JPH02211248A - オゾン分解用触媒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、気体等の中に含まれる、オゾンを分解除去す
るための触媒に間する。

〈従来の技術〉 従来、気体中に含まれる有害成分であるオゾンを除去す
る方法として、活性炭、ゼオライト等の多孔質物質を用
いる吸着法、あるいは、ＭｎＯ２などの触媒を用いるこ
とによる酸化分解法等の方法が行われてきた。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記従来のオゾンの除去方法はいずれも
、充分に満足のいく方法であるとは言い難い。

すなわち、吸着法には、吸着剤が吸着能力を発揮する期
間が有限であるため、再生等することを要し、吸着装置
のメンテナンスに多大の労力及び費用が必要となるとい
う問題がある。

又、触媒を用いるオゾンの酸化分解法には、上記のよう
な問題は無いものの、現状では触媒性能上充分に満足の
いくものであるとは言い難い、またオゾン濃度が高い及
びもしくは面積速度が大きい苛酷な条件下において、こ
れらの触媒は著しく劣化した。

本発明は、従来のオゾン除去方法が有していたこれらの
問題を解決するためになされたものであって、その目的
とするところは、従来方法に比べてオゾンの除去能力に
優れかつ苛酷な条件下においても劣化しないオゾン分解
用触媒を提供することにある。

く問題を解決するための手段〉 上記目的を達成するための本発明に係るオゾン分解用触
媒は、炭素と二酸化マンガン、炭素と二酸化マンガン及
び二酸化チタン、及びこれらで用いられる二酸化マンガ
ンの一部にかえて、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄
（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）などから選ば
れる少なくとも一種以上の金属の酸化物を含有すること
を特徴とする。

炭素と二酸化マンガン又は、炭素と二酸化マンガン及び
二酸化チタンとからなる触媒としては、炭素／ＭｎＯ２
，炭素／ＭｎＯ２／ＴｉＯ２などが例示される。ここで
二酸化マンガンの含有率は酸化物重量比で、２０〜９０
％であり、炭素の重量含有率は１０％〜５０％、ＴｉＯ
２の重量含有率は１０％〜３０％であることが望ましい
。炭素、二酸化マンガン及びＴｉＯ２の含有率が上記範
囲以下では、この触媒の性能は充分ではなく、又、炭素
、二酸化マンガン及びＴｊＯ，の含有率が上記範囲以上
では、その添加量に見合う性能の向上苛酷条件下での耐
久性の向上をもたらすことが出来なかった。又、これら
の触媒は、二酸化マンガンの一部を、鋼（Ｃｕ）、コバ
ルト（Ｃｏ）　、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｊ）、銀（
Ａｇ）などから選ばれる少なくとも一種以上の金属の酸
化物で置き換えることによって、より一層の性能の向上
がもたらされる。これらの好適な置換率は、酸化物換算
で１〜３０％である。置換率が上記範囲以下ではこれら
を置換することによる相乗効果はもたらされず、置換率
が上記範囲以上では、その置換率に見合うだけの性能の
向上はもたらされなかった。こうした触媒としては、Ｍ
ｎＯ２／ＣｕＯ２／炭素（及びＭｎＯ２／ＣｕＯ２／炭
素／ＴｉＯ２以下同様）、ＭｎＯ２／ＣＯ３０ｍ／炭素
。

ＭｎＯ２／Ｆｅ２Ｏ３／炭素、Ｍｎ０９／ＮｉＯ／炭素
、Ｍｎ０ｇ／Ａｇ２Ｏ／炭素などが例示される。又、こ
れらの触媒に用いられる炭素としては、活性炭素（チャ
コール）、黒鉛（グラファイト）、カーボンブラック、
コークスなどを例示することが出来るが、これらの内情
性炭素がもっとも好ましい。

本発明方法において用いられる触媒の形状は特に限定さ
れず、例えばハニカム状、ペレット状、円柱状、板状、
パイプ状等、種々の形状のものを用いることができる。

触媒中の活性成分含有率は、５０％以上が好ましく、７
５％以上がより好ましい。

触媒は、含浸法、混練法、共沈法、沈澱法、酸化物混合
法等の既知の製法を適宜選択して製造することができる
。触媒の製造においては、触媒に賦形性を与えるために
成形助剤を添加したり、機械強度等を向上させるために
無機繊維等の補強剤有機バインダー等を適宜添加したり
してもよい。

オゾン分解の際の反応温度は、０〜４０℃が好ましく、
１０〜３０℃がより好ましい。０℃未満の場合、反応速
度が遅くなるからであり、４０℃を越える場合、新たに
昇温のためのエネルギーを必要とし不経済であるからで
ある。

また、触媒と反応ガスとの接触は、５〜５０の面積速度
（ＡＶ　；ａｒｅａ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　）で行うこと
が好ましい。これは、面積速度が５未満であると触媒が
多く必要になるからであり、面積速度が５０を越えると
効率が低く所定の分解率が得られないからである。ここ
で、面積速度とは、反応１１（Ｎｔｎ’／ｕ、　ｕ　：
Ｈｒ）を単位容積の触媒あたりのガス接触面積＜ｄ／ｄ
’）で除した値である。またオゾン分解において、入口
オゾン濃度（ｐｐｍ）と面積速度との積（以下、ｒｃＡ
Ｊという）が小さい緩やかな反応条件でオゾン分解がな
される場合は、触媒の劣化も通常殆ど生じないが、ＣＡ
が３０以上である苛酷な条件の場合は、性能劣化が激し
く起こるが、本触媒はＣＡ３０以上において用いること
ができる。勿論３０未満において用いることができるの
は言うまでもない。

〈実施例〉 以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明すのではな
い。

Ａ、触媒Ｑ厘製 実施例１ 比表面積４８ｔ／／ｇのＭｎＯ２７０４ｇと活性炭素（
和光純薬製チャコール）１５５ｇを水ｌ免中に懸濁し、
これにさらにガラスピーズ２５０ｇを加えて３０分間撹
拌混合してスラリーを得た。

このスラリーを空隙率８１％、ピッチ４．０ｍｍのセラ
ミックスファイバー製のコルゲート状ハニカムに含浸さ
せて、ＭｎＯ２／活性炭素（ｆ［量比８２：１８）を担
持率６８％で担持した二元触媒を得た。

実施例２ 実施例１において、活性炭素を７８ｇとし、チタニアゾ
ル（Ｔｉ０２含有量＝１５０ｇ／見）５１７献及び水５
００献を加えて懸濁液とした以外は実施例１と同様にし
て、ＭｎＯ２／ＴｉＯ２／活性炭素（重量比８２：９：
９）を担持率８３％で担持した三元触媒を得た。

実施例３ 実施例１において、比表面積４８ｄ１ｇのＭｎ０２７０
ｇと活性炭素を３０ｇ及び水５００ｄを加えて懸濁液と
した以外は実施例１と同様にして、ＭｎＯ２／活性炭素
（重量比７０：３０）を担持率５３％で担持した二元触
媒を得た。

実施例４ 実施例３において、グラファイト（和光純薬ｍ＞を５０
ｇとしチタニアゾル２５０ｄを加えること以外は実施例
３と同様にして、ＭｎＯ２／ＴｉＯ２／クラファイト（
重量比４５：２５：３０）を担持率５２％で担持した三
元触媒を得た。

実施例５ 実施例１において、比表面積４８ｔ／／ｇのＭｎ０２７
０４ｇのうち、４３ｇをＣｕＯにかえること以外は実施
例１と同様にして、ＭｎＯ２／ＣｕＯ／活性炭素（重量
比７７：５：１Ｂ）を担持率６５％で担持した三元触媒
を得た。

実施例６ 実施例１において、比表面積４８ｖ／／ｇのＭｎ０２７
０４ｇのうち、１７ｇを比表面積５３ぜ７ｇのＣｏ３０
ａにかえること以外は実施例１と同様にして、ＭｎＯ２
／Ｃｏ３Ｏ４／活性炭素（ｌｉ量比８０：２：１８）を
担持率７１％で担持した三元触媒を得た。

実施例７ 実施例１において、比表面積４ＥＷ／ｇのＭｎ０２７０
４ｇのうち、７０ｇを比表面積５３ぜ７ｇのＦｅ２Ｏ３
にかえること以外は実施例１と同様にして、ＭｎＯ２／
Ｆｅ２Ｏ３／活性炭素（重量比？４：８：１８）を担持
率６２％で担持した三元触媒を得た。

実施例８ 実施例１において、比表面積４８ｒｒｒ／ｇのＭｎ０２
７０４ｇのうち、５０ｇをＮｉＯにかえること以外は実
施例１と同様にして、ＭｎＯ２／ＮｉＯ／活性炭素（ｆ
Ｅ量比７６：６：１Ｂ）を担持率１００％で担持した三
元触媒を得た。

実施例９ 実施例１において、比表面積４８ｔｒｒ／ｇのＭｎ０２
７０４ｇのうち、１７ｇをＡｇ、Ｏにかえること以外は
実施例１と同様にして、ＭｎＯ２／Ａｇ−２０／活性炭
素（重量比８０：２：１８）を担持率７４％で担持した
三元触媒を得た。

実施例１Ｏ 実施例５において、活性炭素を１５５ｇを７８ｇとし、
これにかえてチタニアゾル５１７−を加えること以外は
実施例５と同様にして、ＭｎＯ２／ＣｕＯ／ＴｉＯ２／
活性炭素（重量比７７：５：９：９）を担持率１０３％
で担持した三元触媒を得た。

実施例１１ 実施例９において、活性炭素を１５５ｇを７８ｇとして
、これにチタニアゾル５１７ｄを加えること以外は実施
例９と同様にして、ＭｎＯＱ／Ａｇ２Ｏ／ＴｌＯ２／活
性炭素（重量比８０：２：９：９）を担持率１０２％で
担持した三元触媒を得た。

比較例 比表面積４８ｖｒｒ／ｇのＭｎ０２３０ｇと、四塩第１
表 化チタンとシリカゾルとの混合物（ＴｉＯ２：Ｓｆｏｇ
が１　：　１）７０ｇとを撹拌混合しつつ、アンモニア
ガスを吹き込んで中和反応を行い、スラリー状の沈殿物
を生成させた。得られた沈殿物を充分に水洗した後、温
度５００℃で３時間焼成して比表面積１６２イ／ｇの三
元触媒ＭｎＯ２／ＴｉＯ２／５ｉ０２（重量比３０：３
５：３５）を得た。

Ｂ、触戟讃肚Ｕ尺験 上記実施例１〜９及び参考例で得た各触媒について、第
１図にそのフローシートを示すような試験方式を用いて
下記反応条件で触媒活性試験を行った０図において、（
１）はオゾン発生器であり、これに導入されたエアーよ
り適切な濃度のオゾンを発生させ、このオゾン含有エア
ーを触媒Ｎ（２）に導く、オゾン分解率は、（３）のオ
ゾン分析計にて測定される触媒層の人口及び出口の値に
より次式で求められる。

（反応条件） 空間速度：２００００／ｍｒ 反応温度：２０℃ 上記試験結果を表１に示す。

（以下、余白） 入口オゾン濃度 上記表より明らかなように、実施例１〜１１で得たいず
れの触媒も、参考例で得た触媒に比べて高いオゾン分解
率（％）及び苛酷条件下での耐久性を有している。

以上の試験結果より、本発明方法による触媒は、高いオ
ゾン分解性能を有するとともに苛酷条件下での耐久性を
有するものであることがわかる。

〈発明の効果〉 本発明に係るオゾン分解触媒は、オゾンを効率良く除去
することができる優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は触媒活性試験のフローシートである。 （１）　−−−一・オゾン発生器 （２）　・−触媒層 （３）　−−−−オゾン分析計 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭素と二酸化マンガンを含有することを特徴とす
   るオゾン分解用触媒
2. （２）特許請求（１）の範囲において、さらに二酸化チ
   タンを含有することを特徴とするオゾン分解用触媒
3. （３）特許請求（１）（２）の範囲において、さらに銅
   （Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（
   Ｎｉ）、銀（Ａｇ）などから選ばれる少なくとも一種以
   上の金属酸化物を含有することを特徴とするオゾン分解
   用触媒