JP3368538B2 - Ｎ▲２▼ｏの転化方法 - Google Patents

Ｎ▲２▼ｏの転化方法

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、N2Oを窒素酸素に転化させる方法に関する
ものである。
発明の背景 N2Oはアルコールおよびケトンの硝酸酸化の、たとえ
ばシクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールのアジピ
ン酸への酸化における副生成物である。N2Oはまた、特
に小規模の外科的処置、たとえば抜歯における麻酔薬と
しても使用される。
最近、N2Oは可能性のある大気オゾン破壊気体として
関心を呼び、したがって、大気中に放出されるN2Oの量
を減少させる努力が進行中である。
ナカジ（Nakaji）らの米国特許4,259,303は、N2O麻酔
薬廃ガスを酸化鉄（III）（Fe2O3）、酸化コバルト（Co
O）、酸化銅（CuO）、酸化クロミウム（Cr2O3）、二酸
化マンガン（MnO2）および酸化ニッケル（NiO）の１種
または２種以上を含む触媒と接触させて処理するための
装置を開示している。トロビン（Torobin）の米国特許
4,793,980は、微細に分割されたモレキュラーシーブ炭
素粒子を用いる窒素酸化物（NOx）の窒素と酸素とへの
転化を開示している。この特許はまた、ジルコニアから
製造し得る中空微小球体触媒担体をも開示しており、中
空微小球体触媒担体が種々の金属酸化物触媒の担体に使
用し得ることを示している。列記した種々の択一的な金
属酸化物の中には酸化ニッケルおよび酸化コバルトがあ
る。
発明の概要 本発明は、N2Oを、基本的にジルコニア基材上の酸化
ニッケルおよび酸化コバルトよりなる触媒と、少なくと
も約280度Ｃの温度で接触させる段階を含む、N2Oを窒素
と酸素とに転化させる方法に関するものである。好まし
くは、触媒中の酸化ニッケルの酸化コバルトに対する比
率は約0.5−3/1の範囲であり、触媒基材中の酸化ニッケ
ルの量プラス酸化コバルトの量は処理すべき気体の体積
および圧力低下に応じて変化するであろう。通常は、N2
Oを含有する気体流を触媒に接触させる前に約280度Ｃ以
上の温度に加熱する。
発明の詳細な記述 ニッケルおよびコバルトの酸化物を保持する基材は厳
密なものである。ジルコニアのみが満足すべきものであ
る。他の基材、たとえばアルミナは、同等には効果的で
ない。ニッケルとコバルトとの酸化物の混合物のみが満
足すべきものである。この触媒はより低い温度で分解を
開始させるが、この触媒は、発熱反応によっても多数回
のサイクルを経過しても脱活されない。
本発明記載の方法は通常は、N2Oを含有する気体を触
媒を含有する鉛直に設置された管状反応器に通じて実施
されるであろう。この触媒は、網または石英ウールに担
持されたものであってもよい。上記の管状反応器は通常
は加熱器を備えていて、N2O−含有気体を触媒に導入す
るに先立って触媒を反応温度にするであろう。
反応器に供給される気体は実質的に純粋なN2Oであっ
てもよく、他の気体で希釈されたものであってもよい。
反応器を通過する気体の流速は触媒の温度、触媒床の
厚さ、気体流中のN2Oの量、およびN2Oの窒素への転化の
所望の度合いに応じて変化するであろう。通常は、触媒
温度（反応器温度）は325度Ｃ以上に維持される。N2Oの
窒素と酸素とへの最も完全な転化は400度Ｃの温度で起
きる。
以下の実施例（対照例も含めて）中で使用した触媒
は、下に示す手順に従って製造したものである。
触媒製造 A. 酸化コバルトの対照触媒 10グラムの硝酸コバルト（Co［NO3］２・6H2O）を20ml
のH2Oに溶解させた。直径約1/8″（0.313cm）、長さ1/
8″（0.313cm）の寸法を有するZrO2のペレット（ジルコ
ニア T3/16、ハーショー（Harshaw）＃803A−４−１−
21）20ccをこの溶液に、ときどき撹拌しながら2.5時間
浸漬した。液体を排出し、100℃の真空炉中で一晩乾燥
した（TM6時間）。100cc/分の空気流を有する700℃の
１″（2.5cm）の管状炉中で２時間加熱して硝酸コバル
トを酸化コバルトに転化させた。
B. 酸化ニッケルの対照触媒 10.5gの硝酸ニッケル（Ni［NO3］２・6H2O）を200mlのH
2Oに溶解させた。20ccのZrO2ペレット（ジルコニア T3
/16、ハーショー＃803A−４−１−21）をこの溶液に、
ときどき撹拌しながら2.5時間浸漬した。液体を排出
し、100℃の真空炉中で一晩乾燥した。（TM16時間）。1
00cc/分の空気流を有する700℃の１″（2.5cm）の管状
炉中で２時間加 熱して硝酸ニッケルを酸化ニッケルに
転化させた。
C.本発明に使用する触媒 5gの硝酸コバルト（Co［NO3］２・6H2O）と5.3グラムの
硝酸ニッケル（Ni［NO3］２・6H2O）とを20mlのH2Oに溶
解させた。20ccのZrO2ペレット（ジルコニア T3/16、
ハーショー＃803A−４−１−21）をこの溶液に、ときど
き撹拌しながら2.5時間浸漬した。液体を排出し、100℃
の真空炉中で一晩乾燥した（TM16時間）。100cc/分の空
気流を有する700℃の１″（2.5cm）の管状炉中で２時間
加熱して硝酸ニッケルと硝酸コバルトを酸化物に転化さ
せた。
Ｘ−線蛍光法による分析は、以下の結果を与えた： 試料Ａ 1.58重量％の Co 180 ppmの Ni 試料Ｂ − Co 1.64 重量％の Ni 試料Ｃ 0.916重量％の Co 0.908重量％の Ni 実施例 １インチ（2.5cm）の管状反応器に、以下の表に示し
た種々の触媒10ccを負荷した。毎分100mlの100％亜酸化
窒素（N2O）を反応器を通して下方に供給した。加熱器
（炉）の温度設定を示し、触媒の実際の測定温度も“反
応器℃”の見出しの下に示してある。
“対照例2"に続く表中の実施例においては、供給原料
はヘリウム中10％のN2Oであった。これらの試料の分析
はヘリウムを無視している。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−54960（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−7826（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−135645（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 53/86 B01J 21/00 - 38/74

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】N2Oを、ジルコニア基材上の酸化ニッケル
    および酸化コバルトよりなる触媒と、少なくとも280度
    Ｃの温度で接触させることを特徴とするN2Oの窒素と酸
    素への転化方法。
  2. 【請求項２】上記の触媒中の酸化ニッケルの酸化コバル
    トに対する比率が0.5対１ないし３対１の範囲であるこ
    とを特徴とする請求の範囲１記載の方法。
  3. 【請求項３】上記の触媒中の酸化ニッケルの量プラス酸
    化コバルトの量が触媒の全重量の10ないし80パーセント
    であることを特徴とする請求の範囲２記載の方法。
  4. 【請求項４】上記の触媒が直径1/8インチ（0.313cm）の
    粒子寸法を有するペレットの形状であることを特徴とす
    る請求の範囲１記載の方法。
  5. 【請求項５】N2Oを触媒に接触させる前に280度Ｃ以上の
    温度に加熱することを特徴とする請求の範囲１記載の方
    法。
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