JP2018176014A

JP2018176014A - オゾン分解触媒及びそれを用いたオゾン分解方法、並びに、ｖｏｃ除去触媒及びそれを用いたｖｏｃ除去方法

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Publication number: JP2018176014A
Application number: JP2017074686A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　由彦; Yoshihiko Ito; 由彦伊藤
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2017-04-04
Filing date: 2017-04-04
Publication date: 2018-11-15

Abstract

【課題】オゾン分解性能及びＶＯＣ除去性能に優れた触媒を提供すること。【解決手段】多孔質担体と、該多孔質担体に担持されているＡｇ、Ｐｒ及びＢｉとを備えており、前記多孔質担体２００ｇ当たり、Ａｇの担持量が０．１６〜３．５モルであり、Ｐｒの担持量が０．０１５〜０．１３モルであり、Ｂｉの担持量が０．０１５〜０．０７５モルである、ことを特徴とするオゾン分解触媒及びＶＯＣ除去触媒。【選択図】なし

Description

本発明は、オゾン分解触媒及びそれを用いたオゾン分解方法、並びに、ＶＯＣ除去触媒及びそれを用いたＶＯＣ除去方法に関する。

光化学オキシダントによる大気汚染は未だ深刻な環境問題の一つであり、特に東京や名古屋等の都市部においては、光化学オキシダント濃度が環境基準値を満たしておらず、人体への影響が懸念されている。このような光化学オキシダントは、工場や自動車等の内燃機関からの排ガスに含まれる窒素酸化物と炭化水素類とが太陽の紫外線照射の下で反応して生成するオゾンを主成分とする酸化力の強い汚染物質である。オゾンは物質の酸化劣化を引き起こすだけでなく、人体に対しても悪影響を及ぼすものであるため、従来から、熱分解法、活性炭法、触媒法等の様々なオゾン分解方法が採用されている。

また、前記光化学オキシダントの発生原因としては、工場や自動車等の内燃機関からの排ガスのほかに、揮発性有機化合物（ＶＯＣ：ＶｏｌａｔｉｌｅＯｒｇａｎｉｃＣｏｍｐｏｕｎｄ）も挙げられる。ＶＯＣとしては、アセトアルデヒド、トルエン、キシレンベンゼン、酢酸エチル、メタノール、ジクロロメタン等が挙げられ、塗料、接着剤、印刷インキ、洗浄剤等に用いられている。このようなＶＯＣの除去方法としては、吸着法、触媒法、燃焼法等が採用されている。

このようなオゾン分解方法やＶＯＣ除去方法においては、従来、触媒として二酸化マンガンが用いられていたが、そのオゾン分解性能及びＶＯＣ除去性能が必ずしも十分なものではなかった。

また、特開平１１−２９６０８７号公報（特許文献１）には、臭気成分又は有害ガス成分を分解するための脱臭触媒として、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＣｅＯ_２、ＳｉＯ_２及びゼオライトからなる群から選択され、かつＺｒＯ_２又はＣｅＯ_２を必須とする１種以上の金属酸化物からなる担体に、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｍｎ及びＲｈからなる群から選択される１種以上の触媒成分が担持されている脱臭触媒が開示されている。また、特許文献１には、添加成分として、ＰｒＯ_２、Ｆｅ_３Ｏ_４、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ等が採用できることが記載されている。

特開平１０−２９６０８７号公報

しかしながら、多孔質担体にＡｇのみを担持した場合には、高いオゾン分解性能及びＶＯＣ除去性能を有する触媒を得ることができず、また、ＡｇとＰｒとを担持した場合やＡｇとＢｉとを担持した場合にも、十分に高いオゾン分解性能を有する触媒を得ることができないという問題があることを本発明者らは見出した。

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、オゾン分解性能及びＶＯＣ除去性能に優れた触媒を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、多孔質担体にＡｇとＰｒとＢｉとを特定の担持量で担持することによって、オゾン分解性能及びＶＯＣ除去性能に優れた触媒が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明のオゾン分解触媒は、多孔質担体と、該多孔質担体に担持されているＡｇ、Ｐｒ及びＢｉとを備えており、前記多孔質担体２００ｇ当たり、Ａｇの担持量が０．１６〜０．３５モルであり、Ｐｒの担持量が０．０１５〜０．１３モルであり、Ｂｉの担持量が０．０１５〜０．０７５モルである、ことを特徴とするものである。

このようなオゾン分解触媒においては、Ｐｒの担持量とＢｉの担持量との合計に対するＡｇの担持量がモル比〔Ａｇ／（Ｐｒ＋Ｂｉ）〕で１．３〜３．０であることが好ましい。

また、本発明のＶＯＣ除去触媒は、多孔質担体と、該多孔質担体に担持されているＡｇ、Ｐｒ及びＢｉとを備えており、前記多孔質担体２００ｇ当たり、Ａｇの担持量が０．１６〜０．３５モルであり、Ｐｒの担持量が０．０１５〜０．１３モルであり、Ｂｉの担持量が０．０１５〜０．０７５モルである、ことを特徴とするものである。

このようなＶＯＣ除去触媒においては、Ｐｒの担持量とＢｉの担持量との合計に対するＡｇの担持量がモル比〔Ａｇ／（Ｐｒ＋Ｂｉ）〕で１．３〜３．０であることが好ましい。

本発明のオゾン分解方法は、前記本発明のオゾン分解触媒に、オゾン含有ガスを接触させることを特徴とする方法である。また、本発明のＶＯＣ除去方法は、前記本発明のＶＯＣ除去触媒に、オゾンの存在下で揮発性有機化合物を含有するガスを接触させることを特徴とする方法である。

なお、本発明のオゾン分解触媒が優れたオゾン分解性能を示す理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、本発明のオゾン分解触媒にオゾンが接触すると、Ａｇが価数変化を起こすことによってオゾンが分解されて活性酸素種（原子状酸素、一重項酸素）及び過酸化物等が生成すると推察される。このとき、Ｐｒ及びＢｉの作用により、触媒中での酸素イオンの移動度が向上するため、Ａｇによるオゾンの分解が促進され、優れたオゾン分解性能が発現すると推察される。

また、本発明のＶＯＣ除去触媒が優れたＶＯＣ除去性能を示す理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、本発明において、揮発性有機化合物（ＶＯＣ：ＶｏｌａｔｉｌｅＯｒｇａｎｉｃＣｏｍｐｏｕｎｄ）とは、揮発性を有し、大気中（常温常圧）において、揮発して気体となる有機化合物の総称であり、例えば、アセトアルデヒド、ホルムアルデヒド、トルエン、キシレン、ベンゼン、酢酸エチル、エチルベンゼン、スチレン、エタノール、メタノール、ジクロロメタン等が挙げられる。このようなＶＯＣをオゾンの存在下で本発明のＶＯＣ除去触媒に接触させると、Ａｇが価数変化を起こすことによってオゾンが分解されて活性酸素種（酸素イオン）が生成し、この活性酸素種によってＶＯＣが酸化分解されると推察される。このとき、Ｐｒ及びＢｉの作用により、触媒中での酸素イオンの移動度が向上してＡｇによるオゾンの分解及び活性酸素種の生成が促進されるため、活性酸素種によるＶＯＣの酸化分解も促進され、優れたＶＯＣ除去性能が発現すると推察される。

本発明によれば、オゾン分解性能及びＶＯＣ除去性能に優れた触媒を提供することが可能となる。

実施例１、６及び比較例１、８〜１１で得られた触媒のオゾン分解率及びアセトアルデヒド酸化率を示すグラフである。Ａｇ担持量とオゾン分解率との関係を示すグラフである。Ｐｒ担持量とオゾン分解率との関係を示すグラフである。Ｂｉ担持量とオゾン分解率との関係を示すグラフである。ＰｒとＢｉとの合計担持量に対するＡｇ担持量のモル比〔Ａｇ／（Ｐｒ＋Ｂｉ）〕とオゾン分解率との関係を示すグラフである。

以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。

〔オゾン分解触媒及びＶＯＣ除去触媒〕
先ず、本発明のオゾン分解触媒及びＶＯＣ除去触媒について説明する。本発明のオゾン分解触媒及びＶＯＣ除去触媒は、多孔質担体と、該多孔質担体に所定量担持されているＡｇ、Ｐｒ及びＢｉとを備えるものである。多孔質担体に所定量のＡｇとＰｒとＢｉとを担持させることによって、オゾン分解性能及びＶＯＣ除去性能に優れた触媒を得ることができる。一方、Ｐｒ又はＢｉを担持しなかった場合（Ａｇ及びＢｉのみを担持した場合及びＡｇ及びＰｒのみを担持した場合）には、オゾン分解性能及びＶＯＣ除去性能が低下し、Ｐｒ及びＢｉを担持しなかった場合（Ａｇのみを担持した場合）には、オゾン分解性能及びＶＯＣ除去性能が更に低下し、Ａｇを担持しなかった場合（Ｐｒ及びＢｉのみを担持した場合）には、オゾン分解性能及びＶＯＣ除去性能が著しく低下する。

本発明に用いられる多孔質担体は特に制限はなく、その材質としてはシリカ、アルミナ、セリア、ジルコニア、ゼオライト、マグネシア、アルミノリン酸塩（ＡＬＰＯ）、シリコアルミノリン酸塩（ＳＡＰＯ）等の従来のオゾン分解触媒及びＶＯＣ除去触媒に用いられる多孔質担体が挙げられる。

このような多孔質担体の平均細孔直径としては、０．５〜１００ｎｍが好ましく、１〜５０ｎｍがより好ましい。多孔質担体の平均細孔直径が前記下限未満になると、オゾン及びＶＯＣが多孔質担体の細孔内に十分に拡散せず、オゾン分解性能及びＶＯＣ除去性能が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、比表面積が小さくなるため、オゾン及びＶＯＣを吸着する能力が低下して、オゾン分解性能及びＶＯＣ除去性能が低下する傾向にある。なお、多孔質担体の平均細孔直径は、多孔質担体の窒素吸着等温線に基づいてＢＪＨ法により求めることができる。

また、前記多孔質担体の比表面積としては、１０〜２０００ｍ^２／ｇが好ましく、５０〜１５００ｍ^２／ｇがより好ましい。多孔質担体の比表面積が前記下限未満になると、オゾン及びＶＯＣを吸着する能力が低下して、オゾン分解性能及びＶＯＣ除去性能が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、嵩高さが増大し、触媒体積当たりの活性が低下する傾向にある。なお、多孔質担体の比表面積は、多孔質担体の窒素吸着等温線に基づいてＢＥＴ法により求めることができる。

前記多孔質担体の細孔容積としては、０．１〜１．５ｃｍ^３／ｇが好ましく、０．３〜１ｃｍ^３／ｇがより好ましい。なお、多孔質担体の細孔容積は、多孔質担体の窒素吸着量から求めることができる。

前記多孔質担体の平均粒径としては、０．０２〜５００μｍが好ましく、０．０２〜２００μｍがより好ましい。多孔質担体の平均粒径が前記下限未満になると、反応に寄与しない部分が増加し、オゾン及びＶＯＣ除去性能が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、オゾン及びＶＯＣが多孔質担体の細孔内に十分に拡散せず、オゾン及びＶＯＣ除去性能が低下する傾向にある。なお、多孔質担体の平均粒径は、乾式又は湿式のレーザー回折・散乱法により測定した積算粒度分布において、メジアン径Ｄ５０として求めることができる。

本発明のオゾン分解触媒及びＶＯＣ除去触媒は、このような多孔質担体にＡｇを担持させたものであり、前記多孔質担体２００ｇ当たりのＡｇの担持量は０．１６〜０．３５モルである。Ａｇの担持量が前記下限未満又は前記上限を超えると、オゾン分解性能及びＶＯＣ除去性能が低下する。また、オゾン分解性能及びＶＯＣ除去性能がより高くなるという観点から、前記多孔質担体２００ｇ当たりのＡｇの担持量としては、０．１７〜０．３２モルが好ましく、０．１９〜０．２４モルがより好ましい。

また、本発明のオゾン分解触媒及びＶＯＣ除去触媒は、前記多孔質担体にＰｒを担持させたものであり、前記多孔質担体２００ｇ当たりのＰｒの担持量は０．０１５〜０．１３モルである。Ｐｒの担持量が前記下限未満又は前記上限を超えると、オゾン分解性能及びＶＯＣ除去性能が低下する。また、オゾン分解性能及びＶＯＣ除去性能がより高くなるという観点から、前記多孔質担体２００ｇ当たりのＰｒの担持量としては、０．０３〜０．１モルが好ましく、０．０４〜０．０８モルがより好ましい。

さらに、本発明のオゾン分解触媒及びＶＯＣ除去触媒は、前記多孔質担体にＢｉを担持させたものであり、前記多孔質担体２００ｇ当たりのＢｉの担持量は０．０１５〜０．０７５モルである。Ｂｉの担持量が前記下限未満又は前記上限を超えると、オゾン分解性能及びＶＯＣ除去性能が低下する。また、オゾン分解性能及びＶＯＣ除去性能がより高くなるという観点から、前記多孔質担体２００ｇ当たりのＢｉの担持量としては、０．０３〜０．０６５モルが好ましく、０．０４〜０．０６モルがより好ましい。

また、本発明のオゾン分解触媒及びＶＯＣ除去触媒においては、Ｐｒの担持量とＢｉの担持量との合計に対するＡｇの担持量がモル比〔Ａｇ／（Ｐｒ＋Ｂｉ）〕で１．３〜３．０であることが好ましく、１．８〜２．７であることがより好ましく、１．８〜２．４であることが特に好ましい。モル比〔Ａｇ／（Ｐｒ＋Ｂｉ）〕が前記下限未満又は前記上限を超えると、オゾン分解性能及びＶＯＣ除去性能が低下する傾向にある。

このような本発明のオゾン分解触媒及びＶＯＣ除去触媒において、前記多孔質担体には、Ｃｅ等のＰｒ以外の希土類元素が更に担持されていてもよいが、より高いオゾン分解性能及びＶＯＣ除去性能が得られるという観点から、その担持量が少ないことが望ましい。例えば、前記多孔質担体２００ｇ当たりのＣｅの担持量としては、０．０８モル以下が好ましく、０．０５モル以下がより好ましく、０．０３モル以下が特に好ましく、Ｃｅが担持されていないこと（Ｃｅの担持量が０モルであること）が最も好ましい。また、Ｌａについては、担持されていないこと（Ｌａの担持量が０モルであること）が好ましい。

本発明のオゾン分解触媒及びＶＯＣ除去触媒の使用形態としては特に制限はなく、例えば、粉末状の触媒をそのまま使用してもよく、粉末状の触媒を定法によりペレット状、円柱状、球状等の各種形状に成形して使用してもよく、粉末状の触媒を含有するスラリーを他の基材に被覆成形して使用してもよい。また、このような成形に際しては、前記多孔質担体にＡｇとＰｒとＢｉとを担持させた後、各種形状に成形してもよいし、前記多孔質担体を各種形状に成形した後、ＡｇとＰｒとＢｉとを担持させてもよい。

前記他の基材としては特に制限はなく、例えば、モノリス担体基材（ハニカムフィルタ、高密度ハニカム等）、フォームフィルタ基材、ペレット状基材、プレート状基材等が挙げられる。また、このような基材の材質としては特に制限はなく、例えば、コージェライト、炭化ケイ素、ムライト等のセラミックス、クロム及びアルミニウムを含むステンレススチール等の金属が挙げられる。

このような本発明のオゾン分解触媒及びＶＯＣ除去触媒は、例えば、以下の方法により製造することができる。すなわち、先ず、銀、プラセオジム及びビスマスの各金属の塩を溶解した溶液（金属塩溶液）に前記多孔質担体を浸漬して、前記金属塩溶液を前記多孔質担体に含浸させる。その後、この金属塩溶液が含浸した多孔質担体を乾燥して溶媒を除去して前記多孔質担体に前記金属塩を付着させ、さらに、この金属塩が付着した多孔質担体を焼成することによって、前記多孔質担体にＡｇとＰｒとＢｉが担持された本発明のオゾン分解触媒及びＶＯＣ除去触媒が得られる。

前記金属塩としては溶媒に可溶であり、焼成によってカウンターアニオンが除去されるものであれば特に制限はなく、例えば、硝酸塩、亜硝酸塩、酢酸塩、炭酸塩、シアン化物等が挙げられる。前記溶媒としては前記金属塩を溶解できるものであれば特に制限はなく、例えば、水、エタノール、メタノール、アセトン、グリセリン、ジエチルエーテル等が挙げられる。

前記金属塩溶液における金属塩の濃度は、Ａｇ、Ｐｒ及びＢｉの所望の担持量に応じて適宜設定することができる。乾燥温度及び乾燥時間としては溶媒を十分に除去できる温度及び時間であれば特に制限はないが、例えば、５０〜２００℃及び１〜４８時間が好ましい。また、焼成温度及び焼成時間としては金属塩のカウンターアニオンを十分に除去できる温度及び時間であれば特に制限はないが、例えば、３００〜７００℃及び１〜４８時間が好ましい。

本発明のオゾン分解触媒及びＶＯＣ除去触媒は、上記の方法によって製造されるものに制限されず、例えば、共沈法によって製造してもよい。

〔オゾン分解方法〕
次に、本発明のオゾン分解方法について説明する。本発明のオゾン分解方法においては、前記本発明のオゾン分解触媒にオゾン含有ガスを接触させる。オゾン分解触媒とオゾン含有ガスとの接触方法としては特に制限はなく、オゾン分解触媒とオゾン含有ガスとを反応容器に投入して反応させた後、オゾン分解後のガスを回収するバッチ式であっても、オゾン分解触媒を充填した触媒床にオゾン含有ガスを流通させる流通式であってもよい。前記オゾン含有ガスとしては、オゾンを含有する空気等が挙げられる。

オゾン分解触媒とオゾン含有ガスとを接触させる際の条件は適宜設定することができるが、接触温度としては、オゾンを効率的に分解できるという観点から、０〜３００℃が好ましい。

〔ＶＯＣ除去方法〕
次に、本発明のＶＯＣ除去方法について説明する。本発明のＶＯＣ除去方法においては、前記本発明のＶＯＣ除去触媒に、オゾンの存在下で揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を含有するガス（ＶＯＣ含有ガス）を接触させる。オゾンの存在下でＶＯＣ除去触媒にＶＯＣを接触させる方法としては特に制限はなく、ＶＯＣ除去触媒とオゾン含有ガスとＶＯＣ含有ガスとを反応容器に投入して反応させた後、ＶＯＣ除去後のガスを回収するバッチ式であっても、オゾン分解触媒を充填した触媒床にオゾン含有ガスとＶＯＣ含有ガスとを別々の供給源から同時に流通させるか、或いは、オゾンとＶＯＣとを含有する混合ガスを前記触媒床に流通させる流通式であってもよい。前記オゾン含有ガス及び前記ＶＯＣ含有ガスとしては、それぞれオゾン及びＶＯＣを含有する空気等が挙げられる。また、前記混合ガス中のオゾンとしては、ＶＯＣ含有ガスに元来含まれていたものであってもよいし、ＶＯＣ含有ガスに新たに添加したものであってもよい。

ＶＯＣ除去触媒とＶＯＣ含有ガスとを接触させる際の条件は適宜設定することができるが、接触温度としては、ＶＯＣを効率的に除去できるという観点から、０〜３００℃が好ましく、オゾンの分解を利用してＶＯＣを効率的に除去できるという観点から、室温〜３００℃がより好ましい。また、ＶＯＣ除去触媒とＶＯＣ含有ガスとを接触させる際の反応雰囲気におけるオゾン濃度（例えば、前記混合ガス中のオゾン濃度）としては、オゾンの分解を利用してＶＯＣを効率的に除去できるという観点から、０．００５〜１００００ｐｐｍが好ましく、０．０１〜５０００ｐｐｍがより好ましい。さらに、ＶＯＣ除去触媒とＶＯＣ含有ガスとを接触させる際の反応雰囲気におけるＶＯＣ濃度（炭素換算濃度）とオゾン濃度との比（ＶＯＣ／Ｏ_３）としては、オゾンの分解を利用してＶＯＣを効率的に除去できるという観点から、０．２〜３が好ましく、０．５〜２がより好ましい。

また、ＶＯＣ除去触媒とＶＯＣ含有ガスとを接触させる際の反応雰囲気としては酸化雰囲気が好ましい。これにより、ＶＯＣを更に効率的に除去することが可能となる。このような酸化化雰囲気における酸化性ガスの濃度としては、０．１容量％以上が好ましく、０．１〜２０容量％がより好ましい。前記酸化性ガスとしては酸素、一酸化窒素等が挙げられる。

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
多孔質担体２００ｇ当たりのＡｇ、Ｐｒ及びＢｉの担持量がそれぞれ０．２モル、０．０５モル、０．０５モルとなるように、所定量の硝酸銀、硝酸プラセオジム（III）ｎ水和物及び硝酸ビスマス（III）五水和物（いずれも和光純薬工業株式会社製）をイオン交換水５ｇに溶解した。得られた硝酸塩水溶液に多孔質担体としてメソポーラスシリカ（太陽化学株式会社製「ＴＭＰＳ−４Ｒ」、平均細孔直径３．９ｎｍ、比表面積９２０．９ｍ^２／ｇ、細孔容積０．８９ｃｍ^３／ｇ、平均粒径５５．８μｍ）１ｇを投入した後、前記硝酸塩を含浸させたメソポーラスシリカを１１０℃で１２時間乾燥し、さらに、大気中、５００℃で１時間焼成して、前記メソポーラスシリカにＡｇ、Ｐｒ及びＢｉが担持された触媒を調製した。

（実施例２）
Ａｇの担持量が多孔質担体２００ｇ当たり０．３モルとなるように硝酸塩水溶液を調製した以外は実施例１と同様にして前記メソポーラスシリカにＡｇ、Ｐｒ及びＢｉが担持された触媒を調製した。

（実施例３）
Ｐｒの担持量が多孔質担体２００ｇ当たり０．０２モルとなるように硝酸塩水溶液を調製した以外は実施例１と同様にして前記メソポーラスシリカにＡｇ、Ｐｒ及びＢｉが担持された触媒を調製した。

（実施例４）
Ｐｒの担持量が多孔質担体２００ｇ当たり０．１モルとなるように硝酸塩水溶液を調製した以外は実施例１と同様にして前記メソポーラスシリカにＡｇ、Ｐｒ及びＢｉが担持された触媒を調製した。

（実施例５）
Ｂｉの担持量が多孔質担体２００ｇ当たり０．０７モルとなるように硝酸塩水溶液を調製した以外は実施例１と同様にして前記メソポーラスシリカにＡｇ、Ｐｒ及びＢｉが担持された触媒を調製した。

（実施例６）
Ｃｅの担持量が多孔質担体２００ｇ当たり０．０５モルとなるように、所定量の硝酸セリウム（III）六水和物（和光純薬工業株式会社製）を硝酸塩水溶液に更に溶解した以外は実施例１と同様にして前記メソポーラスシリカにＡｇ、Ｐｒ、Ｂｉ及びＣｅが担持された触媒を調製した。

（比較例１）
化成二酸化マンガン（中央電気工業（株）製「ＣＭＤ−Ｋ２００」、形状：ペレット状、粒子径：０．５〜１ｍｍ）をそのまま触媒として使用した。

（比較例２）
Ａｇの担持量が多孔質担体２００ｇ当たり０．１モルとなるように硝酸塩水溶液を調製した以外は実施例１と同様にして前記メソポーラスシリカにＡｇ、Ｐｒ及びＢｉが担持された触媒を調製した。

（比較例３）
Ａｇの担持量が多孔質担体２００ｇ当たり０．１５モルとなるように硝酸塩水溶液を調製した以外は実施例１と同様にして前記メソポーラスシリカにＡｇ、Ｐｒ及びＢｉが担持された触媒を調製した。

（比較例４）
Ａｇの担持量が多孔質担体２００ｇ当たり０．４モルとなるように硝酸塩水溶液を調製した以外は実施例１と同様にして前記メソポーラスシリカにＡｇ、Ｐｒ及びＢｉが担持された触媒を調製した。

（比較例５）
Ｐｒの担持量が多孔質担体２００ｇ当たり０．２モルとなるように硝酸塩水溶液を調製した以外は実施例１と同様にして前記メソポーラスシリカにＡｇ、Ｐｒ及びＢｉが担持された触媒を調製した。

（比較例６）
Ｂｉの担持量が多孔質担体２００ｇ当たり０．０１モルとなるように硝酸塩水溶液を調製した以外は実施例１と同様にして前記メソポーラスシリカにＡｇ、Ｐｒ及びＢｉが担持された触媒を調製した。

（比較例７）
Ｂｉの担持量が多孔質担体２００ｇ当たり０．１モルとなるように硝酸塩水溶液を調製した以外は実施例１と同様にして前記メソポーラスシリカにＡｇ、Ｐｒ及びＢｉが担持された触媒を調製した。

（比較例８）
硝酸ビスマス（III）五水和物を使用しなかった以外は実施例１と同様にして前記メソポーラスシリカにＡｇ及びＰｒが担持された触媒を調製した。

（比較例９）
硝酸プラセオジム（III）ｎ水和物を使用しなかった以外は実施例１と同様にして前記メソポーラスシリカにＡｇ及びＢｉが担持された触媒を調製した。

（比較例１０）
硝酸プラセオジム（III）ｎ水和物及び硝酸ビスマス（III）五水和物を使用しなかった以外は実施例１と同様にして前記メソポーラスシリカにＡｇが担持された触媒を調製した。

（比較例１１）
硝酸銀を使用しなかった以外は実施例１と同様にして前記メソポーラスシリカにＰｒ及びＢｉが担持された触媒を調製した。

＜オゾン分解性能及びＶＯＣ除去性能＞
実施例及び比較例で得られた触媒を粒子径が０．５〜１ｍｍのペレット状に成形した。このペレット触媒０．２ｇを、オゾン発生器（荏原実業株式会社製「ＯＺＳＤ−３０００ＡＳ）を接続した排ガス触媒評価装置（株式会社ベスト測器製「ＣＡＴＡ−５０００」）の触媒床に充填した。この触媒床にオゾン（Ｏ_３、５０ｐｐｍ）とアルデヒド（ＣＨ_３ＣＨＯ、１００ｐｐｍＣ（炭素換算濃度））と酸素（２０％）と窒素（残部）とを含む混合ガスを７５℃、流量５Ｌ／ｍｉｎの条件で流通させ、触媒床通過前後のオゾン濃度をオゾンモニター（荏原実業株式会社製「ＰＧ−６２０ＭＡ」）を用いて測定し、また、触媒反応後の生成ＣＯ濃度及び生成ＣＯ_２濃度を赤外線式ガス濃度測定装置（株式会社島津製作所製「ＣＧＴ−７０００」）を用いて測定し、Ｏ_３分解率及びＣＨ_３ＣＨＯ酸化率を下記式：
Ｏ_３分解率（％）＝｛（触媒入りガスＯ_３濃度−触媒出ガスＯ_３濃度）／触媒入りガスＯ_３濃度｝×１００
ＣＨ_３ＣＨＯ酸化率（％）＝［｛触媒入りガスＣＨ_３ＣＨＯ濃度−（生成ＣＯ濃度＋生成ＣＯ_２濃度）｝／触媒入りガスＣＨ_３ＣＨＯ濃度］×１００
により求めた。その結果を表１及び図１〜図５に示す。

図１に示した結果から明らかなように、所定量のＡｇ、Ｐｒ及びＢｉが担持された触媒（実施例１、６）は、二酸化マンガンからなる触媒（比較例１）、Ｂｉが担持されていない触媒（比較例８）、Ｐｒが担持されていない触媒（比較例９）、Ｐｒ及びＢｉが担持されていない触媒（比較例１０）、Ａｇが担持されていない触媒（比較例１１）に比べて、高いオゾン分解活性を有することが確認された。また、アセトアルデヒド酸化活性も高く、ＶＯＣ除去触媒としても有効であることが確認された。

図２に示した結果から明らかなように、所定量のＡｇ、Ｐｒ及びＢｉが担持された触媒（実施例１〜２）は高いオゾン分解活性を有するのに対して、多孔質担体２００ｇ当たりのＡｇ担持量が０．１モル（比較例２）、０．１５モル（比較例３）又は０．４モル（比較例４）になると、オゾン分解活性が著しく低くなることがわかった。

図３に示した結果から明らかなように、所定量のＡｇ、Ｐｒ及びＢｉが担持された触媒（実施例１、３〜４）は高いオゾン分解活性を有するのに対して、多孔質担体２００ｇ当たりのＰｒ担持量が０．２モル（比較例５）になると、オゾン分解活性が著しく低くなることがわかった。

図４に示した結果から明らかなように、所定量のＡｇ、Ｐｒ及びＢｉが担持された触媒（実施例１、５）は高いオゾン分解活性を有するのに対して、多孔質担体２００ｇ当たりのＢｉ担持量が０．０１モル（比較例６）又は０．１モル（比較例７）になると、オゾン分解活性が著しく低くなることがわかった。

図５に示した結果から明らかなように、所定量のＡｇ、Ｐｒ及びＢｉが担持された触媒（実施例１〜６）はいずれも、Ｐｒの担持量とＢｉの担持量との合計に対するＡｇの担持量のモル比〔Ａｇ／（Ｐｒ＋Ｂｉ）〕が所定の範囲内にあることが確認された。

以上説明したように、本発明によれば、オゾン分解性能及びＶＯＣ除去性能に優れた触媒を提供することが可能となる。したがって、本発明のオゾン分解触媒は、オゾン分解性能に優れているため、光化学オキシダント等の主成分であるオゾンを分解除去するための触媒として有用である。また、本発明のＶＯＣ除去触媒は、ＶＯＣ除去性能、特に、オゾン分解を利用したＶＯＣ除去性能に優れているため、光化学オキシダント等の発生原因であるＶＯＣを除去するための触媒、特に、オゾン存在下においてＶＯＣを除去するための触媒として有用である。

Claims

多孔質担体と、該多孔質担体に担持されているＡｇ、Ｐｒ及びＢｉとを備えており、
前記多孔質担体２００ｇ当たり、Ａｇの担持量が０．１６〜０．３５モルであり、Ｐｒの担持量が０．０１５〜０．１３モルであり、Ｂｉの担持量が０．０１５〜０．０７５モルである、ことを特徴とするオゾン分解触媒。
Ｐｒの担持量とＢｉの担持量との合計に対するＡｇの担持量がモル比〔Ａｇ／（Ｐｒ＋Ｂｉ）〕で１．３〜３．０であることを特徴とする請求項１に記載のオゾン分解触媒。
請求項１又は２に記載のオゾン分解触媒に、オゾン含有ガスを接触させることを特徴とするオゾン分解方法。
多孔質担体と、該多孔質担体に担持されているＡｇ、Ｐｒ及びＢｉとを備えており、
前記多孔質担体２００ｇ当たり、Ａｇの担持量が０．１６〜０．３５モルであり、Ｐｒの担持量が０．０１５〜０．１３モルであり、Ｂｉの担持量が０．０１５〜０．０７５モルである、ことを特徴とするＶＯＣ除去触媒。
Ｐｒの担持量とＢｉの担持量との合計に対するＡｇの担持量がモル比〔Ａｇ／（Ｐｒ＋Ｂｉ）〕で１．３〜３．０であることを特徴とする請求項４に記載のＶＯＣ除去触媒。
請求項４又は５に記載のＶＯＣ除去触媒に、オゾンの存在下で揮発性有機化合物を含有するガスを接触させることを特徴とするＶＯＣ除去方法。