JP7063562B2 - 多孔質触媒体膜及びそれを用いたガス処理装置 - Google Patents
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Description
特許文献5では酸触媒とアルコールとノニオン性界面活性剤と金属アルコキシドと、金属及び金属酸化物粒子の少なくとも一方の粒子から製造される多孔質粒子が開示されているが、当該特許では金属及び金属酸化物粒子はその一部が多孔質の隔壁を形成するために使用され、細孔は被処理気体の吸着場として利用しているだけである。金属および金属酸化物粒子の触媒作用については言及がないが、当該作用効果を有しているとしても当該粒子の粒径は特許文献4同様に細孔径より大きいため、触媒活性は必ずしも十分ではない。
[1] 固体粒子、繊維、繊維もしくは固体粒子の集合体、およびモノリス構造体からなる群から1種または2種以上選択されて構成され、膜の形状維持を補助する膜支持体領域と、
膜内において前記膜支持体領域と隣接し、膜表面において開口する細孔を有する多孔質であり、該細孔内に貴金属および/または貴金属酸化物を含む触媒粒子が担持されている触媒体領域とを備えることを特徴とする多孔質触媒体膜。
[2] 前記膜支持体領域が金属酸化物および/または珪素酸化物で構成されていることを特徴とする[1]に記載の多孔質触媒体膜。
[3] 前記金属酸化物および/または珪素酸化物がSiO2、Al2O3、TiO2、Fe2O3、ZrO2、およびCeO2のうち少なくとも1種類以上で構成されていることを特徴とする[2]に記載の多孔質触媒体膜。
[4] 前記膜支持体領域が固体粒子および/または固体粒子集合体で構成されていることを特徴とする[1]から[3]のいずれか一つに記載の多孔質触媒体膜。
[5] 前記膜支持体領域が固体粒子集合体で構成されており、該固体粒子集合体は粒子が焼結して連続した構造体であることを特徴とする[4]に記載の多孔質触媒体膜。
[6] 前記膜支持体領域の少なくとも一部が細孔を有し、その細孔に貴金属および/または貴金属酸化物を含む触媒粒子が担持されていることを特徴とする[1]から[5]のいずれか一つに記載の多孔質触媒体膜。
[7] 前記多孔質触媒体膜の触媒粒子担持量が0.050mg/cm2以上、1.000mg/cm2以下であることを特徴とする[1]から[6]のいずれか一つに記載の多孔質触媒体膜。
[8] 前記膜支持体領域が触媒粒子を除いた前記膜支持体領域および前記触媒体領域の合計に対して、質量比で60%以上95%以下であることを特徴とする[1]から[7]のいずれか一つに記載の多孔質触媒体膜。
[9] 前記触媒粒子が金、白金、パラジウムおよびこれらの酸化物からなる群から1種または2種以上選択される物質を含む粒子であることを特徴とする[1]から[8]のいずれか一つに記載の多孔質触媒体膜。
[10] 前記触媒体領域における多孔質体がSiO2、Al2O3、TiO2、Fe2
O3、ZrO2、およびCeO2からなる群から1種または2種以上選択される金属酸化物を含むことを特徴とする[1]から[9]のいずれか一つに記載の多孔質触媒体膜。
[11] 前記触媒粒子の粒径が2nm以上9nm以下であることを特徴とする[1]から[10]のいずれか一つに記載の多孔質触媒体膜。
[12] 前記触媒粒子の担持量が前記触媒体領域100質量%に対して30質量%以上70質量%以下であることを特徴とする[1]から[11]のいずれか一つに記載の多孔質触媒体膜。
[13] 前記触媒体領域がメソ孔を有することを特徴とする[1]から[12]のいずれか一つに記載の多孔質触媒体膜。
[14] 前記メソ孔のBET法で測定した平均孔径が3nm以上10nm以下であることを特徴とする[13]に記載の多孔質触媒体膜。
[15] 前記多孔質触媒体膜が一酸化炭素もしくは有機化合物の酸化反応触媒であることを特徴とする[1]から[14]のいずれか一つに記載の多孔質触媒体膜。
[16] 固体粒子、アルコキシシランもしくは金属アルコキシドの加水分解物、および界面活性剤を含有する溶液を基材に塗布後に焼成して得られる細孔を有する膜状体と貴金属および/または貴金属酸化物に対応する金属化合物が溶解している溶液とを接触させ、
焼成および/または還元処理を行い前記膜状体の細孔内に貴金属および/または貴金属酸化物を含む触媒粒子を形成することを含むことを特徴とする、[1]から[15]のいずれか一つに記載の多孔質触媒体膜の製造方法。
[17] 第1の電極と、第2の電極と、前記第1の電極と前記第2の電極の間に配置される誘電体とを少なくとも備え、前記第1の電極と前記第2の電極の間に電圧を印加して放電を発生させることによりプラズマを発生させるプラズマ発生部と、
前記プラズマ発生部によって発生した前記プラズマが存在する領域に形成される、被処理気体が流れる流路と、
前記流路に配置される[1]から[15]のいずれか一つに記載の多孔質触媒体膜と、
を備えることを特徴とするガス処理装置。
本発明の触媒体膜は例えばガス処理装置に用いることができる。
一方、従来の触媒体は、本実施形態の触媒体膜100と比較し、触媒体外部の被処理気体までの距離が長くなりやすいため、内部に形成される細孔には被処理気体が到達しにくい。このため、従来の触媒体は、触媒体に含まれる触媒粒子の一部が被処理気体と接触しにくい。
ここで、触媒粒子と有害成分等の処理対象となる化合物(以下、単に有害成分ともいう)が接触すると、触媒粒子が被毒して有害成分が触媒粒子に付着したり、有害成分を分解する際に生じる反応中間体が触媒粒子に付着したりして触媒体の触媒活性が失われることがある。従来の触媒体においては一部分の触媒に被処理気体が接触しやすいので該触媒に上記付着がより生じる傾向がある。その結果、触媒体に含まれる触媒粒子の全てが被毒しなくても、触媒体の触媒活性が失われやすい。つまり、従来の触媒体は、触媒活性を維持しにくい。
しかしながら、本実施形態の触媒体膜100は、触媒体膜100に含まれる触媒粒子が被処理気体とより接触しやすいため、全ての触媒粒子が被毒するまで触媒体膜の活性が維持される。このため、本実施形態の触媒体膜100は、触媒活性を長期に維持することができる。
300nm未満であると、上記範囲内である場合と比較して、触媒体領域51に担持することができる触媒粒子55の絶対量が低減するので、被処理気体中の有害成分を十分分解し難くなる。5,000nmより大きくなると、触媒体膜100の内部に被処理気体が拡散しにくくなり、触媒体膜100の内部の触媒粒子が被処理気体と接触しにくくなる。また、触媒体膜100の内部に存在するメソ孔に吸着した水分が再拡散されにくくなり、メソ孔内に吸着する水分量が増加し、触媒粒子の作用を阻害しやすくなる。このため、上記範囲内である場合と比較して、触媒体膜100の触媒活性を維持しにくくなる。なお、本実施形態の触媒体膜100の膜厚は、触媒体膜100の断面をTEM観察し、断面画像のサイズを測ることにより測定することができる。
例えばこれら単一の無機酸化物や複合酸化物のうち1種または2種以上が本実施形態に係る膜支持体領域53を構成する物質として触媒体膜100に含まれるようにしてもよく、具体的にはこれら物質によって後述の固体粒子等を構成すればよい。尚、セリウム・ジルコニウム・ビスマス複合酸化物は一般式Ce1-X-YZrXBiYO2-δで表わされる固溶体であり、X、Y、δの値がそれぞれ0.1≦X≦0.3、0.1≦Y≦0.3、0.05≦δ≦0.15の範囲である。
このうち、上記耐熱性の観点から、膜支持体領域が金属酸化物および/または珪素酸化物で構成されていることが好ましく、SiO2、Al2O3、TiO2、Fe2O3、ZrO2、およびCeO2のうち少なくとも1種類以上で構成されていることがより好ましい。
本実施形態のような膜状の触媒体では担持できる触媒の絶対量は膜厚に依存する。本実施形態の触媒体膜100は膜支持体領域53を含有しているため、膜支持体領域53が後述の製造工程での前駆体の増粘剤として作用したり、膜形成の足場としても機能することで、膜支持体領域が存在しない膜と比較して、より厚い膜を形成するのが容易となる。言い換えれば、膜支持体領域53は、膜の形状維持を補助し、意図する厚みの膜の提供に寄与する。一方、膜支持体領域を含有しない場合は細孔を形成する際に高温にさらすなどするときに、膜自体の脱離などが生じ、膜の厚みを維持することが難しい。膜厚を厚くすることで触媒粒子の担持量を多くして、触媒活性のより高い触媒体膜100を得ることができる。
膜支持体領域を含むようにして触媒体膜を形成する方法は特に限定しないが、膜支持体領域を構成する材料を触媒体領域の原料を含む溶液に分散させるなどによって、膜支持体領域と触媒体領域を同時に膜状に形成するようにしてもよく、基材上に膜支持体領域を膜状に形成後、膜状支持体領域に隣接する周囲に存在する空間に触媒体領域を形成することで触媒体膜を得てもよい。
なお、固体粒子の平均粒径は後述の触媒粒子と同様にTEMを用いて測定することができる。
固体粒子集合体の平均粒径は固体粒子同様0.01μm以上1μm以下であることが好ましい。0.01μm未満の固体粒子集合体は製造が難しく、1μmより大きくなると、触媒体膜の製造工程において第2の領域の前駆体溶液中で容易に沈降するため、固体粒子集合体が膜中に均一に分散した触媒体膜の製造が困難になる。
膜支持体領域53は上述の通り、様々な形状の材料が使用できるが、固体粒子もしくは固体粒子集合体は後述の触媒体膜の製造工程において多孔質の前駆体溶液に分散することで、所望の触媒体膜が容易に製造できるため好ましい。また、固体粒子もしくは固体粒子集合体が細孔を有する固体粒子で構成されていると、当該細孔内にも触媒粒子を担持させることができるので、触媒体膜の触媒活性をより高めることができ、さらに好ましい。
一方、膜支持体領域53が吸着活性を有する場合は、触媒粒子の酸化分解能力以上の有害成分が触媒体膜に一時的に供給されても、触媒粒子の処理能力を超える有害成分は膜支持体領域53に一旦吸着されるが、有害成分の供給量が減少すると有害成分が膜支持体領域53から放出されて、触媒粒子によって酸化分解される。よって酸化分解量が平準化され、有害成分供給量変動にも対応できる触媒体膜を得ることができる。
好ましくは酸化触媒能がより高い、金(Au)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)及びそれらの酸化物の少なくともいずれかから触媒粒子55が構成されるのがよい。触媒粒子55として、Au、Pt、Pd、Au2O3、Ag2O、AgO、Ag2O・Ag2O3、PdO、PtO2、PtO2・H2O、白金黒等の一種以上から構成される粒子が挙げられる。
この前駆体溶液を基材に塗布し、加熱することで溶媒を揮散させるとともに、金属水酸化物を縮合硬化させて、基材表面に膜状体の前駆体を形成させる。その後、さらに300℃以上の高温に焼成することで、前駆体中の鋳型である界面活性剤を分解揮発させることにより除去し、固体粒子によって構成される膜支持体領域53と細孔を有する触媒体領域51とを含む膜状体が得られる。なお、基材に塗布された前駆体溶液の加熱と、膜状体の前駆体の焼成は、同時に行われてもよく、これらを同時に行う場合、基材に塗布された前駆体溶液を300℃以上で焼成すればよい。
本実施形態の多孔質触媒体膜は、炭化水素や一酸化炭素、アンモニアといった有害成分を酸化することにより分解除去でき、またその触媒活性の低下が起き難く、長期に使用可能である。
また、触媒体膜100のみであれば、有害成分との接触により触媒体膜100表面(より具体的には、表面において開口する細孔中の触媒粒子)が被毒し、触媒活性が失われたり、ホルムアルデヒドなどの反応中間体を生じたりすることがある。第1~第4実施形態のガス処理装置においては、プラズマを併用することにより触媒体膜100の表面がクリーニングされ触媒活性がさらに長期間保たれる。さらに、第1~第4実施形態のガス処理装置においては反応中間体の生成量もほとんどなく、有害成分の酸化による分解をさらに長期間維持することができる。
(酸化ジルコニウム粒子含有酸化ジルコニウム膜を固定化したガラス基板)
0.2gの界面活性剤(P123)に対し、エタノールを1mL加え20分間攪拌してA液を得た。
また、0.58gのジルコニウム(IV)プロポキシド(Zr(OPr)4)に対し、酢酸0.286mLおよび純水0.1mLと酸化ジルコニウム粒子(新日本電工(株)製)0.5gを加え、10分間攪拌してB液を得た。
B液にA液を加えた後、塩酸を0.093mL加え、1時間攪拌し多孔質酸化ジルコニウム膜の前駆体溶液を得た。
その後、多孔質酸化ジルコニウム膜の前駆体溶液を用い、ガラス基板上にスピンコーターを用いて回転数3000rpmで成膜した。成膜したガラス基板をシャーレに入れ、-20℃, 20%RH環境下(冷凍庫)で2時間静置した。冷凍庫から出し、常温に戻してからシャーレの蓋を開けてガラス基板を取り出した。電気炉で450℃,4時間焼成し、多孔質酸化ジルコニウム膜を固定化したガラス基板を得た。なお、昇温および降温は毎分1℃で行った。
ビーカーに所定濃度の塩化金酸水溶液を入れ、ウォーターバスで70℃に加温した。0.1Mの水酸化ナトリウム水溶液をゆっくり加えていき、pHを7に調節した。塩化金酸水溶液を常温まで冷やし、メソポーラス酸化ジルコニウム膜を固定化したガラス基板を浸し、約15分減圧して脱気した。再度ウォーターバスにて70℃まで加温し、70℃に到達してから1時間攪拌した。多孔質酸化ジルコニウム膜を固定化したガラス基板を取り出し、純水で5回洗浄し、ウエスで余分な水分を取り除いた。電気炉で300℃, 2時間焼成し、Au担持多孔質酸化ジルコニウム膜を固定化したガラス基板を得た。
Au担持多孔質酸化ジルコニウム膜の膜厚および質量を測定したところ、膜厚は890nm、基板面積に対する膜質量は0.587mg/cm2であり、酸化ジルコニウム粒子と多孔体(触媒粒子を除いた触媒体領域、以下同じ)の質量比率は77:23であった。また、原子吸光で測定したところ、基板面積に対するAuの担持量は0.063g/cm2であった。Au担持多孔質酸化ジルコニウム膜を固定化したガラス基板をBET法による測定を実施したところ、多孔質酸化ジルコニア膜の比表面積、細孔容積、細孔径がそれぞれ148m2/g、0.38g/cm3、3.28nmであった。また、Auの粒径をTEMで観察したところ、2.5nmであった。
(酸化チタン粒子含有酸化ジルコニウム膜を固定化したガラス基板)
酸化ジルコニウム粒子を酸化チタン粒子(日本アエロジル(株)製)に替えた以外は実施例1と同様の方法でAu担持多孔質酸化ジルコニウム膜を固定化したガラス基板を得た。
Au担持多孔質酸化ジルコニウム膜の膜厚および質量を測定したところ、膜厚は1614nm、基板面積に対する膜質量は0.830mg/cm2であり、酸化チタン粒子と多孔体の質量比率は77:23であった。また、原子吸光で測定したところ、基板面積に対するAuの担持量は0.102g/cm2であった。Au担持メソポーラス酸化ジルコニウム膜を固定化したガラス基板をBET法による測定を実施したところ、メソポーラス酸化ジルコニウム膜の比表面積、細孔容積、細孔径がそれぞれ148m2/g、0.38g/cm3、3.28nmであった。また、Auの粒径をTEMで観察したところ、2.5nmであった。
(酸化ジルコニウム粒子含有酸化ジルコニウム膜を固定化したガラス基板)
焼成温度を350℃に替えた以外は実施例1と同様の方法でAu担持多孔質酸化ジルコニウム膜を固定化したガラス基板を得た。
Au担持多孔質酸化ジルコニウム膜の膜厚および質量を測定したところ、膜厚は1236nm、基板面積に対する膜質量は0.823mg/cm2であり、酸化ジルコニウム粒子と多孔体の体積比率は77:23であった。また、原子吸光で測定したところ、基板面積に対するAuの担持量は0.095g/cm2であった。Au担持多孔質酸化ジルコニウム膜を固定化したガラス基板をBET法による測定を実施したところ、多孔質酸化ジルコニウム膜の比表面積、細孔容積、細孔径がそれぞれ220m2/g、0.45g/cm3、3.28nmであった。また、Auの粒径をTEMで観察したところ、2.5nmであった。
(酸化セリウム粒子含有酸化ジルコニウム膜を固定化したガラス基板(1))
酸化ジルコニウム粒子0.5gを酸化セリウム粒子(信越化学(株)製)1.0gに替えた以外は実施例1と同様の方法でAu担持多孔質酸化ジルコニウム膜を固定化したガラス基板を得た。
Au担持多孔質酸化ジルコニウム膜の膜厚および質量を測定したところ、膜厚は1790nm、基板面積に対する膜質量は1.532mg/cm2であり、酸化セリウム粒子と多孔体の質量比率は87:33であった。また、原子吸光で測定したところ、基板面積に対するAuの担持量は0.272g/cm2であった。Au担持多孔質酸化ジルコニウム膜を固定化したガラス基板をBET法による測定を実施したところ、多孔質酸化ジルコニウム膜の比表面積、細孔容積、細孔径がそれぞれ148m2/g、0.38g/cm3、3.28nmであった。また、Auの粒径をTEMで観察したところ、2.5nmであった。
(酸化セリウム粒子含有酸化ジルコニウム膜を固定化したガラス基板(2))
酸化ジルコニウム粒子を酸化セリウム粒子(信越化学(株)製)に替えた以外は実施例1と同様の方法でAu担持多孔質酸化ジルコニウム膜を固定化したガラス基板を得た。
Au担持多孔質酸化ジルコニウム膜の膜厚および質量を測定したところ、膜厚は834nm、基板面積に対する膜質量は0.749mg/cm2であり、酸化セリウム粒子と多孔体の質量比率は77:13であった。また、原子吸光で測定したところ、基板面積に対するAuの担持量は0.173g/cm2であった。Au担持多孔質酸化ジルコニウム膜を固定化したガラス基板をBET法による測定を実施したところ、多孔質酸化ジルコニウム膜の比表面積、細孔容積、細孔径がそれぞれ148m2/g、0.38g/cm3、3.28nmであった。また、Auの粒径をTEMで観察したところ、2.5nmであった。
(酸化セリウム粒子含有酸化ジルコニウム膜を固定化したガラス基板(3))
酸化ジルコニウム粒子0.5gを酸化セリウム粒子(信越化学(株)製)0.3gに替えた以外は実施例1と同様の方法でAu担持多孔質酸化ジルコニウム膜を固定化したガラス基板を得た。
Au担持多孔質酸化ジルコニウム膜の膜厚および質量を測定したところ、膜厚は571nm、基板面積に対する膜質量は0.387mg/cm2であり、酸化セリウム粒子と多孔体の質量比率は67:23であった。また、原子吸光で測定したところ、基板面積に対するAuの担持量は0.075g/cm2であった。Au担持多孔質酸化ジルコニウム膜を固定化したガラス基板をBET法による測定を実施したところ、多孔質酸化ジルコニウム膜の比表面積、細孔容積、細孔径がそれぞれ148m2/g、0.38g/cm3、3.28nmであった。また、Auの粒径をTEMで観察したところ、2.5nmであった。
酸化ジルコニウム粒子を用いないで前駆体溶液を調製したこと以外は、実施例1と同様の方法でAu担持多孔質酸化ジルコニウム膜を固定化したガラス基板を得た。
Au担持多孔質酸化ジルコニウム膜の膜厚および質量を測定したところ、膜厚は109nm、基板面積に対する膜質量は0.082mg/cm2であった。また、原子吸光で測定したところ、基板面積に対するAuの担持量は0.018mg/cm2であった。Au担持酸化ジルコニウム膜を固定化したガラス基板をBET法による測定を実施したところ、多孔質酸化ジルコニア膜の比表面積、細孔容積、細孔径がそれぞれ148m2/g、0.38g/cm3、3.28nmであった。また、Auの粒径をTEMで観察したところ、2.5nmであった。
無機微粒子として、市販の酸化ジルコニウム微粒子(日本電工株式会社製、PCS)をメタノールに10.0質量%分散して、塩酸でpHを4.0に調整した後、ビーズミルにより平均粒子径20nmに粉砕分散した。その後、得られた分散溶液を用い、ガラス基板上にスピンコーターを用いて回転数3000rpmで成膜し、酸化ジルコニウム微粒子のみを固定化したガラス基板を得た。実施例1と同様の方法でAu担持酸化ジルコニウム微粒子膜を固定化したガラス基板を得た。尚、この膜は微粒子のみで構成されているためガラス基板との密着性が悪く、衝撃等を加えると膜は脱落してしまった。
Au担持酸化ジルコニウム膜の膜厚および質量を測定したところ、膜厚は156nm、基板面積に対する膜質量は0.106mg/cm2であった。また、原子吸光で測定したところ、基板面積に対するAuの担持量は0.014mg/cm2であった。Au担持酸化ジルコニウム膜を固定化したガラス基板をBET法による測定を実施したところ、酸化ジルコニウム膜の比表面積は10m2/gであり、この酸化ジルコニウム膜はメソポーラス構造を有していないことが確認された。また、Auの粒径をTEMで観察したところ、2.5nmであった。
実施例1~6及び比較例1、2で得られた触媒体膜の特性を表1に示す。
有害成分として一酸化炭素(CO)を用い、実施例及び比較例の触媒体膜のCO酸化反応を評価した。具体的には、実施例及び比較例の触媒体膜を固定化したガラス基板を所定の流路幅および高さ(幅5cm、高さ1mm)となるように流路内に設置した試験装置を用意した。一酸化炭素(濃度1,000ppm)と空気を混合して被処理気体を調製し、流量をマスフローコントローラーで制御しながら、被処理気体を当該流路に供給し、CO除去試験を実施した。
CO除去率(%)={(初期CO濃度 - 反応後CO濃度)/初期CO濃度}×100
実施例1で得られたガラス基板を試験装置に設置し、CO除去試験を実施した。
(試験例2)
実施例2で得られたガラス基板を試験装置に設置し、試験例1と同様な方法でCO除去試験を実施した。
(試験例3)
実施例3で得られたガラス基板を試験装置に設置し、試験例1と同様な方法でCO除去試験を実施した。
(試験例4)
実施例4で得られたガラス基板を試験装置に設置し、試験例1と同様な方法でCO除去試験を実施した。
(試験例5)
実施例5で得られたガラス基板を試験装置に設置し、試験例1と同様な方法でCO除去試験を実施した。
(試験例6)
比較例1で得られたガラス基板を試験装置に設置し、試験例1と同様な方法でCO除去試験を実施した。
(試験例7)
比較例2で得られたガラス基板を試験装置に設置し、試験例1と同様な方法でCO除去試験を実施した。
また、表2に示すように、実施例1~5の触媒体膜を用いた試験例1~5はCO除去率がいずれも30%以上となった、一方、比較例1、2の試験例6~7はCO除去率が4%以下であった。これらの結果から実施例1~5の多孔質触媒体膜は比較例1および2の触媒体膜と比較して優れた触媒活性を有することが確認された。以上の結果から、本発明の有効性が示された。
Claims (17)
- 固体粒子、繊維、繊維もしくは固体粒子の集合体、およびモノリス構造体からなる群から1種または2種以上選択されて構成され、膜の形状維持を補助する膜支持体領域と、
膜内において前記膜支持体領域と隣接し、膜表面において開口する細孔を有する多孔質であり、細孔内に貴金属および/または貴金属酸化物を含む触媒粒子が担持されている触媒体領域とを備えることを特徴とする多孔質触媒体膜。 - 前記膜支持体領域が金属酸化物および/または珪素酸化物で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の多孔質触媒体膜。
- 前記金属酸化物および/または珪素酸化物がSiO2、Al2O3、TiO2、Fe2O3、ZrO2、およびCeO2のうち少なくとも1種類以上で構成されていることを特徴とする請求項2に記載の多孔質触媒体膜。
- 前記膜支持体領域が固体粒子および/または固体粒子集合体で構成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の多孔質触媒体膜。
- 前記膜支持体領域が固体粒子集合体で構成されており、該固体粒子集合体は粒子が焼結して連続した構造体であることを特徴とする請求項4に記載の多孔質触媒体膜。
- 前記膜支持体領域の少なくとも一部が細孔を有し、その細孔に貴金属および/または貴金属酸化物を含む触媒粒子が担持されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか一つに記載の多孔質触媒体膜。
- 前記多孔質触媒体膜の触媒粒子担持量が0.050mg/cm2以上、1.000mg/cm2以下であることを特徴とする請求項1から6のいずれか一つに記載の多孔質触媒体膜。
- 前記膜支持体領域が触媒粒子を除いた前記膜支持体領域および前記触媒体領域の合計に対して、質量比で60%以上95%以下であることを特徴とする請求項1から7のいずれか一つに記載の多孔質触媒体膜。
- 前記触媒粒子が金、白金、パラジウムおよびこれらの酸化物からなる群から1種または2種以上選択される物質を含む粒子であることを特徴とする請求項1から8のいずれか一つに記載の多孔質触媒体膜。
- 前記触媒体領域における多孔質体がSiO2、Al2O3、TiO2、Fe2O3、ZrO2、およびCeO2からなる群から1種または2種以上選択される金属酸化物を含むことを特徴とする請求項1から9のいずれか一つに記載の多孔質触媒体膜。
- 前記触媒粒子の粒径が2nm以上9nm以下であることを特徴とする請求項1から10のいずれか一つに記載の多孔質触媒体膜。
- 前記触媒粒子の担持量が前記触媒体領域100質量%に対して30質量%以上70質量%以下であることを特徴とする請求項1から11のいずれか一つに記載の多孔質触媒体膜。
- 前記触媒体領域がメソ孔を有することを特徴とする請求項1から12のいずれか一つに記載の多孔質触媒体膜。
- 前記メソ孔のBET法で測定した平均孔径が3nm以上10nm以下であることを特徴とする請求項13に記載の多孔質触媒体膜。
- 前記多孔質触媒体膜が一酸化炭素もしくは有機化合物の酸化反応触媒であることを特徴とする請求項1から14のいずれか一つに記載の多孔質触媒体膜。
- 固体粒子、アルコキシシランもしくは金属アルコキシドの加水分解物、および界面活性剤を含有する溶液を基材に塗布後に焼成して得られる細孔を有する膜状体と貴金属および/または貴金属酸化物に対応する金属化合物が溶解している溶液とを接触させ、
焼成および/または還元処理を行い前記膜状体の細孔内に貴金属および/または貴金属酸化物を含む触媒粒子を形成することを含むことを特徴とする、請求項1から15のいずれか一つに記載の多孔質触媒体膜の製造方法。 - 第1の電極と、第2の電極と、前記第1の電極と前記第2の電極の間に配置される誘電体とを少なくとも備え、前記第1の電極と前記第2の電極の間に電圧を印加して放電を発生させることによりプラズマを発生させるプラズマ発生部と、
前記プラズマ発生部によって発生した前記プラズマが存在する領域に形成される、被処理気体が流れる流路と、
前記流路に配置される請求項1から15のいずれか一つに記載の多孔質触媒体膜と、を備えることを特徴とするガス処理装置。
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