JPH02218437A - オゾン分解用触媒 - Google Patents

オゾン分解用触媒

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Publication number
JPH02218437A
JPH02218437A JP1041330A JP4133089A JPH02218437A JP H02218437 A JPH02218437 A JP H02218437A JP 1041330 A JP1041330 A JP 1041330A JP 4133089 A JP4133089 A JP 4133089A JP H02218437 A JPH02218437 A JP H02218437A
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JP
Japan
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catalyst
ozone
mno2
clay
ozone decomposition
Prior art date
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Pending
Application number
JP1041330A
Other languages
English (en)
Inventor
Masafumi Yoshimoto
吉本 雅文
Tadao Nakatsuji
忠夫 仲辻
Kazuhiko Nagano
永野 一彦
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Sakai Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Sakai Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Priority to EP89312309A priority patent/EP0371740B1/en
Publication of JPH02218437A publication Critical patent/JPH02218437A/ja
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Priority to US07/865,649 priority patent/US5232886A/en
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)

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、MnO2などの触媒を用いる酸化分解法等
が提案されている。
〈発明が解決しようとする課題〉 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、除去装置
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。
また、酸化分解法には、上記のような問題は無いものの
、従来のオゾン分解用触媒では、充分にオゾンを酸化分
解できないという問題があった。
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、先ず第1に従来方法に比べてオゾンの
除去能力に優れるオゾン除去方法の確立を可能にするオ
ゾン分解用触媒を提供することにある。
ところで、各種オゾン分解用触媒について、耐久性試験
を行ったところ、オゾン濃度が高く、且つ、面積速度が
大きい苛酷な条件で用いた場合には、性能が著しく劣化
するものがあることが分かった。
本発明は、又かかる知見に基づきなされたものであって
、その目的とするところは、第2にかかる苛酷な条件で
用いても劣化することの無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、(1)、アルカリ金属及びもしくはアルカリ土類
金属からなる群より選ばれる少なくとも1種以上の金属
酸化物と二酸化マンガンとを含有すること、(2)、ア
ルカリ金属及びもしくはアルカリ土類金属からなる群よ
り選ばれる少なくとも1種以上の金属酸化物と、二酸化
マンガン及び二酸化チタンとを含有すること、及び(a
)、(1)(2)の範囲においてさらにクレーを含有す
ることを特徴としている。これらの触媒としては、Na
*0−MnO2、K2O−MnO2、MgO−MnO2
、CaO−Mn02etcを主成分とする二元触媒、及
びNano−MnO2−Ti02、K、0−MnO2−
TiO2、MgO−Mn02−TiO2、CaO−Mn
02−TiO2、Na20−Mn02−クレー、K、0
−Mn02−クレー、MgO−Mn02−クレー、Ca
O−MnO2−クレーetcを主成分とする三元触媒、
及びさらに、Na 、10−Mn02−T i OQ−
クレー、K2O−Mn02−Ti02−クレーMgO−
Mn0(、TiO2−クレー、CaO−Mn02−Ti
02−クレーetcを主成分とする四元触媒が例示され
る。これらの触媒中のアルカリ金属、あるいはアルカリ
土類金属の好適な含有率は、酸化物重量比で0.5%〜
5%である。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、含有率が上記範囲以上では、そ
の添加量に見合うだけの性能の向上はもたらされなかっ
た。又、上述した三及び四元触媒において、二酸化マン
ガンの含有率は、酸化物重量比で20〜90%であるこ
とが望ましい。二酸化マンガン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、二酸化マン
ガンの含有率が上記範囲以上では、その添加量に見合う
だけの性能の向上はもたらされなかった。
これらの触媒に用いられるクレーは、パイロフィライト
、タルク、雲母、緑泥石、モンモリロナイト、カオリン
、ハロイサイトなどの層状粘土鉱物であり木節粘土や蛙
目粘土などを例示することが出来る。
本発明に係る触媒の形状は特に限定されず、例えばハニ
カム状、ベレット状、円柱状、板状、バイブ状等、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、沈殿法、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℃を越えた場合、新たに
昇温のための熱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、6〜70の面積速度
(AV ; areavelocity)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70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、空間速度(1/Hr)を単位容積当た
りのガス接触面積(t//111’)で除去した値であ
る。
ところで、オゾン分解において、人口オゾン濃度(pp
a )と面積速度との積(以下、rcAJという)が小
さい穏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触媒が
多い。
上述したような、本発明に係る触媒は、CAが30以上
である苛酷な条件下においても性能の劣化を示さない触
媒である。
〈実施例〉 以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。但し
本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。
八−触媒Q門型 実施例1 比表面積48trl”/gの二酸化マンガン500gを
水1gL中に懸濁し、さらにこれにガラスピーズ250
g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、0aia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、二酸化マンガンを担持率99%で担持した触媒を得
た。この触媒の吸水率は41.0%であった0次に、こ
れを31゜5gIQ、のNaOH水溶液中に浸漬し、余
剰の液を除去し、常温で通風乾燥した後、さらに100
℃で8時間乾燥し、Na20−Mn0(重量比1:99
)二元触媒を得た。
実施例2 実施例1において、NaOH水溶液の濃度を94.5g
/11とした以外は実施例1と全く同様にして、Na2
0−MnO2(重量比2.9:9781)二元触媒を得
た。
実施例3 実施例1において、NaOH水溶液の濃度を157.5
g/Qとした以外は実施例1と全く同様にして、Na 
20−Mn0 □(重量比4.8:95.2)二元触媒
を得た。
実施例4 実施例1において、NaOHにかえて、29゜1g/見
のKOH水溶液中に浸漬した以外は実施例1と全く同様
にして、K2O−Mn0.(重量比1:99)二元触媒
を得た。
実施例5 比表面積48d1gの二酸化マンガン500gおよび酸
化マグネシウム5gを水IQ中に懸濁し、さらにこれに
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
.0+nm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、MgO−Mn0 (重量比1:
99)を担持率101%で担持した二元触媒を得た。
実施例6 実施例5において、酸化マグネシウム5gにかえて、酸
化カルシウム6gを用いる以外は、実施例5と全く同様
にして、CuO−Mn0(重量比1:99)を担持率1
00%で担持した二元触媒を得た。
実施例7 比表面積48rl/gの二酸化マンガン704gをチタ
ニアゾル(T i O2含有量:150g/免)117
3dに加え、さらにこれにガラスピーズ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゜0IuI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、Mn
O□−TiO□(重量比80:20)を担持率99%で
担持した触媒を得た。この触媒の吸水率は46.0%で
あった。
次にこれを、28.1g/込のNaOH水溶液中に浸漬
し、余剰の液を除去し、常温で通風乾燥した後、さらに
100℃で8時間乾燥し、Na2Na20−Mn02−
T (重量比1.0ニア9.2:19.8)三元触媒を
得た。
実施例8 実施例7において、さらにMg08.8gを加え、触媒
をNaOH水溶液中に浸漬処理することを省略する以外
は実施例7に従い、MgO−Mn0TiOQ(重量比1
ニア9.2:19.8)を担持率100%で担持した三
元触媒を得た。
実施例9 実施例7において、二酸化マンガンを500g、チタニ
アゾルを(Ti02含有fl: 150g/Q、)33
33 dとする以外は実施例7と同様にして、Mn02
−TiO2(重量比50:50)を担持率103%で担
持した触媒を得た。この触媒の吸水率は48.0%であ
った0次にこれを、26゜9g/QのNaOH水溶液中
に浸漬し、以後実施例7と同様にして、Na20−Mn
02−Ti03(重量比1 :49.5:49.5)三
元触媒を得た。
実施例10 実施例7において、二酸化マンガンを640g。
チタニアゾル(Ti02含有量:150g/免)10B
?d、及びさらに本節粘土を200g加える以外は実施
例7と同様にして、Mn02−TiO9−クレー(重量
比64:16:20)を担持率100%で担持した触媒
を得た。この触媒の吸水率は45%であった0次にこれ
を、28.7g/免のNaOH水溶液中に浸漬し以後実
施例7と同様にして、NaQO−Mn02−Ti02−
クレー(重量比1.0:63.4:15.8:19゜8
)三元触媒を得た。
実施例11 実施例1Oにおいて、さらにMg010gを加え、触媒
をNaOH水溶液中に浸漬処理することを省略する以外
は実施例10に従い、MgO−Mn02−Ti02−ク
レー(ml量比1:63.4:I5.8:19.8)を
担持率98%で担持した三元触媒を得た。
実施例12 実施例7において、二酸化マンガンを250g。
チタニアゾル(Ti02含有量:150g/免)166
7d、及びさらに木節粘土を500g加える以外は、実
施例7と同様にして、Mn02−Ti02−クレー(重
量比25:25:50)を担持率99%で担持した触媒
を得た。この触媒の吸水率は43.0%であフた6次に
これを、30゜Og/免のNaOH水溶液中に浸漬し、
以後実施例7と同様にして、Na、0−Mn09−Ti
O2−クレー(重量比1 :24.8:24.8:49
64)三元触媒を得た。
実施例13 実施例12において、さらにMg010gを加え、触媒
をNaOH水溶液中に浸漬処理することを省略する以外
は実施例12に従い、MgO−Mno、2−Tjol−
クレー(重量比1:24.8:24.8:49.4)を
担持率100%で担持した三元触媒を得た。
比較例】 実施例1において、触媒をNaOH水溶液中に浸漬処理
をせずして、MnO2を担持率99%で担持した触媒を
得た。
比較例2 実施例7において、触媒をNaOH水溶液中に浸漬処理
をせずして、Mn0Q−Ti02 (重量比80:20
)を担持率99%で担持した二元触媒を得た。
比較例3 実施例9において、触媒をNaOH水溶液中に浸漬処理
をせずして、Mn02−TiO2(重量比50:50)
を担持率103%で担持した二元触媒を得た。
比較例4 実施例1Oにおいて、触媒をNaOH水溶液中に浸漬処
理をせずして、Mn02−Ti02−クレー(重量比8
4:16:20)を担持率103%で担持した三元触媒
を得た。
比較例6 実施例12において、触媒をNaOH水溶液中に浸漬処
理をせずして、MnO2−TiO3−クレー(重量比2
5:25:50)を担持率99%で担持した三元触媒を
得た。
参考例 比表面積48t//gの二酸化マンガン300gと、四
塩化チタン(Ti02含有量:27.2wt%asTi
02)1287g、シリカゾル(Si02含有量:20
wt%assio2)1750g及び水を5見加え撹拌
混合しつつ、アンモニアガスを吹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時間焼成して冷却後
0゜51φのスクリーンを有するサンプルミルにて粉砕
し、比表面積162d1gの三元酸化物を得た。
次にこの粉砕物500gを水14中に懸濁し、さらにこ
れにガラスピーズ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4.0+w+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、Mn02−TiO2−Si
02 (重量比30:35:35)を担持率100%で
担持した三元触媒を得た。
旦−触媒活性試験 上記実施例1〜13、比較例1〜5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
試験装置を用いて、下記反応条件で触媒活性試験を行っ
た。図において、(1)はオゾン発生器であり、該オゾ
ンを発生させ、このオゾン含有エアーを触媒層(2)に
導く、オゾン分解率(%)は、オゾン分析計(a)にて
測定される触媒層(2)の人口及び出口におけるオゾン
濃度値より次式を用いて算出される。
オゾン分解率(%)= (反応条件 ■) 面積速度:25tr?/nI″φHr 入ロオゾン濃度:0.2ppm 反応温度=20℃ (反応条件 ■) 反応温度20℃において、CAが1O130,50又は
70となるように入口オゾン濃度及び面積速度を種々変
化させて、初期、1時間経過後、2時間経過後の各オゾ
ン分解率を測定し、各触媒の劣化を調べた。
上記試験結果を表1〜表2に示す。
(以下、余白) 反応条件! 表2 反応条件■ 本(ρ−・d/llφHr) 表2 反応条件■ 表2 反応条件■ 表2 反応条件■ 表2 反応条件■ 反応条件■ 上記表より明らかなように、実施例1〜13で得たいず
れの触媒も、比較例1〜5及び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) −−−−オゾン発生器 (2) −触媒層 (a)−−オゾン分析計

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アルカリ金属及びもしくはアルカリ土類金属から
    なる群より選ばれる少なくとも1 種以上の金属酸化物と、二酸化マンガンと を含有することを特徴とするオゾン分解用 触媒。
  2. (2)アルカリ金属及びもしくはアルカリ土類金属から
    なる群より選ばれる少なくとも1 種以上の金属酸化物と、二酸化マンガン及 び二酸化チタンとを含有することを特徴と するオゾン分解用触媒。 (a)特許請求(1)(2)の範囲において、さらにク
    レーを含有することを特徴とする オゾン分解用触媒。
JP1041330A 1988-11-28 1989-02-21 オゾン分解用触媒 Pending JPH02218437A (ja)

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JP1041330A JPH02218437A (ja) 1989-02-21 1989-02-21 オゾン分解用触媒
EP92101927A EP0487506A1 (en) 1988-11-28 1989-11-28 Catalyst and method for ozone decomposition
DE89312309T DE68909376T2 (de) 1988-11-28 1989-11-28 Katalysator und Verfahren zur Ozon-Zerlegung.
EP89312309A EP0371740B1 (en) 1988-11-28 1989-11-28 Catalyst and method for ozone decomposition
US07/838,822 US5221649A (en) 1988-11-28 1992-02-21 Catalysts and methods for ozone decomposition
US07/865,649 US5232886A (en) 1988-11-28 1992-04-10 Catalysts and methods for ozone decomposition

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5387972A (en) * 1977-01-12 1978-08-02 Takeda Chem Ind Ltd Ozone removing method
JPS62201648A (ja) * 1986-03-03 1987-09-05 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd オゾン分解触媒
JPS63267439A (ja) * 1987-04-24 1988-11-04 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd オゾン分解用触媒

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