JP3348560B2 - 酸化チタン系酸化触媒とその製造方法 - Google Patents
酸化チタン系酸化触媒とその製造方法Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱および光酸化触媒活
性に優れた酸化チタン系酸化触媒とその製造方法に関す
る。本発明の酸化チタン系酸化触媒は、環境汚染の原因
である有機物、窒素酸化物、硫黄酸化物等を酸化分解す
ることができ、例えば、大気汚染や酸性雨の原因物質で
あるＮＯx やＳＯx の除去、タバコの悪臭の原因物質の
１つであるアセトアルデヒドやメラミン塗料の塗膜から
放出されるホルムアルデヒドの分解に対して高い触媒活
性を示し、環境浄化に高い効果を発揮する。また、もち
ろん一般の化学反応にも酸化触媒として有用である。
性に優れた酸化チタン系酸化触媒とその製造方法に関す
る。本発明の酸化チタン系酸化触媒は、環境汚染の原因
である有機物、窒素酸化物、硫黄酸化物等を酸化分解す
ることができ、例えば、大気汚染や酸性雨の原因物質で
あるＮＯx やＳＯx の除去、タバコの悪臭の原因物質の
１つであるアセトアルデヒドやメラミン塗料の塗膜から
放出されるホルムアルデヒドの分解に対して高い触媒活
性を示し、環境浄化に高い効果を発揮する。また、もち
ろん一般の化学反応にも酸化触媒として有用である。
【０００２】
【従来の技術】酸化チタン（TiO2）は、光や熱エネルギ
ーの照射を受けると電子と正孔が分離する。この時発生
した正孔は表面へ拡散し、ＯＨラジカルとなり、表面に
接触した物質とだけ反応して、その物質を酸化する。酸
化チタンは、この反応を利用した有機物や窒素酸化物の
酸化触媒、特に光酸化触媒として、上述したような環境
浄化の目的に使用することが試みられている。
ーの照射を受けると電子と正孔が分離する。この時発生
した正孔は表面へ拡散し、ＯＨラジカルとなり、表面に
接触した物質とだけ反応して、その物質を酸化する。酸
化チタンは、この反応を利用した有機物や窒素酸化物の
酸化触媒、特に光酸化触媒として、上述したような環境
浄化の目的に使用することが試みられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】酸化チタンを酸化触媒
として用いる場合、より反応性の高いアナターゼ型の結
晶形を持つ酸化チタンを用いたり、または接触面積を増
加させて反応の活性をより高めるために超微粒子化する
ことが行われている。しかし、このような手段でも活性
がなお不十分であり、さらなる活性の向上が望まれてい
た。
として用いる場合、より反応性の高いアナターゼ型の結
晶形を持つ酸化チタンを用いたり、または接触面積を増
加させて反応の活性をより高めるために超微粒子化する
ことが行われている。しかし、このような手段でも活性
がなお不十分であり、さらなる活性の向上が望まれてい
た。
【０００４】また、超微粒子の酸化チタン系触媒は、触
媒としての使用に適した形状 (例、ペレット) に成形す
ることが困難であり、プレス成形性の向上も課題となっ
ている。
媒としての使用に適した形状 (例、ペレット) に成形す
ることが困難であり、プレス成形性の向上も課題となっ
ている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、酸化チタ
ンの持つ熱および光酸化触媒活性を高める手段について
検討を重ねた結果、超微粒子酸化チタンにエチルシリケ
ートを被覆して乾燥させると、酸化触媒活性が著しく高
くなることを見出した。また、エチルシリケートを被覆
したままの未乾燥の超微粒子酸化チタンは、容易にプレ
ス成形できることも判明した。
ンの持つ熱および光酸化触媒活性を高める手段について
検討を重ねた結果、超微粒子酸化チタンにエチルシリケ
ートを被覆して乾燥させると、酸化触媒活性が著しく高
くなることを見出した。また、エチルシリケートを被覆
したままの未乾燥の超微粒子酸化チタンは、容易にプレ
ス成形できることも判明した。
【０００６】本発明はこれらの知見に基づいてなされた
ものであって、その要旨は、エチルシリケートの加水
分解・縮合により形成された、残留エトキシ基を含有す
るシリカで表面被覆された、平均一次粒子径0.1 μｍ以
下の超微粒子酸化チタンからなる、粉末又は成形体形態
の酸化チタン系酸化触媒；平均一次粒子径0.1 μｍ以
下の流動状態の超微粒子酸化チタンの表面にエチルシリ
ケートを被覆した後、250 ℃以下で乾燥させることから
なる、粉末形態の酸化チタン系酸化触媒の製造方法；
平均一次粒子径0.1 μｍ以下の流動状態の超微粒子酸化
チタンの表面にエチルシリケートを被覆した後、超微粒
子酸化チタンをプレス成形し、250 ℃以下で乾燥させる
ことからなる、成形体形態の酸化チタン系酸化触媒の製
造方法、にある。
ものであって、その要旨は、エチルシリケートの加水
分解・縮合により形成された、残留エトキシ基を含有す
るシリカで表面被覆された、平均一次粒子径0.1 μｍ以
下の超微粒子酸化チタンからなる、粉末又は成形体形態
の酸化チタン系酸化触媒；平均一次粒子径0.1 μｍ以
下の流動状態の超微粒子酸化チタンの表面にエチルシリ
ケートを被覆した後、250 ℃以下で乾燥させることから
なる、粉末形態の酸化チタン系酸化触媒の製造方法；
平均一次粒子径0.1 μｍ以下の流動状態の超微粒子酸化
チタンの表面にエチルシリケートを被覆した後、超微粒
子酸化チタンをプレス成形し、250 ℃以下で乾燥させる
ことからなる、成形体形態の酸化チタン系酸化触媒の製
造方法、にある。
【０００７】本発明で用いる超微粒子酸化チタンは、平
均一次粒子径が0.1 μｍ以下、好ましくは0.05μｍ以下
のものである。平均一次粒子径が0.1 μｍより大きい
と、本発明の方法でエチルシリケートの被覆処理を行っ
ても、活性を十分に高くすることができない。
均一次粒子径が0.1 μｍ以下、好ましくは0.05μｍ以下
のものである。平均一次粒子径が0.1 μｍより大きい
と、本発明の方法でエチルシリケートの被覆処理を行っ
ても、活性を十分に高くすることができない。
【０００８】本発明によれば、超微粒子酸化チタンにエ
チルシリケート (別名：テトラエトキシシラン) を被覆
する。この被覆は、攪拌などの適当な手段によって流動
状態にした超微粒子酸化チタンに、室温で液状のエチル
シリケートを噴霧または滴下することにより実施でき
る。エチルシリケートの被覆量は、超微粒子酸化チタン
とエチルシリケートの合計量に基づいて 0.1〜50重量
％、好ましくは１〜30重量％の範囲がよい。エチルシリ
ケートの被覆量が50重量％を超えると、酸化チタンの酸
化触媒作用が阻害される上、成形性もかえって低下する
ようになる。
チルシリケート (別名：テトラエトキシシラン) を被覆
する。この被覆は、攪拌などの適当な手段によって流動
状態にした超微粒子酸化チタンに、室温で液状のエチル
シリケートを噴霧または滴下することにより実施でき
る。エチルシリケートの被覆量は、超微粒子酸化チタン
とエチルシリケートの合計量に基づいて 0.1〜50重量
％、好ましくは１〜30重量％の範囲がよい。エチルシリ
ケートの被覆量が50重量％を超えると、酸化チタンの酸
化触媒作用が阻害される上、成形性もかえって低下する
ようになる。
【０００９】エチルシリケートを被覆した超微粒子酸化
チタンは、次いで乾燥する。この乾燥により、酸化チタ
ン粒子上のエチルシリケートの加水分解と、加水分解物
の縮合が起こる。即ち、エチルシリケートは、乾燥中に
まず大気中の湿気によって加水分解され、エタノールが
脱離して、シラノールになる。シラノールは不安定で容
易に縮合し、シリカ (SiO2) として析出し、安定化され
る。
チタンは、次いで乾燥する。この乾燥により、酸化チタ
ン粒子上のエチルシリケートの加水分解と、加水分解物
の縮合が起こる。即ち、エチルシリケートは、乾燥中に
まず大気中の湿気によって加水分解され、エタノールが
脱離して、シラノールになる。シラノールは不安定で容
易に縮合し、シリカ (SiO2) として析出し、安定化され
る。
【００１０】本発明においては、このエチルシリケート
の加水分解が不完全に起こるように、即ち、エチルシリ
ケートのエトキシ基の一部が残留し、最終的にエトキシ
基を保持したシリカが超微粒子酸化チタン上に析出する
ように、乾燥を行う。従って、この乾燥により得られる
本発明の酸化チタン系触媒においては、超微粒子酸化チ
タンの表面が、エトキシ基を含有する、エチルシリケー
トの不完全加水分解・縮合物 (以下、エトキシ基含有シ
リカという) で被覆されている。なお、この不完全な加
水分解と縮合の結果、エトキシ基の大半は脱離するの
で、乾燥後の被覆物の重量は半分以下に減少する。
の加水分解が不完全に起こるように、即ち、エチルシリ
ケートのエトキシ基の一部が残留し、最終的にエトキシ
基を保持したシリカが超微粒子酸化チタン上に析出する
ように、乾燥を行う。従って、この乾燥により得られる
本発明の酸化チタン系触媒においては、超微粒子酸化チ
タンの表面が、エトキシ基を含有する、エチルシリケー
トの不完全加水分解・縮合物 (以下、エトキシ基含有シ
リカという) で被覆されている。なお、この不完全な加
水分解と縮合の結果、エトキシ基の大半は脱離するの
で、乾燥後の被覆物の重量は半分以下に減少する。
【００１１】このようにエトキシ基を部分的に残留させ
た、エチルシリケートの不完全な加水分解と縮合は、乾
燥温度を250 ℃以下とすることによって実現できる。好
ましい乾燥温度は 100〜200 ℃である。乾燥温度が250
℃を超えると、加水分解がさらに進行し、酸化触媒活性
の向上効果が低下する。本発明の酸化触媒を、成形せず
に粉末状態のままで使用する場合には、乾燥中も攪拌等
により粒子を流動状態に保持することが好ましい。
た、エチルシリケートの不完全な加水分解と縮合は、乾
燥温度を250 ℃以下とすることによって実現できる。好
ましい乾燥温度は 100〜200 ℃である。乾燥温度が250
℃を超えると、加水分解がさらに進行し、酸化触媒活性
の向上効果が低下する。本発明の酸化触媒を、成形せず
に粉末状態のままで使用する場合には、乾燥中も攪拌等
により粒子を流動状態に保持することが好ましい。
【００１２】本発明の酸化触媒を成形体として使用する
場合には、上記の乾燥の前に、エチルシリケートで被覆
した超微粒子酸化チタンを、まず、使用に適した形状に
プレス成形する。乾燥後の成形は困難であるが、未乾燥
状態では容易にプレス成形できる。プレス成形は機械プ
レスと油圧プレスのいずれでもよく、成形体の形状によ
って選択すればよい。
場合には、上記の乾燥の前に、エチルシリケートで被覆
した超微粒子酸化チタンを、まず、使用に適した形状に
プレス成形する。乾燥後の成形は困難であるが、未乾燥
状態では容易にプレス成形できる。プレス成形は機械プ
レスと油圧プレスのいずれでもよく、成形体の形状によ
って選択すればよい。
【００１３】この成形後、上記と同様に250 ℃以下、好
ましくは 100〜200 ℃の温度で乾燥して、酸化チタン超
微粒子の表面を被覆しているエチルシリケートを不完全
に加水分解・縮合させ、エトキシ基含有シリカに変換さ
せる。乾燥温度が比較的低いので、得られた成形体は内
部に多数の空孔を有しており、ガス (例、空気) や液体
(例、雨) が成形体の内部を容易に通過できる。従っ
て、成形体にしてもガスや液体との接触面積は十分に確
保され、触媒活性は高水準に保持される。
ましくは 100〜200 ℃の温度で乾燥して、酸化チタン超
微粒子の表面を被覆しているエチルシリケートを不完全
に加水分解・縮合させ、エトキシ基含有シリカに変換さ
せる。乾燥温度が比較的低いので、得られた成形体は内
部に多数の空孔を有しており、ガス (例、空気) や液体
(例、雨) が成形体の内部を容易に通過できる。従っ
て、成形体にしてもガスや液体との接触面積は十分に確
保され、触媒活性は高水準に保持される。
【００１４】本発明の酸化チタン系酸化触媒は、超微粒
子のため粉末状のままでは取扱いが困難となる場合があ
るが、プレス成形によりペレットまたは粒状にすると、
取扱いが容易になる。また、製品に実際に使用する時の
形状 (例、板状、棒状) にプレス成形することもでき
る。
子のため粉末状のままでは取扱いが困難となる場合があ
るが、プレス成形によりペレットまたは粒状にすると、
取扱いが容易になる。また、製品に実際に使用する時の
形状 (例、板状、棒状) にプレス成形することもでき
る。
【００１５】本発明のエチルシリケートの不完全加水分
解・縮合物 (即ち、エトキシ基を保持したシリカ) で表
面被覆された超微粒子酸化チタンからなる触媒は、超微
粒子酸化チタンとシリカの混合物に比べて、著しく高い
熱および光酸化触媒活性を示す。その理由は不明である
が、残存したエトキシ基の酸化作用との複合効果ではな
いかと推測される。
解・縮合物 (即ち、エトキシ基を保持したシリカ) で表
面被覆された超微粒子酸化チタンからなる触媒は、超微
粒子酸化チタンとシリカの混合物に比べて、著しく高い
熱および光酸化触媒活性を示す。その理由は不明である
が、残存したエトキシ基の酸化作用との複合効果ではな
いかと推測される。
【００１６】
(実施例１)平均一次粒子径0.02μｍの超微粒子酸化チタ
ン 600ｇをヘンシェルミキサーを用いて攪拌し、この攪
拌により酸化チタンを流動状態に保持しながら、これに
エチルシリケート180 ｇを噴霧して酸化チタンの表面を
被覆し、攪拌を続けながら100 ℃または200 ℃に大気中
で加熱し、この温度で３時間乾燥した。
ン 600ｇをヘンシェルミキサーを用いて攪拌し、この攪
拌により酸化チタンを流動状態に保持しながら、これに
エチルシリケート180 ｇを噴霧して酸化チタンの表面を
被覆し、攪拌を続けながら100 ℃または200 ℃に大気中
で加熱し、この温度で３時間乾燥した。
【００１７】乾燥により得られた表面被覆酸化チタン系
粉末を、未乾燥の粉末と一緒に、FT−IRを用いて解析し
たところ、図１に示すように、乾燥温度が200 ℃でも、
超微粒子酸化チタンの表面被覆として、エトキシ基を保
持したシリカが析出していることが判明した。
粉末を、未乾燥の粉末と一緒に、FT−IRを用いて解析し
たところ、図１に示すように、乾燥温度が200 ℃でも、
超微粒子酸化チタンの表面被覆として、エトキシ基を保
持したシリカが析出していることが判明した。
【００１８】(実施例２)実施例１と同様にして超微粒子
酸化チタンにエチルシリケートを被覆した後、得られた
粉末を直径10 mm ×高さ３mmのペレット状にプレス成形
し、成形体を乾燥器に入れて100 または200 ℃で３時間
乾燥することにより、表面被覆酸化チタン系成形体 (ペ
レット) を得た。乾燥後の成形体をFT−IRにより解析し
た結果は、実施例１と同様であった。
酸化チタンにエチルシリケートを被覆した後、得られた
粉末を直径10 mm ×高さ３mmのペレット状にプレス成形
し、成形体を乾燥器に入れて100 または200 ℃で３時間
乾燥することにより、表面被覆酸化チタン系成形体 (ペ
レット) を得た。乾燥後の成形体をFT−IRにより解析し
た結果は、実施例１と同様であった。
【００１９】(実施例３)実施例１および２と同様にし
て、ただしエチルシリケートの被覆量を変化させ、乾燥
温度を150 ℃にして、表面被覆酸化チタン系粉末および
成形体を得た。これらの粉末および成形体を使用して、
アルコール分解反応に対する熱酸化触媒活性を次のよう
にして調べた。
て、ただしエチルシリケートの被覆量を変化させ、乾燥
温度を150 ℃にして、表面被覆酸化チタン系粉末および
成形体を得た。これらの粉末および成形体を使用して、
アルコール分解反応に対する熱酸化触媒活性を次のよう
にして調べた。
【００２０】まず、粉末または成形体からなる触媒試料
１ｇを金属製サンプル管に詰めて、管の一端をガスクロ
マトグラフィーのカラムに接続し、200 ℃に保持した。
このサンプル管の他端にｔ−ブチルアルコール0.1 mlを
注入し、その分解率をガスクロマトグラフィーを用いて
測定した。本発明の粉末および成形体のそれぞれの結果
を、乾燥被覆量との関係として図２に示す。図にはSiO2
含有量と表示した乾燥被覆量は、エチルシリケートの使
用量 (%)× [SiO2分子量(60.1)／Si(OEt)4分子量(208.
3)]により算出した値である。
１ｇを金属製サンプル管に詰めて、管の一端をガスクロ
マトグラフィーのカラムに接続し、200 ℃に保持した。
このサンプル管の他端にｔ−ブチルアルコール0.1 mlを
注入し、その分解率をガスクロマトグラフィーを用いて
測定した。本発明の粉末および成形体のそれぞれの結果
を、乾燥被覆量との関係として図２に示す。図にはSiO2
含有量と表示した乾燥被覆量は、エチルシリケートの使
用量 (%)× [SiO2分子量(60.1)／Si(OEt)4分子量(208.
3)]により算出した値である。
【００２１】比較のために、同じ平均一次粒子径0.02
μｍの超微粒子酸化チタンに平均一次粒子径0.01μｍの
超微粒子シリカを各種割合で混合した粉末混合物[(TiO2
＋SiO2) 粉末] 、および平均一次粒子径0.02μｍの超
微粒子酸化チタンをSiO2で表面被覆したもの [SiO2被覆
TiO2粉末] を使用して、上記と同様にアルコール分解反
応に対する熱酸化触媒活性を調べた。結果を図２に併せ
て示す。なお、上記のSiO2被覆は、超微粒子酸化チタ
ンをケイ酸ナトリウム水溶液中に分散させ、これに酸を
加えてSiO2を酸化チタン粒子上に析出させ、粉末を回収
して乾燥させることにより行った。
μｍの超微粒子酸化チタンに平均一次粒子径0.01μｍの
超微粒子シリカを各種割合で混合した粉末混合物[(TiO2
＋SiO2) 粉末] 、および平均一次粒子径0.02μｍの超
微粒子酸化チタンをSiO2で表面被覆したもの [SiO2被覆
TiO2粉末] を使用して、上記と同様にアルコール分解反
応に対する熱酸化触媒活性を調べた。結果を図２に併せ
て示す。なお、上記のSiO2被覆は、超微粒子酸化チタ
ンをケイ酸ナトリウム水溶液中に分散させ、これに酸を
加えてSiO2を酸化チタン粒子上に析出させ、粉末を回収
して乾燥させることにより行った。
【００２２】図２からわかるように、超微粒子酸化チタ
ン単独では触媒活性 (分解率) は約50％である。この酸
化チタン粉末に超微粒子のシリカを混合した (TiO2＋Si
O2)粉末からなる上記の比較用触媒では、SiO2含有量
が増大するにつれ、触媒活性は少しづつ低下した。シリ
カで希釈された分だけ、酸化チタンの触媒活性が低下し
たものと考えられる。即ち、超微粒子シリカを単純に混
合した場合には、シリカは酸化チタンの触媒活性に対す
る向上効果を全く示さない。
ン単独では触媒活性 (分解率) は約50％である。この酸
化チタン粉末に超微粒子のシリカを混合した (TiO2＋Si
O2)粉末からなる上記の比較用触媒では、SiO2含有量
が増大するにつれ、触媒活性は少しづつ低下した。シリ
カで希釈された分だけ、酸化チタンの触媒活性が低下し
たものと考えられる。即ち、超微粒子シリカを単純に混
合した場合には、シリカは酸化チタンの触媒活性に対す
る向上効果を全く示さない。
【００２３】また、超微粒子酸化チタンにSiO2を被覆し
た粉末からなる上記の比較用触媒では、SiO2被覆量が
増大するにつれて触媒活性が大きく低下した。即ち、顔
料用の酸化チタン粉末で行われているような従来のSiO2
被覆は、酸化チタンの触媒活性にとって逆効果であり、
触媒活性を著しく低下させる。
た粉末からなる上記の比較用触媒では、SiO2被覆量が
増大するにつれて触媒活性が大きく低下した。即ち、顔
料用の酸化チタン粉末で行われているような従来のSiO2
被覆は、酸化チタンの触媒活性にとって逆効果であり、
触媒活性を著しく低下させる。
【００２４】一方、本発明に従って、超微粒子酸化チタ
ンをエチルシリケートで被覆した後、乾燥することによ
り、表面にエトキシ基含有シリカ層を形成したものは、
SiO2含有量が増大するにつれて触媒活性が著しく向上し
た。この活性の向上は、ＳｉＯ２含有量が１％以下のご
く少ない被覆量の段階から顕著である。そして、接触面
積の大きい粉末では、ＳｉＯ２含有量が５〜10重量％で
アルコール分解率が100 ％に達し、成形体の場合でもSi
O2含有量が約15重量％で分解率が100 ％になった。即
ち、エトキシ基含有シリカからなる表面被覆は、超微粒
子酸化チタンの熱酸化触媒活性の著しい向上効果を示す
ことが明らかとなった。
ンをエチルシリケートで被覆した後、乾燥することによ
り、表面にエトキシ基含有シリカ層を形成したものは、
SiO2含有量が増大するにつれて触媒活性が著しく向上し
た。この活性の向上は、ＳｉＯ２含有量が１％以下のご
く少ない被覆量の段階から顕著である。そして、接触面
積の大きい粉末では、ＳｉＯ２含有量が５〜10重量％で
アルコール分解率が100 ％に達し、成形体の場合でもSi
O2含有量が約15重量％で分解率が100 ％になった。即
ち、エトキシ基含有シリカからなる表面被覆は、超微粒
子酸化チタンの熱酸化触媒活性の著しい向上効果を示す
ことが明らかとなった。
【００２５】(実施例４)実施例３と同様にして調製した
表面被覆酸化チタン系粉末および成形体 (SiO2含有量は
いずれも５重量％) を用いて、次の方法でＮＯX 除去実
験を行うことにより、その光酸化触媒活性を調べた。
表面被覆酸化チタン系粉末および成形体 (SiO2含有量は
いずれも５重量％) を用いて、次の方法でＮＯX 除去実
験を行うことにより、その光酸化触媒活性を調べた。
【００２６】触媒試料１ｇを入れ、両端を閉鎖した内容
積200 mlの石英ガラス管に、50 ppmのＮＯX を含有する
空気200 ccを充填した後、石英ガラス管に１mW/cm2の紫
外線を所定時間照射した。照射後の管内空気中のＮＯx
濃度をガスクロマトグラフィーで測定した。結果を図３
に示す。
積200 mlの石英ガラス管に、50 ppmのＮＯX を含有する
空気200 ccを充填した後、石英ガラス管に１mW/cm2の紫
外線を所定時間照射した。照射後の管内空気中のＮＯx
濃度をガスクロマトグラフィーで測定した。結果を図３
に示す。
【００２７】比較のために、超微粒子酸化チタン (平均
一次粒子径0.02μｍ) 単独、ならびに実施例３と同様の
酸化チタンとシリカの混合粉末およびSiO2被覆酸化チタ
ン粉末 (いずれもSiO2含有量は上と同じ) を比較用触媒
として用いて、同様にＮＯx除去実験を行った。その結
果も図３に併せて示す。
一次粒子径0.02μｍ) 単独、ならびに実施例３と同様の
酸化チタンとシリカの混合粉末およびSiO2被覆酸化チタ
ン粉末 (いずれもSiO2含有量は上と同じ) を比較用触媒
として用いて、同様にＮＯx除去実験を行った。その結
果も図３に併せて示す。
【００２８】図３からわかるように、超微粒子の酸化チ
タンとシリカを混合すると、触媒活性は酸化チタン単独
の場合に比べて低下した。即ち、実施例２の熱酸化の場
合と同様、光酸化についても、シリカの混合は触媒活性
の向上効果を全く示さず、かえって酸化チタンを希釈し
た分だけ、触媒活性が低下した。また、超微粒子酸化チ
タンをSiO2で被覆した比較用触媒では、紫外線を照射し
てもＮＯx 濃度は低下しなかった。即ち、５重量％のSi
O2の被覆によって超微粒子酸化チタンの触媒活性は実質
的に完全に失われた。
タンとシリカを混合すると、触媒活性は酸化チタン単独
の場合に比べて低下した。即ち、実施例２の熱酸化の場
合と同様、光酸化についても、シリカの混合は触媒活性
の向上効果を全く示さず、かえって酸化チタンを希釈し
た分だけ、触媒活性が低下した。また、超微粒子酸化チ
タンをSiO2で被覆した比較用触媒では、紫外線を照射し
てもＮＯx 濃度は低下しなかった。即ち、５重量％のSi
O2の被覆によって超微粒子酸化チタンの触媒活性は実質
的に完全に失われた。
【００２９】一方、本発明により、エチルシリケートを
用いて超微粒子酸化チタンをエトキシ基含有シリカで表
面被覆すると、酸化チタン単独に比べて紫外線照射後の
ＮＯx 濃度は著しく低減し、光酸化触媒活性が著しく向
上した。例えば、ＮＯx 濃度の減少率を照射時間30分で
比較すると、酸化チタン粉末単独では約50％、本発明の
酸化チタン成形体では約85％であり、本発明の酸化チタ
ン粉末ではほぼ100 ％の減少率が得られた。この場合
も、成形体より粉末の方が触媒活性が高かったが、成形
体であっても照射時間約50分でＮＯx をほぼ完全に硝酸
に酸化させ、除去することができた。
用いて超微粒子酸化チタンをエトキシ基含有シリカで表
面被覆すると、酸化チタン単独に比べて紫外線照射後の
ＮＯx 濃度は著しく低減し、光酸化触媒活性が著しく向
上した。例えば、ＮＯx 濃度の減少率を照射時間30分で
比較すると、酸化チタン粉末単独では約50％、本発明の
酸化チタン成形体では約85％であり、本発明の酸化チタ
ン粉末ではほぼ100 ％の減少率が得られた。この場合
も、成形体より粉末の方が触媒活性が高かったが、成形
体であっても照射時間約50分でＮＯx をほぼ完全に硝酸
に酸化させ、除去することができた。
【００３０】(実施例５)実施例４と同様にしてＳＯx の
除去実験を行った。100 ppm のＳＯx を含有する空気を
試験ガスとした点を除いて、使用触媒や実験方法は実施
例４と同じであった。試験結果を図４に示す。
除去実験を行った。100 ppm のＳＯx を含有する空気を
試験ガスとした点を除いて、使用触媒や実験方法は実施
例４と同じであった。試験結果を図４に示す。
【００３１】図４からわかるように、ＳＯx の除去結果
も、実施例３のＮＯx の除去結果と同様の傾向を示し
た。即ち、超微粒子酸化チタンに超微粒子シリカを混合
すると酸化チタン単独より触媒活性が低下し、また超微
粒子酸化チタンをSiO2で被覆すると、酸化チタンの触媒
活性はほぼ完全に失活してしまった。これに対し、本発
明により表面被覆した酸化チタンは、ＳＯx の酸化につ
いても著しく向上した光酸化触媒活性を示し、やはり粉
末状の方が触媒活性が高かった。
も、実施例３のＮＯx の除去結果と同様の傾向を示し
た。即ち、超微粒子酸化チタンに超微粒子シリカを混合
すると酸化チタン単独より触媒活性が低下し、また超微
粒子酸化チタンをSiO2で被覆すると、酸化チタンの触媒
活性はほぼ完全に失活してしまった。これに対し、本発
明により表面被覆した酸化チタンは、ＳＯx の酸化につ
いても著しく向上した光酸化触媒活性を示し、やはり粉
末状の方が触媒活性が高かった。
【００３２】(実施例６)実施例４と同様にしてアセトア
ルデヒドの除去実験を行った。試験ガスとして100 ppm
のアセトアルデヒドを含有する空気を用いた点を除い
て、使用触媒や実験方法は実施例４と同じであった。試
験結果を図５に示す。
ルデヒドの除去実験を行った。試験ガスとして100 ppm
のアセトアルデヒドを含有する空気を用いた点を除い
て、使用触媒や実験方法は実施例４と同じであった。試
験結果を図５に示す。
【００３３】図５からわかるように、アセトアルデヒド
の除去結果も、実施例３のＮＯx の除去結果と同様の傾
向を示した。即ち、超微粒子酸化チタンに超微粒子シリ
カを混合すると酸化チタン単独より触媒活性が低下し、
超微粒子酸化チタンをSiO2で被覆すると、酸化チタンの
触媒活性はほぼ完全に失活した。これに対し、本発明に
より表面被覆した酸化チタンは、酸化チタン単独よりア
セトアルデヒドの酸化に対する触媒活性が著しく高くな
った。
の除去結果も、実施例３のＮＯx の除去結果と同様の傾
向を示した。即ち、超微粒子酸化チタンに超微粒子シリ
カを混合すると酸化チタン単独より触媒活性が低下し、
超微粒子酸化チタンをSiO2で被覆すると、酸化チタンの
触媒活性はほぼ完全に失活した。これに対し、本発明に
より表面被覆した酸化チタンは、酸化チタン単独よりア
セトアルデヒドの酸化に対する触媒活性が著しく高くな
った。
【００３４】
【発明の効果】本発明のエトキシ基含有シリカで表面被
覆された超微粒子酸化チタンからなる酸化触媒は、超微
粒子酸化チタン単独に比べて、熱および光酸化反応に対
する触媒活性が著しく高くなり、例えば、大気中のＮＯ
x やＳＯx の除去効率やアセトアルデヒドなどの有害有
機物の分解効率が大幅に向上する。従って、本発明は大
気汚染の軽減に有用であり、環境浄化に効果を発揮す
る。
覆された超微粒子酸化チタンからなる酸化触媒は、超微
粒子酸化チタン単独に比べて、熱および光酸化反応に対
する触媒活性が著しく高くなり、例えば、大気中のＮＯ
x やＳＯx の除去効率やアセトアルデヒドなどの有害有
機物の分解効率が大幅に向上する。従って、本発明は大
気汚染の軽減に有用であり、環境浄化に効果を発揮す
る。
【図１】本発明において酸化触媒として使用する表面被
覆超微粒子酸化チタン (乾燥温度100 および200 ℃) と
未乾燥品のFT−IRチャートを示す。
覆超微粒子酸化チタン (乾燥温度100 および200 ℃) と
未乾燥品のFT−IRチャートを示す。
【図２】本発明の酸化チタン系酸化触媒 (粉末および成
形体) および比較用の酸化チタン系触媒のブタノールの
熱酸化分解に対する触媒効率を示すグラフである。
形体) および比較用の酸化チタン系触媒のブタノールの
熱酸化分解に対する触媒効率を示すグラフである。
【図３】本発明の酸化チタン系酸化触媒 (粉末および成
形体) および比較用の酸化チタン系触媒の光酸化による
ＮＯx 除去効率を示すグラフである。
形体) および比較用の酸化チタン系触媒の光酸化による
ＮＯx 除去効率を示すグラフである。
【図４】本発明の酸化チタン系酸化触媒 (粉末および成
形体) および比較用の酸化チタン系触媒の光酸化による
ＳＯx 除去効率を示すグラフである。
形体) および比較用の酸化チタン系触媒の光酸化による
ＳＯx 除去効率を示すグラフである。
【図５】本発明の酸化チタン系酸化触媒 (粉末および成
形体) と比較用の酸化チタン系触媒のアセトアルデヒド
光酸化分解に対する触媒効率を示すグラフである。
形体) と比較用の酸化チタン系触媒のアセトアルデヒド
光酸化分解に対する触媒効率を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ０１Ｊ 37/02 ３０１ Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｇ Ｊ １０２Ｃ (56)参考文献 特開 昭58−110414（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−36970（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−164334（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−199524（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−309267（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01J 21/00 - 38/74 B01D 53/86 B01D 53/94 ＣＡ（ＳＴＮ) ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (3)
- 【請求項１】 エチルシリケートの加水分解・縮合によ
り形成された、残留エトキシ基を含有するシリカで表面
被覆された、平均一次粒子径0.1 μｍ以下の超微粒子酸
化チタンからなる、粉末又は成形体形態の酸化チタン系
酸化触媒。 - 【請求項２】 平均一次粒子径0.1 μｍ以下の流動状態
の超微粒子酸化チタンの表面にエチルシリケートを被覆
した後、250 ℃以下で乾燥させることからなる、粉末形
態の請求項１記載の酸化チタン系酸化触媒の製造方法。 - 【請求項３】 平均一次粒子径0.1 μｍ以下の流動状態
の超微粒子酸化チタンの表面にエチルシリケートを被覆
した後、超微粒子酸化チタンをプレス成形し、250 ℃以
下で乾燥させることからなる、成形体形態の請求項１記
載の酸化チタン系酸化触媒の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07317395A JP3348560B2 (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 酸化チタン系酸化触媒とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07317395A JP3348560B2 (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 酸化チタン系酸化触媒とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08266898A JPH08266898A (ja) | 1996-10-15 |
| JP3348560B2 true JP3348560B2 (ja) | 2002-11-20 |
Family
ID=13510496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07317395A Expired - Fee Related JP3348560B2 (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 酸化チタン系酸化触媒とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3348560B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4296529B2 (ja) * | 2000-11-27 | 2009-07-15 | テイカ株式会社 | 塩基性ガス除去用酸化チタン光触媒 |
-
1995
- 1995-03-30 JP JP07317395A patent/JP3348560B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08266898A (ja) | 1996-10-15 |
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