JPH0479695B2

JPH0479695B2 -

Info

Publication number: JPH0479695B2
Application number: JP58205613A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Suzuki; Yoshasu Fujitani; Taisuke Yoshimoto; Hideaki Muraki
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1983-11-01
Filing date: 1983-11-01
Publication date: 1992-12-16
Also published as: JPS6097047A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、環境汚染をほぼ完全に酸化して無害
化する酸化触媒にかかり、悪臭物質中のアルデヒ
ド類に対して高酸化活性を有し、かつ長寿命であ
る酸化触媒に関する。

各種工場の工程等で排出される環境汚染ガス中
には、環境汚染物質、爆発性蒸発物質、悪臭物質
等が含まれている。これらの物質を含むガスを浄
化する方法として、酸化触媒を用いて完全に酸化
分解し無毒化する方法が知られている。

従来、特に環境汚染ガス中の悪臭物質を浄化す
ることを目的とした酸化用触媒成分としては、マ
ンガン、ニツケル、クロム等の卑金属元素、ある
いは白金、パラジウム等の貴金属元素が主に使用
されている。かかる従来の酸化触媒は、上記金属
または金属酸化物を、アルミナ、シリカまたは珪
藻土等の担体上に担持させたものが使用されてい
る。しかしながら、上記従来触媒を用いた悪臭物
質の酸化分解は、トルエン、キシレン等の炭化水
素類に対して効果が認められるが、ホルムアルデ
ヒド、アセトアルデヒド等のアルデヒド類に対し
ては効果が極めて不十分である。通常、環境汚染
ガス中の悪臭物質成分中に含有されているアルデ
ヒド類の主成分としてアセトアルデヒドがある
が、これは、悪臭防止法に定められている指定８
悪臭物質の中のひとつである。このアセトアルデ
ヒドは極めて低濃度においても悪臭として感じ、
官能試験での検知閾値濃度は0.01ppmと低い値で
ある。

従つて、従来の酸化触媒では、悪臭物質の濃度
をある程度まで低くすることができるが、低濃度
でも悪臭として感ずるアルデヒド類を完全に酸化
するには触媒活性が低く、悪臭が残存してしま
う。

本発明の目的は、上記従来の欠点を解消し、環
境汚染ガス中のアルデヒド類を十分に酸化分解し
て、無害化することができる高活性触媒を提供す
ることにある。

すなわち、本発明の酸化触媒は、環境汚染ガス
中のアルデヒド類を酸化するための触媒であつ
て、セラミツク多孔質貿体に、該セラミツク多孔
質担体に対して0.5〜50wt（重量）％の銅及び0.1
〜15wt％のセリウムを担持させてなることを特
徴とするものである。

本発明によれば、環境汚染ガス中のアルデヒド
類を極めて効率良く酸化分解することができる触
媒を提供することができる。

また、該触媒は、優れた低温活性を有する。

本発明において使用するCuまたはCeの触媒成
分が、触媒活性を高めるのは、次のように考える
ことができる。すなわち、通常、触媒成分である
Cu及びCeは、担体上で、それぞれ酸化銅、酸化
セリウムの形で担持されており、Cuの触媒成分
は、非常に活性が高く、更にCeを担持すること
によつて、(a)担持された酸化セリウム（CeO₂）
が、下記化学反応式〔Ａ〕のように酸化能を有す
る。

2CeO₂→Ce₂O₃＋Ｏ〔Ａ〕あるいは(b)CeO₂の共存下でCuの酸化還元が促
進され、悪臭物質の酸化能を増大させる。

実際の悪臭物質の酸化浄化においては、(a)，(b)
が同時に起こるか、または(b)により高活性状態を
生じさせているものと考えられる。

また、本発明の酸化触媒は、高価かつ資源的に
希少な貴金属元素を使用しないため、安価で、高
活性であり、環境汚染ガス、例えば各種工場ある
いは内燃機関等から排出される環境汚染ガスを浄
化するのに使用することができる。

本発明にかかるセラミツク多孔質担体は、上記
Cu及びCeを担持させて、触媒作用を行なわせる
ものであり、従来より酸化触媒として使用されて
いるものでよく、例えば、アルミナ、コージエラ
イト、シリカ、ジルコニア、マグネシア、ゼオラ
イト、チタニア、ガラス繊維、珪藻土等のセラミ
ツク多孔質体が挙げられ、これらを適宜組み合わ
せて使用することもできる。また、その形状とし
ては、ハニカム状、ペレツト状、クロス状、発泡
体状等にするのが好ましく、例えば、上記ガラス
繊維を不織布、または織布（クロス状）に形成
し、その表面にアルミナ、シリカ等のセラミツク
多孔質体をコーテイングしたものを担体として使
用することもできる。

また、本発明にかかる触媒成分である銅（Cu）
及びセリウム（Ce）は、前記のごとく触媒中に
おいては酸化物の状態で存在し、その上記担体に
対する担持量は、Cuに換算して0.5〜50wt％、Ce
に換算して0.1〜15wt％の範囲が望ましい。該配
合量が、上記範囲よりも少ない場合には、充分な
触媒作用が得られず、一方、上記範囲を越える場
合には、触媒成分担持量に対応する触媒活性の増
加が認められなくなり、コストが高くなる可能性
がある。更に、優れた触媒活性は、上記担持量
が、Cuの場合、４〜15wt％、Ceの場合0.4〜8wt
％の範囲内のときに得ることができる。

本発明の酸化触媒を製造する際に、前記担体に
触媒成分を担持させる方法としては、含浸法、沈
澱法、イオン交換法等の従来より用いられている
方法でよい。例えば、含浸法により担持する場
合、前記セラミツク多孔質担体をCuまたはCeの
硝酸塩、硫酸塩、塩化物等の水溶液に含浸させ
て、該担体を上記水溶液から取出し、500〜600℃
の温度、空気中で１〜３時間焼成するのが望まし
い。

上記触媒成分の担持により、触媒成分のCu，
Ceは、担体上で、それぞれ酸化銅、酸化セリウ
ムの酸化物の形で存在するものと考えられる。例
えば、前記含浸法の場合、担体にCuまたはCeの
硝酸塩、塩化物等の水溶液を含浸させることによ
り、触媒成分のCu，Ceは硝酸塩、塩化物等の形
で大部分存在し、その後の焼成により、酸化物に
変化して担持される。

以下、本発明の実施例を説明する。

実施例１担体としてアルミナペレツト（３mmφ、δ−ア
ルミナ、表面積50m²／ｇ）を担持量が銅に換算し
て10wt％となるように調製した硝酸銅水溶液に
浸漬した後、取出し、100℃の温度で、４時間空
気中で乾燥後、更に空気を流入させながら、550
℃、２時間で焼成した。更に、上記アルミナペレ
ツトを担持量がセリウムに換算して0.8wt％とな
るように調製した硝酸第１セリウム水溶液に浸漬
した後、上記と同様に乾燥、焼成して、本発明の
Cu及びCeが担持してなる酸化触媒（第１図の試
料No.１）を調製した。

次いで、上記触媒を常圧流通式充填層反応装置
に充填した後、アセトアルデヒド500ppm（空気バ
ランス）をSV40000hr^-1で流通させて、触媒層前
後のアセトアルデヒド濃度をガスクロマトグラフ
により測定し、アセトアルデヒド浄化率から触媒
活性を評価した。また、比較のため、触媒成分が
Cuのみであり、それ以外は、上記と同様な成分、
担持量、条件で、調整した比較用酸化触媒（試料
No.C1）と、酸化触媒としての市販の白金（Pt）
触媒（CatoxA−９、キヤタラー工業製）である
比較用酸化触媒（試料No.C2）とについても、上
記と同様に触媒活性を測定した。その結果をアセ
トアルデヒド浄化率と温度との関係を表わす第１
図に示す。

第１図からわかるように、試料No.C2のPt触媒
を用いた場合には、400℃以上での温度上昇とと
もに浄化率の伸びが低下しており、試料No.C1の
Cu触媒の場合には、高温時での浄化率の伸びは
大きいものの、低温域での浄化率が低い。それに
対して、本発明の触媒の場合には、約320℃で浄
化率が99.9％に達しており、それ以上の温度での
浄化率の伸びも大きく、Cu触媒に比べ、低温域
での活性も大きいことがわかり、本発明の酸化触
媒が、アルデヒド類を高効率に酸化分解し、優れ
た環境汚染ガス浄化触媒として実用化できること
がわかる。

実施例２担体としてガラスクロスを用い、触媒成分の担
持量をCu15wt％及びCe3wt％とした以外は、実
施例１と同様にして本発明の酸化触媒（第２図の
試料No.２）を調製した。

また、比較のため、触媒成分としてCuのみを
上記と同様にしてガラスクロスの担体に担持した
Cu触媒（試料No.C3）を調製した。

上記２種類の酸化触媒と実施例１と同様なPt
触媒を用いて、実施例１と同様な方法により触媒
活性を測定した。その結果を第２図に示す。

第２図より、比較用触媒に比べて、本発明の酸
化触媒は、浄化率が約400℃で99.9％に達してお
り、非常に優れた触媒活性を有することがわか
る。

実施例３実施例１と同様な本発明の酸化触媒、比較用の
Cu触媒、及びPt触媒を用いて、ホルムアルデヒ
ド1000ppm（空気バランス）をSV40000hr^-1で流
通させる反応条件で、実施例１と同様にホルムア
ルデヒドに対する浄化活性を測定した。その結果
を第３図に示す。

第３図より明らかなように、本発明の酸化触媒
は、ホルムアルデヒドに対しても、比較用触媒に
比べて、浄化率が約300℃で99.9％に達しており、
しかもそれ以上の温度での浄化率の伸びも大き
く、非常に優れた触媒活性を有することがわか
る。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の実施例における酸化触媒の浄化
率の温度特性を表わす浄化率曲線であり、第１図
は実施例１の、第２図は実施例２の、第３図は実
施例３の浄化率曲線をそれぞれ示す。

Claims

【特許請求の範囲】１環境汚染ガス中のアルデヒド類を酸化するた
めの触媒であつて、セラミツク多孔質担体に、該
セラミツク多孔質担体に対して0.5〜50wt％の銅
及び0.1〜15wt％のセリウムを担持させてなるこ
とを特徴とする酸化触媒。２上記セラミツク担体は、アルミナ、コージエ
ライト、シリカ、ジルコニア、マグネシア、ゼオ
ライト、チタニア、ガラス繊維、珪藻土のうちの
１種または２種以上のものである特許請求の範囲
第１項記載の酸化触媒。