JPH0616849B2 - 有害成分および悪臭成分を含有するガスを処理する触媒 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、ガス中の有害成分および悪臭成分をオゾンに
より接触的に酸化分解する触媒に関する。

＜従来技術とその問題点＞ 近年、生活空間の快適化ということで室内空気の浄化が
注目されている。室内空気を汚染しているものの中で代
表的なものは、不快な臭いのもとになっている悪臭成分
と、タバコおよび石油ストーブ等より排出される健康に
有害な一酸化炭素である。したがって、室内空気の浄化
を果たすためには悪臭成分と有害成分である一酸化炭素
を室温で同時に除去することが好ましい。悪臭成分ある
いは一酸化炭素をそれぞれ別々に除去する触媒は数多く
提案されているが、同時に除去する触媒は少ない。一酸
化炭素と悪臭成分を室温においてオゾン共存下で同時に
処理する触媒の例はあるが、処理効率が不十分である。

＜発明の目的＞ 本発明の目的は、かかる従来の欠点を解決するもので、
ガス中の有害成分および悪臭成分をオゾンにより接触的
に酸化分解する触媒として、高活性な触媒を提供するこ
とにある。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明者らは、上記目的に沿って鋭意研究した結果、ガ
ス中の有害成分および悪臭成分をオゾンにより接触的に
酸化分解する触媒として、金を必須成分とする触媒が高
活性な触媒であることを見い出した。

すなわち、本発明は以下の如く特定しうるものである。

(1)有害成分および悪臭成分を含有するガス中にオゾン
を導入し、有害成分および悪臭成分を接触的に酸化分解
除去する触媒として、金を触媒Ａ成分とし、チタンおよ
びケイ素からなる複合酸化物を触媒Ｂ成分とし、マンガ
ン、鉄、コバルトおよびニッケルよりなる群から選ばれ
た少なくとも一種の元素を触媒Ｃ成分として含有する触
媒であることを特徴とする有害成分および悪臭成分を含
有するガスを処理する触媒。

金を必須成分とする触媒がオゾン存在下で一酸化炭素お
よび悪臭成分の酸化分解反応において高活性を示す理由
は定かでないが、以下のように推察することができる。

金は酸化物生成エンタルピー値からわかるように、結合
している酸素（Ｏ）を離しやすいという性質をもってい
ることと、一酸化炭素および悪臭成分の酸化に必要な酸
素（Ｏ）はオゾンより容易に供給されるということよ
り、一酸化炭素および悪臭成分の酸化反応においては、
オゾンから供給される酸素（Ｏ）は、金原子を経由し
て、被酸化物（一酸化炭素および悪臭成分）にすみやか
に消費されるメカニズムが考えられる。以上のメカニズ
ムが金を必須成分とする触媒が高性能を示す理由と考え
られる。

ところが、白金，パラジウム，マンガン，銀など他の元
素の触媒は初期的には活性であるが、耐久性に劣る。そ
の原因として過酸化物が生成しやすいことがあげられ
る。それに対して金は酸素を離しやすいので、過酸化物
が生成しにくいので、結果として長期に渡り高活性が続
くものと考えられる。

触媒の代表的な調製法として以下の４通りを挙げること
ができる。触媒Ａ成分が金，触媒Ｂ成分がチタンおよび
ケイ素からなる複合酸化物，触媒Ｃ成分がマンガンから
なる触媒を例にとり説明する。

(1)チタンおよびケイ素からなる複合酸化物粉末を用い
て適当な形状に成形し、該成形体にマンガン塩水溶液を
含浸し、乾燥・焼成を行う。引き続き金塩水溶液を含浸
し、乾燥・焼成を行う。

(2)チタンおよびケイ素からなる複合酸化物粉末を用い
て適当な形状に成形し、該成形体に、金とマンガンを両
方含有する水溶液を含浸し、乾燥・焼成を行う。

(3)チタンおよびケイ素からなる複合酸化物粉末を用い
て適当な形状に成形し、該成形体上に金とマンガンを共
沈させ、乾燥・焼成を行う。

(4)チタンおよびケイ素からなる複合酸化物粉末にマン
ガン塩を加えて適当な形状に形成し、該成形体に金塩水
溶液を含浸し、乾燥・焼成を行う。

以上が触媒調製法の４例であるが、チタンおよびケイ素
からなる複合酸化物である触媒Ｂ成分は、金の分散およ
び安定化に寄与しているものと考えられる。又マンガ
ン，鉄，コバルトおよびニッケルよりなる群から選ばれ
た少なくとも一種の元素からなる触媒Ｃ成分は金の助触
媒的な働きをして、金の活性化に寄与しているものと考
えられる。

触媒の形状は特に限定されるものではないが、圧損およ
び目詰まりを考慮すると、ハニカム形状が好ましい。ハ
ニカム形状のセルの形は特に限定されるものではなく、
格子状，三角形状，六角形状，コルゲート状などいずれ
でもよい。

利用分野としては、室内空気浄化のための空気清浄器な
どに使用されるが、一酸化炭素除去あるいは悪臭成分除
去を必要とされている他の分野においても使用可能であ
る。

以下に実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものでは
ない。

実施例１ チタンおよびケイ素からなる複合酸化物を以下に述べる
方法で調製した。チタン源として以下の組成を有する硫
酸チタニルの硫酸水溶液を用いた。

ＴｉＯＳＯ_４（ＴｉＯ_２換算） ２５０ｇ／ 全Ｈ_２ＳＯ_４ １１００ｇ／ 別に水４００にアンモニア水（ＮＨ_３，２５％）２８
０を添加し、これにスノーテックス−ＮＣＳ−３０
（日産化学製シリカゾル、ＳｉＯ_２として約３０重量％
含有）２４kgを加えた。得られた溶液中に、上記硫酸チ
タニルの硫酸水溶液１５３を水３００に添加して稀
釈したチタン含硫酸水溶液を撹拌下徐々に滴下し、共沈
ゲルを生成した。さらにそのまま１５時間放置して静置
した。かくして得られたＴｉＯ_２−ＳｉＯ_２ゲルを濾
過、水洗後２００℃で１０時間乾燥した。

次いで５５０℃で６時間空気雰囲気下で焼成した。得ら
れた粉体の組成はＴｉＯ_２：ＳｉＯ_２＝４：１（モル
比）で、ＢＥＴ表面積は１８５ｍ^２／ｇであった。ここ
で得られた粉体を以降ＴＳ−１と呼びこの粉体を用いて
以下に述べる方法で格子状ハニカム触媒を調製した。

上記ＴＳ−１粉体１０kgに適当量の水を添加しニーダー
でよく混合し、混練機により充分混練し、均一な混合物
を押出し成型機で外形が縦５０mm，横５０mm，長さ１０
０mmの格子状ハニカム（肉厚０．３mm，目開き１．４m
m）に成形し、１５０℃で５時間乾燥して、その後３０
０℃で２時間空気雰囲気下で焼成してハニカム成形体を
得、該成形体に硝酸マンガン水溶液を含浸せしめ、乾燥
・焼成した。引き続き塩化金酸化溶液を含浸せしめ、乾
燥・焼成して完成触媒を得た。触媒の組成は重量比で Ａｕ：ＴＳ−１：ＭｎＯ_２＝３：８７：１０であった。

実施例２ 硝酸マンガン水溶液を硝酸第二鉄水溶液にかえた以外は
実施例１と同様の方法で完成触媒を得た。触媒の組成は
重量比で Ａｕ：ＴＳ−１：Ｆｅ_２Ｏ_３＝３：８７：１０であっ
た。

実施例３ 硝酸マンガン水溶液を硝酸コバルト水溶液にかえた以外
は実施例１と同様の方法で完成触媒を得た。触媒の組成
は重量比で Ａｕ：ＴＳ−１：Ｃｏ_３Ｏ_４＝３：８７：１０であっ
た。

実施例４ 硝酸マンガン水溶液を硝酸ニッケル水溶液にかえた以外
は、実施例１と同様の方法で完成触媒を得た。触媒の組
成は重量比で Ａｕ：ＴＳ−１：ＮｉＯ＝３：８７：１０であった。

比較例１ 塩化金酸水溶液の含浸以降を省略した以外実施例と同様
の方法で完成触媒を得た。触媒の組成は重量比で ＴＳ−１：ＭｎＯ_２＝８７：１０であった。

参考例１ 実施例１〜４および比較例１で得られた各触媒につき次
のような方法で一酸化炭素除去率を求めた。パイレツク
ス製反応管に格子状ハニカム触媒２５０ccを充填し、一
酸化炭素を１０ppm含有する空気を触媒層に導入した。
触媒層入口側にオゾンを、２０ppm導入し、反応温度を
２５℃で、５００時間後の一酸化炭素除去率を次式によ
り求めた。

得られた結果を表−１に示す。

参考例２ 実施例１〜４および比較例１で得られた各触媒につき次
のような方法で脱臭率を求めた。

パイレックス製反応管に格子状ハニカム触媒２５０ccを
充填し、トリメチルアミンを１０ppm含有する空気を触
媒層に導入した。触媒層入口側にオゾンを２０ppm導入
し、反応温度を２５℃で、５００時間後の脱臭率を次式
により求めた。

得られた結果を表−２に示す。

フロントページの続き (72)発明者 井上 明 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の １ 日本触媒化学工業株式会社触媒研究所 内 審査官 中田 とし子 (56)参考文献 特開 平２−90923（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有害成分および悪臭成分を含有するガス中
   にオゾンを導入し、有害成分および悪臭成分を接触的に
   酸化分解除去する触媒として、金を触媒Ａ成分とし、チ
   タンおよびケイ素からなる複合酸化物を触媒Ｂ成分と
   し、マンガン、鉄、コバルトおよびニッケルよりなる群
   から選ばれた少なくとも一種の元素を触媒Ｃ成分として
   含有する触媒であることを特徴とする有害成分および悪
   臭成分を含有するガスを処理する触媒。