JP6592606B2 - 銅−マンガン触媒が含有された有害ガス除去用複合組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、銅−マンガン触媒が含有された有害ガス除去用複合組成物に係り、より詳細には、大気及び室内汚染物質である一酸化炭素及び揮発性有機化合物などを除去する、銅−マンガン触媒が含有された有害ガス除去用複合組成物に関する。
密閉された空間で一酸化炭素などの有害ガスに長期間晒される場合、人体に致命的な損傷を被る。
このため、大気温度でもこれを効率よく除去することが可能な触媒が必要である。常温で一酸化炭素の除去に使用される触媒としては、酸化マンガン、酸化銅などの混合物からなるホプカライト（Ｈｏｐｃａｌｉｔｅ）が挙げられるが、これは、比較的経済的であり、一酸化炭素を除去する効能に優れるものの、水分の存在下ではその効能が激減する欠点が知られている。
また、金属酸化物に担持されたナノサイズ（５ｎｍ）の金（Ａｕ）粒子からなる触媒は、室温でＣＯを酸化させる能力に優れるが、金属粒子をナノサイズに均一に製造して均等に分散させるためには高度の技術を必要とするという欠点がある。Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔなどの貴金属触媒は、優れた触媒効率、性能の向上性及び持続性、耐被毒性などの触媒としての性能には優れるものの、高価により普及に限界があり、高温では一酸化炭素除去効率が高く、低温では効率が低く、除去効率を長期間維持することができないという問題点がある。
米国特許第５，２８３，０４１号は、バナジウム酸化物、ジルコニウム酸化物、及びマンガン、セリウムまたはコバルト酸化物からなる三元化合物でハロゲン化有機物を処理することを開示しており、韓国特許公開第２００２−００２８７９１号は、銅、マンガン、およびＬａなどの希土類金属の混合酸化物で揮発性有機化合物を処理することを開示している。
しかし、上述した公知の技術のうち、貴金属系触媒の場合は、比較的低温で高い活性を示す利点があるものの、原料金属が高価であり、当該金属の希少性及び需要の増加により価格が安定的でない。
米国特許第６，４５８，７４１号は、セリウムとジルコニウムを必ず含み、Ｇｄ、Ｌａ、Ｓｃ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、ＰｄまたはＰｔの金属を含むＶＯＣ分解用触媒組成物を開示しており、米国特許第５，８５１，９４３号は、アルミニウムまたはシリカ上にコバルト、クロム、銅、セリウムまたは鉄酸化物が担持され、その上にパラジウム、白金、ルテニウムまたはロジウムの貴金属薄膜で被覆された触媒を開示している。
これらの技術の場合、貴金属と非貴金属を併用することにより、貴金属または非貴金属を単独で使用した場合の問題点を解消しようとしたが、排出ガスによる触媒組成物内に含まれている貴金属成分が被毒されて活性が急激に低下するので、上記の技術を使用することができない。
したがって、産業用だけでなく、様々な応用分野で広く適用するためには、常温で一酸化炭素除去効率が高く、悪臭ガス及び揮発性有機化合物も常温で効果的に除去しうる高価な貴金属触媒を代替することが可能な触媒が必要である。
米国特許登録第５２８３０４１号明細書（登録日：１９９４年２月１日、名称：Ｃａｙａｌｙｉｃ ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ） 韓国特許公開第２００２−００２８７９１号明細書（公開日：２００２年４月１７日、名称：酸化用触媒） 米国特許登録第６４５８７４１号明細書（登録日：２００２年１０月１日、名称：Ｃａｔａｌｙｓｔｓ ｆｏｒ ｌｏｗ−ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｖｏｌａｔｉｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｉｎ ａｉｒ） 米国特許登録第５８５１９４３号明細書（登録日：１９９８年１２月２２日、名称：Ｃｅｒａｍｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）
本発明は、従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、従来の高価な貴金属触媒に比べて低い温度（室温）で一酸化炭素、酸化窒素（ＮＯｘ）、オゾン、悪臭ガス及び揮発性有機化合物の除去効率に優れた、銅−マンガン酸化物が含有された有害ガス除去用複合組成物を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、比表面積及び気孔容積が高い、銅−マンガン酸化物が含有された有害ガス除去用複合組成物を提供することにある。
上記の目的を達成するための本発明の銅−マンガン触媒が含有された有害ガス除去用複合組成物は、無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒、無機充填剤、活性炭及びバインダーを含むことを特徴とする、銅−マンガン触媒が含有された有害ガス除去用複合組成物を提供することを特徴とする。
前記有害ガス除去用複合組成物は、無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒０．５〜９０重量％、無機充填剤５〜９９重量％、活性炭０．１〜５０重量％、及びバインダー０．０２〜１０重量％を含むことが好ましく、特に、無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒１〜２０重量％、無機充填剤４５〜５５重量％、活性炭３０〜４０重量％、及びバインダー４〜８重量％を含むことがより好ましい。
具体的には、前記無機充填剤は、多孔性を有する軽量の無機物質であることを特徴とし、代表的に、多孔質シリカ、アルミナ、チタニア、パーライト、カオリンなどの無機ミネラル類であることを特徴とする。
また、前記バインダーは、無機バインダー及び有機バインダーの中から１種以上が選択され、前記有機バインダーは、バインダーの総含有量に対して５重量％以下で含むことを特徴とする。
また、前記無機バインダーは、コロイドシリカ、チタニア、ジルコニア、水ガラス、アルミナゾル、及び無機層状化合物の中から選ばれる少なくとも１種を含むことを特徴とする。
また、前記有機バインダーは、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、メチルエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸、ポリメチルメタクリレート及びヒドロキシプロピルよりなる群から選ばれる１種以上を含むことを特徴とする。
また、前記無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒は、粒子の大きさが５０ｎｍ以下であり、銅塩とマンガン塩とがモル比で１：２〜１：８で混合されていることを特徴とし、前記銅塩は硝酸銅、塩化銅、ヨウ化銅、臭化銅、硫酸第二銅及び酢酸銅の中から選ばれる１種以上であることを特徴とし、前記マンガン塩は硝酸マンガン、塩化マンガン、ヨウ化マンガン、臭化マンガン、硫酸マンガン、過マンガン酸カリウム及び酢酸マンガンの中から選ばれる１種以上であることを特徴とする。
また、前記無機層状化合物は、スメクタイト（ｓｍｅｃｔｉｔｅ）系の天然または合成粘土であることを特徴とし、具体的には、モンモリロナイト（ｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ）、ベントナイト（ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ）、ヘクトライト（ｈｅｃｔｏｒｉｔｅ）、サポナイト（ｓａｐｏｎｉｔｅ）、バイデライト（ｂｅｉｄｅｌｌｉｔｅ）、ノントロナイト（ｎｏｎｔｒｏｎｉｔｅ）、ラポナイト（Ｌａｐｏｎｉｔｅ）、スメクトン（Ｓｍｅｃｔｏｎ）、ルセンタイト（Ｌｅｕｃｅｎｔｉｔｅ）、及び膨潤性雲母（ｍｉｃａ）の中から１種以上が選ばれることを特徴とする。
また、前記活性炭は、特別な制限なしに粒状または粉末活性炭を使用することができ、好ましくは、粉末活性炭が適しており、粒子サイズ約５００ｍｅｓｈ以下の粉末活性炭がより適していることを特徴とする。
また、前記複合組成物は、密度０．３〜１．０ｇ／ｃｍ３、比表面積３００〜８００ｍ２／ｇ、及び全気孔容積（多孔度）（ｔｏｔａｌ ｐｏｒｅ ｖｏｌｕｍｅ）０．３〜１．０ｃｍ３／ｇであることを特徴とし、特に、密度０．７１〜０．７５ｇ／ｃｍ３、比表面積５５０〜６００ｍ２／ｇ、及び多孔度０．８５〜０．９ｃｍ３／ｇであることが好ましい。
上述したように、本発明は、人体に有害な一酸化炭素、酸化窒素（ＮＯｘ）、悪臭ガス及び揮発性有機化合物を常温で効果的に除去することができるという効果がある。
また、本発明は、従来の貴金属触媒よりも生産コストが低く、常温でのガス除去効率に優れるので、産業用だけでなく、様々な応用分野で広く適用することができるという効果がある。
また、本発明は、密度と多孔度（多孔容積）が適正の範囲内にあり、比表面積が極大化されて有害ガス及び悪臭発生物質に対する物理的吸着が極大化されるという効果がある。
本発明に係るペレット形状の銅−マンガン触媒が含有された有害ガス除去用複合組成物の製造方法を示す図である。 本発明に係るペレット形状の銅−マンガン触媒が含有された有害ガス除去用複合組成物を示す写真である。 本発明の実施例２〜実施例５及び比較例１から測定したガス除去効果を示すグラフである。
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に説明する。図面における同一の構成要素は、出来る限り何処でも同一の符号で表示する。また、本発明の要旨を不明確にするおそれのある公知の機能及び構成についての詳細な説明は省略する。
本発明は、銅−マンガン触媒が含有された複合組成物であって、多孔度に優れるため、有害ガスを容易に除去することができる。本発明に係る銅−マンガン触媒が含有された有害ガス除去用複合組成物は、銅−マンガン触媒、無機充填剤、活性炭及びバインダーを含み、無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒０．５〜９０重量％、無機充填剤５〜９９重量％、活性炭０．１〜５０重量％、及びバインダー０．０２〜１０重量％を含むことを特徴とし、好ましくは、無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒１〜２０重量％、無機充填剤４５〜５５重量％、活性炭３０〜４０重量％、及びバインダー４〜８重量％を含むことを特徴とする。
このとき、銅−マンガン触媒は、銅塩とマンガン塩がモル比で１：２〜１：８で混合されており、粒子サイズが５０ｎｍ以下であることが好ましく、前記銅塩は硝酸銅、塩化銅、ヨウ化銅、臭化銅、硫酸第二銅及び酢酸銅の中から選ばれる１種以上であり、前記マンガン塩は硝酸マンガン、塩化マンガン、ヨウ化マンガン、臭化マンガン、硫酸マンガン、過マンガン酸カリウム及び酢酸マンガンの中から選ばれる１種以上であり得る。
以下、銅−マンガン触媒を、無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒と記載する。
さらに好ましくは、無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒は、無機層状化合物１００重量部に対して、過マンガン酸カリウム１２０〜１８０重量部、酢酸マンガン３００〜４００重量部及び酢酸銅１００〜１５０重量部を水溶液上で混合して製造される。
このとき、無機層状化合物は、スメクタイト（ｓｍｅｃｔｉｔｅ）系の天然または合成粘土であって、モンモリロナイト（ｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ）、ベントナイト（ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ）、ヘクトライト（ｈｅｃｔｏｒｉｔｅ）、サポナイト（ｓａｐｏｎｉｔｅ）、バイデライト（ｂｅｉｄｅｌｌｉｔｅ）、ノントロナイト（ｎｏｎｔｒｏｎｉｔｅ）、ラポナイト（Ｌａｐｏｎｉｔｅ）、スメクトン（Ｓｍｅｃｔｏｎ）、ルセンタイト（Ｌｅｕｃｅｎｔｉｔｅ）、及び膨潤性雲母（ｍｉｃａ）の中から選ばれる１種以上であることを特徴とする。
ここで、無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒が１重量％未満である場合には、密度が低くなり、一酸化炭素除去効率が低下し、２０重量％を超える場合には、一酸化炭素除去率は良いものの、比表面積及び多孔度が低下する。これによる無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒は、下記の実施例１のような方法で形成することができる。
無機充填剤は、多孔性を有する軽量の無機物質であることを特徴とし、代表的に、多孔質シリカ、アルミナ、チタニア、パーライト、カオリンなどの無機ミネラル類であることを特徴とする。
活性炭は、気体または溶液中の溶質などに対する吸着性を示す炭素質物質である。活性炭は、多孔度及び比表面積を向上させる役割を果たし、複合組成物中の活性炭が５０重量％を超えると、多孔度及び比表面積が高くなって吸着がうまく行われるが、ガス除去能が低くなる傾向を持っている。
ここで、活性炭は、特別な制限なしに粒状または粉末活性炭を使用することができ、好ましくは粉末活性炭が適しており、粒子サイズ約５００ｍｅｓｈ以下の粉末活性炭がより適していることを特徴とする。
バインダーは無機バインダー及び有機バインダーの中から１種以上が選択される。有機バインダー使用の際に、有機バインダーはバインダーの総含有量に対して５重量％以下で含まれることが好ましい。
ここで、無機バインダーは、コロイドシリカ、チタニア、ジルコニア、水ガラス、アルミナゾル及び無機層状化合物の中から選ばれる少なくとも１種を含み、有機バインダーは、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、メチルエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸、ポリメチルメタクリレート及びヒドロキシプロピルよりなる群から選ばれる１種以上を含む。
前記複合組成物は、密度０．３〜１．０ｇ／ｃｍ３、比表面積３００〜８００ｍ２／ｇ、及び全気孔容積（多孔度）（ｔｏｔａｌ ｐｏｒｅ ｖｏｌｕｍｅ）０．３〜１．０ｃｍ３／ｇであることが好ましい。
上述したような構成からなる無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒が含有された有害ガス除去用複合組成物をペレット形状に形成する方法は、図１に示すとおりである。
まず、スラリー型無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒、無機充填剤、活性炭、及びバインダーを混合する（Ｓ１１０）。このとき、本発明の実施例２では、無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒は水分含有量８０重量％の銅−マンガン酸化物触媒スラリーが使用されるが、スラリー状に限定しない。
次いで、混合された混合物をモールドに入れて押出成形し（Ｓ１２０）、成形物を乾燥及び熱処理する（Ｓ１３０）。このような過程を経て、銅−マンガン触媒が含有された有害ガス除去用ペレット形状の複合組成物を形成することができる。このように形成したペレット形状の複合組成物は、図２に示すとおりである。
以下、ペレット形状の複合組成物の製造について実施例２で再び説明する。
［実施例１］無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒の製造
無機層状化合物と蒸留水を反応器に入れて撹拌しながら、２重量％の無機層状化合物水溶液２ｋｇを製造した。
水溶液に過マンガン酸カリウム（ＫＭｎＯ４）０．４ｍｏｌ（６３．２１ｇ）を添加して室温で１時間攪拌した後、さらに酢酸マンガン（Ｍｎ（ＣＨ３ＣＯＯ）２・４Ｈ２Ｏ）０．６ｍｏｌ（１４７．１ｇ）を蒸留水２．２ｍｏｌ（４０ｍｌ）に溶解させた水溶液を添加して室温で１時間撹拌し、さらに酢酸銅（Ｃｕ（ＣＨ３ＣＯＯ）２・Ｈ２Ｏ）０．２５ｍｏｌ（５０ｇ）を蒸留水４６．６ｍｏｌ（８３９ｍｌ）に溶解させた水溶液を添加して室温で２時間撹拌した。
攪拌の後、反応物を蒸留水で洗浄して未反応物質及び不純物を除去し、最終的に水分含有量８０重量％の無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒スラリーを製造した。つまり、無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒の固形分は２０重量％に相当する。
［実施例２］ペレット形状の複合組成物の製造
実施例１から製造した、スラリー状の無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒７５０ｇ、シリカ粉末５００ｇ、活性炭３５０ｇ、２重量％の無機層状化合物水溶液２００ｍｌ、１重量％のメチルセルロース（ｍｅｔｈｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）水溶液１００ｍｌ及び５０重量％のコロイドシリカ１００ｍｌを混合した混合物をミキサーによって攪拌した後、ペレット成形機で３ｍｍのペレットに押出成形した。
生成されたペレットを１２０℃で６時間乾燥させた後、３００℃で４時間熱処理することにより、最終的にペレット形状の複合組成物を製造した。
このように、複合組成物をペレット形状に製造することにより、通気口のフィルターと一緒に、有害物質が放出される通気口に位置させ、排出される有害物質を浄化させて排出することができる。
［実施例３〜５］ペレット形状の複合組成物の製造
実施例３〜５は、実施例２と同様の方法でペレット形状の複合組成物を製造するが、組成範囲を異にして実施した。
［比較例１］ペレット形状ではない触媒の製造
実施例１から得た、無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒スラリーを１２０℃で２時間乾燥させた後、粉末状の銅−マンガン触媒複合体を製造し、これを２８０℃で２時間熱処理して銅−マンガン触媒複合体を製造した。
上述のように製造された複合組成物に対して多孔性及びガス除去能の評価を行った。
１．多孔性の評価
層状構造の無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒前駆体を熱処理して製造された銅−マンガン複合触媒の多孔特性を、窒素吸着−脱着等温線分析方法によって評価した。
窒素吸着−脱着等温線分析は液体窒素温度（７７Ｋ）で測定して行った。測定の前に、すべてのサンプルは２００℃の真空条件で２時間前処理を実施した。
このように測定した窒素吸着−脱着等温線分析結果及び密度は、下記表２のとおりである。
表２に示すように、ペレットの組成範囲による実施例２〜実施例５及び比較例１は、密度及び多孔度に差があることが分かる。
ペレット形状の複合触媒組成物である実施例２〜実施例５は、比較例１に比べて密度が減少しながら、多孔特性も著しく向上したことを確認することができる。
具体的には、実施例３は、実施例２に比べて、無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒の量が高いものであって、密度が実施例２よりも高いが、比表面積及び多孔度に劣ることが分かる。実施例４は、実施例２に比べて、無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒の量が少なく、活性炭の量が多いものであって、比表面積及び多孔度が実施例２よりも高いが、密度が低いことが分かる。
また、実施例５は、実施例２よりも活性炭の量が高いものであって、活性炭の量が増えることにより、密度、比表面積及び多孔度が実施例２よりも高いことが分かる。
このように、無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒の量及び活性炭の量に応じて密度に影響があることが分かる。つまり、効果を高めるために、無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒の量を増やすと、他の効果が低減するので、無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒の量を適切に調整しなければならないことが分かる。
したがって、本発明の実施例２〜５では、適正な密度、比表面積及び多孔度を有する複合組成物は密度０．３〜１．０ｇ／ｃｍ３、比表面積３００〜８００ｍ２／ｇ、及び全気孔容積（多孔度）（ｔｏｔａｌ ｐｏｒｅ ｖｏｌｕｍｅ）０．３〜１．０ｃｍ３／ｇの範囲内に含まれることが分かるが、比較例１では密度及び多孔度が適正な範囲から外れることを確認することができる。また、本発明の実施例２〜５の比表面積が比較例１よりも極大化されたことを確認することができる。
２．ガス除去能の評価
ガス除去能の評価では、実施例２で製造されたペレット型複合組成物に対する一酸化炭素（ＣＯ）、アンモニア（ＮＨ３）、硫化水素（Ｈ２Ｓ）、アセトアルデヒド（ＣＨ３ＣＨＯ）及びトルエン（Ｃ６Ｈ５ＣＨ３）の除去効率を常温で評価した。
実施例２〜実施例５及び比較例１に対する各ガス除去能の評価方法は、次のとおりである。
＊一酸化炭素除去効率の評価
一酸化炭素除去効率の評価は、５Ｌのテドラーバッグに銅−マンガン含有ペレット型触媒試料を５０ｇ入れ、一酸化炭素を５０ｐｐｍの濃度で注入した後、時間経過に伴う濃度の変化を複合ガス検知器（Ｑ−ＲＡＥ Ｐｌｕｓ）を用いて測定することにより、表３に一酸化炭素除去率の測定結果を示した。
実施例２は３０分のみで一酸化炭素が９０％以上除去されることを確認し、実施例３〜実施例５もそれぞれ一酸化炭素が９４％、７０％及び８４％除去されることを確認することができた。これに対し、比較例１は一酸化炭素が３０％除去されることを確認することができ、特に６０分後に、比較例１は実施例と比較して一酸化炭素除去能が大幅に向上していないことを確認することができた。
＊アンモニア除去効率の評価
アンモニア除去効率の評価は、５Ｌのテドラーバッグに銅−マンガン含有ペレット型触媒試料を５０ｇ入れ、アンモニアを５０ｐｐｍの濃度で注入した後、時間経過に伴う濃度の変化を株式会社ガステック製の検知管を用いて測定し、表３にアンモニア除去率の測定結果を示した。
実施例２は３０分のみでアンモニアが９２％以上除去されることを確認し、実施例３〜５もそれぞれアンモニアが６０％、８６％及び７０％除去されることを確認することができた。これに対し、比較例１はアンモニア除去効率が大きくなく、時間経過に伴って除去効率も改善されなかった。
＊硫化水素除去効率の評価
硫化水素除去効率の評価は、５Ｌのテドラーバッグに銅−マンガン含有ペレット型触媒試料を５０ｇ入れ、硫化水素を５０ｐｐｍの濃度で注入した後、時間経過に伴う濃度の変化を株式会社ガステック製の検知管を用いて測定し、表３に硫化水素除去率の測定結果を示した。
実施例２は３０分のみで硫化水素が１００％除去されることを確認し、実施例３〜５もそれぞれ硫化水素が９０％、８０％、及び８６％除去されることを確認することができたが、比較例１は硫化水素除去効率が大きくないことを確認することができた。
＊アセトアルデヒド除去効率の評価
アセトアルデヒド除去効率の評価は、５Ｌのテドラーバッグに銅−マンガン含有ペレット型触媒試料を５０ｇ入れ、アセトアルデヒドを５０ｐｐｍの濃度で注入した後、時間経過に伴う濃度の変化を株式会社ガステック製の検知管を用いて測定し、表３にアセトアルデヒド除去率の測定結果を示した。
実施例２は３０分のみでアセトアルデヒドが８０％以上除去されることを確認し、実施例３〜５もそれぞれアセトアルデヒドが５０％、５０％、及び７０％除去されることを確認することができたが、比較例１はアセトアルデヒド除去効率が大きくないことを確認することができた。
＊トルエン除去効率の評価
トルエン除去効率の評価は、５Ｌのテドラーバッグに銅−マンガン含有ペレット型触媒試料を５０ｇ入れ、トルエンを５０ｐｐｍの濃度で注入した後、時間経過に伴う濃度の変化を株式会社ガステック製の検知管を用いて測定し、表３にトルエン除去率の測定結果を示した。
実施例２は３０分後にトルエンが６６％以上除去されることを確認し、実施例３〜５もそれぞれトルエンが５０％、４０％、及び７６％除去されることを確認することができたが、比較例１はトルエン除去効率が大きくないことを確認することができた。
表３に示すように、各ガス除去効率に対する内容を確認することができ、表３における３０分後の各ガスの除去率を、図３に示したグラフによって確認することができる。
図３及び表３を参照すると、多孔特性に優れた複合触媒組成物である実施例２〜５は比較例１よりもガス除去効率が著しく向上したことを確認することができる。
より具体的には、実施例３は、実施例２に比べて、無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒の量が多いものであって、一酸化炭素除去効率は高いが、アンモニア、硫化水素、アセトアルデヒド及びトルエンの除去率は著しく低いことを確認することができる。
また、実施例４は、実施例２に比べて、無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒の量が少ないものであって、一酸化炭素だけでなく、アンモニア、硫化水素、アセトアルデヒド及びトルエンの除去率が著しく低いことを確認することができる。
最後に、実施例５は、実施例２よりも活性炭の量が多いものであって、トルエンを除いて、一酸化炭素、アンモニア、硫化水素及びアセトアルデヒドの除去率が低いことを確認することができる。
これにより、本発明は、多様なガスの除去に著しく効率的であることが分かる。
したがって、本発明は、人体に有害な一酸化炭素、悪臭ガス及び揮発性有機化合物を常温で効果的に除去することができるという効果がある。
また、本発明は、従来の貴金属触媒に比べて、生産コストが低く、常温でのガス除去効率に優れるので、産業用だけでなく、様々な応用分野で広く適用することができるという効果がある。
また、本発明は、密度と多孔度（多孔容積）が適正の範囲内にあり、比表面積が極大化されて有害ガス及び悪臭発生物質に対する物理的吸着が極大化されるという効果がある。
上述したような銅−マンガン触媒が含有された有害ガス除去用複合組成物は、上述した実施例の構成と作動方式に限定されるものではない。これらの実施例は、各実施例の全部または一部が選択的に組み合わせられて様々な変形がなされ得るように構成されることも可能である。

Claims (7)

  1. 銅塩とマンガン塩がモル比で１：２〜１：８で混合され、かつ無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒０．５重量％〜９０重量％、無機充填剤５重量％〜９９重量％、活性炭０．１重量％〜５０重量％及びバインダー０．０２重量％〜１０重量％を含み、前記無機層状化合物はスメクタイト（ｓｍｅｃｔｉｔｅ）系の天然または合成粘土である、銅−マンガン触媒を含有する有害ガス除去用複合組成物。
  2. 前記無機層状化合物で混成化された銅−マンガン複合触媒は、粒子サイズが５０ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の有害ガス除去用複合組成物。
  3. 前記銅塩は硝酸銅、塩化銅、ヨウ化銅、臭化銅、硫酸第二銅及び酢酸銅からなる群より選ばれる１種以上であり、前記マンガン塩は硝酸マンガン、塩化マンガン、ヨウ化マンガン、臭化マンガン、硫酸マンガン、過マンガン酸カリウム及び酢酸マンガンからなる群より選ばれる１種以上であることを特徴とする、請求項２に記載の有害ガス除去用複合組成物。
  4. 無機充填剤は、多孔性シリカ、アルミナ、チタニア、パーライト及びカオリンからなる群より選ばれる１種以上であることを特徴とする、請求項１に記載の有害ガス除去用複合組成物。
  5. 前記バインダーは無機バインダー及び有機バインダーからなる群より選択される１種以上を含み、前記バインダーが有機バインダーを含む場合に有機バインダーの含有量は前記バインダーの総含有量に対して５重量％以下であることを特徴とする、請求項１に記載の有害ガス除去用複合組成物。
  6. 前記無機バインダーは、コロイドシリカ、チタニア、ジルコニア、水ガラス、アルミナゾル、及び無機層状化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種を含み、
    前記有機バインダーは、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、メチルエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸、ポリメチルメタクリレート及びヒドロキシプロピルからなる群から選ばれる１種以上を含むことを特徴とする、請求項５に記載の有害ガス除去用複合組成物。
  7. 密度が０．３ｇ／ｃｍ３〜１．０ｇ／ｃｍ３であり、比表面積が３００ｍ２／ｇ〜８００ｍ２／ｇであり、かつ全気孔容積（多孔度）（ｔｏｔａｌ ｐｏｒｅ ｖｏｌｕｍｅ）が０．３ｃｍ ３ ／ｇ〜１．０ｃｍ３／ｇであることを特徴とする、請求項１に記載の有害ガス除去用複合組成物。
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