JPH02253848A

JPH02253848A - オゾン分解触媒

Info

Publication number: JPH02253848A
Application number: JP1074685A
Authority: JP
Inventors: Akinobu Wakayama; 若山　晃伸; Toshihiro Kawakami; 川上　利弘; Kiyoshi Kadowaki; 角脇　清
Original assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Current assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Priority date: 1989-03-27
Filing date: 1989-03-27
Publication date: 1990-10-12

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、オゾン分解触媒に関する。詳しくは、本発明
は、特にガス中に含有される、オゾンを接触的に分解す
る触媒に関する。

１従米の技術とその問題点）オゾンは、極めて強力な酸化力を有する気体であり、ま
た、分解すると無害な酸素となるため脱臭、殺菌、漂白
等の目的でさまざまな分野において幅広く使用されてい
る。しかしながら、どの場合でも処理に使用されたオゾ
ンは、−Ｓ未反応のまま、大気中に放出されるために、
光化学反応によるオキシダント発生の原因となり、二次
公害を発生する恐れがある。

また、オゾンは、旅客機が飛行する際に成層圏に存在し
、更に、最近、各種の鳥電圧発生装置を組み込んだ機器
、例えば、乾式の複写機等からのオゾン発生が問題とな
っており、これ等の機器は主に室内に置かれるために、
オゾンの発生は、微量であっても室内が汚染される。

オゾンの奥いは、１９ｐ箇以下の濃度で感知でき、２　
ｐｐｍ以上の濃度では、呼吸器系に刺激を引きおこし、
人体に有害となるために、各種の発生源から排出される
オゾンを除去して、無害化する必要がある。

従来公知のオゾン除去方法として、活性炭法、熱分解法
、薬液洗浄法、触媒分解法等が知られている。

活性炭法は、活性炭が安価であるため、広く用いられて
いる。しかし画濃度のオゾンを処理する場合は反応熱に
より、活性炭自身が発火・燃焼するという危険性があり
、取り扱い上問題がある。

熱分解法は、分解効率を上げるためには、３００℃以上
の加熱が必須であり、多量の＊ｙスを処理するためには
、加熱費用がかかり、処理コストが高くなるなどの欠点
がある。薬液洗浄法は、還元性物質の水溶液で廃オゾン
を洗浄するために処理コストが高く、廃水処理の問題が
生じる。

触媒分解法は、発火・燃焼の危険性がなく、廃水処理も
不要であり、低コストでオゾンを分解除去できるために
有利な方法とされている。

オゾン分解触媒には、貴金属を用いた触媒（特開昭５７
−１２２９４２号など）、ニッケル、マンガン、コバル
ト等の重金属酸化物を用いた触媒（特開昭６０−９７０
４９号）が知られている。しかしながら、活性炭法に比
較して、触媒分解法では、１金属触媒の場合、貴金属が
高価であり、重金属酸化物触媒の場合、１００℃以下特
に５０℃以下での低温度領域での活性が低いという欠点
が挙げられる。

また、特開昭６２−９７（３４３号ではチタン及びケイ
素から成る二元系酸化物とマンガン、鉄、コバルト、ニ
ッケルなどの重金属から成る触媒が、２０℃前後の低温
度領域で高いオゾン分解活性を示すと記載されているが
、未だ十分なものとは言い切れなかった。

［発明の目的１本発明の目的は、〃ス中に含まれるオゾンを酸素へ接触
的に分解するにあたり、低温活性に優れ、安価でかつ実
用的なオゾン分解触媒を提供することにある。

１問題点を解決するための手段１本発明者らは、上記目的に沿って、鋭意検討を重ねた結
果無機質繊維状担体に活性炭、アナターゼ型酸化チタン
及びマンがン、鉄、銅、コバルト、ニッケル、白金、金
、銀、水銀等オゾン分解能を有する成分を担持した触媒
が、５０℃以下特に−１０〜３０℃以下の低温度領域で
も優れたオゾン分解活性を示し、且つ耐久性にも優れた
オゾン分解触媒となることを見出し、本発明を到達する
に到った。

すなわち、本発明の要旨は、無機質繊維状成形ら成る。

以下、本発明につき、詳細に説明する。

本発明にかかるｓ慨質繊維状担体としては、例えば、ア
ルミナ、シリカ、チタニア、シリカ−アルミナ、ジルコ
ニア、シリカ−アルミナ−マグネシア等から成る繊維の
成形体もしくは、積層体を用いることがで終るが、特に
シリカ−アルミナ系繊維が好ましい。

次に、無機質繊維状担体に酸化チタン源として、水酸化
チタンを１５０〜６００℃の温度で加熱処理して得られ
た５０Ｔｓ”７ｇ以上の比較的高い比表面積を有するア
ナターゼ型酸化チタン及び、加熱分解によりアナターゼ
型二酸化チタンとなるチタニアゾル、硫酸チタンまたは
シュウ酸チタンなどを用いることができる。

活性炭としては、市販のヤシ〃う活性炭及び、石炭系活
性炭を粉砕して使用することができる。

その活性炭は、比表面積が７００ｅ”７ｇを有するもの
が好適である。

また、オゾン分解能を有する成分として、例えばマンガ
ン、鉄、銅、コバルト、ニッケル、金、銀、白金、水銀
などが挙げられるが、性能上マンガンが特に好ましい元
素である。ここで、マンガン、鉄、銅、コバルト、ニッ
ケルは、通常酸化物の形で担持される。。

上記の担体及び触媒成分を、ｊ！１ｊｆｉ質繊維状担体
繊維状担体に際し、例えば、酸化チタン原料と活性炭及
び金属塩水溶液の混合スラリーをボールミル等を用いて
湿式粉砕混合し、スラリーコート法により担持、更に２
００℃以下の温度で乾燥する方法や、担体成分のスラリ
ーを同様の方法で調製し、無機質繊維状担体にコートし
た後、２００℃以下の温度で乾燥し、更に、触媒成分の
金属塩溶液に含浸し、２００℃以下で乾燥する方法が挙
げられる。

触媒成分であるマンガンの分散性を高める方法としては
、後者の方法が有利であり、且つ、高活性の触媒が得ら
れる。

この場合、担体成分である酸化チタンと活性炭粉の割合
は、３０ニア０〜８０：２０（重量比）の範囲である場
合特に性能が秀れたものとなる。これは、活性炭の比率
が２０％（重量）以下では、活性炭粉の添加によるオゾ
ン分解能向上の効果が小さく、７０％（重量）以上では
、活性炭が触媒表面から剥離しやすい傾向がある為であ
る。

尚、触媒中に活性炭の比率は、特に制限は無いが１％以
上好ましくは３％以上となる様に担持することにより、
高いオゾン分解能が得られる。

また、触媒成分の担持量は、特に制限されないが、通常
は０．１＾・４０重量％、特に３〜３０重量％の範囲で
あることが多い。

以上の様に、本発明のオゾン分解触媒は、無機質繊維状
担体に更にアナターゼ型酸化チタンと活性炭及び、マン
ガン等オゾン分解能を有する成分を担持することにより
、従来問題とされていた活性炭の燃焼という問題を解決
した他、従来の担持付き重金属酸化物触媒よりも、低温
度域において優れたオゾン分解活性を示し、かつ耐久性
にも優れるという特徴を有する。

［実施例１次に本発明の具体的態様を実施例によってさらに詳細に
説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の
実施例によって限定されるものではない。

実施例１酸化チタン換算で３０重量％の水酸化チタンスラリーを
１５０℃で加熱処理して得たアナターゼ型酸化チタン（
比表面積２８７　ｍ”／ｇ）５０部と市販の活性炭粉末
（比表面積的１０００ｍ”／ｇ）５０部に、水を加えて
、固形分２０重量％のスラリーを１ｌｌｌｌ！！Ｌ、ボ
ールミルで２４時間粉砕した。

平均繊維径約３μ閣、比表面積８８ｍ２／ｇ、５Ｉ０２
６８重景％及ＶＡ１２０，３２重景％から成る無機質繊
維状担体を上記粉砕スラリーに、室温下１０分間含浸し
た後、担体を取り出し、圧縮空気をブローして余剰のス
ラリーを取り除いた後、１５０℃で３時間乾燥した。こ
のものを、８０重量％硝酸マンガン６水塩水溶液に、室
温下、１時間含浸した後、取り出し液切り後１５０℃で
３時間乾燥して触媒を得た。得られた触媒の組成を表−
１に示す。

実施例２実施例１において、酸化チタン原料として、水酸化チタ
ンの加熱処理を６００℃３時間として得られたアナター
ゼ型酸化チタン（比表面積５５ｍ２／ｇ）を用いた事以
外は、実施例１と同様にして触媒を得た。

得られた触媒の組成を表−１に示す。

実施例３実施例１において、酸化チタン粉末に替えて、市販チタ
ニアゾル（酸化チタン含１ｊ３０重量％）を、酸化チタ
ンベースで５０部とした事以外は、実施例１と同様にし
て触媒を得た。得られた触媒の組成を表−１に示す。

実施例４実施例１において、酸化チタン粉末と活性炭の混合比率
を夫々８５部及び１５部とした事以外は、実施例１と同
様にして触媒を得た。

得られた触媒の組成を表−１に示す。

実施例５実施例１において、酸化チタン粉末と活性炭の混合比率
を夫々３５部及び３０部とし、更に、触媒物質として、
８０重量％硝酸マンガン６水塩水溶液を、二酸化マンガ
ンとして、３５部となるように配合し、更に水を加えて
、固形分が２０重量％のスラリーを調製し、ボールミル
で２４時間粉砕した。

平均繊維径約３μ鴎、比表面積８８ｍ２／ｇ。

５ｉｏ２６ｓ重量％及（／Ａｌ２Ｏ，３２重１％カラ虞
る無機質繊維状担体を上記粉砕スラリーに室温下１０分
間浸漬した後、担体を取り出し、圧縮空気をブローして
、余剰のスラリーを取り除いた後１５０℃で３時間乾燥
して触媒を得た。

得られた触媒の組成を表−１に示す。

比較例１実施例１において、活性炭を使用せず、水酸化チタン単
独のスラリーとした事以外は、実施例１と同様の方法で
、触媒を調製し、比較例１の触媒を得た。得られた触媒
の組成を表−１に示す。

比較例２実施例３において、活性炭を使用せず、市販チタニアゾ
ル（酸化チタン含量３０重１％）、単独のスラリーとし
た事以外は、実施例１と同様の方法で触媒を調製し比較
例２の触媒を得た。

得られた触媒の組成を表−１に示す。

実施ｇ４１〜５及び比較例１〜２で得られた各オゾン分
解触媒につき、次の様な方法でオゾン分解活性を求めた
ものを表−２に示す。

内径、２０ｍｍのパイレックス製反応管に、触媒５１を
充填し、オゾン１０ｐｐｍを含有する相対湿度５０％の
空気を、２５０　Ｎ　Ｉ／ｈｒの流速（空間速度５００
００　Ｈｒ−’）で、触媒層に導入し反応温度２０℃及
び５℃におけるオゾン分解率を求めた。

オゾン分解率（％）＝表−１触媒組成（重量％）表−２反応温度２０℃でのオゾン分解率　（％）１発明の効果
１本発明により、低温で高活性を有するオゾン分解触媒を
得ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）無機質繊維状担体に、アナターゼ型酸化チタン、
活性炭並びに、マンガン、鉄、銅、コバルト、ニッケル
、金、銀、水銀及び白金の少なくとも一種を含有したオ
ゾン分解能を有する成分を担持してあるオゾン分解触媒。
（２）該無機質繊維状担体が、アルミナ、シリカ、チタ
ニア又はシリカ−アルミナより成る請求項（１）記載の
触媒。
（３）マンガンをＭｎＯ＿２として０．１〜４０重量％
担持してある請求項（１）又は（２）記載のオゾン分解
触媒。