JP5844056B2 - ベンゼン分解触媒、ベンゼン分解方法 - Google Patents
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Description
また、前記基材が、シート状のベース部と、前記ベース部の表面から立ち上がった複数の突出片とを含んでいることで、ベース部と突出片のそれぞれに、触媒成分と酸素吸蔵物質とを担持した多孔質物質がコーティングされるので、ベンゼンが接触し易くなって分解効率を高めることができ、更に、前記ベース部は短尺辺と長尺辺とを有する矩形帯状であり、前記基材が一方の前記短尺辺を中心として螺旋状に巻回された形状に設けられている場合には、突出片が介在することで、ベース部は隙間を空けた状態で巻回されるため、ベンゼンが接触し易くなって分解効率を高めることができる。
また、本発明は、平均粒子径が2.5nmである白金ナノ粒子を含む触媒成分と、酸素を吸蔵するとともに放出する酸素吸蔵物質であるCeO2-ZrO2と、前記触媒成分及び前記酸素吸蔵物質を担持する多孔質物質であるAl2O3と、前記多孔質物質が表面にコーティングされる1枚の基材と、を備え、前記基材は、平板シート状のベース部と、前記ベース部の表面から立ち上がった複数の突出片とを含んでおり、前記ベース部は、短尺辺と長尺辺とを有する矩形帯状であり、前記1枚の基材は、一方の前記短尺辺を中心として、基材の間隔が前記突出片の高さ以上となるように螺旋状に巻回された円柱形状に設けられており、前記突出片は、前記円柱形状の周方向と軸方向にそれぞれ複数並ぶように配列されると共に、前記円柱形状の周方向に沿った辺で折曲げられて立ち上がっているベンゼン分解触媒を用いたベンゼン分解方法であって、前記ベンゼン分解触媒に、ベンゼンを含む被処理流体を流通させ、140〜200℃の反応温度で前記ベンゼンの95%以上を分解することを特徴とする。
図1(a)〜図3を参照しつつ、本実施形態にかかるベンゼン分解触媒1について説明する。尚、図1(a)は、本実施形態にかかるベンゼン分解触媒1の基材5の表面における白金ナノ粒子2、酸素吸蔵物質3、多孔質物質4の構造を説明するための模式図である。図1(b)は、本実施形態にかかるベンゼン分解触媒1の構成成分の一例を示す表である。図2は、本実施形態にかかる基材5の表面の一部を示す斜視図である。図3は、本実施形態にかかる基材5の全体構造を示す斜視図である。
前述の作用効果を確認するため、ベンゼン分解触媒1によるベンゼンの分解確認試験を行った。以下、図4及び図5を参照しつつ、分解確認試験について説明する。図4は、分解確認試験に用いた実験装置10を示す模式図である。図5は、分解確認試験の実験手順を説明するための図である。
前述したように、ベンゼンの濃度はベンゼン分解触媒1のベンゼン分解性能を評価する上で重要なパラメータとなる。そこで、ベンゼンの濃度を異ならせた場合における、ベンゼンの分解率と反応温度との関係、並びに、反応速度と反応温度との関係について確認した。確認結果を図6(a),(b)に示す。
被処理流体の空間速度SVもまたベンゼン分解触媒1のベンゼン分解性能を評価する上で重要なパラメータとなる。そこで、空間速度SVを異ならせた場合における、ベンゼンの分解率と反応温度との関係、並びに、反応速度と反応温度との関係についても確認をした。確認結果を図7(a),(b)に示す。
また、ベンゼン分解触媒1による触媒燃焼反応によって、ベンゼンがCO2に転化していることを確認すべく、ベンゼンの分解確認試験を行った。
ここで、ベンゼン分解触媒1とベンゼン分解性能を比較するため、市販の白金系触媒についても、ベンゼン分解触媒1と同様に、実験装置10による分解確認試験を行った。尚、図9は、被処理流体中のベンゼンの濃度を300ppm、空間速度SVを12000h−1とした場合の、反応温度とベンゼンの分解率との関係を示している。また、この分解確認試験は、ベンゼン分解性能をより確実に比較するため、ベンゼン分解触媒1に担持される白金ナノ粒子2と、市販の白金触媒とが同等の密度となる条件の下で行っている。
前述した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更、改良されると共に、本発明にはその等価物も含まれる。
Claims (2)
- ベンゼンを触媒燃焼して分解するベンゼン分解触媒であって、
平均粒子径が2.5nmである白金ナノ粒子を含む触媒成分と、
酸素を吸蔵するとともに放出する酸素吸蔵物質であるCeO2-ZrO2と、
前記触媒成分及び前記酸素吸蔵物質を担持する多孔質物質であるAl2O3と、
前記多孔質物質が表面にコーティングされる1枚の基材と、
を備え、
前記基材は、平板シート状のベース部と、前記ベース部の表面から立ち上がった複数の突出片とを含み、
前記ベース部は、短尺辺と長尺辺とを有する矩形帯状であり、
前記1枚の基材は、一方の前記短尺辺を中心として、基材の間隔が前記突出片の高さ以上となるように螺旋状に巻回された円柱形状に設けられており、
前記突出片は、前記円柱形状の周方向と軸方向にそれぞれ複数列に並ぶように配列されると共に、前記円柱形状の周方向に沿った辺で折曲げられて立ち上がっていることを特徴とするベンゼン分解触媒。 - 平均粒子径が2.5nmである白金ナノ粒子を含む触媒成分と、酸素を吸蔵するとともに放出する酸素吸蔵物質であるCeO2-ZrO2と、前記触媒成分及び前記酸素吸蔵物質を担持する多孔質物質であるAl2O3と、前記多孔質物質が表面にコーティングされる1枚の基材と、を備え、前記基材は、平板シート状のベース部と、前記ベース部の表面から立ち上がった複数の突出片とを含んでおり、前記ベース部は、短尺辺と長尺辺とを有する矩形帯状であり、前記1枚の基材は、一方の前記短尺辺を中心として、基材の間隔が前記突出片の高さ以上となるように螺旋状に巻回された円柱形状に設けられており、前記突出片は、前記円柱形状の周方向と軸方向にそれぞれ複数並ぶように配列されると共に、前記円柱形状の周方向に沿った辺で折曲げられて立ち上がっているベンゼン分解触媒を用いたベンゼン分解方法であって、
前記ベンゼン分解触媒に、ベンゼンを含む被処理流体を流通させ、140〜200℃の反応温度で前記ベンゼンの95%以上を分解することを特徴とするベンゼン分解方法。
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