a fluorite-type crystal peak of cerium dioxide in the X-ray diffraction measurement even when heat-treated at a high temperature of 900 ° C. It has been found that a significant improvement effect can be obtained with respect to stability. Manganese oxide is highly reactive, and it is known that when sulfur compounds are present in the processing gas, it will be transformed into manganese sulfide or manganese sulfate, which tends to cause performance degradation. Manganese oxide is stabilized, and an improvement effect is obtained with respect to sulfur poisoning resistance.

マンガン−セリウム均密混合酸化物は固相混合法、固液混合法、液相共沈法、アルコキシドを用いたゾルゲル法等により製造することができる。特に安価な原料を用いて簡便な製造装置用いて高活性な均密混合酸化物を製造することができる固液混合法が好ましい製造方法として挙げられる。固液混合法とはマンガンまたはセリウムとどちらかを使用する溶媒に不溶な固体原料として用いて、もう一方に金属塩を水などの溶媒に溶解した溶液として混合して調製するものである。好ましくはセリウム源を固体原料としてマンガン源を溶液で使用することが好ましい。具体的にはアモルファスな酸化セリウムまたは炭酸セリウム、水酸化セリウム等の酸化セリウムの前駆体に硝酸マンガン等のマンガン化合物溶液を含浸して、乾燥、焼成することが挙げられる。空気中で300〜900℃で焼成することで、20〜100m/gの比表面積を有したマンガン−セリウム均密混合酸化物を調製することができる。 The manganese-cerium homogeneous mixed oxide can be produced by a solid phase mixing method, a solid-liquid mixing method, a liquid phase coprecipitation method, a sol-gel method using an alkoxide, or the like. A particularly preferable production method is a solid-liquid mixing method that can produce a highly active homogeneous mixed oxide by using a simple production apparatus using an inexpensive raw material. The solid-liquid mixing method is prepared by using a solid raw material insoluble in a solvent that uses either manganese or cerium, and mixing it as a solution in which a metal salt is dissolved in a solvent such as water. Preferably, a cerium source is used as a solid raw material and a manganese source is used in a solution. Specifically, amorphous cerium oxide or a precursor of cerium oxide such as cerium carbonate or cerium hydroxide is impregnated with a manganese compound solution such as manganese nitrate, followed by drying and firing. By firing at 300 to 900 ° C. in the air, a manganese-cerium homogeneous mixed oxide having a specific surface area of 20 to 100 m 2 / g can be prepared.

触媒B成分の周期律表8〜11族に属する金属元素としては、8族の鉄、ルテニウム、オスミウム、9族のコバルト、ロジウム、イリジウム、10族のニッケル、パラジウム、白金および11族の銅、銀、金などが使用可能である。好ましい触媒B成分としてパラジウム、白金、銀および金から選ばれる少なくとも1種の元素を用いることが好ましい。
本発明の空気清浄化用触媒は前記触媒A成分としてマンガン−セリウム均密混合酸化物を30〜99.5質量%、触媒B成分として周期律表8〜11族の金属元素を0.05〜20質量%含有していることが好ましい。触媒A成分であるマンガン−セリウム均密混合酸化物が30質量%未満である場合は有害物質の酸化速度が遅くなり高い処理効率が得られ難く、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上である。また触媒B成分である周期律表8〜11族の金属元素が0.05質量%より少ない場合は低温での酸化性能が不十分となり、20質量%を超えても性能向上効果はほとんど得られず分散性が低下して粒子成長する可能性があるので好ましくない。尚、触媒B成分は各元素の金属または金属の酸化物として含有されることが好ましい。
The metal elements belonging to groups 8 to 11 of the periodic table of catalyst B component include group 8 iron, ruthenium, osmium, group 9 cobalt, rhodium, iridium, group 10 nickel, palladium, platinum, and group 11 copper, Silver, gold, etc. can be used. It is preferable to use at least one element selected from palladium, platinum, silver and gold as the preferred catalyst B component.
The catalyst for air purification of the present invention comprises 30 to 99.5% by mass of a manganese-cerium homogeneous mixed oxide as the catalyst A component, and 0.05 to 0.05% of a metal element of Group 8 to 11 of the periodic table as the catalyst B component. It is preferable to contain 20 mass%. When the manganese-cerium homogeneous mixed oxide, which is the catalyst A component, is less than 30% by mass, the oxidation rate of harmful substances becomes slow and high treatment efficiency is difficult to obtain, preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass. % Or more. In addition, when the amount of the metal element of Group 8 to 11 of the periodic table as the catalyst B component is less than 0.05% by mass, the oxidation performance at low temperature becomes insufficient, and even if it exceeds 20% by mass, the performance improvement effect is almost obtained. Therefore, it is not preferable because the dispersibility may decrease and the particles may grow. The catalyst B component is preferably contained as a metal of each element or a metal oxide.

また触媒B成分としてはパラジウム、白金、銀および金から選ばれる少なくとも1種の元素を使用することが好ましく、これら元素使用することにより一酸化炭素やVOCの除去性能の向上が得られる。特に好ましくは触媒B成分としてパラジウムと銀を組み合わせて使用することにより低温での酸化性能が著しく向上し、Pd/Agの原子比を50/50〜1/99の範囲とすることが好ましい。   Moreover, it is preferable to use at least one element selected from palladium, platinum, silver and gold as the catalyst B component, and the use of these elements can improve the removal performance of carbon monoxide and VOC. It is particularly preferable that the oxidation performance at low temperature is remarkably improved by using a combination of palladium and silver as the catalyst B component, and the atomic ratio of Pd / Ag is preferably in the range of 50/50 to 1/99.

本発明の空気清浄化用触媒は前述の触媒A成分および触媒B成分に加えて、さらに触媒C成分として酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、ゼオライトおよびチタン系複合酸化物からなる群から選ばれる少なくとも1種の耐火性無機酸化物を含有することができる。耐火性無機酸化物は0〜69.95質量%含有することが好ましい。耐火性無機酸化物を添加することにより空気中に低濃度で存在する有害物質に対する吸着特性や触媒の機械的強度の向上が得られる。耐火性無機酸化物が69.95質量%を超える場合は触媒A成分および触媒B成分の含有量が少なくなり、十分な触媒活性が得られなくなるので好ましくない。   The air cleaning catalyst of the present invention is at least selected from the group consisting of aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, zeolite, and titanium-based composite oxide as catalyst C component in addition to the above-mentioned catalyst A component and catalyst B component. One kind of refractory inorganic oxide can be contained. It is preferable to contain 0-69.95 mass% of refractory inorganic oxides. By adding a refractory inorganic oxide, it is possible to obtain an improvement in adsorption characteristics for harmful substances present in a low concentration in the air and mechanical strength of the catalyst. When the refractory inorganic oxide exceeds 69.95% by mass, the contents of the catalyst A component and the catalyst B component are decreased, and sufficient catalytic activity cannot be obtained, which is not preferable.

前記耐火性無機酸化物はチタン系複合酸化物を使用することが好ましい。チタン系複合酸化物が優れている理由は明らかではないが、顕著な固体酸性を有していることで低温での有害物質の酸化が促進する効果が得られていると考えられる。チタン系複合酸化物としてはTi−Si複合酸化物、Ti−Zr複合酸化物およびTi−Si−Zr複合酸化物から選ばれる1種を使用することが好ましい。特にTi−Si複合酸化物は高比表面積を有しており化学的および熱的に安定であり、触媒A成分および触媒B成分と組み合わせ使用することにより吸着性に優れた空気清浄化用触媒を構成することができる。特に低温での酸化処理で問題となる硫黄系化合物を含有するガスを処理するのに好適である。室内の低濃度の有害ガスを処理するに際してチタン系複合酸化物の比表面積は100m/g以上、好ましくは150m/g以上であることが好ましい。またチタン系複合酸化物はpKa≦+3.3の酸強度を有する固体酸量が0.3mmol/g以上であることが好ましい。
次に空気清浄化用触媒の製造方法について記載する。前述のように触媒A成分であるマンガン−セリウム均密混合酸化物は液相共沈法やゾルゲル法によっても製造することができるが、以下に示す簡便な固液混合法で製造することが好ましい。
The refractory inorganic oxide is preferably a titanium composite oxide. The reason why the titanium-based composite oxide is excellent is not clear, but it is considered that the effect of promoting the oxidation of harmful substances at a low temperature is obtained by having a remarkable solid acidity. As the titanium-based composite oxide, it is preferable to use one selected from a Ti—Si composite oxide, a Ti—Zr composite oxide, and a Ti—Si—Zr composite oxide. In particular, Ti-Si composite oxide has a high specific surface area, is chemically and thermally stable, and is used in combination with the catalyst A component and the catalyst B component to provide an air purification catalyst having excellent adsorptivity. Can be configured. In particular, it is suitable for treating a gas containing a sulfur compound that causes a problem in oxidation treatment at a low temperature. When treating a low concentration harmful gas in the room, the specific surface area of the titanium-based composite oxide is preferably 100 m 2 / g or more, and preferably 150 m 2 / g or more. The titanium-based composite oxide preferably has a solid acid amount having an acid strength of pKa ≦ + 3.3 of 0.3 mmol / g or more.
Next, a method for producing an air cleaning catalyst will be described. As described above, the manganese-cerium dense mixed oxide which is the component of catalyst A can be produced by a liquid phase coprecipitation method or a sol-gel method, but is preferably produced by a simple solid-liquid mixing method shown below. .

本発明の空気清浄化用触媒の具体的な製造方法は酸化セリウム、または酸化セリウムの前駆体と、マンガン化合物溶液を十分に混合し乾燥後に空気中300〜900℃で焼成して触媒A成分であるマンガン−セリウム均密混合酸化物を調製する工程を有していることを特徴とする。セリウム源としてはアモルファスな酸化セリウムまたは炭酸セリウム、水酸化セリウム等の酸化セリウムの前駆体が使用可能であり特に多孔質で高比表面積な均密混合酸化物を得ることができる炭酸セリウムをセリウム源として用いることが好ましい。またマンガン源としては硝酸マンガン、塩化マンガン、酢酸マンガン等の水などの溶媒に溶解可能なマンガン化合物の溶液を使用することができ、特に硝酸マンガン水溶液を使用することが好ましい。水などの溶媒の添加量は固液の均質な混合が可能な範囲とし、混合装置や乾燥装置の仕様に合わせて適宜変更できる。乾燥は水などの溶媒を除去するものであり80〜200℃の範囲で1〜24時間実施し、その後空気中で300〜900℃、好ましくは500〜700℃で焼成することでマンガン−セリウム均密混合酸化物を調製することができる。   The specific method for producing the air cleaning catalyst of the present invention is to mix cerium oxide or a precursor of cerium oxide and a manganese compound solution sufficiently, and after drying, calcining in air at 300 to 900 ° C. It has the process of preparing a certain manganese-cerium homogeneous mixed oxide. As the cerium source, amorphous cerium oxide or a precursor of cerium oxide such as cerium carbonate and cerium hydroxide can be used. It is preferable to use as. As the manganese source, a solution of a manganese compound that can be dissolved in a solvent such as water such as manganese nitrate, manganese chloride, and manganese acetate can be used, and an aqueous manganese nitrate solution is particularly preferable. The addition amount of a solvent such as water is within a range in which solid and liquid can be homogeneously mixed, and can be appropriately changed according to the specifications of the mixing apparatus and the drying apparatus. Drying is performed to remove a solvent such as water, and is carried out in the range of 80 to 200 ° C. for 1 to 24 hours, and then calcined in air at 300 to 900 ° C., preferably 500 to 700 ° C. Close mixed oxides can be prepared.

また上記マンガン化合物溶液に酢酸、クエン酸、マレイン酸、リンゴ酸、コハク酸等の有機酸を添加することにより、さらに高活性で微細構造を有したマンガン−セリウム均密混合酸化物を得ることができる。有機酸の添加量としてはマンガン化合物1モルに対して0.1〜2モル、好ましくは0.3〜1.5モル、より好ましくは0.5〜1モル添加することが好ましい。有機酸の添加量が0.1モルより少ない場合は添加効果が得られず、2モルを超える場合は焼成時に還元雰囲気となり均密混合酸化物の性状に悪影響を与える可能性があるため好ましくない。   Further, by adding an organic acid such as acetic acid, citric acid, maleic acid, malic acid, and succinic acid to the manganese compound solution, a manganese-cerium homogeneous mixed oxide having a higher activity and a fine structure can be obtained. it can. The addition amount of the organic acid is preferably 0.1 to 2 mol, preferably 0.3 to 1.5 mol, more preferably 0.5 to 1 mol, per 1 mol of the manganese compound. When the addition amount of the organic acid is less than 0.1 mol, the addition effect cannot be obtained, and when it exceeds 2 mol, it is not preferable because it may be a reducing atmosphere during firing and adversely affect the properties of the dense mixed oxide. .

本発明の空気清浄化用触媒の製造方法において触媒B成分の添加方法は特に限定されるものではなく例えば(1)〜(3)の方法が例示される。(1)触媒A成分の粉体に、触媒B成分の金属元素の硝酸塩、硫酸塩などの水溶液を噴霧や浸漬して乾燥焼成して担持してから、これら触媒組成物を成形して乾燥焼成して製造する。(2)触媒A成分の粉末と触媒B成分の金属化合物塩溶液と混練して成形してから乾燥焼成して製造する。(3)触媒A成分を含有する触媒組成物を、成形して乾燥焼成後に触媒B成分の金属化合物塩溶液に含浸担持し乾燥焼成する。特に(3)の製造方法で触媒B成分を成形体の表層部に担持することが好ましく、これにより触媒B成分の含有率を少なくすることができる。前記触媒の焼成温度としては300〜900℃、好ましくは400〜600℃にて空気中で焼成することができる。空気清浄化用触媒は顆粒状、ペレット状、ハニカム状等の形状とすることができる。必要により成形助剤として澱粉等の有機バインダー、シリカゾルやアルミナゾル等の無機バインダーやガラス繊維等のセラミック繊維を添加することができる。成形助剤は触媒組成物の15%以下、好ましくは10%以下で添加することが好ましい。なお触媒C成分である酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、ゼオライトまたはチタン系複合酸化物などの耐火性無機酸化物は前記(1)〜(3)の製造方法のいずれの工程において添加しても良い。   In the method for producing an air cleaning catalyst of the present invention, the method for adding the catalyst B component is not particularly limited, and examples thereof include the methods (1) to (3). (1) The catalyst A component powder is sprayed or dipped in an aqueous solution of a metal element of the catalyst B component, such as nitrate or sulfate, dried and fired, supported, and then molded and dried and fired. To manufacture. (2) A catalyst A component powder and a catalyst B component metal compound salt solution are kneaded and molded, followed by drying and firing. (3) A catalyst composition containing the catalyst A component is molded, dried and fired, impregnated and supported on a metal compound salt solution of the catalyst B component, and dried and fired. In particular, it is preferable to support the catalyst B component on the surface layer portion of the molded body by the production method (3), whereby the content of the catalyst B component can be reduced. The catalyst may be calcined in air at 300 to 900 ° C., preferably 400 to 600 ° C. The air cleaning catalyst may have a granular shape, a pellet shape, a honeycomb shape, or the like. If necessary, an organic binder such as starch, an inorganic binder such as silica sol or alumina sol, or a ceramic fiber such as glass fiber can be added as a molding aid. The molding aid is preferably added at 15% or less, preferably 10% or less of the catalyst composition. The catalyst C component, which is a refractory inorganic oxide such as aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, zeolite, or titanium-based composite oxide, may be added in any step of the production methods (1) to (3). good.

本発明の空気清浄化方法は50℃以下の低温で有害物質を含有する空気と前記空気清浄化用触媒を接触させるだけで有害物質を効率的に除去することができる。また触媒の空間速度は1,000〜1,000,000hr−1で処理可能であり、好ましくは10,000〜200,000hr−1の範囲で処理することが好ましい。本発明の空気清浄化用触媒により室内空気中に存在する低濃度のオゾン、一酸化炭素、VOC、硫黄系化合物や窒素系化合物等の有害物質や臭気物質を処理することができる。なお温度が高くなるほど空気清浄化用触媒による有害成分の除去速度は速まるため、50℃を超える温度で使用することもできる。 The air cleaning method of the present invention can efficiently remove harmful substances only by bringing the air cleaning catalyst into contact with air containing harmful substances at a low temperature of 50 ° C. or lower. The space velocity of the catalyst is processable in 1,000~1,000,000hr -1, preferably it is preferred to treat a range of 10,000~200,000hr -1. The catalyst for air purification of the present invention can treat harmful substances and odorous substances such as low concentration ozone, carbon monoxide, VOC, sulfur-based compounds and nitrogen-based compounds present in indoor air. In addition, since the removal rate of the harmful component by the air cleaning catalyst increases as the temperature increases, it can be used at a temperature exceeding 50 ° C.

また空気清浄化用触媒の形状は成形品に限定されるものではない。例えば自動車のラジエータなどの放熱フィンの表面に、触媒A成分および触媒B成分を含有する本発明の空気清浄化用触媒を被覆せしめることによって空気中に含まれる有害物質を効果的に除去することができる。この際、前記触媒組成物を湿式粉砕して水性スラリーとして、放熱フィンに塗布したり吹き付けて、表面に接着せしめる。自動車のラジエータの放熱フィンは表面温度が70℃近くまで上昇するため、余剰熱を利用して空気中の有害物質を高効率で除去することができる。余剰熱を利用できるものはラジエータ以外に、例えばカーエアコン、家庭用や業務用エアコンの室外機、パソコンなどの放熱フィンに適用することが可能であり、自動車の走行や空冷ファンにより強制的に空気と接触する部分に空気清浄化用触媒を被覆せしめることで室内外の空気を効率的に処理することができる。水性スラリーの平均粒子径は10μm以下が好ましく、平均粒子径が10μmより大きい場合は接着性が不十分となるため好ましくない。放熱フィンの材質はアルミニウムまたはアルミニウム合金が使用されているが、接着性を高めるために金属表面処理を実施しても良い。また必要により無機または有機のバインダーを水性スラリーに添加することでより接着性を高めることができる。無機バインダーとしてはシリカゾル、アルミナゾル、ジルコニアゾル、セメント、水ガラスなどが挙げられ、有機バインダーとしては塗料やコーティング剤として一般的に使用されている各種ポリマーが使用可能である。   The shape of the air cleaning catalyst is not limited to a molded product. For example, it is possible to effectively remove harmful substances contained in the air by coating the surface of a radiating fin such as a radiator of an automobile with the air cleaning catalyst of the present invention containing the catalyst A component and the catalyst B component. it can. At this time, the catalyst composition is wet-pulverized to form an aqueous slurry, which is applied to or sprayed on the heat dissipating fins to adhere to the surface. Since the surface temperature of the radiator fin of an automobile radiator rises to nearly 70 ° C., it is possible to efficiently remove harmful substances in the air using surplus heat. In addition to radiators, those that can use surplus heat can be applied to, for example, car air conditioners, outdoor units for home and commercial air conditioners, and heat radiating fins for personal computers. The indoor and outdoor air can be efficiently treated by covering the portion in contact with the air cleaning catalyst. The average particle diameter of the aqueous slurry is preferably 10 μm or less, and when the average particle diameter is larger than 10 μm, the adhesiveness becomes insufficient, which is not preferable. Aluminum or aluminum alloy is used as the material of the heat dissipating fins, but metal surface treatment may be performed in order to improve adhesion. Moreover, adhesiveness can be improved more by adding an inorganic or organic binder to an aqueous slurry if necessary. Examples of the inorganic binder include silica sol, alumina sol, zirconia sol, cement, and water glass. As the organic binder, various polymers generally used as a paint or a coating agent can be used.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited only to these Examples.

(実施例1〜4)
固液混合法により触媒A成分であるマンガン−セリウム均密混合酸化物を以下の方法で調製した。粉末状の炭酸セリウムおよび硝酸マンガンの水溶液を計量して、マンガン−セリウム均密混合酸化物中の酸化マンガンの含有率がMnO換算で30質量%となるように十分に混合して、混合物を150℃で一晩乾燥して500℃で5時間焼成して、ハンマ−ミルで粉砕してマンガン−セリウム均密混合酸化物MC−1粉体を得た。得られたマンガン−セリウム均密混合酸化物をCuKα線源、電圧45KV、電流40mA、走査範囲10〜90°、走査速度0.198°/minでX線回折の測定した結果、二酸化セリウムの蛍石型結晶構造を示す位置に主ピークが検出されマンガン由来の結晶ピークは観察されなかった。またBET法で測定した比表面積は45m/gであった。
(Examples 1-4)
Manganese-cerium homogeneous mixed oxide as the catalyst A component was prepared by the following method by the solid-liquid mixing method. Weigh the aqueous solution of powdered cerium carbonate and manganese nitrate and mix well so that the manganese oxide content in the manganese-cerium homogeneous mixed oxide is 30% by mass in terms of MnO 2. It was dried at 150 ° C. overnight, calcined at 500 ° C. for 5 hours, and pulverized with a hammer mill to obtain a manganese-cerium homogeneous mixed oxide MC-1 powder. The obtained manganese-cerium homogeneous mixed oxide was measured for X-ray diffraction by a CuKα ray source, a voltage of 45 KV, a current of 40 mA, a scanning range of 10 to 90 °, and a scanning speed of 0.198 ° / min. A main peak was detected at a position showing a stone-type crystal structure, and no manganese-derived crystal peak was observed. The specific surface area measured by the BET method was 45 m 2 / g.

上記で得られたMC−1粉体94.5質量部、ガラス繊維5.0質量部と澱粉3.0質量部に適当量の水を添加してニーダーで混合し押出成形機にて5mmΦ長さ7mmの円柱状ペレットに成形し、乾燥後に500℃で5時間空気中にて焼成してペレット成形体を得た。このようにして得られたペレット成形体に触媒B成分として表1に示す金属元素の硝酸塩水溶液を噴霧してロータリーエバポレータで100℃に加熱しながら攪拌し、十分に乾燥してから空気中で500℃2時間焼成して表1に示す組成の実施例1〜4の完成触媒を得た。   An appropriate amount of water was added to 94.5 parts by mass of the MC-1 powder obtained above, 5.0 parts by mass of glass fiber and 3.0 parts by mass of starch, mixed with a kneader, and 5 mmΦ long by an extruder. It was molded into a cylindrical pellet having a thickness of 7 mm, dried, and then fired in air at 500 ° C. for 5 hours to obtain a pellet molded body. The pellet molded body thus obtained was sprayed with a nitrate aqueous solution of metal elements shown in Table 1 as the catalyst B component, stirred while heating to 100 ° C. with a rotary evaporator, sufficiently dried, and then heated to 500 in air. C. for 2 hours to obtain finished catalysts of Examples 1 to 4 having the compositions shown in Table 1.

(実施例5〜7)
実施例1〜4のマンガン−セリウム均密混合酸化物の調製において硝酸マンガンの添加量を変更し、かつマンガン1モルに対してクエン酸を1.0モル添加した以外は実施例1〜4と同様にして酸化マンガンの含有率が50質量%のマンガン−セリウム均密混合酸化物MC−2を得た。得られたMC−2粉体はX線回折測定において二酸化セリウムの蛍石型結晶構造を示す位置に主ピークが検出されマンガン由来の結晶ピークは観察されなかった。またBET法で測定したMC−2粉体の比表面積は55m/gであった。以下、実施例1〜4と同様にして表1に示す組成の実施例5〜7の完成触媒を得た。
(Examples 5-7)
Examples 1-4 except that the addition amount of manganese nitrate was changed in the preparation of the manganese-cerium homogeneous mixed oxide of Examples 1 to 4 and 1.0 mol of citric acid was added to 1 mol of manganese. Similarly, manganese-cerium homogeneous mixed oxide MC-2 having a manganese oxide content of 50% by mass was obtained. In the obtained MC-2 powder, a main peak was detected at a position showing a fluorite-type crystal structure of cerium dioxide in X-ray diffraction measurement, and a crystal peak derived from manganese was not observed. The specific surface area of the MC-2 powder measured by the BET method was 55 m 2 / g. Thereafter, in the same manner as in Examples 1 to 4, finished catalysts of Examples 5 to 7 having the compositions shown in Table 1 were obtained.

(実施例8〜9)
まず触媒C成分となるTi−Si複合酸化物(Ti/Siモル比=85/15)を以下の方法で調製した。10重量%アンモニア水700リットルにスノーテックス−20(日産化学(株)製シリカゾル、約20重量%のSiO含有)21.3kgを加え、攪拌、混合した後、硫酸チタニルの硫酸溶液(TiOとして125g/リットル、硫酸濃度550g/リットル)340リットルを攪拌しながら徐々に滴下した。得られたゲルを3時間放置した後、ろ過、水洗し、続いて150℃で10時間乾燥した。これを500℃で焼成し、更にハンマーミルを用いて粉砕してTi−Si複合酸化物粉体TS−1を得た。
TS−1粉体の比表面積が162m/gであり、X線回折測定ではTiOやSiOの明らかな固有ピークは認められず、ブロードな回折ピークによって非晶質な微細構造を有するTi−Si複合酸化物が形成されていることが確認された。またp−ジメチルアミノアゾベンゼンを指示薬として用いてn−ブチルアミン滴定法によりTS−1の固体酸量を測定した結果、pKa≦+3.3の酸強度の固体酸量は0.48mmol/gであった。
(Examples 8 to 9)
First, a Ti—Si composite oxide (Ti / Si molar ratio = 85/15) serving as a catalyst C component was prepared by the following method. After adding 21.3 kg of SNOWTEX-20 (silica sol manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., containing about 20% by weight of SiO 2 ) to 700 liters of 10% by weight aqueous ammonia, stirring and mixing, a sulfuric acid solution of titanyl sulfate (TiO 2) (125 g / liter, sulfuric acid concentration 550 g / liter) was gradually added dropwise with stirring. The obtained gel was allowed to stand for 3 hours, filtered, washed with water, and then dried at 150 ° C. for 10 hours. This was fired at 500 ° C. and further pulverized using a hammer mill to obtain Ti—Si composite oxide powder TS-1.
The specific surface area of the TS-1 powder is 162 m 2 / g, and X-ray diffraction measurement does not show any obvious intrinsic peaks of TiO 2 or SiO 2 , and Ti has an amorphous microstructure due to a broad diffraction peak. It was confirmed that a —Si composite oxide was formed. Moreover, as a result of measuring the solid acid amount of TS-1 by n-butylamine titration method using p-dimethylaminoazobenzene as an indicator, the solid acid amount of acid strength of pKa ≦ + 3.3 was 0.48 mmol / g. .

次に実施例5〜7にて得られた触媒A成分であるマンガン−セリウム均密混合酸化物MC−2粉体に触媒B成分として硝酸銀と硝酸パラジウムの混合水溶液を含浸して乾燥し空気中500℃で2時間焼成して表1に示す比率で触媒A成分に触媒B成分を担持した粉体を得た。以下、表1に示す組成で触媒A成分、触媒B成分、触媒C成分およびガラス繊維よりなる触媒組成物をニーダーで混練して押出成形機にてペレット形状に成形し、乾燥して、500℃にて5時間空気中で焼成して実施例8〜9の完成触媒を得た。   Next, the manganese-cerium homogeneous mixed oxide MC-2 powder, which is the catalyst A component obtained in Examples 5 to 7, was impregnated with a mixed aqueous solution of silver nitrate and palladium nitrate as the catalyst B component and dried, and then in the air. Calcination was carried out at 500 ° C. for 2 hours to obtain a powder having the catalyst B component supported on the catalyst A component at the ratio shown in Table 1. Hereinafter, a catalyst composition composed of a catalyst A component, a catalyst B component, a catalyst C component and glass fibers with the composition shown in Table 1 is kneaded with a kneader, formed into a pellet shape with an extruder, dried, and 500 ° C. And calcined in air for 5 hours to obtain finished catalysts of Examples 8-9.

(比較例1)
市販の球状アルミナペレット(比表面積90m/g、直径5mm)にジニトロジアミン白金硝酸水溶液を噴霧し、ロータリーエバポレータで回転させながら100℃で加熱して乾燥させて取り出し、空気中にて400℃で2時間焼成して白金が0.1質量%担持された白金触媒を得た。
(Comparative Example 1)
Commercially available spherical alumina pellets (specific surface area 90 m 2 / g, diameter 5 mm) are sprayed with a dinitrodiamine platinum nitrate aqueous solution, heated at 100 ° C. while rotating on a rotary evaporator, dried and taken out at 400 ° C. in air. A platinum catalyst carrying 0.1% by mass of platinum was obtained by firing for 2 hours.

(比較例2)
市販の酸化セリウム(比表面積168m/g)94.5質量部、ガラス繊維5.0質量部と澱粉3.0質量部に適当量の水を添加してニーダーで混合し、押出成形機にて5mmΦ長さ7mmの円柱状ペレットに成形し、乾燥後に500℃で5時間空気中にて焼成してペレット成形体を得た。このようにして得られたペレット成形体に硝酸パラジウム水溶液を噴霧してロータリーエバポレータで100℃に加熱しながら攪拌し、十分に乾燥してから空気中で500℃2時間焼成して表1に示す組成の比較例2の比較触媒を得た。
(Comparative Example 2)
An appropriate amount of water was added to 94.5 parts by mass of commercially available cerium oxide (specific surface area of 168 m 2 / g), 5.0 parts by mass of glass fiber and 3.0 parts by mass of starch, and mixed with a kneader. Were formed into cylindrical pellets having a diameter of 5 mm and a length of 7 mm, dried, and then fired in air at 500 ° C. for 5 hours to obtain a pellet molded body. The pellet shaped body thus obtained was sprayed with an aqueous solution of palladium nitrate, stirred while being heated to 100 ° C. with a rotary evaporator, sufficiently dried and then fired in air at 500 ° C. for 2 hours, as shown in Table 1. A comparative catalyst of Comparative Example 2 having a composition was obtained.

Figure 2010131531
(一酸化炭素除去試験)
実施例1〜9および比較例1〜2で得られた各触媒を用いて、以下の手順で一酸化炭素の酸化分解試験を実施した。
ペレット触媒75ccを内径25mmのガラス管の充填し、一酸化炭素が1,000ppm、水分2.5%を含有する空気を空間速度10,000hr−1で通ガスし出口の二酸化炭素濃度を測定して二酸化炭素転化率により一酸化炭素酸化性能をもとめた。反応温度20および50℃の各温度で測定した性能試験結果を表1に示した。
Figure 2010131531
(Carbon monoxide removal test)
Using each catalyst obtained in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2, an oxidative decomposition test of carbon monoxide was performed according to the following procedure.
A glass tube with an inner diameter of 25 mm was filled with 75 cc of the pellet catalyst, air containing 1,000 ppm of carbon monoxide and 2.5% of water was passed at a space velocity of 10,000 hr −1 , and the carbon dioxide concentration at the outlet was measured. The carbon monoxide oxidation performance was determined by the carbon dioxide conversion rate. The performance test results measured at each reaction temperature of 20 and 50 ° C. are shown in Table 1.

(各種有害物質除去試験)
実施例5〜8および比較例1〜2で得られた各触媒を用いて、以下の手順で一酸化炭素、オゾンおよびホルムアルデヒドの除去性能試験を実施した。反応温度50℃で空間速度10,000hr−1にて入口ガス濃度が一酸化炭素20ppm、オゾン10ppm、ホルムアルデヒド20ppm及び水分2.5%の条件で通ガスして、各成分に対する処理効率を求めて性能試験結果を表2に示した。
(Various hazardous substance removal test)
Using each of the catalysts obtained in Examples 5 to 8 and Comparative Examples 1 and 2, a carbon monoxide, ozone and formaldehyde removal performance test was performed according to the following procedure. The reaction temperature was 50 ° C., the space velocity was 10,000 hr −1, and the inlet gas concentration was 20 ppm of carbon monoxide, 10 ppm of ozone, 20 ppm of formaldehyde, and 2.5% of moisture, and the treatment efficiency for each component was determined. The performance test results are shown in Table 2.

Figure 2010131531
以上の結果より本発明の空気清浄化用触媒は、比較触媒と比較して低温で各種有害物質を処理することができる。
Figure 2010131531
From the above results, the air cleaning catalyst of the present invention can treat various harmful substances at a lower temperature than the comparative catalyst.

本発明は、空気清浄化用触媒は空気中に存在する一酸化炭素やホルムアルデヒド等の有害物質を50℃以下の低温で処理できるものであり、室内外の空気清浄化に用いることができる。   In the present invention, the air cleaning catalyst can treat harmful substances such as carbon monoxide and formaldehyde present in the air at a low temperature of 50 ° C. or lower, and can be used for air cleaning indoors and outdoors.

Claims (7)

触媒A成分としてマンガン−セリウム均密混合酸化物および触媒B成分として周期律表8〜11族に属する元素の中から選ばれる少なくとも一種以上の金属元素を含有する空気清浄化用触媒であって、前記マンガン−セリウム均密混合酸化物はマンガンを二酸化マンガン換算で10〜60質量%含有しており、かつ粉末X線回折測定にて二酸化セリウムの蛍石型構造を有していると同定されることを特徴とする空気清浄化用触媒。 A catalyst for air purification containing at least one metal element selected from manganese-cerium homogeneous mixed oxide as catalyst A component and elements belonging to groups 8 to 11 of the periodic table as catalyst B component, The manganese-cerium homogeneous mixed oxide contains 10 to 60% by mass of manganese in terms of manganese dioxide, and is identified as having a cerium dioxide fluorite structure by powder X-ray diffraction measurement. An air purification catalyst characterized by the above. 触媒A成分であるマンガン−セリウム均密混合酸化物を30〜99.95質量%含有し、触媒B成分としてパラジウム、白金、銀および金から選ばれる少なくとも1種の金属元素を0.05〜20質量%含有する請求項1記載の空気清浄化用触媒。 30 to 99.95% by mass of a mixed manganese-cerium oxide which is a catalyst A component, and 0.05 to 20 at least one metal element selected from palladium, platinum, silver and gold as a catalyst B component The air cleaning catalyst according to claim 1, wherein the catalyst is contained in mass%. 更に触媒C成分として酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、ゼオライトおよびチタン系複合酸化物からなる群から選ばれる少なくとも1種の耐火性無機酸化物を含有するものである請求項1〜2に記載の空気清浄化用触媒。 The catalyst C component further contains at least one refractory inorganic oxide selected from the group consisting of aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, zeolite, and titanium-based composite oxide. Air cleaning catalyst. 酸化セリウムまたは酸化セリウムの前駆体と、マンガン化合物溶液を混合して乾燥後に空気中300〜900℃で焼成してマンガン−セリウム均密混合酸化物を得る工程を有することを特徴とする請求項1〜3に記載の空気清浄化用触媒の製造方法。 2. A process comprising mixing a cerium oxide or a precursor of cerium oxide and a manganese compound solution, followed by drying and firing in air at 300 to 900 ° C. to obtain a manganese-cerium homogeneous mixed oxide. The manufacturing method of the catalyst for air purification of ~ 3. 請求項4の製造方法においてマンガン化合物1モルに対して0.1〜2モルの有機酸をマンガン化合物溶液に添加する請求項4記載の空気清浄化用触媒の製造方法。 The method for producing an air cleaning catalyst according to claim 4, wherein 0.1 to 2 mol of an organic acid is added to the manganese compound solution with respect to 1 mol of the manganese compound in the production method of claim 4. 請求項1〜3に記載の空気清浄化用触媒を用いて空気中の有害物質を除去する空気清浄化方法。 An air cleaning method for removing harmful substances in the air using the air cleaning catalyst according to claim 1. 空気清浄化用触媒を放熱フィンの表面に被覆せしめる空気中の有害物質を除去する請求項6記載の空気清浄化方法。 The air cleaning method according to claim 6, wherein harmful substances in the air in which the air cleaning catalyst is coated on the surface of the radiation fin are removed.
JP2008310391A 2008-12-05 2008-12-05 Air cleaning catalyst and its manufacturing method Pending JP2010131531A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008310391A JP2010131531A (en) 2008-12-05 2008-12-05 Air cleaning catalyst and its manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008310391A JP2010131531A (en) 2008-12-05 2008-12-05 Air cleaning catalyst and its manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010131531A true JP2010131531A (en) 2010-06-17

Family

ID=42343409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008310391A Pending JP2010131531A (en) 2008-12-05 2008-12-05 Air cleaning catalyst and its manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010131531A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011224546A (en) * 2010-03-31 2011-11-10 Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute Inorganic oxide molded catalyst and method for manufacturing the same
JP2014036949A (en) * 2012-07-18 2014-02-27 Denso Corp Air cleaning catalyst and method for manufacturing the same
CN104874397A (en) * 2015-04-02 2015-09-02 华南理工大学 Preparation method and application of manganese dioxide silver-loaded nanoparticle material
WO2016088780A1 (en) * 2014-12-03 2016-06-09 イビデン株式会社 Honeycomb catalyst and method for manufacturing honeycomb catalyst
CN111479630A (en) * 2017-12-22 2020-07-31 亮锐控股有限公司 Manganese catalyst for catalyzing formaldehyde oxidation and preparation and application thereof
WO2022118986A1 (en) * 2020-12-04 2022-06-09 三井化学株式会社 Odor removal catalyst and use thereof

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020114746A1 (en) * 1999-12-20 2002-08-22 Roark Shane E. Selective removal of carbon monoxide
JP2006007072A (en) * 2004-06-24 2006-01-12 Nippon Shokubai Co Ltd Catalyst for treating low concentration co-containing exhaust gas and method for treating low concentration co-containing exhaust gas
JP2006136776A (en) * 2004-11-10 2006-06-01 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Nox selection reduction catalyst
JP2007160297A (en) * 2005-11-21 2007-06-28 Kumamoto Univ Oxidation catalyst for burning pm and cleaning method for diesel engine exhaust gas, filter and cleaning device using the same
JP2008540126A (en) * 2005-05-21 2008-11-20 エボニック デグサ ゲーエムベーハー Gold catalyst on ceria-containing support
JP2010069418A (en) * 2008-09-19 2010-04-02 Nippon Shokubai Co Ltd Catalyst for oxidizing formaldehyde and method of manufacturing the catalyst

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020114746A1 (en) * 1999-12-20 2002-08-22 Roark Shane E. Selective removal of carbon monoxide
JP2006007072A (en) * 2004-06-24 2006-01-12 Nippon Shokubai Co Ltd Catalyst for treating low concentration co-containing exhaust gas and method for treating low concentration co-containing exhaust gas
JP2006136776A (en) * 2004-11-10 2006-06-01 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Nox selection reduction catalyst
JP2008540126A (en) * 2005-05-21 2008-11-20 エボニック デグサ ゲーエムベーハー Gold catalyst on ceria-containing support
JP2007160297A (en) * 2005-11-21 2007-06-28 Kumamoto Univ Oxidation catalyst for burning pm and cleaning method for diesel engine exhaust gas, filter and cleaning device using the same
JP2010069418A (en) * 2008-09-19 2010-04-02 Nippon Shokubai Co Ltd Catalyst for oxidizing formaldehyde and method of manufacturing the catalyst

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011224546A (en) * 2010-03-31 2011-11-10 Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute Inorganic oxide molded catalyst and method for manufacturing the same
JP2014036949A (en) * 2012-07-18 2014-02-27 Denso Corp Air cleaning catalyst and method for manufacturing the same
WO2016088780A1 (en) * 2014-12-03 2016-06-09 イビデン株式会社 Honeycomb catalyst and method for manufacturing honeycomb catalyst
JP2016107184A (en) * 2014-12-03 2016-06-20 イビデン株式会社 Honeycomb catalyst and production method of honeycomb catalyst
CN104874397A (en) * 2015-04-02 2015-09-02 华南理工大学 Preparation method and application of manganese dioxide silver-loaded nanoparticle material
CN111479630A (en) * 2017-12-22 2020-07-31 亮锐控股有限公司 Manganese catalyst for catalyzing formaldehyde oxidation and preparation and application thereof
CN111479630B (en) * 2017-12-22 2023-11-21 亮锐控股有限公司 Manganese catalyst for catalyzing formaldehyde oxidation and preparation and application thereof
WO2022118986A1 (en) * 2020-12-04 2022-06-09 三井化学株式会社 Odor removal catalyst and use thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5441380B2 (en) Formaldehyde oxidation catalyst and method for producing the same
JP6486360B2 (en) Carbon monoxide and / or oxidation catalyst for volatile organic compounds
JP4878141B2 (en) Composite photocatalyst
CN104785302B (en) Denitrifying catalyst with selective catalytic reduction and its preparation method and application
JP3326836B2 (en) Catalyst body and method for producing catalyst body
EP1857179A1 (en) Visible light-responsive photocatalyst composition and process for producing the same
JP6299049B2 (en) Exhaust gas purification catalyst with excellent silicon poisoning resistance
JP2006187760A (en) Catalyst for completely oxidizing and decomposing formaldehyde gas at room temperature and its using method
WO2010007978A1 (en) Deodorizing catalyst, deodorizing method using same and method for regenerating the catalyst
JP2010131531A (en) Air cleaning catalyst and its manufacturing method
JP2010058074A (en) Catalyst for oxidizing formaldehyde, method of producing the same, and method of cleaning air using the same catalyst
KR101762718B1 (en) Porous copper-manganese filter media and the preparation of the same
JP4293801B2 (en) Active tubular titanium oxide particles, catalyst containing the titanium oxide particles, and deodorant
JP5892764B2 (en) Crystalline silicoaluminophosphate molding and method for producing the same
JP2007098293A (en) Visible light response type photocatalyst, visible light response type photocatalyst composition and its production method
JP2009119430A (en) Low-temperature oxidation catalyst, its production method and exhaust-gas cleaning method using the catalyst
JP2007090331A (en) Catalyst for oxidizing and removing methane in exhaust gas and method for oxidizing and removing methane in exhaust gas
KR20160073815A (en) Heterogeneous catalysts and preparing method of the same
CN115722220B (en) Catalytic oxidation catalyst and preparation method and application thereof
JP2916377B2 (en) Ammonia decomposition catalyst and method for decomposing ammonia using the catalyst
JP2006043683A (en) Catalyst carrier and its manufacturing method and catalyst for cleaning exhaust gas
JP6225807B2 (en) VOC decomposition removal catalyst, method for producing the same, and VOC decomposition removal method using the same
JP4283144B2 (en) Exhaust gas treatment catalyst and exhaust gas treatment method
JP2010221091A (en) Composite oxide for exhaust gas cleaning catalyst, coating material for exhaust gas cleaning catalyst and diesel exhaust gas cleaning filter
JP5570122B2 (en) Nitrous oxide decomposition catalyst and treatment method of nitrous oxide-containing gas

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111006

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121219

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130507