JP5354399B2 - オゾン分解除去用触媒、その製造方法、およびオゾン分解除去方法 - Google Patents
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また、前記貴金属の塩の種類は特に限定されないが、前記溶媒への溶解性が高く、安価であるという観点から硫酸塩、硝酸塩、塩化物などが好ましい。また、還元剤も特に限定されないが、水素化ホウ素ナトリウム等の水素化合物、次亜リン酸化合物等のリン化合物、硫化ナトリウム等のイオウ化合物、水和ヒドラジン等のヒドラジン誘導体、ホルムアルデヒド等のアルデヒド類といった従来公知の還元剤を使用することができる。前記貴金属溶液中の貴金属塩の濃度は0.01〜2g/Lであることが好ましく、界面活性剤の濃度は0.05〜1g/Lであることが好ましく、還元剤の濃度は0.01〜1g/Lであることが好ましい。
<無電解メッキによるCoコーティング>
塩化パラジウム(II)162mgを1Lのイオン交換水に溶解した。この水溶液に攪拌しながら1質量%のステアリルトリメチルアンモニウムクロライド水溶液10mlを加え、さらに0.15質量%の水素化ホウ素ナトリウム水溶液50mlを加えてパラジウムコロイド溶液を調製した。このパラジウムコロイド溶液1Lに支持体としてコージェライト製ハニカム担体(日本碍子(株)製、六角セル、400セル/inch2、寸法:直径30mm×厚み20mm)を1時間浸漬した後、引き上げ、水洗および乾燥を施して、パラジウムコロイド粒子を表面に吸着させて活性化したハニカム担体を得た。
オゾン分解除去用触媒として前記無電解Coメッキハニカム触媒を用いてオゾン分解除去性能評価試験を実施した。図2に示すオゾン分解除去性能評価装置の触媒床1(内径30mm)に前記無電解Coメッキハニカム触媒(直径30mm×厚み20mm)を設置した。この触媒床1に500体積ppmのオゾンと20体積%の酸素とを含む混合気体(残りは窒素)を入ガス温度が約40℃、約50℃または約100℃、流量が10L/分の条件で供給し、触媒床通過前後の混合気体中のオゾン濃度を測定してオゾン分解除去率を算出した。その結果を図3に示す。
コバルト化学メッキ液に浸漬する時間を15分間に変更した以外は参考例1と同様にして、前記活性化したコージェライト製ハニカム担体に無電解メッキを施し、無電解Coメッキハニカム触媒を得た。この無電解Coメッキハニカム触媒におけるCoコーティング量はハニカム担体1L当たり11.9gであった。
コバルト化学メッキ液に浸漬する時間を30分間に変更した以外は参考例1と同様にして、前記活性化したコージェライト製ハニカム担体に無電解メッキを施し、無電解Coメッキハニカム触媒を得た。この無電解Coメッキハニカム触媒におけるCoコーティング量はハニカム担体1L当たり25.4gであった。
コバルト化学メッキ液に浸漬する時間を60分間に変更した以外は参考例1と同様にして、前記活性化したコージェライト製ハニカム担体に無電解メッキを施し、無電解Coメッキハニカム触媒を得た。この無電解Coメッキハニカム触媒におけるCoコーティング量はハニカム担体1L当たり35.1gであった。
<ウォッシュコート法によるAl2O3の担持>
水1Lにアルミナ粉末(粒子径106μm)400gとバインダーとしてのアルミナゾル(50質量%Al2O3)90gとを懸濁してスラリーを調製した。このスラリーを用いてウォッシュコート法によりコージェライト製ハニカム担体(日本碍子(株)製、六角セル、400セル/inch2、寸法:直径30mm×厚み20mm)にアルミナ粉末を担持させ、Al2O3担持ハニカム触媒を得た。このAl2O3担持ハニカム触媒におけるAl2O3の担持量はハニカム担体1L当たり100gであった。
オゾン分解除去用触媒として無電解Coメッキハニカム触媒の代わりにこのAl2O3担持ハニカム触媒を用いた以外は参考例1と同様にしてオゾン分解除去率を算出した。その結果を図7に示す。
<ウォッシュコート法によるCo3O4の担持>
水1Lに四酸化三コバルト粉末(粒子径45μm)400gとバインダーとしてのアルミナゾル(50質量%Al2O3)90gとを懸濁してスラリーを調製した。このスラリーを用いた以外は比較例1と同様にしてコージェライト製ハニカム担体に四酸化三コバルト粉末を担持させ、Co3O4担持ハニカム触媒を得た。このCo3O4担持ハニカム触媒におけるCo3O4の担持量はハニカム担体1L当たり94.5gであった。
オゾン分解除去用触媒として無電解Coメッキハニカム触媒の代わりにこのCo3O4担持ハニカム触媒を用いた以外は参考例1と同様にしてオゾン分解除去率を算出した。その結果を図7に示す。
<真空蒸着法によるCoコーティング>
Coをターゲットとして真空蒸着法によりコージェライト製ハニカム担体(日本碍子(株)製、六角セル、400セル/inch2、寸法:直径30mm×厚み20mm)にメタル状のCo成分を担持させ、蒸着Coメッキハニカム触媒を得た。この蒸着Coメッキハニカム触媒におけるCo担持量はハニカム担体1L当たり1.6gであった。
オゾン分解除去用触媒として無電解Coメッキハニカム触媒の代わりにこの蒸着Coメッキハニカム触媒を用いた以外は参考例1と同様にしてオゾン分解除去率を算出した。その結果を図8に示す。
<無電解メッキによるCuコーティング>
水1Lに硫酸銅(II)五水和物30.0gとホルマリン69.0gと酒石酸ナトリウムカリウム四水和物141.1gと水酸化ナトリウム40gと炭酸ナトリウム25.4gとエチレンジアミン四酢酸(EDTA)16.7gとを添加して溶解し、銅化学メッキ液を調製した。
オゾン分解除去用触媒として無電解Coメッキハニカム触媒の代わりにこの無電解Cuメッキハニカム触媒を用いた以外は参考例1と同様にしてオゾン分解除去率を算出した。その結果を図4に示す。
銅化学メッキ液に浸漬する時間を10分間に変更した以外は参考例5と同様にして、前記活性化したコージェライト製ハニカム担体に無電解メッキを施し、無電解Cuメッキハニカム触媒を得た。この無電解Cuメッキハニカム触媒におけるCuコーティング量はハニカム担体1L当たり31.8gであった。
銅化学メッキ液に浸漬する時間を15分間に変更した以外は参考例5と同様にして、前記活性化したコージェライト製ハニカム担体に無電解メッキを施し、無電解Cuメッキハニカム触媒を得た。この無電解Cuメッキハニカム触媒におけるCuコーティング量はハニカム担体1L当たり41.3gであった。
銅化学メッキ液に浸漬する時間を30分間に変更した以外は参考例5と同様にして、前記活性化したコージェライト製ハニカム担体に無電解メッキを施し、無電解Cuメッキハニカム触媒を得た。この無電解Cuメッキハニカム触媒におけるCuコーティング量はハニカム担体1L当たり36.1gであった。
<ウォッシュコート法によるCuOの担持>
水1Lに酸化銅(II)粉末(粒子径45μm)400gとバインダーとしてのアルミナゾル(50質量%Al2O3)90gとを懸濁してスラリーを調製した。このスラリーを用いた以外は比較例1と同様にしてコージェライト製ハニカム担体に酸化銅(II)粉末を担持させ、CuO担持ハニカム触媒を得た。このCuO担持ハニカム触媒におけるCuOの担持量はハニカム担体1L当たり103gであった。
オゾン分解除去用触媒として無電解Coメッキハニカム触媒の代わりにこのCuO担持ハニカム触媒を用いた以外は参考例1と同様にしてオゾン分解除去率を算出した。その結果を図7に示す。
<真空蒸着法によるCuコーティング>
Coターゲットの代わりにCuターゲットを用いた以外は比較例3と同様にしてコージェライト製ハニカム担体にメタル状のCu成分を担持させ、蒸着Cuメッキハニカム触媒を得た。この蒸着Cuメッキハニカム触媒におけるCu担持量はハニカム担体1L当たり1.3gであった。
オゾン分解除去用触媒として無電解Coメッキハニカム触媒の代わりにこの蒸着Cuメッキハニカム触媒を用いた以外は参考例1と同様にしてオゾン分解除去率を算出した。その結果を図8に示す。
<無電解メッキによるNiコーティング>
水1Lに硫酸ニッケル六水和物59.4gと次亜リン酸ナトリウム一水和物12.1gと酢酸ナトリウム7.0gとクエン酸ナトリウム二水和物11.4gとを添加して溶解し、ニッケル化学メッキ液を調製した。
オゾン分解除去用触媒として無電解Coメッキハニカム触媒の代わりにこの無電解Niメッキハニカム触媒を用いた以外は参考例1と同様にしてオゾン分解除去率を算出した。その結果を図5に示す。
ニッケル化学メッキ液に浸漬する時間を30分間に変更した以外は参考例9と同様にして、前記活性化したコージェライト製ハニカム担体に無電解メッキを施し、無電解Niメッキハニカム触媒を得た。この無電解Niメッキハニカム触媒におけるNiコーティング量はハニカム担体1L当たり22.7gであった。
ニッケル化学メッキ液に浸漬する時間を45分間に変更した以外は参考例9と同様にして、前記活性化したコージェライト製ハニカム担体に無電解メッキを施し、無電解Niメッキハニカム触媒を得た。この無電解Niメッキハニカム触媒におけるNiコーティング量はハニカム担体1L当たり19.1gであった。
ニッケル化学メッキ液に浸漬する時間を60分間に変更した以外は参考例9と同様にして、前記活性化したコージェライト製ハニカム担体に無電解メッキを施し、無電解Niメッキハニカム触媒を得た。この無電解Niメッキハニカム触媒におけるNiコーティング量はハニカム担体1L当たり17.0gであった。
<ウォッシュコート法によるNiOの担持>
水1Lに酸化ニッケル粉末(粒子径45μm)400gとバインダーとしてのアルミナゾル(50質量%Al2O3)90gとを懸濁してスラリーを調製した。このスラリーを用いた以外は比較例1と同様にしてコージェライト製ハニカム担体に酸化ニッケル粉末を担持させ、NiO担持ハニカム触媒を得た。このNiO担持ハニカム触媒におけるNiOの担持量はハニカム担体1L当たり100gであった。
オゾン分解除去用触媒として無電解Coメッキハニカム触媒の代わりにこのNiO担持ハニカム触媒を用いた以外は参考例1と同様にしてオゾン分解除去率を算出した。その結果を図7に示す。
<真空蒸着法によるNiコーティング>
Coターゲットの代わりにNiターゲットを用いた以外は比較例3と同様にしてコージェライト製ハニカム担体にメタル状のNi成分を担持させ、蒸着Niメッキハニカム触媒を得た。この蒸着Niメッキハニカム触媒におけるNi担持量はハニカム担体1L当たり1.7gであった。
オゾン分解除去用触媒として無電解Coメッキハニカム触媒の代わりにこの蒸着Niメッキハニカム触媒を用いた以外は参考例1と同様にしてオゾン分解除去率を算出した。その結果を図8に示す。
<無電解メッキによるCoコーティング>
支持体としてコージェライト製ハニカム担体の代わりに沸騰水中でベーマイト処理を施したアルミニウム製ラジエータフィン(熱交換器、直径30mm×厚み20mmに切り出したもの)を用いた以外は参考例1と同様にして、パラジウムコロイド粒子を表面に吸着させて活性化したアルミニウム製ラジエータフィンを得た。
オゾン分解除去用触媒として無電解Coメッキハニカム触媒の代わりにこの無電解Coメッキラジエータフィン触媒を用いた以外は参考例1と同様にしてオゾン分解除去率を算出した。その結果を図6に示す。
<無電解メッキによるCuコーティング>
支持体として活性化したハニカム担体の代わりに実施例1と同様にして活性化したアルミニウム製ラジエータフィンを用いた以外は参考例7と同様にして、前記活性化ラジエータフィンに無電解メッキを施し、無電解Cuメッキラジエータフィン触媒を得た。この無電解Cuメッキラジエータフィン触媒におけるCuコーティング量はラジエータフィン1L当たり37.6gであった。
オゾン分解除去用触媒として無電解Coメッキハニカム触媒の代わりにこの無電解Cuメッキラジエータフィン触媒を用いた以外は参考例1と同様にしてオゾン分解除去率を算出した。その結果を図6に示す。
<ウォッシュコート法によるMnO2の担持>
水1Lに二酸化マンガン粉末(粒子径45μm)400gとバインダーとしてのアルミナゾル(50質量%Al2O3)90gとを懸濁してスラリーを調製した。このスラリーを用いてウォッシュコート法によりアルミニウム製ラジエータフィン(熱交換器、直径30mm×厚み20mmに切り出したもの)に二酸化マンガン粉末を担持させ、MnO2担持ラジエータフィンを得た。このMnO2担持ラジエータフィンにおけるMnO2の担持量はラジエータフィン1L当たり100gであった。
オゾン分解除去用触媒として無電解Coメッキハニカム触媒の代わりにこのMnO2担持ラジエータフィンを用いた以外は参考例1と同様にしてオゾン分解除去率を算出した。その結果を図6に示す。
Claims (5)
- アルミニウム製熱交換器である支持体と、前記支持体の表面に無電解メッキによりコーティングされたCo、CuおよびNiからなる群から選択される1種の触媒成分とを含有することを特徴とするオゾン分解除去用触媒。
- 前記支持体が貴金属コロイド粒子により活性化されたものであることを特徴とする請求項1に記載のオゾン分解除去用触媒。
- アルミニウム製熱交換器である支持体の表面に、Co、CuおよびNiからなる群から選択される1種の触媒成分を無電解メッキによりコーティングすることを特徴とするオゾン分解除去用触媒の製造方法。
- 前記無電解メッキ処理を施す前に、前記支持体の表面を貴金属コロイド粒子により活性化させることを特徴とする請求項3に記載のオゾン分解除去用触媒の製造方法。
- オゾンを含む気体を請求項1または2に記載のオゾン分解除去用触媒に接触せしめて前記オゾンを分解除去することを特徴とするオゾン分解除去方法。
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