JP6192090B2 - Method for producing porous body - Google Patents

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本発明は、自動車や化学工場から排出されるガス中に含まれる揮発性有機物質を燃焼触媒法によって分解する際に用いる多孔体を含む揮発性有機ガス分解用フィルタを製造するための有用な方法、および揮発性有機ガス分解用フィルタに関するものである。   The present invention is a useful method for producing a filter for decomposing volatile organic gas containing a porous material used when decomposing a volatile organic substance contained in a gas discharged from an automobile or a chemical factory by a combustion catalyst method. And a volatile organic gas decomposition filter.

自動車や化学工場から排出されるガス中には、トルエン、酢酸エチル、イソプロパノール等、各種の揮発性有機物質(VOC:volatile organic compounds)が含まれており、人体に影響のある浮遊粒子状物質や光化学オキシダントの原因となる。このようなVOCの多くは、大気汚染防止法によってその排出量が規制され、様々なVOC排出削減の取り組みが行なわれている。   Gases emitted from automobiles and chemical factories contain various volatile organic compounds (VOC) such as toluene, ethyl acetate, isopropanol, and so on. Causes photochemical oxidants. Many of these VOCs have their emissions regulated by the Air Pollution Control Act, and various efforts to reduce VOC emissions are being made.

ガス中の有害成分の分解方法としては、燃焼法(直接燃焼法、触媒燃焼法)、吸着法、プラズマ分解法、光触媒法等、様々な方法が知られている。これらの方法のうち、燃焼法は、基本的に対象とするガスを加熱・燃焼させることによって有害成分を分解除去する方法である。   Various methods such as a combustion method (direct combustion method, catalytic combustion method), an adsorption method, a plasma decomposition method, and a photocatalytic method are known as methods for decomposing harmful components in gas. Of these methods, the combustion method is basically a method of decomposing and removing harmful components by heating and burning a target gas.

この燃焼法は、直接燃焼法、触媒燃焼法に大別される。直接燃焼法は、対象とするガス中成分を約800℃以上の高温雰囲気で直接的に加熱分解するものである。しかしながら、この方法では、有害成分を分解するための装置が大型化するばかりか、窒素化合物が生成する懸念がある。   This combustion method is roughly classified into a direct combustion method and a catalytic combustion method. The direct combustion method directly heats and decomposes a target gas component in a high temperature atmosphere of about 800 ° C. or higher. However, in this method, there is a concern that not only the apparatus for decomposing harmful components is enlarged, but also nitrogen compounds are generated.

これに対し触媒燃焼法では、触媒を用いることによって、比較的低温の加熱(例えば500℃以下)であっても分解が進行するので、窒素化合物が生成することがなく、直接燃焼法を実施する装置と比べて小規模になるという利点がある。また、吸着剤を用いた吸着法での吸着剤の交換頻度よりも、触媒燃焼法における触媒の交換頻度が低いという利点もある。   On the other hand, in the catalytic combustion method, by using a catalyst, decomposition proceeds even at relatively low temperature heating (for example, 500 ° C. or less), so that a nitrogen compound is not generated and the direct combustion method is performed. There is an advantage that it becomes smaller than the device. There is also an advantage that the replacement frequency of the catalyst in the catalytic combustion method is lower than the replacement frequency of the adsorbent in the adsorption method using the adsorbent.

これまでの触媒燃焼法で用いられている触媒は、基本的に高価な貴金属元素が用いられており、こうした元素を、ゼオライトやジルコニアを主成分とする担体に担持させたものが一般的である。このような技術として、例えば特許文献1には、「白金族元素を少なくとも1種以上含有した金属酸化物を前段に、白金族元素を少なくとも1種以上含有した金属酸化部およびゼオライトの混合物を後段に配置した有機化合物燃焼除去触媒。」につい
て開示されている。
Catalysts used in conventional catalytic combustion methods basically use expensive noble metal elements, and these elements are generally supported on a support mainly composed of zeolite or zirconia. . As such a technique, for example, Patent Document 1 discloses that “a metal oxide containing at least one platinum group element at the front stage and a mixture of a metal oxide part containing at least one platinum group element and a zeolite at the rear stage. The organic compound combustion removal catalyst arranged in the above.

しかしながら、上記のような触媒では、高価な金属元素を含有するものであるので、コストが高くなるばかりか、触媒使用後に再利用することは困難な状況である。また、触媒として使用した後に、使用済み触媒をそのまま廃棄することは環境に悪影響を及ぼすことになる。   However, since the catalyst as described above contains an expensive metal element, the cost becomes high and it is difficult to reuse the catalyst after using the catalyst. Further, discarding the used catalyst as it is after being used as a catalyst has an adverse effect on the environment.

触媒を用いてガスを処理する方法として、光触媒を用いる方法(光触媒法)も知られている。この方法は、光触媒作用を有する金属酸化物を利用して、加熱することなくガスを処理するものである。このような技術で用いる光触媒として、例えば特許文献2には、「光触媒作用を有する金属酸化物および抗菌性を有する金属イオンがアパタイト結晶構造中に組み込まれている光触媒アパタイトからなる光触媒アパタイト組成物。」が開示されている。   As a method of treating a gas using a catalyst, a method using a photocatalyst (photocatalytic method) is also known. This method uses a metal oxide having a photocatalytic action to treat a gas without heating. As a photocatalyst used in such a technique, for example, Patent Document 2 discloses “a photocatalytic apatite composition comprising a photocatalytic apatite in which a metal oxide having a photocatalytic action and a metal ion having antibacterial properties are incorporated in an apatite crystal structure. Is disclosed.

一方、環境への影響を考慮し、水酸アパタイトを触媒として用いる技術も提案されている。こうした技術として、例えば特許文献3には、「トリクロロエチレンガスまたはテトラクロロエチレンガスを水酸アパタイトと加熱状態で接触反応させるトリクロロエチレンガスまたはテトラクロロエチレンガスの分解除去方法。」が提案されている。この技術は、基本的にトリクロロエチレンやテトラクロロエチレン等の有機系塩素化合物を除去するための技術であり、VOCに対する除去効果については確認されていない。   On the other hand, in consideration of the influence on the environment, a technique using hydroxyapatite as a catalyst has also been proposed. As such a technique, for example, Patent Document 3 proposes “a method for decomposing and removing trichloroethylene gas or tetrachloroethylene gas in which trichloroethylene gas or tetrachloroethylene gas is contacted with hydroxyapatite in a heated state”. This technique is basically a technique for removing organic chlorine compounds such as trichlorethylene and tetrachloroethylene, and its removal effect on VOC has not been confirmed.

また、水酸アパタイトに関する技術として、下水汚泥焼却灰から回収されたリン資源を有効利用することが報告されている(例えば、非特許文献1)。この文献では、下水汚泥焼却灰には、水酸アパタイトとリン酸水素カルシウムが含まれることが開示されており、これらの物質の有効な再利用が期待されている。   In addition, as a technique related to hydroxyapatite, it has been reported that phosphorus resources recovered from sewage sludge incineration ash are effectively used (for example, Non-Patent Document 1). In this document, it is disclosed that sewage sludge incineration ash contains hydroxyapatite and calcium hydrogen phosphate, and effective reuse of these substances is expected.

ところで触媒を用いてガスを処理する場合には、使用する触媒の性状として、粉体では取り扱いが難しいという問題がある。また、処理ガスとの接触効率が悪く、ガス浄化能力にも問題がある。こうしたことから、多孔体に成形した触媒の実現が望まれている。しかしながら、VOCを効果的に分解除去できるような多孔体は実現できていないのが実状である。   By the way, when processing a gas using a catalyst, there exists a problem that handling with a powder is difficult as a property of the catalyst to be used. Further, the contact efficiency with the processing gas is poor, and there is a problem in the gas purification ability. For these reasons, realization of a catalyst formed into a porous body is desired. However, the actual situation is that a porous body capable of effectively decomposing and removing VOC has not been realized.

一方、セラミックス焼成体を製造する方法として、いわゆるゲルキャスティング成形法が知られている。この方法は、有機モノマー(重合性樹脂)水溶液にセラミックス粒子を分散させてスラリーとし、このスラリーを型に流し込み、有機モノマーの重合反応を進行させてセラミックス粒子を含んだ湿潤ポリマーゲル状の成形体を得る方法である。そして、この成形体を乾燥、焼成することによって、セラミックス焼成体を得ることができる。   On the other hand, as a method for producing a ceramic fired body, a so-called gel casting molding method is known. In this method, ceramic particles are dispersed in an organic monomer (polymerizable resin) aqueous solution to form a slurry, the slurry is poured into a mold, and a polymerization reaction of the organic monomer proceeds to form a wet polymer gel-like molded body containing ceramic particles. Is the way to get. And a ceramic fired body can be obtained by drying and firing this molded body.

こうしたゲルキャスティング成形法を応用した技術として、例えば特許文献4には、「セラミックス、モノマーおよび架橋剤並びに金属源をイオン、キレート、およびミセルの状態で溶解させた溶液を混合したスラリーを作製して型に入れ、これに開示剤および触媒を加えゲル状にした成型物を型から出し、乾燥させ、更に還元焼成を行う」ことによって、金属内包型導電性セラミックスを製造する方法が提案されている。   As a technique applying such a gel casting molding method, for example, Patent Document 4 discloses that “a slurry in which a ceramic, a monomer, a crosslinking agent, and a metal source are dissolved in an ion, chelate, and micelle state is mixed. A method for producing a metal-encapsulated conductive ceramic is proposed by placing in a mold, adding a disclosure agent and a catalyst to the mold, taking out the molded product from the mold, drying, and performing reduction firing. .

特開2001−219058号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-219058 特開2007−260587号公報JP 2007-260587 A 特公平6−59386号公報Japanese Examined Patent Publication No. 6-59386 特開2007−153646号公報JP 2007-153646 A

岐阜県保健環境研究所報 第18号(2010) 第13〜17頁Gifu Prefectural Institute of Public Health and Environment No. 18 (2010) pp. 13-17

本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、ゲルキャスティング成形法を応用し、揮発性有機物質を含むガスを効率良く分解できる触媒として適用できる多孔体を製造するための有用な方法、およびこうした多孔体を用いた揮発性有機ガス分解用フィルタを提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the above-mentioned circumstances, and its purpose is to apply a gel casting molding method, and to apply a porous body that can be applied as a catalyst capable of efficiently decomposing a gas containing a volatile organic substance. It is an object of the present invention to provide a useful method for producing a volatile organic gas decomposition filter using such a porous body.

上記目的を達成することのできた本発明の多孔体の製造方法とは、水酸アパタイト粉末、分散剤、水、架橋剤、重合性樹脂、重合開始剤およびアニオン性界面活性剤を添加して泡沫状スラリーを調製した後、乾燥および焼成して多孔体を製造することを特徴とする。   The method for producing a porous body of the present invention that has achieved the above object includes adding a hydroxyapatite powder, a dispersant, water, a crosslinking agent, a polymerizable resin, a polymerization initiator, and an anionic surfactant to a foam. It is characterized in that a porous body is produced by preparing a slurry and drying and firing.

本発明方法で用いる水酸アパタイト粉末としては、CaとPのモル比(Ca/P)が1.67〜2.50のものが好ましいものとして挙げられる。また本発明で用いる分散剤としては、ポリカルボン酸系界面活性剤、架橋剤としてはポリビニルアルコール、重合性樹脂としては水溶性エポキシ樹脂、等が好ましいものとして挙げられる。更に、本発明で用いる重合開始剤としては、トリエチルテトラミンが好ましいものとして挙げられる。   Preferred examples of the hydroxyapatite powder used in the method of the present invention include those having a molar ratio of Ca to P (Ca / P) of 1.67 to 2.50. Examples of the dispersant used in the present invention include polycarboxylic acid surfactants, polyvinyl alcohol as a crosslinking agent, and water-soluble epoxy resin as a polymerizable resin. Furthermore, as a polymerization initiator used in the present invention, triethyltetramine is preferable.

本発明方法によって得られる多孔体は、揮発性有機ガスを効果的に分解できる揮発性有機ガス分解用フィルタの素材として有用である。また揮発性有機ガス分解用フィルタとして用いる場合には、多孔体の平均気孔率は65〜95体積%であることが好ましい。   The porous body obtained by the method of the present invention is useful as a material for a filter for decomposing volatile organic gas that can effectively decompose volatile organic gas. Moreover, when using as a filter for volatile organic gas decomposition | disassembly, it is preferable that the average porosity of a porous body is 65-95 volume%.

本発明では、粉末、分散剤、水、架橋剤、重合性樹脂、重合開始剤およびアニオン性界面活性剤を添加して気泡させた泡沫状スラリーを調製した後、乾燥および焼成して多孔体を製造するようにしたので、揮発性有機ガス分解用フィルタとして有用な多孔体が得られる。   In the present invention, a foamed slurry is prepared by adding a powder, a dispersant, water, a crosslinking agent, a polymerizable resin, a polymerization initiator and an anionic surfactant, and then dried and fired to obtain a porous body. Since it was manufactured, a porous body useful as a volatile organic gas decomposition filter can be obtained.

実施例1で得られた各試料における光学顕微鏡による気孔観察像を示す図面代用顕微鏡写真である。4 is a drawing-substituting micrograph showing a pore observation image by an optical microscope in each sample obtained in Example 1. FIG. 実施例1で得られた各試料におけるX線CTスキャンによる気孔観察像を示す図面代用顕微鏡写真である。3 is a drawing-substituting micrograph showing a pore observation image by X-ray CT scan in each sample obtained in Example 1. FIG. 図2に示した気孔観察像を用いた気孔径の分布測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the distribution measurement result of a pore diameter using the pore observation image shown in FIG. 実施例1で得られた各試料A〜Cにおける気体流量(リットル/分)と差圧ΔP(kPa)の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the gas flow rate (liter / min) and differential pressure (DELTA) P (kPa) in each sample AC obtained in Example 1. FIG. 各試料A〜Cに流した気体の流速(気体流速v:m/秒)と圧力降下(試料長さ当たりの圧力降下量:ΔP/L)の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the flow velocity (gas flow velocity v: m / sec) of the gas which flowed to each sample AC, and a pressure drop (pressure drop amount per sample length: (DELTA) P / L). 試料A〜Cにおいて求められたDarcy透過率K1および非Darcy透過率K2と、気孔率との関係を示すグラフである。And Darcy permeability K 1 and non-Darcy permeability K 2 determined in samples A through C, is a graph showing the relationship between the porosity. アニオン性界面活性剤を用いて製造した多孔体(試験No.6相当品)の気孔観察像を示す図面代用顕微鏡写真である。It is a drawing-substituting micrograph showing a pore observation image of a porous body (test No. 6 equivalent product) produced using an anionic surfactant. 両性界面活性剤を用いて製造した多孔体の気孔観察像を示す図面代用顕微鏡写真である。It is a drawing-substituting micrograph showing a pore observation image of a porous body produced using an amphoteric surfactant. ノニオン性界面活性剤を用いて製造した多孔体の気孔観察像を示す図面代用顕微鏡写真である。It is a drawing-substituting micrograph showing a pore observation image of a porous body produced using a nonionic surfactant.

本発明者らは、触媒燃焼法によってVOCを効率的に分解できる方法についてかねてより研究を進めてきた。その研究の一環として、触媒燃焼法で用いる触媒として水酸アパタイトを用いれば、触媒燃焼法によってVOCを効率的に分解できることを見出し、同一出願人によって先に出願している(特願2012−055125号)。この技術では、触媒燃焼法で用いる触媒として水酸アパタイトを用いることによって、VOCを効率的に分解できることを示している。   The present inventors have been further researching on a method capable of efficiently decomposing VOC by a catalytic combustion method. As part of the research, it has been found that if hydroxyapatite is used as a catalyst used in the catalytic combustion method, VOC can be efficiently decomposed by the catalytic combustion method, and the same applicant filed earlier (Japanese Patent Application No. 2012-055125). issue). This technique shows that VOC can be efficiently decomposed by using hydroxyapatite as a catalyst used in the catalytic combustion method.

本発明者らは、上記技術が完成された後においても、揮発性有機ガスを効果的に分解できる揮発性有機ガス分解用フィルタの素材として有用な多孔体を得るための方法について更に検討を進めた。   The present inventors have further studied a method for obtaining a porous material useful as a material for a filter for decomposing volatile organic gas that can effectively decompose volatile organic gas even after the above-described technology is completed. It was.

揮発性有機ガス分解用フィルタの素材としての多孔体に要求される特性は、できるだけ高い気孔率を有することが必要である。また水酸アパタイト粉末を原料として、ゲルキャスティン成形法を適用し多孔体を製造するに際しては、スラリー中に添加される水酸アパタイト粉末はできるだけ多くして、スラリー中で均等に分散した状態とする必要がある。また、多孔体を製造するには、スラリー中に多数の気泡を発生させる必要がある。   The characteristics required of a porous body as a material for a volatile organic gas decomposition filter are required to have as high a porosity as possible. In addition, when producing a porous body using a hydroxyapatite powder as a raw material and applying a gel cast molding method, the amount of the hydroxyapatite powder added to the slurry is increased as much as possible so that it is uniformly dispersed in the slurry. There is a need. In order to produce a porous body, it is necessary to generate a large number of bubbles in the slurry.

こうした着想の下で、多孔体を製造するための製造条件について様々な角度から検討した。その結果、水酸アパタイト粉末、水(分散媒)、架橋剤、重合性樹脂、重合開始剤を基本成分としてスラリーを調製するに際して、分散剤を添加して水酸アパタイト粉末を適切に分散させると共に、アニオン性界面活性剤を添加して発泡させて、泡沫状スラリーを調製すれば、希望する特性を発揮できる多孔体が製造できることを見出し、本発明を完成した。   Under such an idea, manufacturing conditions for manufacturing a porous body were examined from various angles. As a result, when preparing a slurry using a hydroxyapatite powder, water (dispersion medium), a crosslinking agent, a polymerizable resin, and a polymerization initiator as basic components, a dispersant is added to appropriately disperse the hydroxyapatite powder. The present inventors have found that a porous body capable of exhibiting desired properties can be produced by adding a foamed slurry by adding an anionic surfactant and foaming, thereby completing the present invention.

本発明用いる原料成分は、水酸アパタイト粉末、分散剤、架橋剤、重合性樹脂、重合開始剤およびアニオン性界面活性剤であり、これらを水に添加することによって、スラリーとする。   The raw material components used in the present invention are a hydroxyapatite powder, a dispersant, a crosslinking agent, a polymerizable resin, a polymerization initiator, and an anionic surfactant, and these are added to water to form a slurry.

水酸アパタイト粉末は、水酸アパタイトと水酸化カルシウムの複合体である。この水酸アパタイト粉末は、一般式[Ca10(HPO46(OH)2]で示され化合物である。この水酸アパタイト粉末は、製造方法等の条件の違いによって、CaとPのモル比(Ca/P)が1.55〜2.5の範囲で様々異なるものが生成することは知られている。 Hydroxyapatite powder is a complex of hydroxyapatite and calcium hydroxide. This hydroxyapatite powder is a compound represented by the general formula [Ca 10 (HPO 4 ) 6 (OH) 2 ]. It is known that this hydroxyapatite powder is produced in various ways with a molar ratio of Ca and P (Ca / P) in the range of 1.55 to 2.5 depending on the conditions such as the production method. .

水酸アパタイト粉末におけるCaとPのモル比(Ca/P)は、化学量論的には1.67程度となる。触媒燃焼法でVOCを分解するために用いる触媒として好ましい水酸アパタイトは、CaとPのモル比(Ca/P)が1.67〜2.50のものである。このモル比(Ca/P)は、1.71〜2.50であることがより好ましい。但し、上記モル比(Ca/P)が、2.50を超えると、水酸アパタイトとしての結晶構造を維持できず、触媒としての機能を発揮しにくくなる。   The molar ratio of Ca to P (Ca / P) in the hydroxyapatite powder is about 1.67 stoichiometrically. Hydroxyapatite preferable as a catalyst used for decomposing VOC by the catalytic combustion method has a molar ratio of Ca to P (Ca / P) of 1.67 to 2.50. The molar ratio (Ca / P) is more preferably 1.71 to 2.50. However, when the molar ratio (Ca / P) exceeds 2.50, the crystal structure as the hydroxyapatite cannot be maintained, and the function as the catalyst is hardly exhibited.

水酸アパタイト粉末は、スラリー中の分散性を考慮すれば、平均粒径が100nm程度以下のものが好ましい。また、水酸アパタイト粉末のスラリー中への配合割合(体積割合)は、スラリー全体に対して5.0〜50体積%程度が好ましく、より好ましくは25〜45体積%程度である。尚、水酸アパタイト粉末をより微細化するためには、ボールミルで粉砕する方法が挙げられる。   The hydroxyapatite powder preferably has an average particle size of about 100 nm or less in consideration of dispersibility in the slurry. Further, the mixing ratio (volume ratio) of the hydroxyapatite powder in the slurry is preferably about 5.0 to 50% by volume, more preferably about 25 to 45% by volume with respect to the whole slurry. In order to further refine the hydroxyapatite powder, a method of pulverizing with a ball mill can be used.

本発明で用いる分散剤は、水酸アパタイト粉末のスラリー中での分散を良好なものとする。こうした分散剤としては、ポリカルボン酸系界面活性剤が好ましいものとして挙げられる。具体的には、「セレナ D−305」(商品名:中京油脂株式会社製)が挙げられる。分散剤の配合量は、水酸アパタイト粉末100質量部に対して0.5〜20質量部程度であることが好ましい(より好ましくは2.0〜10質量部程度)。   The dispersant used in the present invention has good dispersion in the slurry of the hydroxyapatite powder. As such a dispersant, a polycarboxylic acid surfactant is preferably used. Specifically, “Serena D-305” (trade name: manufactured by Chukyo Yushi Co., Ltd.) can be mentioned. The amount of the dispersing agent is preferably about 0.5 to 20 parts by mass (more preferably about 2.0 to 10 parts by mass) with respect to 100 parts by mass of the hydroxyapatite powder.

本発明で用いる架橋剤は、重合性樹脂を架橋させるためのものであり、例えばポリビニルアルコールが好ましいものとして挙げられ、具体的には、「ポリビニルアルコール(重合度約500)」(商品名:和光純薬株式会社製)が挙げられる。架橋剤の配合量は、重合性樹脂100質量部に対して0.05〜2.0質量部程度であることが好ましい(より好ましくは0.2〜1.0質量部程度)。   The crosslinking agent used in the present invention is for crosslinking a polymerizable resin. For example, polyvinyl alcohol is preferable, and specifically, “polyvinyl alcohol (degree of polymerization: about 500)” (trade name: Japanese) Kojun Yakuhin Co., Ltd.). The amount of the crosslinking agent is preferably about 0.05 to 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable resin (more preferably about 0.2 to 1.0 part by mass).

重合性樹脂は、多孔体の骨格を形成するものであり、水溶性エポキシ樹脂が好ましいものとして挙げられる。尚、この「水溶性」とは、「水分散性」をも含む意味である。こうした水溶性エポキシ樹脂としては、具体的には、「デコナール EX−1410」(商品名:ナガセケムテックス株式会社製)が挙げられる。重合性樹脂の配合量は、スラリー全体に対して0.5〜20体積%程度であることが好ましい(より好ましくは2.0〜10体積%程度)。   The polymerizable resin forms a porous skeleton, and a water-soluble epoxy resin is preferable. The term “water-soluble” means “water dispersibility”. Specific examples of such water-soluble epoxy resins include “Deconal EX-1410” (trade name: manufactured by Nagase ChemteX Corporation). It is preferable that the compounding quantity of polymeric resin is about 0.5-20 volume% with respect to the whole slurry (more preferably about 2.0-10 volume%).

重合開始剤は、重合性樹脂の重合を開始させるためのものであり、例えばトリエチルテトラミン(TETA)が挙げられる。   The polymerization initiator is for initiating polymerization of the polymerizable resin, and examples thereof include triethyltetramine (TETA).

本発明では、スラリー中に気泡を発生させて、泡沫状スラリーを調製する必要があるが、そのためには、アニオン性界面活性剤をスラリー中に配合させる必要がある。このアニオン性界面活性剤を用いることによって、スラリー中に大きな径の気泡を多数発生させて泡沫状スラリーとすることができる。その結果、最終的に得られる多孔体の平均気孔率や気孔径を大きくすることができる。これに対して、ノニオン性界面活性剤や両性界面活性剤を用いた場合には、気泡を発生が不十分となり、平均気孔率や気孔径を大きくした多孔体を得ることができない(後記実施例3参照)。   In the present invention, it is necessary to prepare a foamy slurry by generating bubbles in the slurry. For this purpose, it is necessary to add an anionic surfactant to the slurry. By using this anionic surfactant, a large number of bubbles having a large diameter can be generated in the slurry to form a foamy slurry. As a result, the average porosity and pore diameter of the finally obtained porous body can be increased. On the other hand, when a nonionic surfactant or an amphoteric surfactant is used, bubbles are not sufficiently generated, and a porous body with an increased average porosity or pore diameter cannot be obtained (Examples described later). 3).

本発明で用いるアニオン性界面活性剤としては、具体的には「ラテムル AD−25」(商品名:花王株式会社製)が挙げられる。アニオン性界面活性剤の配合量は、スラリー全体に対して0.2〜5.0質量%程度であることが好ましい(より好ましくは0.5〜3.0質量%程度)。   Specific examples of the anionic surfactant used in the present invention include “Latemul AD-25” (trade name: manufactured by Kao Corporation). It is preferable that the compounding quantity of an anionic surfactant is about 0.2-5.0 mass% with respect to the whole slurry (more preferably about 0.5-3.0 mass%).

尚、泡沫状スラリーを調製するときの配合原料の添加順序については何ら限定するものではないが、要するに重合性樹脂の固化(重合)が終了するめでに、スラリー中に気泡が発生するように、アニオン性界面活性剤の添加時期を調整すれば良い。また、アニオン性界面活性剤を添加する前に、原料粉末中に存在していた気体をスラリー中から除去するという観点から(粉末の分散性が良好になる)、スラリーの脱気を行うことも好ましい。   In addition, the order of addition of the compounding raw materials when preparing the foamy slurry is not limited at all, but in short, in order to complete the solidification (polymerization) of the polymerizable resin, bubbles are generated in the slurry, What is necessary is just to adjust the addition time of an anionic surfactant. In addition, before adding the anionic surfactant, the slurry may be deaerated from the viewpoint of removing the gas existing in the raw material powder from the slurry (powder dispersibility becomes good). preferable.

上記のようにして調整した泡沫状スラリーを、乾燥および焼成することによって多孔体を製造することができる。このときの乾燥条件および焼成条件については、常法に従えば良い。このようにして得られる多孔体は、揮発性有機ガスを効果的に分解できる揮発性有機ガス分解用フィルタの素材として有用である。またこの多孔体の平均気孔率は、65〜95体積%であるものが、揮発性有機ガス分解用フィルタの素材とし最適である。   A porous body can be produced by drying and firing the foamy slurry prepared as described above. What is necessary is just to follow a conventional method about the drying conditions and baking conditions at this time. The porous body thus obtained is useful as a material for a volatile organic gas decomposition filter that can effectively decompose volatile organic gas. An average porosity of the porous body is 65 to 95% by volume, which is optimal as a material for a volatile organic gas decomposition filter.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be appropriately modified within a range that can meet the purpose described above and below. Of course, it is possible to implement them, and they are all included in the technical scope of the present invention.

(実施例1)
Ca/Pモル比が1.67の水酸アパタイト粉末(「HAP−100」商品名:太平化学産業株式会社製)を使用し、分散媒を蒸留水としてゲルキャスティング成形用スラリーの調製を行った。このとき重合性モノマー(ゲル化剤)は、水溶性エポキシ樹脂モノマー(「デコナール EX−1410」商品名:ナガセケムテックス株式会社製)、架橋剤に平均分子量約500のポリビニルアルコール(「ポリビニルアルコール(重合度約500)」商品名:和光純薬株式会社製)、重合開始剤にトリエチルテトラミン(TETA)を使用した。また分散剤としては、ポリカルボン酸系界面活性剤(「セルナ D−305」商品名:中京油脂株式会社製)を用いた。このときの原料成分の配合割合(質量%および体積%)を下記表1に示す。
Example 1
Using a hydroxyapatite powder having a Ca / P molar ratio of 1.67 (“HAP-100”, trade name: Taihei Chemical Sangyo Co., Ltd.), a slurry for gel casting was prepared using distilled water as a dispersion medium. . At this time, the polymerizable monomer (gelling agent) was a water-soluble epoxy resin monomer (“Deconal EX-1410”, trade name: manufactured by Nagase ChemteX Corporation), a crosslinking agent with a polyvinyl alcohol having an average molecular weight of about 500 (“polyvinyl alcohol ( The degree of polymerization was about 500) "trade name: Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and triethyltetramine (TETA) was used as the polymerization initiator. As the dispersant, a polycarboxylic acid surfactant (“Celna D-305”, trade name: manufactured by Chukyo Yushi Co., Ltd.) was used. The mixing ratio (mass% and volume%) of the raw material components at this time is shown in Table 1 below.

ポリカルボン酸系界面活性剤(分散剤)を蒸留水に溶解させた後、水酸アパタイト粉末を投入し、ボールミルによって混練した。1kgのスラリーを調製するに当たり、ポリスチレン樹脂製の容量1リットルの容器を用い、水酸アパタイト粉末と同質量の直径5mmジルコニアボール(613g)と、直径25mmのジルコニアボール5個を投入し、回転数を60rpmとして混練した。水酸アパタイト粉末の投入は4回に分けて行い、1回目で全質量の1/2を、2回目は全質量の1/4を、3、4回目は夫々全質量の1/8となる分量を投入した。水酸アパタイト粉末の各分量投入後は、30分間ボールミル混練を行った後に、次の分量の投入を行った。また水酸アパタイト粉末を全量投入した後には、12時間の混練を行った。次に、ポリビニルアルコールを加え、1時間混練した後、重合性モノマー(ゲル化剤)を加え、更に30分の撹拌を行った。   A polycarboxylic acid surfactant (dispersant) was dissolved in distilled water, and then a hydroxyapatite powder was added and kneaded by a ball mill. In preparing a 1 kg slurry, a 5 liter diameter zirconia ball (613 g) having the same mass as a hydroxyapatite powder and 5 zirconia balls having a diameter of 25 mm were charged in a 1 liter container made of polystyrene resin. Was kneaded at 60 rpm. The hydroxyapatite powder is charged in four times, the first time being 1/2 of the total mass, the second time being 1/4 of the total mass, and the third time being 1/8 of the total mass. The amount was charged. After each amount of the hydroxyapatite powder was charged, the next amount was charged after ball mill kneading for 30 minutes. Further, after the entire amount of the hydroxyapatite powder was charged, the kneading was performed for 12 hours. Next, after adding polyvinyl alcohol and kneading for 1 hour, a polymerizable monomer (gelator) was added, and stirring was further performed for 30 minutes.

得られたスラリーから自公転式攪拌機により脱気した後、296.4gを分取し、アニオン性界面活性剤(「ラテムル AD−25」商品名:花王株式会社製)と、重合開始剤としてのトリエチルテトラミン(TETA)3.56gを加え、ハンドミキサーで撹拌して、スラリー中に気泡を発生させ、気泡含有スラリー(泡沫状スラリー)を調製した。このときアニオン性界面活性剤の添加量を0.3g(試料A)、1.0g(試料B)0.7g(試料C)と変えることで、3種類の気泡含有スラリーを調製した。   After deaeration from the resulting slurry with a self-revolving stirrer, 296.4 g was collected, an anionic surfactant ("Latemul AD-25", trade name: manufactured by Kao Corporation), and a polymerization initiator 3.56 g of triethyltetramine (TETA) was added and stirred with a hand mixer to generate bubbles in the slurry to prepare a bubble-containing slurry (foam slurry). At this time, three types of bubble-containing slurries were prepared by changing the amount of the anionic surfactant added to 0.3 g (sample A) and 1.0 g (sample B) 0.7 g (sample C).

気泡含有スラリーを、塩化ビニール製の型(内径25mmφ×長さ20mmの円筒形)に流し込み、40℃にて24時間静置した後、固化(重合)の完了を確認してから型より取り出した。得られた成形体を、恒温恒湿槽内にて、温度を25℃の一定とし、湿度を90%から50%まで12時間毎に10%ずつ低下させながら乾燥させた。その後、乾燥後の成形体を、大気雰囲気下、1000℃で焼成して多孔体を得た。   The foam-containing slurry was poured into a vinyl chloride mold (cylindrical shape with an inner diameter of 25 mmφ × length of 20 mm), allowed to stand at 40 ° C. for 24 hours, and then taken out from the mold after confirming the completion of solidification (polymerization). . The obtained molded body was dried in a constant temperature and humidity chamber while keeping the temperature constant at 25 ° C. and decreasing the humidity from 90% to 50% by 10% every 12 hours. Thereafter, the dried molded body was fired at 1000 ° C. in an air atmosphere to obtain a porous body.

得られた多孔体(試料A〜C)を切削し、直径19mmφの円柱状(長さ20mm)に加工して特性評価用試料とした。この試料を用い、下記の方法によって気孔率の測定および気孔形状の観察を行うと共に、気体透過率の測定を行った。   The obtained porous body (samples A to C) was cut and processed into a cylindrical shape (length 20 mm) having a diameter of 19 mmφ to obtain a sample for characteristic evaluation. Using this sample, the porosity was measured and the pore shape was observed by the following method, and the gas permeability was measured.

(気孔率および気孔の平均径の測定)
光学顕微鏡およびX線CTスキャン装置「inspeXio SMX−90CT」(商品名:株式会社島津製作所製)を用いて撮像した画像により、気孔形状の観察および気孔径分布の測定を行った。このとき画像解像度を5μm/pixとし、直径が20μm以上の気孔について測定を行い、気孔率および気孔の平均径を算出した。尚、気孔の平均径は、気孔サイズ(面積)の小さいものから、気孔数をカウントしたときに、気孔数が全体の50%(面積基準積算頻度が50%)に相当するときの気孔の径(メディアン径:以下「D50」と記載することがある)を意味する。
(Measurement of porosity and average pore diameter)
The pore shape was observed and the pore diameter distribution was measured with an image taken using an optical microscope and an X-ray CT scanning apparatus “inspexIO SMX-90CT” (trade name: manufactured by Shimadzu Corporation). At this time, the image resolution was 5 μm / pix, the pores having a diameter of 20 μm or more were measured, and the porosity and the average pore diameter were calculated. The average diameter of the pores is the one having a small pore size (area), and the pore diameter when the number of pores corresponds to 50% of the whole (area standard integrated frequency is 50%) when the number of pores is counted. (Median diameter: hereinafter sometimes referred to as “D50”).

(気体透過率の測定)
気体(高純度窒素)の流量をマスフローコントローラーにより変化させ、試料の長さ方向(20mm)に流したときの差圧を測定した。試料形状と測定項目を下記表2に示す。
(Measurement of gas permeability)
The flow rate of gas (high purity nitrogen) was changed by a mass flow controller, and the differential pressure when flowing in the length direction (20 mm) of the sample was measured. The sample shape and measurement items are shown in Table 2 below.

各試料における光学顕微鏡による気孔観察像を、図1(a)〜(c)に示す。またX線CTスキャンによる気孔観察像を、図2(a)〜(c)に示す[(a)〜(c)は、夫々試料A〜Cに対応している]。   Pore observation images by an optical microscope in each sample are shown in FIGS. Moreover, the pore observation image by X-ray CT scan is shown to Fig.2 (a)-(c) [(a)-(c) respond | corresponds to sample AC respectively].

この結果から明らかなように、試料ごとに明確な気孔構造の違いが確認できる。図2に示した気孔観察像を用いた気孔径の分布測定結果を図3に示す。また、各試料A〜Cにおいて、気孔率と気孔径分布測定から得られた気孔の平均径(気孔径:D50)の値を、気孔率(体積%)と共に下記表3に示す。   As is clear from this result, a clear difference in pore structure can be confirmed for each sample. FIG. 3 shows the results of pore size distribution measurement using the pore observation image shown in FIG. Moreover, in each sample AC, the value of the average diameter (pore diameter: D50) of the porosity obtained from the porosity and the pore diameter distribution measurement is shown in Table 3 below together with the porosity (volume%).

これらの結果から、次の様に考察できる。試料Aは、中程度の気孔率、気孔径(D50)を示し、他の試料Bや試料Cよりもやや広い気孔径分布を示している。また試料Bが最も気孔率、気孔径とも大きくなっており、試料Cはどちらも最小となっている。即ち、気孔率は、スラリーの調製段階で導入した気泡の量に依存することになり、アニオン性界面活性剤の添加量の増減および攪拌時間によって気泡量を制御することによって、異なる気孔率の試料(多孔体)とすることができる。スラリーのゲル化過程においては、複数の気泡が集まって一つになることによって、気泡径は大きくなっていく。高い気孔率ほど気泡の集まりが起きやすいため、試料Bが最も大きい気孔径(D50)となったものと考えられる。   From these results, it can be considered as follows. Sample A shows a moderate porosity and pore diameter (D50), and shows a slightly wider pore diameter distribution than other samples B and C. Sample B has the largest porosity and pore diameter, and sample C has the smallest. That is, the porosity depends on the amount of bubbles introduced in the slurry preparation stage, and by controlling the amount of bubbles by increasing / decreasing the amount of anionic surfactant added and stirring time, samples with different porosity are used. (Porous body). In the gelation process of the slurry, the bubble diameter increases as a plurality of bubbles gather and become one. Since the higher the porosity, the easier the bubbles are collected, it is considered that Sample B has the largest pore diameter (D50).

気体透過率測定の結果について、各試料A〜Cにおける気体流量(リットル/分)と差圧ΔP(kPa)の関係を図4に示す。夫々の試料A〜Cで異なる関係が得られていることが分かる。気孔率の最も高い試料Bが最も気体が流通しやすく、試料Cが流れにくいことが分かる。この結果からすれば、気体流量と差圧の関係は直線的でないことが明らかである。即ち、多孔体における気体透過率(K1)は、下記(1)式で示されるダルシー則(Darcy則)では近似できないことが予測される。尚、上記Darcy則については、「粉体の材料化学」荒井康夫(著)、倍風館(1987年9月10日出版)P184−188に詳細に説明されている。
ΔP=(μL/K1)v …(1)
FIG. 4 shows the relationship between the gas flow rate (liters / minute) and the differential pressure ΔP (kPa) in each of the samples A to C with respect to the gas permeability measurement results. It can be seen that different relationships are obtained for the respective samples A to C. It can be seen that the sample B having the highest porosity has the highest gas flow and the sample C is less likely to flow. From this result, it is clear that the relationship between the gas flow rate and the differential pressure is not linear. That is, it is predicted that the gas permeability (K 1 ) in the porous body cannot be approximated by the Darcy law (Darcy law) expressed by the following equation (1). The Darcy rule is described in detail in “Materials Chemistry of Powder” Yasuo Arai (Author), Baifukan (published September 10, 1987) P184-188.
ΔP = (μL / K 1 ) v (1)

そこで、上記(1)式を修正し、下記(2)式で示される気体透過率(K2)によって、多孔体の性状を評価した。
(ΔP/L)=(μ/K1)v+(ρ/K2)v2 …(2)
Therefore, the above equation (1) was corrected, and the properties of the porous body were evaluated based on the gas permeability (K 2 ) represented by the following equation (2).
(ΔP / L) = (μ / K 1 ) v + (ρ / K 2 ) v 2 (2)

上記(2)式において、右辺第一項[(μ/K1)v]はDarcy項であり、流体の粘性および流路の大きさに依存するものである。また右辺第二項((ρ/K2)v2:以下、「非Darcy項」と呼ぶ)は、流路の形状抵抗に依存しており、レイノルズ数が高くなるにつれ(つまり、気体の流れが乱流へ近づくにつれ)、影響が強くなる。尚、上記非Darcy項については、「Jour HTST」,vol.39,No.154,47−48(伝熱学会誌)に詳細に説明されている。 In the above equation (2), the first term [(μ / K 1 ) v] on the right side is a Darcy term, which depends on the viscosity of the fluid and the size of the flow path. The second term on the right side ((ρ / K 2 ) v 2 : hereinafter referred to as “non-Darcy term”) depends on the shape resistance of the flow path, and as the Reynolds number increases (that is, the gas flow) As it approaches turbulence, the effect becomes stronger. The non-Darcy term is described in “Jour HTST”, vol. 39, no. 154, 47-48 (Journal of Heat Transfer Society).

試料に流した気体の流速(気体流速v:m/秒)と圧力降下(試料長さ当たりの圧力降下量:ΔP/L)の関係を図5に示す。図5に示した気体流速vに対する圧力降下(ΔP/L)のプロットに対して二次式の近似を行い、前記(2)式から透過率K1(K1を「Darcyの透過率」と呼ぶ)および透過率K2(K2を「非Darcy透過率」と呼ぶ)を求めた。その結果、近似式による曲線と、実測値はよく一致していた。算出されたDarcy透過率K1および非Darcy透過率K2の値を、下記表4に示す。どちらの値も、大きいほど気体透過時の抵抗が小さいことを示している。 FIG. 5 shows the relationship between the flow velocity of the gas flowing through the sample (gas flow velocity v: m / second) and the pressure drop (pressure drop amount per sample length: ΔP / L). A quadratic equation is approximated to the plot of the pressure drop (ΔP / L) with respect to the gas flow velocity v shown in FIG. 5, and the transmittance K 1 (K 1 is expressed as “Darcy transmittance” from the equation (2). And transmittance K 2 (K 2 is referred to as “non-Darcy transmittance”). As a result, the curve based on the approximate expression and the actually measured value were in good agreement. The calculated values of Darcy transmittance K 1 and non-Darcy transmittance K 2 are shown in Table 4 below. Both values indicate that the larger the value, the smaller the resistance during gas permeation.

試料A〜Cにおいて求められたDarcy透過率K1および非Darcy透過率K2と、気孔率の関係(前記表4)を、図6に示す。Darcy透過率K1の値は、各試料A〜Cで大きく異なり、試料B>試料A>試料Cの順で小さくなっており、気孔率の高い試料ほど、大きな値となっている。また非Darcy透過率K2の値は、試料B>試料C>試料Aの順で小さくなっており、試料Aの気孔形状による抵抗が、他の試料B、Cよりも極端に大きくなっていることが分かる。このことから、試料Bは大きい気孔が優先的に流路となり、気泡が連通した部分の直径も大きいため、流路の形状変化が少なく、乱流が発生しにくい構造と予想される。 FIG. 6 shows the relationship between the Darcy transmittance K 1 and the non-Darcy transmittance K 2 obtained in the samples A to C and the porosity (Table 4). The value of the Darcy transmittance K 1 is greatly different for each of the samples A to C, and decreases in the order of sample B> sample A> sample C. The sample having a higher porosity has a larger value. Further, the value of the non-Darky transmittance K 2 is smaller in the order of sample B> sample C> sample A, and the resistance due to the pore shape of sample A is extremely larger than the other samples B and C. I understand that. From this, the sample B is presumed to have a structure in which large pores preferentially become channels and the diameter of the portion where bubbles communicated is large, so that the shape of the channel is small and turbulence is unlikely to occur.

これに対して、試料Cでは、気孔径そのものが小さく気体透過の律速となる(Darcy透過率K1の値が小さい)ため、流路形状の影響が出にくく、非Darcy透過率K2が小さくなっていると考えられる。試料Aでは、X線CTスキャンの画像解析および気孔径分布から分かるように、種々のサイズの気孔が混在しており、流路の形状変化が大きく、乱流が発生しやすい。このため非Darcy透過率K2が小さくなっている(流路抵抗が大きい)と考えられる。図5に示した近似式をもとに計算を行うと、気体流速が5m/秒を超えるあたりから、試料Aと試料Cの圧力降下(ΔP/L)の大小関係が逆転し、試料Aの透過抵抗が最も大きくなることが予想される。 On the other hand, in the sample C, since the pore diameter itself is small and the rate of gas permeation is limited (the value of the Darcy transmittance K 1 is small), the influence of the channel shape is difficult to occur, and the non-Darcy transmittance K 2 is small. It is thought that it has become. In sample A, as can be seen from the image analysis of X-ray CT scan and the pore size distribution, pores of various sizes coexist, the shape of the flow channel is greatly changed, and turbulent flow is likely to occur. For this reason, it is considered that the non-Darcy transmittance K 2 is small (the flow path resistance is large). When the calculation based on the approximate expression shown in FIG. 5 is performed, the magnitude relationship between the pressure drop (ΔP / L) of sample A and sample C is reversed from when the gas flow velocity exceeds 5 m / sec, The penetration resistance is expected to be the largest.

以上の結果より、作製した試料A〜Cについて、気孔構造に起因する気体透過挙動の差異が明らかとなった。気孔内部を触媒の反応場として考えた場合、触媒となる多孔体壁面との接触時間および気体の流れの状態が反応率へ影響することが考えられる。   From the above results, the difference in gas permeation behavior due to the pore structure of the produced samples A to C was clarified. When the inside of the pores is considered as a reaction field of the catalyst, it is conceivable that the contact time with the porous body wall surface serving as the catalyst and the state of gas flow influence the reaction rate.

(実施例2)
CaとPのモル比(Ca/P)[Ca/P比率]が異なる各種水酸アパタイトを準備し、これにアニオン性界面活性剤の量を様々変えてスラリーを調製し(他の原料については、種類およびその量については実施例1と同じ:合計が100%を超えても良い)、以下、後に明記する条件を除いて基本的に実施例1と同様にして各種多孔体(試料)を作製した。このときのスラリー組成(水酸アパタイト粉末のCa/P比率、アニオン性界面活性剤の配合量)およびスラリー撹拌時間を下記表5に示す(試験No.1〜11)。
(Example 2)
Prepare various hydroxyapatites with different molar ratios of Ca and P (Ca / P) [Ca / P ratio], and prepare slurries with various amounts of anionic surfactants. The type and the amount thereof are the same as in Example 1 (the total may exceed 100%). Hereinafter, various porous bodies (samples) are basically formed in the same manner as in Example 1 except for the conditions specified later. Produced. The slurry composition (Ca / P ratio of the hydroxyapatite powder, the amount of the anionic surfactant) and the slurry stirring time are shown in Table 5 below (Test Nos. 1 to 11).

得られた各試料について、気孔率と気孔径(D50)を実施例1と同様にして測定した。また得られた各試料(直径19mmφ、長さ20mmの円柱状)について、VOC(酢酸エチル)を25ppmに調整したガスを連続的に長さ方向に流して接触させた。また、分解時の温度(加熱温度)は500℃とした。そして、反応前・後におけるVOC濃度に基づき、VOC成分の分解率(これを「VOC無機化率」と呼ぶ)を測定した。   About each obtained sample, the porosity and the pore diameter (D50) were measured like Example 1. FIG. Moreover, about each obtained sample (diameter 19 mm diameter and 20-mm-length cylinder shape), the gas which adjusted VOC (ethyl acetate) to 25 ppm was continuously flowed to the length direction, and was made to contact. The temperature during decomposition (heating temperature) was 500 ° C. Then, based on the VOC concentration before and after the reaction, the decomposition ratio of the VOC component (this is referred to as “VOC mineralization ratio”) was measured.

その結果を、多孔体製造時の焼成温度と共に、下記表6に示す。尚、表6において、「測定不可」とは、通気抵抗が大きく安定的に測定できないことを意味する。   The results are shown in Table 6 below together with the firing temperature at the time of producing the porous body. In Table 6, “impossible to measure” means that the ventilation resistance is large and cannot be measured stably.

この結果から明らかなように、アニオン性界面活性剤を適量含有させて泡沫状スラリーを調製し、この泡沫状スラリーから、多孔体を製造することによって、適切な気孔率および気孔径(D50)を有する多孔体が得られる。このような多孔体は揮発性有機ガス分解用フィルタの素材として有用である。   As is clear from the results, an appropriate amount of an anionic surfactant is contained to prepare a foam slurry, and a porous material is produced from the foam slurry to obtain an appropriate porosity and pore diameter (D50). The porous body which has is obtained. Such a porous body is useful as a material for a volatile organic gas decomposition filter.

(実施例3)
実施例2の試験No.6で示したスラリーを調製する際に、アニオン性界面活性剤を用いる代りに、両性界面活性剤(「アンヒトール 24B」商品名:花王株式会社製)、またはノニオン性界面活性剤(「エマルゲン 420」商品名:花王株式会社製)を用いて、泡沫状スラリーを調製し、乾燥、焼成することによって各種多孔体を製造した(他の成分については、実施例1、2と同じ)。このときの焼成温度は、いずれも800℃とした。各界面活性剤の添加量は、スラリー全体(100g)に対して0.3g(0.3質量%)とした。
(Example 3)
Test No. 2 in Example 2 In preparing the slurry shown in FIG. 6, instead of using an anionic surfactant, an amphoteric surfactant (“Amphitor 24B”, trade name: manufactured by Kao Corporation) or a nonionic surfactant (“Emulgen 420”) is used. Using a product name: Kao Corporation, a foam slurry was prepared, dried, and fired to produce various porous bodies (the other components are the same as in Examples 1 and 2). The firing temperature at this time was 800 ° C. for all. The addition amount of each surfactant was 0.3 g (0.3 mass%) with respect to the whole slurry (100 g).

得られた各多孔体について、光学顕微鏡によって気孔の形状を観察した。アニオン性界面活性剤を用いて製造した多孔体(試験No.6相当品)の気孔観察像を図7(図面代用顕微鏡写真)に、両性界面活性剤を用いて製造した多孔体の気孔観察像を図8(図面代用顕微鏡写真)に、ノニオン性界面活性剤を用いて製造した多孔体の気孔観察像を図9(図面代用顕微鏡写真)に夫々示す。尚、図7〜9において、(a)で示した観察像は倍率25のときのものであり、(b)で示した観察像は倍率50のときのものである。   About each obtained porous body, the shape of the pore was observed with the optical microscope. A pore observation image of a porous body produced using an anionic surfactant (test No. 6 equivalent) is shown in FIG. 7 (drawing substitute micrograph), and a pore observation image of the porous body produced using an amphoteric surfactant is shown in FIG. FIG. 8 (drawing substitute micrograph) and FIG. 9 (drawing substitute micrograph) show pore observation images of the porous body produced using the nonionic surfactant, respectively. 7-9, the observation image shown by (a) is a thing at the time of magnification 25, and the observation image shown by (b) is a thing at the time of magnification 50.

図7〜9において、気泡の大きさと、気泡と気泡の間にある壁の厚さからして、次のように考察できる。ノニオン性界面活性剤を用いたものでは(図9)、気泡が微細であるが、気泡と気泡の間にある壁の厚さが厚く、気体透過試験ができないほどの多孔体であり、フィルタとしては不適である。また、両性界面活性剤を用いたものでは(図8)、気泡と気泡の間にある壁の厚さが薄く、連続気泡を形成しやすいが、アニオン性界面活性剤を用いたもの(図7)に比べて、気泡が大きく傾向があり、そのため気体の接触時間が短くなることが懸念される。   7-9, it can consider as follows from the magnitude | size of a bubble and the thickness of the wall which exists between a bubble and a bubble. In the case of using a nonionic surfactant (FIG. 9), the bubbles are fine, but the wall between the bubbles is thick, and the porous body is so thick that a gas permeation test cannot be performed. Is unsuitable. Further, in the case of using an amphoteric surfactant (FIG. 8), the wall between the bubbles is thin, and it is easy to form an open cell, but using an anionic surfactant (FIG. 7). ), The bubbles tend to be large, and there is a concern that the contact time of the gas will be shortened.

この結果から明らかなように、アニオン性界面活性剤を用いて気泡を発生させて泡沫状スラリーとし、この泡沫状スラリーから多孔体を製造したものでは、多孔体の表面に適度の大きさの気孔が形成されていることが分かる。これに対して、両性界面活性剤やノニオン性界面活性剤を用いて気泡を発生させて泡沫状スラリーとし、この泡沫状スラリーから多孔体を製造したものでは、気孔径が小さくなりすぎたり、大きくなりすぎたりしており、揮発性有機ガス分解用フィルタとして適用しにくい形態のものとなっていることが分かる。   As is apparent from this result, bubbles were generated using an anionic surfactant to form a foam slurry, and a porous material was produced from this foam slurry, and pores of an appropriate size were formed on the surface of the porous material. It can be seen that is formed. On the other hand, in the case where bubbles are generated by using an amphoteric surfactant or a nonionic surfactant to form a foam slurry, and the porous body is produced from this foam slurry, the pore diameter becomes too small or large. It turns out that it has become a thing of the form which is hard to apply as a filter for volatile organic gas decomposition | disassembly.

Claims (4)

水酸アパタイト粉末、分散剤、水、架橋剤、重合性樹脂、重合開始剤およびアニオン性界面活性剤を添加して泡沫状スラリーを調製した後、乾燥および焼成して多孔体を製造することを特徴とする多孔体の製造方法。   Preparation of foam slurry by adding hydroxyapatite powder, dispersant, water, crosslinking agent, polymerizable resin, polymerization initiator and anionic surfactant, followed by drying and firing to produce a porous body A method for producing a porous body. 前記水酸アパタイト粉末は、CaとPのモル比(Ca/P)が1.67〜2.50である請求項1に記載の多孔体の製造方法。   2. The method for producing a porous body according to claim 1, wherein the hydroxyapatite powder has a Ca to P molar ratio (Ca / P) of 1.67 to 2.50. 前記分散剤は、ポリカルボン酸系界面活性剤であり、前記架橋剤はポリビニルアルコールであり、前記重合性樹脂は水溶性エポキシ樹脂である請求項1または2に記載の多孔体の製造方法。   The method for producing a porous body according to claim 1 or 2, wherein the dispersant is a polycarboxylic acid surfactant, the cross-linking agent is polyvinyl alcohol, and the polymerizable resin is a water-soluble epoxy resin. 前記重合開始剤は、トリエチルテトラミンである請求項1〜3のいずれかに記載の多孔体の製造方法。   The method for producing a porous body according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymerization initiator is triethyltetramine.
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