JP4753958B2 - 脱臭成形体 - Google Patents
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Description
また、上記従来の脱臭材は、その有効成分として臭素等の揮発性物質を使用している。そのため、使用中に有効成分である揮発生物質が揮発し、臭気成分に対する除去性能が低下し易いという問題があった。さらに、臭素等の揮発性物質は腐食性があるため、該脱臭材を電子回路や金属部品等と共に用いる場合には、これらの電子回路や金属部品を腐食させてしまうという問題があった。また、臭素等のハロゲンは、焼却時ダイオキシン類を生成するため、環境負荷物質低減の観点からも好ましくない。
本発明の脱臭成形体は、上記担体に酸化第一銅(Cu2O)と三水酸化硝酸銅(Cu2(OH)3NO3)とを担持してなる。そのため、上記脱臭成形体は、上記酸化第一銅と三水酸化硝酸銅との相乗効果により、トリメチルアミンやアンモニア等のアミン系の臭気成分、及びメチルメルカプタン及び硫化水素等の硫黄化合物系の臭気成分を効率的に除去することができる。
そのため、上記脱臭成形体は、臭気成分との接触面積が大きく、上記担体に結合した酸化第一銅及び三水酸化硝酸銅が効率的に臭気成分を脱臭することができる。
該第一含浸工程完了後の上記担体を、不活性ガス雰囲気中で温度400℃〜600℃にて加熱する熱処理工程と、
該熱処理工程完了後の上記担体に、上記金属塩を含浸させる第二含浸工程と、
該第二含浸工程完了後の上記担体を、乾燥する乾燥工程とよりなることを特徴とする脱臭成形体の製造方法がある。
そのため、上記熱処理工程においては、金属塩が金属酸化物として上記担体に担持される。また、上記乾燥工程においては、金属塩がそのままの状態、又は含浸時に用いる溶媒としての水等から水酸化物イオンを取り出して該水酸化物イオンを結合した状態で、上記担体に担持される。
また、ハロゲン等の揮発性物質を含有していないため、環境に対して安全であると共に、上記従来の脱臭材のように、有効成分が揮発し、脱臭性能が低下し易いという不具合を生じることもない。
この場合には、上記脱臭成形体の強度が向上する。また、上記担体が臭気成分の吸着に優れるものになるため、上記脱臭成形体の臭気成分に対する除去性能が向上する。
また、好ましくは、少なくとも含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物を含有するものがよい。含水珪酸マグネシウム粘土鉱物は、表面に反応性に富む水酸基を有しており、トリメチルアミンやアンモニア等のアミン系の臭気成分を吸着除去する性能に優れているため、上記脱臭成形体のアミン系の臭気成分に対する除去性能を向上させることができるからである。
この場合には、上記脱臭成形体の硫黄化合物系の臭気成分及びアミン系の臭気成分に対する除去性能を一層向上させることができるからである。
なお、上記の含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物は、珪酸マグネシウムを主成分とする粘土鉱物であり、例えばセピオライト及び山皮等がある。
一方、活性炭の含有量が90重量部を超える場合、又は含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物の含有量が10重量部未満の場合には、上記脱臭成形体の強度が低下するおそれがある。
この場合には、上記脱臭成形体は、表面積が大きなものとなり、臭気成分との接触面積も大きくなる。そのため、上記脱臭成形体は、効率良く臭気成分と接触することができ、脱臭効率を向上させることができる。
なお、上記ハニカム形状としては、上記セルの断面形状が略四角形及び略六角形等の多角形のものがある。
また、上記第一含浸工程及び第二含浸工程において、上記金属塩を含浸させる方法としては、上記金属塩を溶解した水溶液等に、上記担体を浸漬する方法等がある。また、複数の金属塩を溶解した水溶液等に上記担体を含浸させることもできる。
ここで、加熱温度が400℃未満の場合には、金属塩が酸化物として上記担体に担持されないおそれがある。その結果、上記脱臭成形体の臭気成分に対する除去性能が低下するおそれがある。一方、600℃を超える場合には、金属塩の酸化物及び多孔質の担体がシンタリング(凝集)し、その結果上記脱臭成形体の臭気成分に対する除去性能が低下するおそれがある。
例えば、上記金属塩として、硝酸銅(Cu(NO3)2)を用いた場合には、この硝酸銅は、上記熱処理工程後に酸化第一銅(Cu2O)として上記担体に担持される。このとき、銅の酸化数が+IIから+Iに変化する。一方、上記乾燥工程においては、硝酸銅(Cu(NO3)2)中の銅の酸化数は+IIのまま変化せず、上記担体に担持される。その結果、酸化数の異なる同じ金属(銅)原子を二つの形態で結合させることができる。
この場合には、上記第一含浸工程後の上記熱処理工程において、金属塩としての硝酸銅が酸化第一銅(Cu2O)となり、また上記第二含浸工程後の上記乾燥工程においては、硝酸銅が三水酸化硝酸銅(Cu2(OH)3NO3)となって上記担体に担持される。その結果、酸化第一銅と三水酸化硝酸銅との相乗効果による、優れた脱臭効果を有する脱臭成形体を作製することができる。
この場合には、銅を含む化合物が上記担体に担持され、銅原子が有する優れた脱臭作用を利用して、優れた脱臭作用を有する脱臭成形体を製造することができる。
この場合には、上記金属塩を容易に上記担体に含浸させることができる。
上記担体を乾燥させるときの温度が90℃未満の場合には、上記担体の細孔中に入り込んだ水等の溶媒が充分に除去できず、上記脱臭成形体の物理吸着に基づく臭気成分に対する吸着除去性能が低下するおそれがある。
一方、130℃を超える場合には、上記金属塩は硝酸等の酸を失って分解するため、上記脱臭成形体のアミン系の臭気成分に対する除去性能が低下するおそれがある。
次に、本発明の脱臭成形体の実施例につき、図1を用いて説明する。
図1に示すごとく、本例の脱臭成形体1は、多孔質の担体15に、酸化第一銅と三水酸化硝酸銅とを担持してなる。
本例の脱臭成形体の製造方法は、第一含浸工程と、熱処理工程と、第二含浸工程と、乾燥工程とを有する。
上記第一含浸工程においては、多孔質の担体に、Cuを含有する金属塩を含浸させる。
続いて、上記熱処理工程においては、上記第一含浸工程後の上記担体を、不活性ガス雰囲気中で温度500℃にて加熱する。
次に、上記第二含浸工程においては、上記熱処理工程後の上記担体に、上記金属塩を含浸させる。
更に、上記乾燥工程においては、上記第二含浸工程後の上記担体を乾燥する。
はじめに、以下のようにして多孔質の担体15を準備する。
まず、活性炭70重量部と、セピオライト30重量部とを混合して混合物を得た。この混合物100重量部に、水140重量部とメチルセルロース10重量部とを加えて、ニーダーにより充分に混練し、混練物を得た。この混練物を、真空押出機を用いてハニカム状に押し出し成形して、ハニカム成形体のグリーンコンパクトを作製した。
次に、実施例1で作製した脱臭成形体の優れた効果を明らかにするため、比較用の脱臭成形体(試料C1及び試料C2)を作製する。
まず、試料C1につき説明する。
試料C1は、多孔質の担体100重量部に、硝酸銅(Cu(NO3)2)5重量部と、臭素(Br2)1.6重量部及び臭化カリウム(KBr)0.8重量部とを担持してなる脱臭成形体である。
まず、実施例1と同様にして、多孔質の担体を作製した。この担体は、上記試料Eの担体と同じものである。
次に、この担体を、硝酸銅と、臭素と、臭化カリウムとの混合水溶液に含浸させた。なお、この混合水溶液における、硝酸銅、臭素、及び臭化カリウムの各濃度は、それぞれ6.25wt%、2wt%、1wt%である。
含浸後、余剰の混合水溶液を除去し、熱風乾燥機に入れ、温度110℃で1時間乾燥した。このようにして、硝酸銅と、臭素及び臭化カリウムと担持してなる脱臭成形体(試料C1)を作製した。
試料C2は、2つの多孔質の担体に、酸化第一銅と三水酸化硝酸銅とをそれぞれ別々に担持し、これらを重ね合わせてなる脱臭成形体である。試料C2は、50重量部の2つの担体に対して、それぞれ酸化第一銅を5重量部、三水酸化硝酸銅を1重量部担持してなるものである。
具体的には、まず、一つ目の担体を、濃度12.5wt%の硝酸銅水溶液(Cu(NO3)2水溶液)に含浸させ、実施例1と同様にして乾燥させた。続いて、この担体を焼成炉に入れ、窒素ガス雰囲気、温度500℃で3時間加熱した。このようにして、酸化第一銅を担持した担体を得た。
次に、もう一方の担体を濃度2.5wt%の硝酸銅水溶液に含浸させた。その後、この担体を熱風乾燥機に入れ、温度110℃で1時間乾燥させた。このようにして、三水酸化硝酸銅を担持してなる担体を得た。
次に、上記実施例及び比較例にて作製した上記試料E、試料C1及び試料C2の脱臭性能を比較評価する。
脱臭性能の評価にあたっては、図2に示す測定装置2を用いた。
この測定装置2は、各種臭気成分を収納する3本の容器20と、各種臭気成分を混合する混合機21と、流量計22と、上記試料E、試料C1及び試料C2を充填するための3本のカラム23とよりなる。
次に、3本のカラム23の直前に配置した流量計22のそれぞれが6.5L/minとなるように、即ち合計の流量で19.5L/minとなるように、3種の臭気成分の混合気体をカラムに流通させた。図2における矢印5は混合気体の流れの様子を示すものである。そして、各カラム23の入り口側A及び出口側Bにおける各臭気成分の濃度を、ガスクロマトグラフにて経時的に測定した。このとき、入り口側Aにおける各臭気成分は、それぞれ1000ppbという低い濃度となるようにした。また、各カラム23内のガス流速(SV)は、1.25×105hr-1であった。
Cx={1−(C/C0)}×100 (1)
その結果を図3〜図5に示す。
15 担体
155 外表面
17 セル
175 内壁
Claims (4)
- 多孔質の担体に、酸化第一銅と三水酸化硝酸銅とを担持してなることを特徴とする脱臭成形体。
- 請求項1において、上記担体は、活性炭、含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物、ベントナイト、カオリン、蛙目粘土、ゼオライト、シリカゲル、及び活性アルミナより選ばれる1種以上を含有していることを特徴とする脱臭成形体。
- 請求項1又は2において、上記担体は少なくとも上記活性炭と上記含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物とを含有してなり、両者の合計含有量を100重量部とするとき、上記活性炭が30〜90重量部、上記含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物が10〜70重量部であることを特徴とする脱臭成形体。
- 請求項1〜3のいずれか1項において、上記脱臭成形体は、断面形状が略多角形の複数のセルからなるハニカム形状を有していることを特徴とする脱臭成形体。
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