JP6341793B2 - 金属酸化物触媒及び脱臭材 - Google Patents
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Description
マンガン酸化物は、脱臭性能を向上させる成分であり、特に、マンガン酸化物を、銅酸化物、鉄酸化物及び燐化合物と共存させることにより、脱臭性能が著しく向上する。金属酸化物触媒中のマンガン酸化物がMnO2換算値で50質量%未満であると、十分な脱臭効果を得ることができない。一方、マンガン酸化物がMnO2換算値で80質量%を超えると、金属酸化物触媒が担持体から剥離しやすくなるという問題点がある。従って、金属酸化物触媒全質量に対するマンガン酸化物の量は、MnO2換算値で50乃至80質量%とする。
銅酸化物は脱臭性能を向上させる成分であり、前述のごとく、銅酸化物をマンガン酸化物、鉄酸化物及び燐化合物と共存させることにより、脱臭性能が著しく向上する。金属酸化物触媒中の銅酸化物がCuO換算値で5質量%未満であると、十分な脱臭効果を得ることができない。一方、銅酸化物がCuO換算値で20質量%を超えると、ホルムアルデヒドに対する脱臭効果が阻害され、ホルムアルデヒドの脱臭性能が低下する。従って、金属酸化物触媒全質量に対する銅酸化物の量は、CuO換算値で、5乃至20質量%とする。
鉄酸化物は脱臭性能を向上させる成分であり、前述のごとく、鉄酸化物をマンガン酸化物、銅酸化物及び燐化合物と共存させることにより、脱臭性能が著しく向上する。金属酸化物触媒中の鉄酸化物がFe2O3換算値で5質量%未満であると、十分な脱臭効果を得ることができない。一方、鉄酸化物がFe2O3換算値で20質量%を超えると、メチルメルカプタンに対する脱臭効果が阻害され、メチルメルカプタンを含む悪臭の脱臭性能が低下する。従って、金属酸化物触媒全質量に対する鉄酸化物の量は、Fe2O3換算値で、5乃至20質量%とする。
燐化合物は、固体酸として、塩基性物質の脱臭性能を向上させる成分である。燐化合物をマンガン酸化物、銅酸化物及び鉄酸化物と共存させることにより、脱臭性能が著しく向上する。金属酸化物触媒中の燐化合物がP換算値で0.1質量%未満であると、特に、電子供与性基であるメチル基を持つメチルメルカプタン、アセトアルデヒドはその吸着による活性化に対して、触媒の酸性が求められるため、脱臭性能が低下する。また、金属酸化物触媒中の燐化合物がP換算値で0.1質量%未満であると、塩基性物質であるトリメチルアミンに対する脱臭効果が低下する。一方、金属酸化物触媒中の燐化合物がP換算値で5質量%を超えると、触媒成分と反応して非活性な物質に変化するので、脱臭効果が低下する。従って、金属酸化物触媒全質量に対する燐化合物の量は、P換算値で、0.1乃至5質量%とする。なお、燐化合物としては、燐酸、燐酸マンガン、燐酸ビスマス、燐酸亜鉛及び燐酸アルミニウムがある。
本発明の実施例・比較例の金属酸化物触媒は、マンガン、銅、燐の水溶性塩の混合溶液及び燐酸化合物(A液)と、過マンガンカリウム、アルカリ化合物の混合溶液(B液)をゆっくりと混合し、撹拌して得た沈殿物を2時間放置した後、ろ過し、洗浄し、乾燥した後、空気雰囲気下で焼成することにより、得ることができる。なお、沈殿物の生成には、A液にB液を滴下しても良いし、A液及びB液を同時に滴下しても良い。マンガン、銅、及び鉄の塩としては、硝酸塩、硫酸塩等を使用することが好ましく、アルカリ化合物としては、ナトリウム、カリウム等の水酸化物又は炭酸塩を使用することが好ましい。
次に、ハニカム形状の脱臭材における脱臭性能を試験した結果について説明する。実施例3の金属酸化物触媒と、比較例20の金属酸化物触媒とを使用して、夫々実施例22及び比較例23のハニカム状の脱臭材を製作し、硫化水素、メチルメルカプタン及びトリメチルアミンに対する脱臭性能を測定した。その脱臭性能の評価結果を下記表3に示す。性能評価は、ハニカム状試料を切断加工し、第1試験例と同様の方法で行った。なお、ハニカム状脱臭材は、以下のようにして製作した。先ず、10gの金属酸化物触媒に対し、バインダ成分として、シリカゾル12.4g及び適量の水を加え、スラリーとした。このスラリーに活性炭、アタパルジャイト、セピオライト及び活性アルミナで構成されるハニカム基材を含浸させ、エアブローで乾燥し、脱臭材を作成した。このとき、ハニカム基材上の固形分担持量は2.1g/個であった。また、ハニカム基材の外形は、長さ40mm、幅40mm、厚さ30mmであり、セル数は、400セル/in2であった。
次に、コルゲート形状の脱臭材における脱臭性能を試験した結果について説明する。実施例3の金属酸化物触媒を使用してコルゲート状脱臭材とした実施例26と、比較例20の金属酸化物触媒を使用してコルゲート状脱臭材とした比較例27とについて、アセトアルデヒド及びホルムアルデヒドの脱臭性能を評価した。その結果を下記表5に示す。なお、コルゲート状脱臭材は、以下のようにして作成した。先ず、10gの金属酸化物触媒に対し、バインダ成分として、シリカゾル12.4g及び適量の水を加え、スラリーとした。このスラリーに、セル数が350セル/in2のセラミック製コルゲート基材を含浸させ、エアブローで乾燥し、脱臭材を作成した。このとき、コルゲート基材上の固形分担持量は0.22g/ccであった。
2:悪臭用標準ガスボンベ
3:マスフローコントローラ
4:湿度調整用水
5:三方コック
6:入口濃度測定用サンプリング口
7:試料
8:出口濃度測定用サンプリング口
Claims (3)
- 脱臭材用金属酸化物触媒であって、マンガン酸化物をMnO2換算値で50乃至80質量%、銅酸化物をCuO換算値で5乃至20質量%、鉄酸化物をFe2O3換算値で5乃至20質量%、燐化合物をP換算値で0.1乃至5質量%含有することを特徴とする金属酸化物触媒。
- 前記燐化合物は、燐酸マンガン、燐酸ビスマス、燐酸亜鉛、及び燐酸アルミニウムからなる群から選択された少なくとも1種の燐化合物であることを特徴とする請求項1に記載の金属酸化物触媒。
- 前記請求項1又は2に記載の金属酸化物触媒を使用した脱臭材。
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