JP5622353B2 - 気相中の一酸化炭素を二酸化炭素に光酸化する方法 - Google Patents
気相中の一酸化炭素を二酸化炭素に光酸化する方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5622353B2 JP5622353B2 JP2008114915A JP2008114915A JP5622353B2 JP 5622353 B2 JP5622353 B2 JP 5622353B2 JP 2008114915 A JP2008114915 A JP 2008114915A JP 2008114915 A JP2008114915 A JP 2008114915A JP 5622353 B2 JP5622353 B2 JP 5622353B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon monoxide
- carbon dioxide
- gas
- carbon
- silica
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 85
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 80
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 title claims description 79
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title claims description 42
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 102
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 59
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 28
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 26
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 25
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 25
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 22
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 17
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 15
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 claims description 4
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 33
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 6
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 5
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 4
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 229910002026 crystalline silica Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000005649 metathesis reaction Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 2
- -1 natural gas Chemical class 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N silver oxide Chemical compound [O-2].[Ag+].[Ag+] NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000007539 photo-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000000790 scattering method Methods 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 description 1
- 229910001923 silver oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000391 smoking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/08—Silica
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/864—Removing carbon monoxide or hydrocarbons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/64—Pore diameter
- B01J35/647—2-50 nm
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
- C01B3/56—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by contacting with solids; Regeneration of used solids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/50—Carbon dioxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/30—Silica
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/80—Type of catalytic reaction
- B01D2255/802—Photocatalytic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/50—Carbon oxides
- B01D2257/502—Carbon monoxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/80—Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
- B01D2259/804—UV light
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
- C01B2203/042—Purification by adsorption on solids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
- C01B2203/0465—Composition of the impurity
- C01B2203/0475—Composition of the impurity the impurity being carbon dioxide
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
- H01M8/0668—Removal of carbon monoxide or carbon dioxide
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
本発明は、気相中の一酸化炭素を二酸化炭素に光酸化する方法に関し、詳しくは、酸素を含む気相中に低濃度で存在する一酸化炭素を二酸化炭素に光酸化する方法に関する。
本発明によるこのような方法は、例えば、空気中で炭素が不完全燃焼して生成した有害な一酸化炭素を無害化するために有用であり、また、例えば、固体高分子電解質型燃料電池用の水素燃料を得るために、水素を主成分とする改質ガス中に含まれる微量の一酸化炭素を二酸化炭素に選択的に酸化する手段として有用である。
ガス器具や石油器具の使用に際して、また、喫煙時において、炭素が不完全燃焼することによって生じる一酸化炭素は、周知のように、人体にとって、極めて毒性の高い物質である。
一般に、一酸化炭素を除去する方法として、従来、例えば、ゼオライト、活性炭、シリカ等の吸着剤に一酸化炭素を吸着させ、除去する方法と、酸化マンガン、酸化銅、酸化コバルト及び酸化銀からなる複合金属酸化物（ホプカライト）や（特許文献１参照）、白金、イリジウム、オスミウム、パラジウム、ロジウム、ルテニウム等の白金族貴金属触媒に一酸化炭素を吸着させ、分解する方法とが知られている。
最近では、環境雰囲気中の一酸化炭素を除去するために、例えば、鉄や銅のような金属を含む蛋白質を加熱してなる一酸化炭素分解触媒や（特許文献２参照）、酸化チタン上に酸化タングステン被覆を有する一酸化炭素光分解触媒等が提案されている（特許文献３参照）。
一方、産業用途においては、例えば、固体高分子電解質型燃料電池用の改質ガスからの水素燃料は、電極触媒である白金の被毒を防ぐために、それに含まれる一酸化炭素濃度を数乃至数十ｐｐｍレベルにまで低減することが求められている。そこで、天然ガス、ナフサ、灯油等の炭化水素類やメタノールのようなアルコール類を水蒸気改質して、水素を主成分とする改質ガスを製造し、これを一酸化炭素変性し、更に、一酸化炭素除去して、燃料用水素を製造している。
ここに、上記一酸化炭素酸化触媒として、例えば、ルテニウムが知られており（特許文献４参照）、また、改質水素ガス中の一酸化炭素を選択的に吸着させるための白金やパラジウム等からなる吸着剤も知られている（特許文献５参照）。しかし、このような貴金属からなる触媒や吸着剤は、高価であるばかりでなく、一酸化炭素のための酸化剤が改質ガス中の主成分である水素と反応して、水素濃度を低減するおそれがある。
他方、従来から、吸着剤として、結晶性ゼオライトや活性アルミナがよく知られている。結晶性ゼオライトのなかでも、工業的によく用いられているＭＳ−４Ａは平均粒子径約０．４ｎｍの細孔を有しており、ＭＳ−１３Ｘは平均粒子径約１．０ｎｍの均一な細孔径を有している。一方、多孔質活性アルミナは平均細孔径約１０ｎｍの細孔と５０〜４００ｍ2／ｇの比表面積と０．１〜１．０ｃｍ3／ｇの細孔容積を有している。
近年、このようなゼオライトよりも大きい平均細孔径、即ち、２〜５０ｎｍを有する結晶性多孔質シリカであるメソポーラスシリカが合成されており、このようなメソポーラスシリカは、そのメソ細孔がゼオライトよりも大きいことに着目して、例えば、種々の触媒反応のための触媒担体としての利用が提案されており（例えば、特許文献６参照）、更に、最近に至って、それ自体での光メタセシス触媒としての利用等についても提案されている（非特許文献１参照）。
また、シリカゲルも平均細孔径１〜１００ｎｍの細孔と共に大きい細孔容積を有する吸着剤としてよく知られている。また、シリカゲルは化学的にも安定であるので、食品や医薬品等の防湿や、ガス、液体の脱水、精製のほか、触媒の担体等として種々の産業分野において広く用いられている。
このように、シリカゲル自体は化学的に不活性であると広く信じられてきたが、近年、高比表面積（５００〜６００ｍ2／ｇ）を有する非晶質シリカは紫外線（２４０〜２６５
ｎｍ）を吸収し、４４０ｎｍ付近にブロードな発光スペクトルを与えることから、光触媒機能を有することが報告されている（非特許文献２参照)。実際、非晶質シリカを用いる
光メタセシス反応について報告がされており、同時に、シリカ−アルミナ、アルミナ等の他の吸着剤についても、比較検討がなされているが、メタセシス反応以外の生成物が少量生成するのみであるので、特徴的にオレフィンのメタセシス反応が起こる非晶質シリカとの違いが論じられている（非特許文献３参照）。
特開平５−１１１６１８号公報
特開２００６−１６７６４５号公報
特表２００７−５０００７７号公報
特開２００２−３５６３１０号公報
特開平９−１０５３８号公報
特開２００５−２３８０６０号公報
Phys. Chem. Chem. Phys., 2000, 2, 5293
J. Chem. Soc., Faraday Trans., 90 (14) 1994, 2107-2111
J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1995, 761
ｎｍ）を吸収し、４４０ｎｍ付近にブロードな発光スペクトルを与えることから、光触媒機能を有することが報告されている（非特許文献２参照)。実際、非晶質シリカを用いる
光メタセシス反応について報告がされており、同時に、シリカ−アルミナ、アルミナ等の他の吸着剤についても、比較検討がなされているが、メタセシス反応以外の生成物が少量生成するのみであるので、特徴的にオレフィンのメタセシス反応が起こる非晶質シリカとの違いが論じられている（非特許文献３参照）。
本発明者らは、酸素を含む空気や、また、特殊なガス雰囲気、例えば、主成分が水素や窒素のようなガス雰囲気中に存在する一酸化炭素を除去する新規且つ有用な方法を得る研究のなかで、上述したように、多孔質シリカが吸着性と光触媒機能を有する点に着目して、鋭意、研究した結果、多孔質シリカのそれら性質を利用することによって、酸素を含む気相中に低濃度で存在する一酸化炭素を容易に且つ効率的に二酸化炭素に光酸化することができることを見出して、本発明に至ったものである。
従って、本発明は、多孔質シリカの吸着性と光触媒機能を利用して、酸素を含む気相中に低濃度で存在する一酸化炭素を二酸化炭素に光酸化する方法を提供することを目的とする。
本発明によれば、酸素を含む気相中に存在する一酸化炭素を多孔質シリカに吸着させ、これに紫外線を照射することを特徴とする一酸化炭素を二酸化炭素に酸化する方法が提供される。
このような本発明において、上記多孔質シリカとして、メソポーラスシリカや非晶質シリカが用いられる。特に、非晶質シリカであるシリカゲルが好ましく用いられる。
本発明によれば、酸素を含む気相中に存在する一酸化炭素を多孔質シリカに吸着させ、これに紫外線を照射することによって、一酸化炭素を二酸化炭素に光酸化することができる。従って、本発明によれば、例えば、大気中において、炭素の不完全燃焼によって生じた低濃度の一酸化炭素を二酸化炭素に酸化して、無害化することができる。また、主成分が水素である改質ガス中の微量の一酸化炭素を酸素の存在下に二酸化炭素に選択的に酸化し、その濃度を数ｐｐｍ乃至数十ｐｐｍのレベルまで低減することによって、固体高分子電解質型燃料電池をはじめとする種々の燃料電池用の燃料として適する水素を容易に製造することができる。
本発明による一酸化炭素を二酸化炭素に酸化する方法は、酸素を含む気相中に存在する一酸化炭素を多孔質シリカに吸着させ、これに紫外線を照射するものである。本発明の方法は、通常、酸素を含む気相中に低濃度、例えば、１０〜５００００ｐｐｍ程度，好ましくは、１０〜２００００ｐｐｍ程度の範囲で存在する一酸化炭素の酸化、除去に効果的に用いることができるが、しかし、本発明の方法は、気相中の一酸化炭素の濃度によって特に限定されるものではない。
また、本発明において、酸素を含む気相として、環境の観点からは、空気が重要であり、産業的な観点からは、実質的に水素や窒素からなり、酸素と一酸化炭素をそれぞれ低濃度で含有するガスが重要であり、特に、燃料電池用の水素燃料とするための改質ガスが重要である。但し、酸素を含む気相が水素や窒素である場合、低濃度の一酸化炭素と共に、その他の不純物成分が不可避的に含まれていてもよい。
本発明の方法において用いられるメソポーラスシリカは、特に、限定されるものではないが、例えば、ＦＳＭ−１６（株式会社豊田中央研究所）、ＭＣＭ−４１（モービル・オイル）、ＭＳＵ−Ｈ（モービル・オイル）等として既に知られている多孔質結晶性シリカである。ＦＳＭ−１６は、層状シリケート化合物（粘土）を出発物質として界面活性剤をテンプレートとして合成される多孔質結晶性シリカであり、ＭＣＭ−４１は、界面活性剤をテンプレートとして非晶質シリカやケイ酸ナトリウムから合成される多孔質結晶性シリカである。
本発明においては、このようなメソポーラスシリカは、好ましくは、細孔径が１〜５０ｎｍの範囲にあり、一次元的細孔によって構成されたほぼ均一な規則的細孔構造を有しているものが好ましく用いられる。上記細孔の長さは、ＦＳＭ−１６やＭＣＭ−４１の場合であれば、通常、１０ｎｍから１μｍの範囲であるが、繊維状のメソポーラスシリカの場合には、特に、限定されるものではない。また、本発明においては、メソポーラスシリカは、予め、空気中、高温で焼成したものを用いてもよく、また、水分を含有させたものを用いてもよい。いずれも、同様に、一酸化炭素を吸着させ、これに紫外線を照射して、光酸化することができる。
本発明の方法において用いる非晶質シリカも、特に、限定されるものではなく、例えば、珪砂から合成されるシリカゲル、四塩化珪素を燃焼させ、加水分解して得られるシリカゲル等が用いられる。また、本発明の方法において用いる非晶質シリカは、加熱した後、真空排気する等の表面活性化を必要とせず、例えば、水分を含んだ市販品をそのまま、反応に供することができる。
しかし、本発明によれば、シリカゲルは、好ましくは、比表面積が２００〜８００ｍ2
／ｇの範囲にあり、細孔容積が０．１〜５．０ｍＬ／ｇの範囲にあり、平均細孔径が１〜１００ｎｍの範囲にあり、好ましくは、２〜５０ｎｍの範囲にある。シリカゲルは、平均粒子径においては、特に限定されるものではないが、通常、０．５〜１０ｍｍの範囲にあるものが好ましく用いられる。
／ｇの範囲にあり、細孔容積が０．１〜５．０ｍＬ／ｇの範囲にあり、平均細孔径が１〜１００ｎｍの範囲にあり、好ましくは、２〜５０ｎｍの範囲にある。シリカゲルは、平均粒子径においては、特に限定されるものではないが、通常、０．５〜１０ｍｍの範囲にあるものが好ましく用いられる。
特に、本発明によれば、シリカゲルに紫外線を作用させ、一酸化炭素を酸化する場合、その酸化速度は、用いるシリカゲルの平均細孔径に関係しており、平均細孔径が１〜２０ｎｍの範囲にあるとき、一酸化炭素がより早く酸化されるので好ましい。
また、本発明において、シリカゲルは、ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3比が５０以上である範囲に
おいて、アルミナを含んでいてもよい。
おいて、アルミナを含んでいてもよい。
特に、本発明に従って、空気中の一酸化炭素を二酸化炭素に酸化する場合、通常、常温常圧下に一酸化炭素を非晶質シリカに吸着させ、これに紫外線を照射すればよいが、しかし、必要に応じて、減圧下又は加圧下に、及び／又は加熱下（通常、１００℃までの加熱下）に一酸化炭素を非晶質シリカに吸着させ、これに紫外線を照射してもよい。
一方、シリカゲルと同じ程度の平均細孔径（１０ｎｍ)を有する多孔質活性アルミナや
、平均細孔径が１ｎｍ以下のマイクロ孔を有する結晶性ゼオライトを用いた場合は、一酸化炭素の光酸化反応は全く認められない。
、平均細孔径が１ｎｍ以下のマイクロ孔を有する結晶性ゼオライトを用いた場合は、一酸化炭素の光酸化反応は全く認められない。
本発明の方法によれば、大気中に希薄に存在する一酸化炭素を多孔質シリカに吸着させ、これに紫外線を照射することによって、上記一酸化炭素を効率よく二酸化炭素に光酸化して、無害化することができる。従って、本発明の方法は、例えば、家屋内、病院や病室、クリーンルームや自動車、新幹線車両等の車両類や船舶内等、限られた空間の空気中の一酸化炭素を容易に無害化することができる。
また、燃料電池の燃料用の改質ガス中の一酸化炭素を除去するための選択的酸化に用いることによって、白金、ルテニウム等の高価な貴金属触媒を用いることなく、改質ガス中の一酸化炭素を効率よく選択的に除去することができる。
改質ガスの組成の一例を挙げれば、ドライベース（容量％）で水素／一酸化炭素／二酸化炭素＝７９．２／０．３／２０．５であり、ウェットベース（容量％）で水素／一酸化炭素／二酸化炭素／水＝６１．７／０．２／１６．０／２２．１である（平成１５〜１６年度成果報告、固体高分子形燃料電池システム技術開発事業、「固体高分子形燃料電池要素技術開発事業」「貴金属を使用しない燃料改質器用触媒の要素技術開発」（平成１７年５月、新エネルギー・産業技術総合開発機構）。
このような改質ガス中の一酸化炭素を二酸化炭素に酸化するには、改質ガスに酸素を一酸化炭素に対して０．５〜４．０倍モル、好ましくは、１．０〜３．５倍モル加えて、常温常圧下に、必要に応じて、減圧下又は加圧下に、及び／又は加熱下に、一酸化炭素を非晶質シリカに吸着させ、これに紫外線を照射すればよい。
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例によって何ら限定されるものではない。以下において用いたシリカゲルの平均細孔径は水銀圧入法による測定値であり、メソポーラスシリカの細孔径はＸ線小角散乱法による測定値である。
実施例1
用いた光反応装置を図１に示す。冷却管１を有する高圧水銀ランプ２を備えた容量３００ｍＬの光反応容器３に平均細孔径１０ｎｍ、比表面積３５０ｍ2／ｇ、粒子径１．７〜
４．０ｍｍのシリカゲル４を１２０ｇ充填した。前処理として、反応容器内に充填したシリカゲルに紫外線を照射しながら、反応容器内に合成空気（酸素２１容量％、窒素７９容量％、二酸化炭素含有量０ｐｐｍ）を一晩、通して、シリカゲルから脱着した二酸化炭素が含まれないことを確認した。この後、反応容器内のシリカゲルに紫外線を照射しながら、一酸化炭素５００ｐｐｍを含む合成空気を１０ｍＬ／分の流速でガス入口管５から反応容器内に送り込んで、反応を行い、所定の時間ごとに反応容器の出口からのガスをガス出口管６を経てテドラーバッグに採取した。
用いた光反応装置を図１に示す。冷却管１を有する高圧水銀ランプ２を備えた容量３００ｍＬの光反応容器３に平均細孔径１０ｎｍ、比表面積３５０ｍ2／ｇ、粒子径１．７〜
４．０ｍｍのシリカゲル４を１２０ｇ充填した。前処理として、反応容器内に充填したシリカゲルに紫外線を照射しながら、反応容器内に合成空気（酸素２１容量％、窒素７９容量％、二酸化炭素含有量０ｐｐｍ）を一晩、通して、シリカゲルから脱着した二酸化炭素が含まれないことを確認した。この後、反応容器内のシリカゲルに紫外線を照射しながら、一酸化炭素５００ｐｐｍを含む合成空気を１０ｍＬ／分の流速でガス入口管５から反応容器内に送り込んで、反応を行い、所定の時間ごとに反応容器の出口からのガスをガス出口管６を経てテドラーバッグに採取した。
北側式ガス検知管（二酸化炭素１２６ＳＦ、１００〜４０００ｐｐｍ、一酸化炭素１０６ＳＨ、１０００〜２００００ｐｐｍ)を用いて、上述したようにして反応容器の出口か
ら採取したガス中の一酸化炭素と二酸化炭素の量を経時的に測定した。その結果、反応容器の出口からのガス中の二酸化炭素量は、反応を開始して、１時間後が３００ｐｐｍ、２時間後が４００ｐｐｍ、４時間後からは安定して５００ｐｐｍとなり、２４時間後も５００ｐｐｍの二酸化炭素が検出された。しかし、上記各時間において、一酸化炭素は全く検出されなかった。従って、上記反応において、一酸化炭素が完全に二酸化炭素に酸化されたことが確認された。
ら採取したガス中の一酸化炭素と二酸化炭素の量を経時的に測定した。その結果、反応容器の出口からのガス中の二酸化炭素量は、反応を開始して、１時間後が３００ｐｐｍ、２時間後が４００ｐｐｍ、４時間後からは安定して５００ｐｐｍとなり、２４時間後も５００ｐｐｍの二酸化炭素が検出された。しかし、上記各時間において、一酸化炭素は全く検出されなかった。従って、上記反応において、一酸化炭素が完全に二酸化炭素に酸化されたことが確認された。
実施例２
実施例１と同じ光反応装置を用いた。光反応容器に実施例１と同じシリカゲル１２０ｇを充填し、前処理として、反応容器内のシリカゲルに紫外線を照射しながら、反応容器内に１０ｍＬ／分の速度で窒素を一晩、通した。このとき、反応容器の出口からのガス中の二酸化炭素は約１００ｐｐｍであった。
実施例１と同じ光反応装置を用いた。光反応容器に実施例１と同じシリカゲル１２０ｇを充填し、前処理として、反応容器内のシリカゲルに紫外線を照射しながら、反応容器内に１０ｍＬ／分の速度で窒素を一晩、通した。このとき、反応容器の出口からのガス中の二酸化炭素は約１００ｐｐｍであった。
この後、反応容器内のシリカゲルに紫外線を照射しながら、一酸化炭素０．１０１容量％、酸素０．１０１容量％、残部水素からなる混合ガスを１０ｍＬ／分の速度で光反応容器に送り込んで、反応を行って、所定の時間ごとに反応容器の出口からのガスをテドラーバッグに採取し、実施例１と同様にして、このガス中の二酸化炭素と一酸化炭素を測定した。
その結果、反応を開始して、１時間後、３時間後、６時間後及び２４時間後のいずれにおいても、反応容器の出口からのガス中に一酸化炭素量が５００ｐｐｍ以下の量で測定されたが、二酸化炭素量は５００ｐｐｍ、７００ｐｐｍ、７５０ｐｐｍ及び７５０ｐｐｍであって、混合ガス中の一酸化炭素が一部、二酸化炭素に酸化されたことが確認された。
実施例３
平均細孔径が６ｎｍのシリカゲルを用いた以外は、実施例２と同様にして、一酸化炭素０．１０１容量％、酸素０．１０１容量％、残部水素からなる混合ガスを処理した。その結果、反応を開始して、３時間後には、反応容器の出口からのガス中の一酸化炭素量は５００ｐｐｍ以下に減少した。また、反応開始時の反応容器の出口からのガス中の二酸化炭素量は２００ｐｐｍであったが、反応を開始して、３時間後には、反応容器の出口からのガス中の５００ｐｐｍに増加したので、一酸化炭素の二酸化炭素への酸化反応が確認された。
平均細孔径が６ｎｍのシリカゲルを用いた以外は、実施例２と同様にして、一酸化炭素０．１０１容量％、酸素０．１０１容量％、残部水素からなる混合ガスを処理した。その結果、反応を開始して、３時間後には、反応容器の出口からのガス中の一酸化炭素量は５００ｐｐｍ以下に減少した。また、反応開始時の反応容器の出口からのガス中の二酸化炭素量は２００ｐｐｍであったが、反応を開始して、３時間後には、反応容器の出口からのガス中の５００ｐｐｍに増加したので、一酸化炭素の二酸化炭素への酸化反応が確認された。
実施例４
用いた光反応装置を図２に示す。フィルター付き直径２．０ｃｍのガラスカラム７にメソポーラスシリカ（細孔径４．０ｎｍ)８を０．８ｇ充填し、これに実施例１と同じく、
冷却管９を備えた高圧水銀ランプ１０を用いて紫外線を照射しながら、一晩、乾燥空気を５．０ｍＬ／分の流速で通して、上記メソポーラスシリカに吸着されている二酸化炭素が４００ｐｐｍまで減少したことを確認した。この後、上記ガラスカラムに５００ｐｐｍの一酸化炭素を含む乾燥空気をガス入口管１１から５ｍＬ／分の流速で送り込み、反応を行って、所定の時間ごとにカラム出口からのガスをガス出口管１２にてテドラーバッグに採取し、実施例１と同様にして、上記カラム出口からのガス中の一酸化炭素と二酸化炭素の量を測定した。その結果、反応を開始して、３時間後にカラム出口からのガス中の一酸化炭素は約３００ｐｐｍであったが、二酸化炭素は約６００ｐｐｍであった。
用いた光反応装置を図２に示す。フィルター付き直径２．０ｃｍのガラスカラム７にメソポーラスシリカ（細孔径４．０ｎｍ)８を０．８ｇ充填し、これに実施例１と同じく、
冷却管９を備えた高圧水銀ランプ１０を用いて紫外線を照射しながら、一晩、乾燥空気を５．０ｍＬ／分の流速で通して、上記メソポーラスシリカに吸着されている二酸化炭素が４００ｐｐｍまで減少したことを確認した。この後、上記ガラスカラムに５００ｐｐｍの一酸化炭素を含む乾燥空気をガス入口管１１から５ｍＬ／分の流速で送り込み、反応を行って、所定の時間ごとにカラム出口からのガスをガス出口管１２にてテドラーバッグに採取し、実施例１と同様にして、上記カラム出口からのガス中の一酸化炭素と二酸化炭素の量を測定した。その結果、反応を開始して、３時間後にカラム出口からのガス中の一酸化炭素は約３００ｐｐｍであったが、二酸化炭素は約６００ｐｐｍであった。
シリカゲルに比べれば、酸化能力は劣るが、メソポーラスシリカも、一酸化炭素を二酸化炭素に光酸化する触媒性能を有することが確認された。
比較例１
実施例１と同じ光反応装置を用いた。光反応容器に吸着剤としてモレキュラーシーブ１３Ｘ（直径１．６ｍｍ、長さ２〜６ｍｍの円筒状、平均細孔径１ｎｍ)を充填し、これに
一酸化炭素５００ｐｐｍを含む乾燥空気（二酸化炭素含有量０ｐｐｍ）を１０ｍＬ／分の流速で送り込み、所定時間ごとに反応容器の出口からのガスをテドラーバッグに採取し、この反応容器の出口からのガス中の一酸化炭素と二酸化炭素量を実施例１と同様にして測定した。その結果、モレキュラーシーブによる一酸化炭素の吸着の結果として、反応容器の出口からのガス中の一酸化炭素量は、反応を開始して２４時間後も、４００ｐｐｍ程度認められたが、二酸化炭素は、２４時間経過後も全く検出されなかった。
実施例１と同じ光反応装置を用いた。光反応容器に吸着剤としてモレキュラーシーブ１３Ｘ（直径１．６ｍｍ、長さ２〜６ｍｍの円筒状、平均細孔径１ｎｍ)を充填し、これに
一酸化炭素５００ｐｐｍを含む乾燥空気（二酸化炭素含有量０ｐｐｍ）を１０ｍＬ／分の流速で送り込み、所定時間ごとに反応容器の出口からのガスをテドラーバッグに採取し、この反応容器の出口からのガス中の一酸化炭素と二酸化炭素量を実施例１と同様にして測定した。その結果、モレキュラーシーブによる一酸化炭素の吸着の結果として、反応容器の出口からのガス中の一酸化炭素量は、反応を開始して２４時間後も、４００ｐｐｍ程度認められたが、二酸化炭素は、２４時間経過後も全く検出されなかった。
比較例２
実施例２と同じ光反応装置を用いた。ガラスカラムに活性アルミナ（比表面積２６０ｍ2／ｇ)を充填し、これに紫外線を照射しながら、一晩、乾燥空気を通して、カラム出口からのガスに二酸化炭素が含まれなくなったことを確認した。この後、カラムに５００ｐｐｍの一酸化炭素を含む乾燥空気を１０ｍＬ／分の流速で送り込み、所定時間ごとにカラム出口からのガスをテドラーバッグに採取し、実施例１と同様にして、カラム出口からのガス中の一酸化炭素と酸化炭素を測定した。その結果、初期には、活性アルミナへの吸着による結果として、カラム出口からのガス中の一酸化炭素の減少が観測されたが、１時間後の一酸化炭素量は約５００ｐｐｍであった。しかし、二酸化炭素は、２４時間後も全く検出されなかった。
実施例２と同じ光反応装置を用いた。ガラスカラムに活性アルミナ（比表面積２６０ｍ2／ｇ)を充填し、これに紫外線を照射しながら、一晩、乾燥空気を通して、カラム出口からのガスに二酸化炭素が含まれなくなったことを確認した。この後、カラムに５００ｐｐｍの一酸化炭素を含む乾燥空気を１０ｍＬ／分の流速で送り込み、所定時間ごとにカラム出口からのガスをテドラーバッグに採取し、実施例１と同様にして、カラム出口からのガス中の一酸化炭素と酸化炭素を測定した。その結果、初期には、活性アルミナへの吸着による結果として、カラム出口からのガス中の一酸化炭素の減少が観測されたが、１時間後の一酸化炭素量は約５００ｐｐｍであった。しかし、二酸化炭素は、２４時間後も全く検出されなかった。
２…高圧水銀ランプ
３…光反応容器
４…シリカゲル
７…ガラスカラム
８…メソポーラスシリカ
１０…高圧水銀ランプ
３…光反応容器
４…シリカゲル
７…ガラスカラム
８…メソポーラスシリカ
１０…高圧水銀ランプ
Claims (5)
- 酸素を含む気相中に存在する一酸化炭素を多孔質シリカに吸着させ、これに紫外線を照射して、上記多孔質シリカの光触媒機能によって、上記一酸化炭素を二酸化炭素に光酸化する方法において、上記多孔質シリカが細孔径４．０ｎｍの結晶性メソポーラスシリカ又は平均細孔径６〜１０ｎｍの範囲にあるシリカゲルである方法。
- 酸素を含む気相が空気である請求項１に記載の一酸化炭素を二酸化炭素に光酸化する方法。
- 酸素を含む気相が酸素を含む水素又は窒素である請求項１に記載の一酸化炭素を二酸化炭素に光酸化する方法。
- 酸素を含む気相が酸素を加えた燃料電池用改質ガスである請求項１に記載の一酸化炭素を二酸化炭素に光酸化する方法。
- 多孔質シリカが平均粒子径０．５〜１０ｍｍの範囲にあるシリカゲルである請求項１に記載の一酸化炭素を二酸化炭素に光酸化する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008114915A JP5622353B2 (ja) | 2007-05-07 | 2008-04-25 | 気相中の一酸化炭素を二酸化炭素に光酸化する方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007122911 | 2007-05-07 | ||
| JP2007122911 | 2007-05-07 | ||
| JP2008114915A JP5622353B2 (ja) | 2007-05-07 | 2008-04-25 | 気相中の一酸化炭素を二酸化炭素に光酸化する方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013196968A Division JP2014073956A (ja) | 2007-05-07 | 2013-09-24 | 気相中の一酸化炭素を二酸化炭素に光酸化する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008302357A JP2008302357A (ja) | 2008-12-18 |
| JP5622353B2 true JP5622353B2 (ja) | 2014-11-12 |
Family
ID=39943629
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008114915A Expired - Fee Related JP5622353B2 (ja) | 2007-05-07 | 2008-04-25 | 気相中の一酸化炭素を二酸化炭素に光酸化する方法 |
| JP2013196968A Pending JP2014073956A (ja) | 2007-05-07 | 2013-09-24 | 気相中の一酸化炭素を二酸化炭素に光酸化する方法 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013196968A Pending JP2014073956A (ja) | 2007-05-07 | 2013-09-24 | 気相中の一酸化炭素を二酸化炭素に光酸化する方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8758713B2 (ja) |
| EP (1) | EP2158965B1 (ja) |
| JP (2) | JP5622353B2 (ja) |
| WO (1) | WO2008136526A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102258940B (zh) * | 2011-04-21 | 2013-07-31 | 浙江工业大学 | 去除生物滤塔内老化生物膜的方法 |
| WO2013106413A1 (en) * | 2012-01-09 | 2013-07-18 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Polymer filtration membranes containing mesoporous additives and methods of making the same |
| US9725335B2 (en) * | 2013-03-12 | 2017-08-08 | The Frazer And Cruickshank Living Trust Dated 3/24/1982 | Removal of copper from aqueous streams using an iron promoted activated alumina |
| US11938469B1 (en) * | 2020-06-08 | 2024-03-26 | National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc | Ultrathin layer photocatalysts |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05111618A (ja) | 1991-10-22 | 1993-05-07 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 一酸化炭素の除去方法 |
| US6248684B1 (en) * | 1992-11-19 | 2001-06-19 | Englehard Corporation | Zeolite-containing oxidation catalyst and method of use |
| WO1995028220A1 (en) * | 1994-04-18 | 1995-10-26 | Attia Yosry A | Aerogel materials and system for the capture and separation of gases and vapors with aerogel materials |
| JPH07309603A (ja) * | 1994-05-17 | 1995-11-28 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 燃料電池用水素含有ガスの製造方法 |
| US5604047A (en) | 1995-06-23 | 1997-02-18 | Exxon Research And Engineering Company | Carbon monoxide removal method based on adsorption/steam desorption cycle |
| JPH10294952A (ja) * | 1997-02-20 | 1998-11-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 妨害軽減回路 |
| DE69826768T2 (de) * | 1997-07-02 | 2006-03-09 | Tosoh Corp., Shinnanyo | Adsorbens für Kohlenwasserstoff und Katalysator zur Abgasreinigung |
| JP3934762B2 (ja) * | 1997-11-21 | 2007-06-20 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高耐食性燃料タンク用鋼板 |
| FR2776944B1 (fr) * | 1998-04-03 | 2000-05-12 | Ahlstrom Paper Group Research | Composition photocatalytique |
| JP4462510B2 (ja) * | 1998-06-10 | 2010-05-12 | 国立大学法人山梨大学 | 改質ガス酸化触媒 |
| JP2000102597A (ja) * | 1998-09-30 | 2000-04-11 | Sharp Corp | 太陽光利用空気浄化装置 |
| US6533952B2 (en) * | 1999-06-08 | 2003-03-18 | Euv Llc | Mitigation of radiation induced surface contamination |
| US6664554B2 (en) * | 2001-01-03 | 2003-12-16 | Euv Llc | Self-cleaning optic for extreme ultraviolet lithography |
| JP4284028B2 (ja) | 2001-03-29 | 2009-06-24 | 大阪瓦斯株式会社 | 一酸化炭素除去方法及びこれを用いた燃料電池システムの運転方法 |
| JP3919513B2 (ja) * | 2001-11-29 | 2007-05-30 | 国立循環器病センター総長 | １５−ｏ−一酸化炭素の製造方法 |
| JP4190762B2 (ja) * | 2002-01-17 | 2008-12-03 | 日本トーカンパッケージ株式会社 | すぐれたｃｏ除去能力を有する気体処理用材料の製造法 |
| JP4270826B2 (ja) * | 2002-09-13 | 2009-06-03 | 株式会社東芝 | 一酸化炭素の酸化方法および装置 |
| US7255831B2 (en) | 2003-05-30 | 2007-08-14 | Carrier Corporation | Tungsten oxide/titanium dioxide photocatalyst for improving indoor air quality |
| JP2005238060A (ja) | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Doshisha | 有機化合物酸化触媒および有機化合物の酸化方法 |
| EP1574248B1 (en) * | 2004-03-12 | 2007-08-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and apparatus for oxidizing carbon monoxide |
| US20070238605A1 (en) * | 2004-04-26 | 2007-10-11 | Wolfgang Strehlau | Catalysts for the Simultaneous Removal of Carbon Monoxide and Hydrocarbons from Oxygen-Rich Exhaust Gases and Processes for the Manufacture Thereof |
| US20080008639A1 (en) * | 2004-06-08 | 2008-01-10 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technoogy | Catalyst for Carbon Monoxide Removal and Method of Removing Carbon Monoxide With the Catalyst |
| JP2006167645A (ja) | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Daikin Ind Ltd | 一酸化炭素分解触媒、その一酸化炭素分解触媒を用いた一酸化炭素分解フィルタ、その一酸化炭素分解フィルタを用いた空気浄化装置、空気調和装置、及び一酸化炭素分解触媒の製造方法 |
| JP2006312150A (ja) * | 2005-05-09 | 2006-11-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 酸化触媒、一酸化炭素の除去方法、燃料電池用燃料精製装置および燃料電池発電装置 |
| US8180874B2 (en) | 2008-01-11 | 2012-05-15 | Alcatel Lucent | Facilitating defense against MAC table overflow attacks |
-
2008
- 2008-04-25 JP JP2008114915A patent/JP5622353B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2008-04-28 EP EP08764265.8A patent/EP2158965B1/en not_active Not-in-force
- 2008-04-28 US US12/451,297 patent/US8758713B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-04-28 WO PCT/JP2008/058513 patent/WO2008136526A1/ja active Application Filing
-
2013
- 2013-09-24 JP JP2013196968A patent/JP2014073956A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US8758713B2 (en) | 2014-06-24 |
| WO2008136526A1 (ja) | 2008-11-13 |
| EP2158965B1 (en) | 2013-05-22 |
| EP2158965A4 (en) | 2012-01-18 |
| EP2158965A1 (en) | 2010-03-03 |
| US20100119433A1 (en) | 2010-05-13 |
| JP2008302357A (ja) | 2008-12-18 |
| JP2014073956A (ja) | 2014-04-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tan et al. | Support morphology-dependent catalytic activity of Pd/CeO2 for formaldehyde oxidation | |
| Tomatis et al. | Recent development of catalysts for removal of volatile organic compounds in flue gas by combustion: a review | |
| Bashkova et al. | Activated carbon catalyst for selective oxidation of hydrogen sulphide: On the influence of pore structure, surface characteristics, and catalytically-active nitrogen | |
| Song et al. | Advances in catalytic oxidation of volatile organic compounds over Pd-supported catalysts: recent trends and challenges | |
| do Nascimento et al. | Synthesis of reduced graphene oxide as a support for nano copper and palladium/copper catalysts for selective NO reduction by CO | |
| JP4153483B2 (ja) | 水素化物ガスを精製する方法 | |
| JP4469975B2 (ja) | 光触媒複合体およびこれを用いた有機物質変換方法 | |
| Meeyoo et al. | Hydrogen sulphide emission control by combined adsorption and catalytic combustion | |
| JP3593358B2 (ja) | 改質ガス酸化触媒及び該触媒を用いた改質ガス中一酸化炭素の酸化方法 | |
| JPWO2014083772A1 (ja) | 金属ナノ粒子複合体の製造方法およびその方法により製造された金属ナノ粒子複合体 | |
| JP2007229559A (ja) | エチレン分解触媒 | |
| JP2014073956A (ja) | 気相中の一酸化炭素を二酸化炭素に光酸化する方法 | |
| JP6142785B2 (ja) | 燃料中の硫黄化合物の脱硫方法及び脱硫装置 | |
| Park et al. | Catalytic oxidation of benzene with ozone over nanoporous mn/MCM-48 catalyst | |
| JP3944094B2 (ja) | 光触媒の製造方法、光触媒および気体浄化装置 | |
| Yang et al. | Removal of carbon disulfide (CS2) from water via adsorption on active carbon fiber (ACF) | |
| JP4656353B2 (ja) | 常温触媒 | |
| JP4656352B2 (ja) | 常温触媒 | |
| Kim et al. | Catalytic oxidation of toluene with ozone over the Ru-Mn/desilicated nanoporous H-Zeolite Socony Mobil-5 at room temperature | |
| JP2006202687A (ja) | 金属クラスターの燃料電池用電極触媒 | |
| Singh et al. | Impregnated carbon based catalyst for protection against carbon monoxide gas | |
| JP5322733B2 (ja) | 一酸化炭素の選択的酸化反応用触媒の製造方法 | |
| JP2005193116A (ja) | ガス吸着剤 | |
| KR100505032B1 (ko) | 개질가스 내의 일산화탄소를 선택적으로 제거하기 위한촉매 및 이를 이용한 일산화탄소의 제거방법 | |
| RU2771045C1 (ru) | Сорбционно-каталитический материал для нейтрализации выбросов летучих органических соединений |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110408 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120822 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120828 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20121026 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130625 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130924 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20131111 |
|
| A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20140110 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140808 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140922 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5622353 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |