JP4189624B2 - 揮発性有機化合物分解用燃焼触媒 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、揮発性有機化合物分解用燃焼触媒に関する。
【0002】
本明細書においては、揮発性有機化合物を「VOC:Volatile Organic Compound」と記載する。
【0003】
【従来の技術】
近年、環境問題がクローズアップされ、工場などから排出されるVOCの排出削減ニーズが高まっている。これに伴って、種々のVOC除去プロセスが開発され、工場などで使用されている。一般に、VOC除去プロセスとしては、VOCを燃焼して分解除去する燃焼法の他、活性炭、シリカゲル等の吸着剤を用いて排出ガス中のVOCを吸着除去する吸着法などが知られている。
【0004】
ところで、上記燃焼法は、VOC燃焼プロセスの違いに基づき、より詳細に直接燃焼法、蓄熱燃焼法及び触媒燃焼法に分けることができる。直接燃焼法は、VOCを直接バーナーで燃焼する方法である。蓄熱燃焼法は、セラミック蓄熱体からなる蓄熱塔又は蓄熱室の中で予めVOCを予熱した後、VOCを燃焼する方法である。触媒燃焼法は、触媒活性を有する物質を用い、比較的低温でVOCを酸化分解する方法である。
【0005】
これら燃焼法の中でも、特に触媒燃焼法によるVOCの分解は、他の燃焼法と比較して低い温度でVOCを分解することができるため、極めて省エネルギーである。例えば、直接燃焼法で800℃程度の燃焼温度を要するVOCを、触媒燃焼法では150〜350℃程度で分解することができる場合もある。更に、有害なNOxなどの発生量も他の燃焼法と比較して少なく、環境に優しい技術でもある。
【0006】
しかし、触媒燃焼法は省エネルギー且つ環境に優しい技術である一方、触媒として高価な貴金属(例えば、白金)を用いる必要があるため、設備コストが高くなるという問題がある。従って、高価な貴金属触媒に代わる、安価且つ実用的な触媒材料の開発が大きな課題となっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の高価な貴金属触媒に代わる、安価且つ実用的なVOC分解用燃焼触媒を提供することを主な目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、かかる従来技術の問題点に鑑み、鋭意研究を重ねた結果、特定の無機材料及び銅化合物を含む組成物をVOC分解用燃焼触媒として用いることにより、上記課題を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
すなわち、本発明は、下記第1発明〜第4発明のVOC分解用燃焼触媒及びそれらの製造方法に係るものである。
【0010】
1.カルシウム塩、非晶質シリカ及び銅化合物を含むことを特徴とする揮発性有機化合物分解用燃焼触媒(第1発明)。
【0011】
2.非晶質シリカ及び銅化合物を含むことを特徴とする揮発性有機化合物分解用燃焼触媒(第2発明)。
【0012】
3.結晶質シリカ及び非晶質シリカの少なくとも1種、カルシウム塩並びに銅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燃焼触媒(第3発明)。
【0013】
4.結晶質シリカ及び非晶質シリカの少なくとも1種並びに銅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燃焼触媒(第4発明)。
【0014】
5.珪酸カルシウムと銅塩とを反応させることを特徴とする上記項1に記載の揮発性有機化合物分解用燃焼触媒の製造方法。
【0015】
6.珪酸カルシウムと銅塩とを反応させて得られた反応生成物を水洗することを特徴とする上記項2に記載の揮発性有機化合物分解用燃焼触媒の製造方法。
【0016】
7.珪酸カルシウムと銅塩とを反応させて得られた反応生成物を焼成することを特徴とする上記項3に記載の揮発性有機化合物分解用燃焼触媒の製造方法。
【0017】
8.珪酸カルシウムと銅塩とを反応させて得られた反応生成物を水洗後、更に焼成することを特徴とする上記項4に記載の揮発性有機化合物分解用燃焼触媒の製造方法。
【0018】
9.珪酸カルシウムと銅塩とを反応させて得られた反応生成物を焼成後、更に水洗することを特徴とする上記項4に記載の揮発性有機化合物分解用燃焼触媒の製造方法。
【0019】
10.上記項5〜9のいずれかに記載の方法により製造された揮発性有機化合物分解用燃焼触媒。
【0020】
【発明の実施の形態】
第1発明〜第4発明のVOC分解用燃焼触媒は、上記した成分を含む触媒である限りその形状は特に限定されず、用途に応じて適宜設定することができる。例えば、棒状、板状、ハニカム状等に成形しても良く、粉末状でも良く、造粒により粒状としても良い。更に、抄造により紙状又はシート状に成形しても良く、或いはこれらの積層体とすることも可能である。以下、第1発明〜第4発明のVOC分解用燃焼触媒について説明する。
【0021】
第1発明のVOC分解用燃焼触媒
第1発明のVOC分解用燃焼触媒は、カルシウム塩、非晶質シリカ及び銅化合物を含む。カルシウム塩、非晶質シリカ及び銅化合物としては特に限定されず、公知のもの又は市販品が使用できる。
【0022】
カルシウム塩としては特に限定されず、例えば、石膏、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、酢酸カルシウム等が使用できる。銅化合物も限定されず、例えば、CaCu4(SO4)2(OH)6・xH2O(但し、xは約3)、Cu4SO4(OH)6、Cu4(OH)6Cl2・3H2O、Cu2(OH)3Cl、Cu2(OH)3NO3等が使用できる。
【0023】
本発明触媒中におけるカルシウム塩、非晶質シリカ及び銅化合物の含有割合は特に限定されず、最終製品の目的、所望の性能等に応じて適宜設定すれば良い。
【0024】
本発明触媒には、上記3成分の他、本発明の効果を妨げない範囲内で有機繊維、無機繊維、その他の添加剤が含まれていても良い。これら添加剤の組合せ、含有割合等は、最終製品の目的、所望の性能等に応じて適宜調整すれば良い。
【0025】
本発明触媒の製造方法としては、上記3成分を含むものが得られる方法であれば特に限定されない。例えば、カルシウム塩、非晶質シリカ及び銅化合物を混合する方法、反応により少なくとも上記3成分を生成し得る化合物を用い、これらを反応させる方法等が挙げられる。
【0026】
これらの中でも、特に、珪酸カルシウムと銅塩とを反応させる方法によれば、第1発明の触媒を好適に製造することができる。この方法により得られる本発明触媒中の各成分の含有割合は特に限定されないが、本発明触媒100重量%中に、通常、カルシウム塩1〜50重量%程度、非晶質シリカ1〜30重量%程度、銅化合物2〜85重量%程度含有されることが好ましい。なお、各成分の含有割合は、最終製品の目的に応じた所望の性能に合わせて適宜調整でき、必ずしも上記範囲に限定されるものではない。以下、本方法について説明する。
【0027】
本方法で用いる珪酸カルシウムの種類は特に限定されず、合成珪酸カルシウム及び天然珪酸カルシウムのいずれも使用できるが、成形性、反応性等を考慮すれば、合成珪酸カルシウムを使用する方が好ましい。
【0028】
合成珪酸カルシウムとしては、石灰原料と珪酸原料とから水熱反応により得られるもの、例えば、ゾノトライト、トベルモライト、フォシャジャイト、ジャイロライト、α−ダイカルシウムシリケート、トリカルシウムシリケート、ヒレブランダイト、ローゼンハナイト、トラスコタイト、リエライト、カルシオコンドロダイト、キルコアナイト、アフィライト、準結晶質珪酸カルシウム(CSHn)等の合成珪酸カルシウム水和物、上記ゾノトライト、トベルモライト等の合成珪酸カルシウム水和物を加熱して得られるワラストナイト等が挙げられる。
【0029】
本方法で用いる銅塩の種類は、珪酸カルシウムと反応して、カルシウム塩、非晶質シリカ及び銅化合物を生成し得るものであれば特に限定されない。例えば、銅の硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、酢酸塩、各種錯塩及び銅の塩化物等の中から適宜選択して使用できる。具体的には、CuSO4、CuSO4・5H2O、Cu2O(SO4)、Cu4O(OH)4SO4、Cu4O3SO4、Cu(NO3)2・3H2O、Cu(CH3COO)2・H2O、CuCl2、CuCl2・2H2O等が挙げられる。この中でも、特に、銅の硫酸塩であるCuSO4、CuSO4・5H2O等を好適に使用することができる。これら銅塩は、単独又は2種以上で使用できる。
【0030】
珪酸カルシウム及び銅塩を反応させる方法は特に限定されない。例えば、珪酸カルシウムの水性スラリーに銅塩を混合して反応させる方法、珪酸カルシウムの成形体に銅塩の溶液を含浸させて反応させる方法、珪酸カルシウムの粉粒体を銅塩の溶液に混合して反応させる方法などが好適な方法として挙げられる。
【0031】
珪酸カルシウムと反応させる銅塩の量は、最終製品の目的に応じた所望の性能を発揮し得る各成分の含有割合が得られる限りにおいて特に限定されず、珪酸カルシウムに対して反応当量であっても良く、それを超える量でも良く、或いは当量未満であっても良い。
【0032】
珪酸カルシウムと銅塩との反応により、石膏、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、酢酸カルシウム等のカルシウム塩;非晶質シリカ;CaCu4(SO4)2(OH)6・xH2O(但し、xは約3)、Cu4SO4(OH)6、Cu4(OH)6Cl2・3H2O、Cu2(OH)3Cl、Cu2(OH)3NO3等の銅化合物が生じる。例えば、銅塩としてCuSO4・5H2Oを用いた場合には、珪酸カルシウムとの反応により、CaSO4・2H2O、CaSO4・1/2H2O等のカルシウム塩;非晶質シリカ;CaCu4(SO4)2(OH)6・xH2O(但し、xは約3)、Cu4SO4(OH)6等の銅化合物(塩基性銅化合物)が生じる。
【0033】
これら反応生成物(珪酸カルシウムの粉粒体を銅塩の溶液と反応させる場合には、反応後の懸濁液をろ過して得たもの)を、必要に応じて成形等により所望の形状とし、必要に応じて乾燥等することにより、カルシウム塩、非晶質シリカ及び銅化合物を含む本発明触媒を得ることができる。
【0034】
反応生成物を成形する場合には、プレス成形法、押出成形法、鋳型成形法、抄造法、造粒法等の公知の成形法で所望の形状に成形し、成形体の燃焼触媒とできる。必要に応じて成形時に加熱したり、成形後に乾燥又は水蒸気養生を行っても良い。更に、得られた成形体を粉砕して粉末燃焼触媒としても良い。
【0035】
なお、珪酸カルシウムに対して反応当量未満の銅塩を用いた場合等には、反応生成物中に未反応の珪酸カルシウムが残存する場合があるが、触媒性能上支障はなく、本発明触媒として好適に使用できる。また、珪酸カルシウム成形体の表層部分だけが銅塩と反応したものも本発明触媒として好適に使用できる。これらのものは良好な触媒性能を発揮できる。
【0036】
第2発明のVOC分解用燃焼触媒
第2発明のVOC分解用燃焼触媒は、非晶質シリカ及び銅化合物を含む。非晶質シリカ及び銅化合物としては特に限定されず、公知のもの又は市販品が使用できる。これらのものは、第1発明のVOC分解用燃焼触媒において説明したものと同じものが使用できる。
【0037】
本発明触媒中における非晶質シリカ及び銅化合物の含有割合は特に限定されず、最終製品の目的、所望の性能等に応じて適宜設定すれば良い。
【0038】
本発明触媒には、上記2成分の他、本発明の効果を妨げない範囲内で有機繊維、無機繊維、その他の添加剤が含まれていても良い。これら添加剤の組合せ、含有割合等は、最終製品の目的、所望の性能等に応じて適宜調整すれば良い。
【0039】
本発明触媒の製造方法としては、上記2成分を含むものが得られる方法であれば特に限定されない。例えば、非晶質シリカ及び銅化合物を混合する方法、反応により少なくとも上記2成分を生成し得る化合物を用い、これらを反応させる方法等が挙げられる。
【0040】
これらの中でも、特に、珪酸カルシウムと銅塩とを反応させて得られた反応生成物を水洗する方法によれば、第2発明の触媒を好適に製造することができる。この方法により得られる本発明触媒中の各成分の含有割合は特に限定されないが、本発明触媒100重量%中に、通常、非晶質シリカ0.5〜40重量%程度、銅化合物3〜95重量%程度含有されることが好ましい。なお、各成分の含有割合は、最終製品の目的に応じた所望の性能に合わせて適宜調整でき、必ずしも上記範囲に限定されるものではない。以下、本方法について説明する。
【0041】
本方法で用いる珪酸カルシウム及び銅塩の種類並びにこれらを反応させる方法は特に限定されないが、第1発明のVOC分解用燃焼触媒の製造に使用できる化合物及び反応方法を採用することが好ましい。このような反応により、通常、カルシウム塩、非晶質シリカ及び銅化合物を含む反応生成物が得られる。
【0042】
反応生成物を水洗する条件は、上記反応生成物に含まれるカルシウム塩を充分に水溶化・除去できる限り特に限定されない。水洗条件によっては不可避的にわずかなカルシウム塩が残存する場合があるが、触媒性能上特に支障はなく、本発明触媒として好適に使用できる。カルシウム塩は一般に水溶性であるため、このようにカルシウム塩を除去することにより、触媒の耐水性・取扱い容易性をより向上させることができる。
【0043】
なお、本発明触媒には、前記した第1発明のVOC分解用燃焼触媒と同様に、触媒中に珪酸カルシウムが残存する場合があるが、この場合も触媒性能上支障はなく、本発明触媒として好適に使用できる。
【0044】
触媒の成形方法等は、第1発明のVOC分解用燃焼触媒の製造方法で採用できる方法を好適に使用できる。但し、水洗は成形の前に行う方が好ましい。
【0045】
第3発明のVOC分解用燃焼触媒
第3発明のVOC分解用燃焼触媒は、結晶質シリカ及び非晶質シリカの少なくとも1種、カルシウム塩並びに銅酸化物を含む。結晶質シリカ、非晶質シリカ、カルシウム塩及び銅酸化物としては特に限定されず、公知のもの又は市販品が使用できる。
【0046】
カルシウム塩としては、第1発明のVOC分解用燃焼触媒において説明したものと同じものが使用できる。銅酸化物としては、第1発明のVOC分解用燃焼触媒において説明した銅化合物を焼成することにより生成するCuO、Cu2O等を好適に使用できる。
【0047】
本発明触媒中における結晶質シリカ及び非晶質シリカの少なくとも1種、カルシウム塩並びに銅酸化物の含有割合は特に限定されず、最終製品の目的、所望の性能等に応じて適宜設定すれば良い。
【0048】
本発明触媒には、上記3成分(結晶質シリカ及び非晶質シリカはまとめてシリカ1成分とする)の他、本発明の効果を妨げない範囲内で有機繊維、無機繊維、その他の添加剤が含まれていても良い。これら添加剤の組合せ、含有割合等は、最終製品の目的、所望の性能等に応じて適宜調整すれば良い。
【0049】
本発明触媒の製造方法としては、上記3成分を含むものが得られる方法であれば特に限定されない。例えば、結晶質シリカ及び非晶質シリカの少なくとも1種、カルシウム塩並びに銅酸化物を混合する方法、反応により少なくとも上記3成分を生成し得る化合物を用い、これらを反応させる方法等が挙げられる。
【0050】
これらの中でも、特に、珪酸カルシウムと銅塩とを反応させて得られた反応生成物を焼成する方法によれば、第3発明の触媒を好適に製造することができる。この方法により得られる本発明触媒中の各成分の含有割合は特に限定されないが、本発明触媒100重量%中に、通常、結晶質シリカ及び非晶質シリカの少なくとも1種0.5〜30重量%程度(なお、結晶質シリカ及び非晶質シリカの割合は特に限定されない)、カルシウム塩1〜55重量%程度、銅酸化物2〜85重量%程度含有されることが好ましい。なお、各成分の含有割合は、最終製品の目的に応じた所望の性能に合わせて適宜調整でき、必ずしも上記範囲に限定されるものではない。以下、本方法について説明する。
【0051】
本方法で用いる珪酸カルシウム及び銅塩の種類並びにこれらを反応させる方法は特に限定されないが、第1発明のVOC分解用燃焼触媒の製造に使用できる化合物及び反応方法を採用することが好ましい。このような反応により、通常、カルシウム塩、非晶質シリカ及び銅化合物を含む反応生成物が得られる。
【0052】
反応生成物を焼成する条件は特に限定されないが、通常、酸化雰囲気又は大気中150〜1200℃で加熱処理すればよい。焼成することにより、材料が一旦収縮するため、その後高温下で触媒として使用する場合に収縮する心配がない。
【0053】
なお、焼成条件によってはカルシウム塩がわずかに溶融・分解したり、カルシウム酸化物が生成する場合がある。銅酸化物においては、銅化合物から銅酸化物に完全に変化しなかった銅化合物が不可避的に残存したり、焼成される過程で銅化合物から銅塩が生成する場合がある。非晶質シリカにおいては、結晶質シリカに転移する場合がある。しかし、これらの場合も触媒性能上支障はなく、本発明触媒として好適に使用できる。
【0054】
また、本発明触媒には、前記した第1発明のVOC分解用燃焼触媒と同様に、触媒中に珪酸カルシウムが残存する場合があるが、この場合も触媒性能上支障はなく、本発明触媒として好適に使用できる。
【0055】
触媒の成形方法等は、第1発明のVOC分解用燃焼触媒の製造方法で採用できる方法を好適に使用できる。但し、焼成は成形の前後いずれに行っても良い。
【0056】
第4発明のVOC分解用燃焼触媒
第4発明のVOC分解用燃焼触媒は、結晶質シリカ及び非晶質シリカの少なくとも1種並びに銅酸化物を含む。結晶質シリカ、非晶質シリカ及び銅酸化物としては特に限定されず、公知のもの又は市販品が使用できる。
【0057】
銅酸化物としては、第1発明のVOC分解用燃焼触媒において説明した銅化合物を焼成することにより生成するCuO、Cu2O等を好適に使用できる。
【0058】
本発明触媒中における結晶質シリカ及び非晶質シリカの少なくとも1種並びに銅酸化物の含有割合は特に限定されず、最終製品の目的、所望の性能等に応じて適宜設定すれば良い。
【0059】
本発明触媒には、上記2成分(結晶質シリカ及び非晶質シリカはまとめてシリカ1成分とする)の他、本発明の効果を妨げない範囲内で有機繊維、無機繊維、その他の添加剤が含まれていても良い。これら添加剤の組合せ、含有割合等は、最終製品の目的、所望の性能等に応じて適宜調整すれば良い。
【0060】
本発明触媒の製造方法としては、上記2成分を含むものが得られる方法であれば特に限定されない。例えば、結晶質シリカ及び非晶質シリカの少なくとも1種並びに銅酸化物を混合する方法、反応により少なくとも上記2成分を生成し得る化合物を用い、これらを反応させる方法等が挙げられる。
【0061】
これらの中でも、特に(1)珪酸カルシウムと銅塩とを反応させて得られた反応生成物を水洗後、更に焼成する方法又は(2)珪酸カルシウムと銅塩とを反応させて得られた反応生成物を焼成後、更に水洗する方法によれば、第4発明の触媒を好適に製造することができる。これら2種の方法により得られる本発明触媒中の各成分の含有割合は特に限定されないが、本発明触媒100重量%中に、通常、結晶質シリカ及び非晶質シリカの少なくとも1種0.5〜45重量%(なお、結晶質シリカ及び非晶質シリカの割合は特に限定されない)、銅酸化物3〜95重量%程度含有されることが好ましい。なお、各成分の含有割合は、最終製品の目的に応じた所望の性能に合わせて適宜調整でき、必ずしも上記範囲に限定されるものではない。以下、当該(1)及び(2)の方法について説明する。
【0062】
(1)及び(2)の方法(以下、「両方法」と記載する)で用いる珪酸カルシウム及び銅塩の種類並びにこれらを反応させる方法は特に限定されないが、第1発明のVOC分解用燃焼触媒の製造に使用できる化合物及び反応方法を採用することが好ましい。このような反応により、通常、カルシウム塩、非晶質シリカ及び銅化合物を含む反応生成物が得られる。
【0063】
(1)の方法は、上記反応生成物を水洗後、更に焼成する方法である。水洗条件としては、第2発明のVOC分解用燃焼触媒の製造方法で説明した条件が好適である。水洗条件によっては不可避的にわずかなカルシウム塩が残存する場合があるが、触媒性能上特に支障はなく、本発明触媒として好適に使用できる。
【0064】
焼成条件としては、第3発明のVOC分解用燃焼触媒の製造方法で説明した条件が好適である。焼成条件によっては、銅化合物から銅酸化物に完全に変化しなかった銅化合物が不可避的に残存したり、焼成される過程で銅化合物から銅塩が生成する場合がある。また、非晶質シリカにおいては、結晶質シリカに転移する場合がある。しかし、いずれの場合も触媒性能上支障はなく、本発明触媒として好適に使用できる。
【0065】
(2)の方法は、上記反応生成物を焼成後、更に水洗する方法である。焼成条件としては、第3発明のVOC分解用燃焼触媒の製造方法で説明した条件が好適である。焼成条件によっては、銅化合物から銅酸化物に完全に変化しなかった銅化合物が不可避的に残存したり、焼成される過程で銅化合物から銅塩が生成する場合がある。また、非晶質シリカにおいては、結晶質シリカに転移する場合がある。しかし、これらの場合も触媒性能上支障はなく、本発明触媒として好適に使用できる。
【0066】
水洗条件としては、第2発明のVOC分解用燃焼触媒の製造方法で説明した条件が好適である。水洗条件によっては不可避的にわずかなカルシウム塩が残存する場合があるが、触媒性能上特に支障はなく、本発明触媒として好適に使用できる。
【0067】
両方法で得られた本発明触媒には、前記した第1発明のVOC分解用燃焼触媒と同様に、触媒中に珪酸カルシウムが残存する場合があるが、この場合も触媒性能上支障はなく、本発明触媒として好適に使用できる。
【0068】
触媒の成形方法等は、第1発明のVOC分解用燃焼触媒の製造方法で採用できる方法を好適に使用できる。
【0069】
これら第1発明〜第4発明のVOC分解用燃焼触媒は、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、スチレン、ホルムアルデヒド等のVOCガスの分解に好適に用いることができる。この中でも、特にベンゼン及びトルエンを直接燃焼法に比してより低温下において高効率で分解することができる。第1発明〜第4発明のVOC分解用燃焼触媒の使用方法は特に限定されず、従来の貴金属触媒などを用いた一般の燃焼触媒法における触媒の取扱いに従って使用すれば良い。
【0070】
【作用】
加熱下において、本発明のVOC分解用燃焼触媒にVOCガスが接触すると、VOCガスが酸化燃焼される結果、VOCガスが分解されて水、二酸化炭素等に変化する。このような燃焼触媒効果は、長期間にわたり維持することもできる。
【0071】
【発明の効果】
本発明のVOC分解用燃焼触媒によれば、従来触媒材料として用いられている白金等の貴金属を用いることなく、同程度の触媒活性効果を得ることが可能である。すなわち、本発明のVOC分解用燃焼触媒によれば、材料費を低コストに抑えつつ、高効率なVOC分解除去を達成することができる。
【0072】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を示し、本発明をより具体的に説明する。但し、本発明はこれらの記載により限定されるものではない。
【0073】
実施例1(第3発明のVOC分解用燃焼触媒)
(1)ゾノトライト球状二次粒子からなる合成珪酸カルシウム800g及び蒸留水10リットルを混合してなる珪酸カルシウムスラリーに、硫酸銅五水和物(工業用硫酸銅;住友金属鉱山株式会社製)1600gを添加し、25℃で1時間撹拌した。
(2)得られたスラリーを吸引ろ過し、固形物を105℃で12時間乾燥して粉末を得た。
(3)得られた粉末を20MPaの圧力で成形し、粉砕後ふるいにかけ、粒径300〜500μmの粒状物を得た。
(4)得られた粒状物から0.4gを秤量して反応管に入れ、空気流通下600℃で10分間焼成し、第3発明のVOC分解用燃焼触媒を得た。
【0074】
得られたVOC分解用燃焼触媒を、粉末X線回折装置、蛍光X線分析装置及びエネルギー分散型X線分析装置付き走査型電子顕微鏡により分析したところ、酸化銅、無水石膏、少量のゾノトライト及び非晶質シリカを含むことが分かった。
(5)焼成後の上記反応管を毎分100mlの空気流通下で表1に示す所定温度(反応温度)に調節し、そこに空気/ベンゼン混合ガス(1000ppm)を通し、30分後に出口から排出される排出ガスをガスクロマトグラフィーで分析して、ベンゼンの分解率を求めた。分解率測定の結果を表1に示した。
(6)(5)と同様に、空気/トルエン混合ガス(1000ppm)を通し、30分後に出口から排出される排出ガスをガスクロマトグラフィーで分析して、トルエンの分解率を求めた。分解率測定の結果を表1に示した。
【0075】
なお、分解率は、下記式に従って算出した。
・ベンゼン分解率(%)={1−(反応管出口側のベンゼン濃度)/(導入ベンゼン濃度)}×100
・トルエン分解率(%)={1−(反応管出口側のトルエン濃度)/(導入トルエン濃度)}×100
【0076】
【表1】
【0077】
実施例2(第1発明のVOC分解用燃焼触媒)
実施例1の(1)〜(3)の手順と同様にして粒状物を得た。得られた粒状物を分析したところ、塩基性硫酸銅(Cu4SO4(OH)6)、半水石膏、少量のゾノトライト、非晶質シリカを含むことが分かった。
【0078】
上記粒状物から0.4gを秤量して反応管に入れ、毎分100mlの空気流通下で反応管を600℃に調節し、そこへ空気/ベンゼン混合ガス(1000ppm)を通し、30分後に反応管出口側の排出ガスをガスクロマトグラフィーで分析してベンゼンの分解率を測定したところ、100%分解されていた。
【0079】
実施例3(第4発明のVOC分解用燃焼触媒)
実施例1の(1)〜(3)の手順において、スラリーを吸引ろ過して得られた固形物を更に水洗した以外は、同様にして粒状物を得た。得られた粒状物から0.4gを秤量して反応管に入れ、空気流通下600℃で10分間焼成した。焼成後の粒状物を分析したところ、酸化銅、少量のゾノトライト、非晶質シリカを含むことが分かった。
【0080】
次いで、毎分100mlの空気流通下で反応管を600℃に調節し、そこへ空気/ベンゼン混合ガス(1000ppm)を通し、30分後に反応管出口側の排出ガスをガスクロマトグラフィーで分析してベンゼンの分解率を測定したところ、100%分解されていた。
【0081】
比較例1
実施例1において、VOC分解用燃焼触媒を用いない状態でベンゼン及びトルエンを燃焼分解させ、それぞれ何度(℃)で100%分解されるかを調べた。
【0082】
この結果、ベンゼンは反応管内の温度が800℃で完全に分解した。また、トルエンは反応管内の温度が700℃で完全に分解した。
Claims (16)
- 1)珪酸カルシウムと2)CuSO 4 、CuSO 4 ・5H 2 O、Cu 2 O(SO 4 )、Cu 4 O(OH) 4 SO 4 、Cu 4 O 3 SO 4 、Cu(NO 3 ) 2 ・3H 2 O、Cu(CH 3 COO) 2 ・H 2 O、CuCl 2 及びCuCl 2 ・2H 2 Oからなる群から選択される少なくとも1種の銅塩とを反応させることにより得られる、カルシウム塩、非晶質シリカ及び銅化合物を含む、揮発性有機化合物分解用燃焼触媒。
- 1)珪酸カルシウムと2)CuSO 4 、CuSO 4 ・5H 2 O、Cu 2 O(SO 4 )、Cu 4 O(OH) 4 SO 4 、Cu 4 O 3 SO 4 、Cu(NO 3 ) 2 ・3H 2 O、Cu(CH 3 COO) 2 ・H 2 O、CuCl 2 及びCuCl 2 ・2H 2 Oからなる群から選択される少なくとも1種の銅塩とを反応させて得られた反応生成物を水洗することにより得られる、非晶質シリカ及び銅化合物を含む、揮発性有機化合物分解用燃焼触媒。
- 1)珪酸カルシウムと2)CuSO 4 、CuSO 4 ・5H 2 O、Cu 2 O(SO 4 )、Cu 4 O(OH) 4 SO 4 、Cu 4 O 3 SO 4 、Cu(NO 3 ) 2 ・3H 2 O、Cu(CH 3 COO) 2 ・H 2 O、CuCl 2 及びCuCl 2 ・2H 2 Oからなる群から選択される少なくとも1種の銅塩とを反応させて得られた反応生成物を焼成することにより得られる、結晶質シリカ及び非晶質シリカの少なくとも1種、カルシウム塩並びに銅酸化物を含む、揮発性有機化合物分解用燃焼触媒。
- 1)珪酸カルシウムと2)CuSO 4 、CuSO 4 ・5H 2 O、Cu 2 O(SO 4 )、Cu 4 O(OH) 4 SO 4 、Cu 4 O 3 SO 4 、Cu(NO 3 ) 2 ・3H 2 O、Cu(CH 3 COO) 2 ・H 2 O、CuCl 2 及びCuCl 2 ・2H 2 Oからなる群から選択される少なくとも1種の銅塩とを反応させて得られた反応生成物を水洗後、更に焼成することにより得られる、結晶質シリカ及び非晶質シリカの少なくとも1種並びに銅酸化物を含む、揮発性有機化合物分解用燃焼触媒。
- 1)珪酸カルシウムと2)CuSO 4 、CuSO 4 ・5H 2 O、Cu 2 O(SO 4 )、Cu 4 O(OH) 4 SO 4 、Cu 4 O 3 SO 4 、Cu(NO 3 ) 2 ・3H 2 O、Cu(CH 3 COO) 2 ・H 2 O、CuCl 2 及びCuCl 2 ・2H 2 Oからなる群から選択される少なくとも1種の銅塩とを反応させて得られた反応生成物を焼成後、更に水洗することにより得られる、結晶質シリカ及び非晶質シリカの少なくとも1種並びに銅酸化物を含む、揮発性有機化合物分解用燃焼触媒。
- 1)珪酸カルシウムと2)CuSO 4 及びCuSO 4 ・5H 2 Oからなる群から選択される少なくとも1種の銅の硫酸塩とを反応させることにより得られる、カルシウム塩、非晶質シリカ及び塩基性硫酸銅を含む、ベンゼン及びトルエン分解用燃焼触媒。
- 1)珪酸カルシウムと2)CuSO 4 及びCuSO 4 ・5H 2 Oからなる群から選択される少なくとも1種の銅の硫酸塩とを反応させて得られた反応生成物を水洗することにより得られる、非晶質シリカ及び塩基性硫酸銅を含む、ベンゼン及びトルエン分解用燃焼触媒。
- 1)珪酸カルシウムと2)CuSO 4 及びCuSO 4 ・5H 2 Oからなる群から選択される少なくとも1種の銅の硫酸塩とを反応させて得られた反応生成物を焼成することにより得られる、結晶質シリカ及び非晶質シリカの少なくとも1種、カルシウム塩並びに銅酸化物を含む、ベンゼン及びトルエン分解用燃焼触媒。
- 1)珪酸カルシウムと2)CuSO 4 及びCuSO 4 ・5H 2 Oからなる群から選択される少なくとも1種の銅の硫酸塩とを反応させて得られた反応生成物を水洗後、更に焼成することにより得られる、結晶質シリカ及び非晶質シリカの少なくとも1種並びに銅酸化物を含む、ベンゼン及びトルエン分解用燃焼触媒。
- 1)珪酸カルシウムと2)CuSO 4 及びCuSO 4 ・5H 2 Oからなる群から選択される少なくとも1種の銅の硫酸塩とを反応させて得られた反応生成物を焼成後、更に水洗することにより得られる、結晶質シリカ及び非晶質シリカの少なくとも1種並びに銅酸化物を含む、ベンゼン及びトルエン分解用燃焼触媒。
- 1)珪酸カルシウムと2)CuSO 4 、CuSO 4 ・5H 2 O、Cu 2 O(SO 4 )、Cu 4 O(OH) 4 SO 4 、Cu 4 O 3 SO 4 、Cu(NO 3 ) 2 ・3H 2 O、Cu(CH 3 COO) 2 ・H 2 O、CuCl 2 及びCuCl 2 ・2H 2 Oからなる群から選択される少なくとも1種の銅塩とを反応させ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燃焼触媒の製造方法。
- 1)珪酸カルシウムと2)CuSO 4 、CuSO 4 ・5H 2 O、Cu 2 O(SO 4 )、Cu 4 O(OH) 4 SO 4 、Cu 4 O 3 SO 4 、Cu(NO 3 ) 2 ・3H 2 O、Cu(CH 3 COO) 2 ・H 2 O、CuCl 2 及びCuCl 2 ・2H 2 Oからなる群から選択される少なくとも1種の銅塩とを反応させて得られた反応生成物を水洗す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燃焼触媒の製造方法。
- 1)珪酸カルシウムと2)CuSO 4 、CuSO 4 ・5H 2 O、Cu 2 O(SO 4 )、Cu 4 O(OH) 4 SO 4 、Cu 4 O 3 SO 4 、Cu(NO 3 ) 2 ・3H 2 O、Cu(CH 3 COO) 2 ・H 2 O、CuCl 2 及びCuCl 2 ・2H 2 Oからなる群から選択される少なくとも1種の銅塩とを反応させて得られた反応生成物を焼成することを特徴とする請求項3に記載の揮発性有機化合物分解用燃焼触媒の製造方法。
- 1)珪酸カルシウムと2)CuSO 4 、CuSO 4 ・5H 2 O、Cu 2 O(SO 4 )、Cu 4 O(OH) 4 SO 4 、Cu 4 O 3 SO 4 、Cu(NO 3 ) 2 ・3H 2 O、Cu(CH 3 COO) 2 ・H 2 O、CuCl 2 及びCuCl 2 ・2H 2 Oからなる群から選択される少なくとも1種の銅塩とを反応させて得られた反応生成物を水洗後、更に焼成することを特徴とする請求項4に記載の揮発性有機化合物分解用燃焼触媒の製造方法。
- 1)珪酸カルシウムと2)CuSO 4 、CuSO 4 ・5H 2 O、Cu 2 O(SO 4 )、Cu 4 O(OH) 4 SO 4 、Cu 4 O 3 SO 4 、Cu(NO 3 ) 2 ・3H 2 O、Cu(CH 3 COO) 2 ・H 2 O、CuCl 2 及びCuCl 2 ・2H 2 Oからなる群から選択される少なくとも1種の銅塩とを反応させて得られた反応生成物を焼成後、更に水洗す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燃焼触媒の製造方法。
- 請求項11〜15のいずれかに記載の方法により製造された揮発性有機化合物分解用燃焼触媒。
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