JPH0811188B2 - 脱臭用触媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、暖房 給湯、乾燥、調
理、冷蔵、空調、焼却用機器等に利用される脱臭用触媒
体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、脱臭方法として、活性炭によりガ
ス状の悪臭物質を吸着させる手段が、おもに用いられて
きた。また最近、オゾン発生機能を持たせた機器により
悪臭成分をオゾンガスによって酸化分解する方法もとら
れてきている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの悪臭物質は、
おもにアンモニア、脂肪酸、不飽和炭化水素類、メルカ
プタンなどの含硫黄有機化合物、含窒素有機化合物など
があげられる。これら悪臭物質は、生活する人間の汗等
の生理作用や、食品類の分解によって発生するものであ
る。従来の活性炭により吸着させる方法では、臭気成分
の種類によって吸着能力にバラツキがあること、および
吸着能力に限界があり、また雰囲気中の水分がガス状悪
臭物質の吸着の妨げになったりするために定期的に活性
炭を交換する必要がある等の問題点がある。またオゾン
による臭気物質の酸化分解方法は、脱臭に最適なオゾン
発生濃度を制御するために、特別な装置を備えなければ
ならないことや、オゾンによって分解が困難な臭気成分
の種類があること、オゾン発生器の寿命が必ずしも長く
ないなどが問題点としてある。

【０００４】本発明は上記従来技術の課題を解決するた
めになされたものであり、簡単な構成で室内の臭気や有
害ガスを完全にかつ長寿命で除去する機能を提供するも
のである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の脱臭用触媒体
は、少なくとも活性アルミナとゼオライトと白金族金属
と、アルカリ土類金属を含有するアルミナと、無機バイ
ンダーとからなる触媒被覆層を形成させたことを特徴と
する。

【０００６】また、本発明は触媒材料のスラリーの粒子
の中心粒径が１μｍ以上９μｍ以下にして触媒被覆層を
形成することを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明においては、臭気および有害ガスからな
る臭気成分を、通常は触媒被覆層中のゼオライトおよび
活性アルミナに吸着させることにより脱臭する。つぎに
臭気成分を吸着したゼオライトおよび活性アルミナを、
その吸着能力限界まで臭気成分を吸着する前に、本発明
の触媒体を発熱体や温風等の加熱手段により加熱するこ
とにより、触媒被覆層中の触媒（白金族金属）を活性化
させ、触媒被覆層中のゼオライトおよび活性アルミナに
吸着した臭気成分および触媒体近傍の臭気成分を、ゼオ
ライトおよび活性アルミナと共存させた前記活性化した
触媒物質の触媒作用により、酸化分解して、無臭化す
る。前記加熱手段により加熱されたゼオライトおよび活
性アルミナは、吸着した臭気成分が除去されるため、再
び吸着能力を回復し、加熱手段による加熱を停止後に、
臭気成分の吸着を再び行うことができる。このように、
非加熱時のゼオライトおよび活性アルミナによる臭気成
分の吸着と、加熱時のゼオライトおよび活性アルミナの
臭気成分の触媒分解による再生を、交互に繰り返すこと
により、長期間にわたって、触媒体周囲の温度を余り上
昇させずに悪臭を除去することができる。

【０００８】また、触媒被覆層にはアルカリ土類金属を
含有するアルミナを含ませているので、アルカリ土類金
属を含有するアルミナをあわせて用いることにより、酸
性の臭気成分の吸着特性を向上させることができる。

【０００９】さらに、本発明は触媒被覆層を形成させる
ための混合スラリー中の粒子の中心粒径を１μｍ以上９
μｍ以下にすることにより、より良好な硬さを持ち、か
つ亀裂の入りにくい触媒被覆層が得られる。

【００１０】

【実施例】本発明の脱臭用触媒体に用いる基材として
は、金属、セラミック、ガラス等種々の材料を用いるこ
とができる。基材の形状も、板状、ハニカム状、多孔質
体、棒状、管状等種々の形状を用いることができる。

【００１１】これらのうちアルミナ、ムライト、シリカ
−アルミナ−チタニア、コージライトやシリカガラス、
リチウムシリケートガラスおよびガラス被覆層を設けた
金属体が、触媒被覆層と基材との密着性がすぐれていて
望ましい基材といえる。特にシリカガラスがよい。

【００１２】さらに基材が発熱体自体であるか上、発熱
体を内蔵あるいは発熱体に接する前記ガラス体、セラミ
ック体あるいはガラス被覆層を設けた金属体である場
合、特に効果的である。それは、これら基材表面に形成
される触媒被覆層中の白金族金属を効率よく加熱し、速
やかに活性化することができるからである。

【００１３】本発明に用いられる活性アルミナとして
は、β，γ，δ，θ，η，ρ，χ型の各種アルミナから
なる準安定アルミナが有効である。また、これら活性ア
ルミナ表面に希土類酸化物などの助触媒を白金族金属と
ともに担持させることにより、さらに活性を向上させる
ことができる。さらに活性アルミナにアルカリ土類金属
のバリウムを含有させることによりアルミナの熱安定性
を向上させることができ、有効である。

【００１４】本発明による脱臭用触媒体の触媒被覆層中
の、活性アルミナの含有率は２０〜６０ｗｔ％であるこ
とが望ましい。活性アルミナの含有率が２０ｗｔ％未満
の場合、触媒被覆層の臭気吸着能力が減少する。また６
０ｗｔ％を超えると触媒被覆層の基材への充分な密着性
が得られにくい。

【００１５】本発明の触媒被覆層中のゼオライトには種
々のゼイライトを用いることができる。その中で、特に
銅イオン交換ゼオライトが最も臭気吸着能力が優れ、望
ましい。

【００１６】本発明の触媒被覆層の無機バインダーとし
てはシリカ、アルミナ、ベントナイト、Ｌｉシリケー
ト、水ガラス等を用いることができるが、それらのうち
密着性と触媒活性の観点よりシリカが最も望ましい。無
機バインダーのシリカ原料としては、スラリーを作製す
る場合硅酸コロイド水溶液が適している。

【００１７】シリカの望ましい含有率は触媒被覆層中に
１０〜４０ｗｔ％である。シリカの含有率が４０ｗｔ％
を超えると触媒被覆層に亀裂が入りやすくなり密着性低
下を招きやすい。また１０ｗｔ％未満ではシリカの充分
な密着特性が得られない。

【００１８】また本発明におけるシリカとは、二酸化ケ
イ素を意味するが、硅酸コロイドを実施例では用いてい
る。

【００１９】本発明の触媒被覆層にアルカリ土類金属を
含有するアルミナを含ませることが望ましい。これは、
酸性の臭気物質の吸着特性を向上させることができるか
らである。アルカリ土類金属を含有するアルミナの望ま
しい含有率は５〜３０ｗｔ％である。５ｗｔ％未満で
は、前記触媒被覆層の充分な酸性臭気吸着特性が得られ
ず、また３０ｗｔ％を超えると触媒被覆層の密着性が低
下するからである。

【００２０】アルカリ土類金属を含有するアルミナに用
いるアルカリ土類金属としてはマグネシウム、カルシウ
ム、ストロンチウム、バリウムがあげられる。前記アル
カリ土類金属を含有するアルミナはアルカリ土類金属の
炭酸塩、硝酸塩、水酸化物、酸化物と、アルミナあるい
は水酸化アルミニウムとを高温で反応させて、得ること
ができる。

【００２１】本発明は、基材表面に、活性アルミナとゼ
オライトと白金族金属を含む触媒被覆層を形成してなる
触媒体である。活性アルミナとゼオライトと白金族金属
を共存させることにより、活性アルミナやゼオライトを
単独で用いるよりも酸性の臭気成分に対する吸着特性を
向上させる相乗効果を得ることができる。

【００２２】本発明の触媒被覆層中の白金族金属として
は、白金（Ｐｔ）またはパラジウム（Ｐｄ）を用いるこ
とが望ましい。さらにＰｔとＰｄの両方を混合して用い
た場合さらに有効である。これは、ＰｔやＰｄの酸化分
解による触媒力がロジウム（Ｒｈ）やイリジウム（Ｉ
ｒ）に比べて高く、ＰｔとＰｄの両方を用いることによ
りさらに高活性となるためである。ルテニウム（Ｒｕ）
を用いた場合、高温での使用により、Ｒｕが揮散し有害
なので注意を要する。白金族金属の活性アルミナ表面へ
の担持方法としては種々の方法を用いることができる
が、例えば白金族金属塩水溶液に活性アルミナを浸漬
し、つづいて乾燥、焼成することによって調製すること
ができる。また白金族金属を予め活性アルミナ表面に担
持させることが望ましい。これは、触媒酸化分解性を向
上することができるためである。

【００２３】上記相乗効果により酸性の臭気成分に対す
る吸着特性を向上させるための望ましい白金族金属の含
有率は、触媒被覆層中に０．１ｗｔ％から８ｗｔ％含ま
せることが望ましい。白金族金属の含有率が、０．１ｗ
ｔ％未満では、充分な前記相乗効果が得られず、また８
ｗｔ％を超えると却って上記相乗効果が低下するからで
ある。

【００２４】さらに、触媒被覆層が、まず基材表面に活
性アルミナとゼオライトと白金族金属からなる第１の触
媒層を形成させ、この第１の触媒層表面にアルミナおよ
びシリカから選ばれる少なくとも１種よりなる保護層を
形成させた２層構造とすることが望ましい。

【００２５】これは、前記第１の触媒層の外表面に、ア
ルミナおよび／またはシリカからなる保護層を設けるこ
とにより、触媒の活性を劣化させることなく、膜強度を
向上させることができるからである。

【００２６】また、触媒被覆層に酸化セリウムを含ませ
ることが望ましい。酸化セリウムを触媒被覆層に含ませ
ることにより、炭化水素化合物に対する触媒酸化分解活
性を向上することが出来る。

【００２７】この酸化セリウムの望ましい含有率は触媒
被覆層中に２〜１５ｗｔ％である。酸化セリウムの含有
率が１５ｗｔ％を超えると触媒の前記酸化分解特性が低
下しはじめ、また２ｗｔ％未満では酸化セリウムの充分
な添加効果が得られない。

【００２８】本発明の触媒被覆層に酸化チタンを含ませ
ることは有効である。酸化チタンを触媒被覆層に含ませ
ることにより、アンモニア等の窒素化合物に対する触媒
酸化活性を向上することができる。

【００２９】この酸化チタンの含有率は触媒被覆層中に
３〜１５ｗｔ％であることが望ましい。酸化チタンの含
有率が１５ｗｔ％を超えると触媒被覆層の密着特性が低
下し、また３ｗｔ％未満では酸化チタンの充分な添加効
果が得られない。

【００３０】触媒被覆層の比表面積は、１０ｍ^２／ｇ以
上であることが望ましい。これは、触媒被覆層の比表面
積の増大にともない、放射される近赤外線量に比較した
遠赤外線放射量比率は増大するが、比表面積が、１０ｍ
^２／ｇ以上で充分な遠赤外線放射量比率が得られるため
である。

【００３１】また、触媒被覆層を形成する基材として例
えば電気抵抗体を内蔵した中空の石英管を使用する場
合、その外表面を粗面化するか、石英管外表面を十分に
脱脂した後、触媒被覆層を設けることが望ましい。この
処理により、石英管からなる基材と触媒被覆層との密着
性を向上することができる。

【００３２】触媒被覆層を形成するためのスラリーの塗
布には種々の方法を用いることができる。例えば、スプ
レー塗装、ディップ塗装、静電塗装、ロールコート法、
スクリーン印刷法等がある。

【００３３】混合スラリー中の粒子の中心粒径は、１μ
ｍ以上，９μｍ以下であることが望ましい。９μｍを超
えると被覆層がやわらかくなり、また１μｍよりも細か
くなると、被覆層に亀裂が入りやすくなる。

【００３４】また混合スラリー中に硝酸アルミニウムを
含ませることが望ましい、これは、硝酸アルミニウムを
添加することにより、得られる触媒被覆層の密着性が向
上するからである。

【００３５】以下、本発明の具体的実施例を説明する。 （実施例１）γ−アルミナ４００ｇと、無機バインダー
として水酸化アルミニウム１００ｇ、銅イオン交換ゼオ
ライト５００ｇ、水１５００ｇ、塩化白金酸を３０ｇ、
塩化パラジウムを１５ｇおよび適量の塩酸を加え、ボー
ルミルを用いて充分に混合して、スラリーＡを調製し
た。このスラリーＡを外径１０ｍｍ、内径９ｍｍ、長さ
１５ｃｍの脱脂処理した中空状石英管外表面にスプレー
法で塗布した後、１００℃で２時間乾燥し、ついで５０
０℃で１時間焼成し、水酸化アルミニウムおよび白金族
金属塩を熱分解して、ゼオライト，活性アルミナおよび
白金族触媒を含む触媒被覆層を形成した。この石英管内
に電気抵抗体としてニクロム線を挿入し、碍子を用いて
両端を封じ、発熱体を内蔵する本発明による触媒被覆層
を形成させた発熱体である触媒体Ａを調製した。触媒被
覆層量は０．２ｇであった。触媒体Ａを用いた触媒装置
の構成を図１に示す。

【００３６】図１において、本発明の触媒体Ａは１００
Ｖ電圧で３００Ｗ仕様のニクロム線１，石英管２と、そ
の外表面に形成した前記触媒被覆層３により構成され、
碍子４により絶縁、保持されている。

【００３７】ニクロム線１に未通電時には、周囲の臭気
成分を、通常は触媒被覆層３中のゼオライトおよび活性
アルミナが吸着して脱臭する。そして、触媒被覆層３の
臭気吸着能力が限界まで臭気成分を吸着する以前に、ニ
クロム線１に通電すると、ニクロム線１から熱線が全周
方向に放射される。この時、触媒被覆層３は石英管２の
外周を覆うように設置してあるために、ニクロム線１か
ら全周方向に放射された熱線が触媒被覆層３に放射さ
れ、触媒被覆層３の輻射加熱が効率よく行われ、白金族
金属からなる触媒物質は、その活性化温度まで短時間で
加熱され、かつ触媒被覆層の温度を高温にすることがで
きる。触媒被覆層３中のゼオライトおよび活性アルミナ
に吸着された臭気成分は、活性化した触媒により酸化浄
化されて吸着能力が再生される。

【００３８】さらに、触媒体Ａは触媒体Ａ近傍の空気も
加熱するために触媒体Ａ近傍に対流として空気流５が生
じる。そして、この空気流５が活性化温度以上に加熱さ
れた触媒被覆層中の触媒物質に接触、あるいは被覆層内
に拡散する際に、空気流５に含まれる臭気や有害成分、
例えば、一酸化炭素（以下ＣＯと記す）やアンモニア
が、触媒作用により浄化される。

【００３９】したがって、触媒体Ａが置かれている雰囲
気に臭気やタバコの煙、ＣＯ等の有害ガスが漂っていて
も、加熱あるいは使用の際に浄化され、快適な環境をつ
くることができる。

【００４０】つぎにγ−アルミナ４００ｇに塩化白金酸
と塩化パラジウムをスラリーＡと同量加え、白金とパラ
ジウムとを予め表面に担持させたγ−アルミナ４４５ｇ
と、無機バインダーとして水酸化アルミニウム１００
ｇ、銅イオン交換型ゼオライト５００ｇ、水１５００ｇ
を、ボールミルを用いて充分に混合して、スラリーＡ’
を調製した。このスラリーＡ’を用いて、前記触媒体Ａ
と同一条件で、本発明による触媒被覆層を形成させた発
熱体である触媒体Ａ’を調製した。触媒被覆層量は触媒
体Ａと同量の０．２ｇとした。

【００４１】この触媒体Ａ及びＡ’についてメルカプタ
ン酸化浄化試験を行い、触媒被覆層を有していない触媒
体と比較した。酢酸酸化浄化試験は、０．１ｍ^３の立方
体のフッ素樹脂製の容器の中に触媒体を置き、触媒体の
中心の外表面の温度が４５０℃となるよう加熱したとこ
ろへ、濃度が１０ｐｐｍになるようにメルカプタンを容
器に注入し濃度の経時変化を調べることにより行った。
メルカプタン濃度の経時変化はガスクロマトグラフによ
り調べた。結果を（表１）に示した。

【００４２】（表１）より明らかなように、触媒体Ａ’
は触媒体Ａより高活性であり、活性アルミナ表面に予め
白金族金属を担持させることにより、臭気成分の酸化分
解性能を向上させることができる。

【００４３】

【表１】

【００４４】 （実施例２）実施例１の発熱体である本発明による触媒
体Ａの作製方法を同じにして触媒被覆層中の全固形成分
に対する、γ−アルミナの含有率を１０〜８５ｗｔ％の
間の種々の含有率とし、活性アルミナ増加分は銅イオン
交換型ゼオライト量を減じた触媒被覆層０．２ｇを有す
る触媒体を作製した。これらの触媒体について熱衝撃試
験を行い、触媒被覆層の密着性を調べた。熱衝撃試験
は、石英管に内蔵した電気抵抗体に通電し、触媒被覆層
の温度を２５℃毎に設定し、その温度で１０分間保持し
た後、室温水中に投下して触媒被覆層の剥離の有無を調
べ、剥離を起こさない最高温度を耐熱衝撃温度とした。

【００４５】またニクロム線未通電時の各触媒体の臭気
物質吸着能力を、代表的な臭気物質であるメチルメルカ
プタンを用いて試験した。試験方法は、上記種々の触媒
体を、フッ素樹脂で内壁面を被覆した容積０．１ｍ^３の
密閉ボックスに入れ、ボックス内の空気希釈した１０ｐ
ｐｍの濃度のメチルメルカプタンを吸着させ、触媒体を
入れた直後から３０分後の残存メチルメルカプタン量を
測定し、メチルメルカプタン吸着能力とした。なお、ボ
ックス内の空気は、ファンにより試験中は撹はんした。
結果を（表２）に示した。

【００４６】（表２）より明らかなように、活性アルミ
ナの含有率が２０ｗｔ％未満の場合、耐熱衝撃性温度が
低下し、８０ｗｔ％を超えると残存メチルメルカプタン
濃度が高く臭気物質吸着能力が低下する。従って活性ア
ルミナの含有率が２０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下で最も
良好な密着性（耐熱衝撃性）および臭気物質吸着能力が
得られ望ましい。

【００４７】

【表２】

【００４８】 （実施例３）実施例１で作製した触媒体Ａと同一条件
で、触媒被覆層中の銅イオン交換型ゼオライトの代りに
他のイオン交換ゼオライトに置き換えた触媒体を作製し
た。これらの触媒体について、ニクロム線未通電時（室
温）の各触媒体の臭気物質吸着能力を、代表的な臭気物
質であるメチルメルカプタンを用いて試験した。試験方
法は、実施例２と同様の方法を用いた。結果を（表３）
に示した。

【００４９】（表３）より明らかなように、臭気物質吸
着能力は銅イオン交換型ゼオライトが最も優れており望
ましい。

【００５０】

【表３】

【００５１】 （実施例４）実施例１で作製したスラリーＡにおいて、
スラリー中の水酸化アルミニウムを、最終固形分中に含
まれる無機バインダーの量が同じになるように、種々の
無機バインダーに置き換えたスラリーを調製し、実施例
１と同様の触媒体を作製した。これらの触媒被覆層の膜
硬度について調べるために、ＪＩＳ＿Ｇ−３３２０の鉛
筆硬度試験を行った。また、それぞれの触媒体につい
て、実施例２と同様に、メチルメルカプタン浄化試験を
行った。結果を（表４）に示した。

【００５２】（表４）に示すように、アルミナゾルやベ
ントナイトを用いると被膜硬度が低下し、Ｌｉシリケー
トや水ガラスを用いると被膜硬度は向上するものの膜が
多孔質とならず触媒活性が低下した。以上のように、無
機バインダーとして硅酸コロイド水溶液を原料とするシ
リカを用いることにより、触媒活性を低下させることな
く強固な被膜を形成することができるので、最も有効で
ある。

【００５３】

【表４】

【００５４】 （実施例５）実施例１で調製したスラリーＡにおいて、
無機バインダーとして水酸化アルミニウムのかわりに硅
酸コロイド水溶液を用い、スラリー中の全固形成分に対
して、硅酸コロイド水溶液をシリカに換算して０〜５０
ｗｔ％の間の種々の含有率とし、シリカ増加分はγ−ア
ルミナ量を減じたスラリーを調製し、これを用いて本発
明の触媒被覆層０．２ｇを実施例１の触媒体Ａと同様に
して石英管外周面全周に形成した触媒体を作製した。こ
れらの触媒体について耐熱衝撃試験を行い、触媒被覆層
の密着性を調べた。耐熱衝撃試験は、実施例２と同様に
して行った。結果を（表５）に示した。

【００５５】（表５）より明らかなように、シリカの含
有率が１０ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下で最も良好な密着
性（耐熱衝撃性）が得られ望ましい。

【００５６】

【表５】

【００５７】 （実施例６）実施例１の触媒体Ａと同じ方法と条件で、
基材の石英管を（表６）に示す種々の管状基材を用いた
触媒体を、調製し、これら触媒体について熱衝撃試験を
行い、触媒被覆層の密着性を調べた。熱衝撃試験は、実
施例２と同様にして行った。結果を（表６）に示した。

【００５８】（表６）より明らかなように、アルミナ、
ムライト、シリカ−アルミナ−チタニア、コージライト
やシリカガラス、リチウムシリケートガラスおよびガラ
ス被覆層を設けた金属体が、触媒被覆層と基材との密着
性がよく、特にシリカガラスがよい。

【００５９】

【表６】

【００６０】 （実施例７）実施例１のスラリーＡ調製時に、ボールミ
ルでの混合粉砕時間を変化させて、中心粒径が０．８μ
ｍ〜１５μｍの種々異なるスラリーを調製した。

【００６１】これらのスラリーを用いて、実施例１と同
様にして脱脂洗浄した石英管の外周面に０．２ｇの触媒
被覆層を有する触媒体を作製した。

【００６２】つぎにここで形成した触媒被覆層の膜硬度
をＪＩＳ Ｇ−３３２０の鉛筆硬度試験を行った。結果
を（表７）に示した。

【００６３】

【表７】

【００６４】（表７）より明らかなように、９μｍを超
えると被覆層がやわらかくなり、また１μｍ未満に細か
くなると、被覆層に亀裂が入りやすくなる。

【００６５】従って、混合スラリー中の粒子の中心粒径
は、１μｍ以上９μｍ以下であることが望ましい。

【００６６】 （実施例８）外径１０ｍｍ、内径９ｍｍ、長さ３４４ｍ
ｍの石英管外周面を脱脂洗浄して基材を準備した。

【００６７】一方、実施例１のスラリーＡ’と同様に予
め表面にスラリーＡと同量の白金とパラジウムを担持さ
せたγ−アルミナ４４５ｇと、無機バインダーとして水
酸化アルミニウム１００ｇ、銅イオン交換型ゼオライト
４００ｇ、およびバリウムを５ｗｔ％含有するアルミナ
１００ｇ、水１５００ｇを、ボールミルを用いて充分に
混合して、スラリーＣを調製した。

【００６８】なお、このスラリーＣの平均粒径は、４．
５μｍとした。このスラリーＣを前記石英管の外周面の
両側３３ｍｍを残して全周にスプレー法で塗装した後、
１００℃で２時間乾燥し、続いて５００℃で１時間焼成
して硅酸を反応させ、外周表面に触媒被覆層が形成され
た石英管を調製した。被覆重量は１．０ｇである。

【００６９】なおバリウム含有アルミナは、所定量の炭
酸バリウムと水酸化アルミニウムを１０００℃で反応さ
せて調製した。

【００７０】この石英管に、４０Ωのコイル状ニクロム
線１を内蔵させ、碍子４により石英管両側で絶縁、保持
し触媒被覆層が設けられた触媒体Ｃを作製した。

【００７１】また前記スラリーＣを実施例１のスラリー
Ａ’に代えて触媒体Ｃと同じ方法、条件で、触媒体Ａ’
２を作製した。

【００７２】次に、触媒体Ｃおよび触媒体Ａ’２につい
て酢酸吸着試験を行い、触媒被覆層を設けなかった石英
管発熱体と比較した。酢酸吸着試験は、０．２５ｍ^３の
立方体のフッ素樹脂製の容器の中に触媒体を置き、触媒
体を加熱せず、濃度が４０ｐｐｍになるように酢酸を容
器に注入し濃度の経時変化を調べることにより行った。
酢酸濃度の経時変化はガスクロマトグラフにより調べ
た。

【００７３】結果を（表８）に示した。（表８）より明
らかなように、予め白金族金属を表面に担持させた活性
アルミナを用いて触媒被覆層を形成した触媒体Ａ’２，
Ｃは、室温で酢酸吸着による脱臭がともに可能となる。
さらに触媒体Ａ’２より、触媒体Ｃが酢酸吸着特性に優
れていた。従って触媒被覆層にアルカリ土類金属を含有
するアルミナをあわせて用いることにより、酸性の臭気
物質の吸着特性を向上させることが理解できる。

【００７４】

【表８】

【００７５】 （実施例９）実施例１のスラリーＡにおいて、白金族金
属塩を含有しない比較スラリー１、白金族金属塩を含有
せず、かつγ−アルミナをすべて銅イオン交換型ゼオラ
イトとした比較スラリー２、および白金族金属塩を含有
せず、かつ銅イオン交換Ａ型ゼオライトをすべてγ−ア
ルミナとした比較スラリー３およびスラリーＡを用い
て、前記触媒体Ｃと同様のそれぞれの触媒被覆層を１．
０ｇ有する比較触媒体１，２，３および触媒体Ａ２を作
製した。

【００７６】比較触媒体１，２，３について実施例８と
同様な酢酸吸着試験を行い、測定開始後６０分の酢酸残
存率を本発明の触媒体Ａ２と比較した。

【００７７】結果を（表９）に示した。（表９）より明
らかなように、酸性臭気成分である酢酸の吸着特性にお
いて本発明による触媒体Ａ２は、比較触媒体１，２，３
よりも優れていた。従って活性アルミナとゼオライトと
白金族金属を同時に用いることにより、活性アルミナや
ゼオライトを単独で用いる場合よりも酸性の臭気成分に
対する吸着特性を向上させる相乗効果を得ることができ
る。

【００７８】

【表９】

【００７９】さらに実施例１のスラリーＡにおいて、白
金族金属塩をすべて塩化白金酸とし、スラリー固形分中
にＰｔとして０〜１０ｗｔ％含むスラリーを調製し、実
施例８の触媒体Ｃと同様のそれぞれの触媒被覆層を１．
０ｇ形成させた触媒体を作製した。

【００８０】これらの触媒体について実施例９と同様な
酢酸吸着試験を行い、測定開始後６０分の酢酸残存率を
比較した。

【００８１】結果を（表１０）に示した。（表１０）よ
り明らかなように、白金族金属の含有率が０．１ｗｔ％
未満の場合、充分な前記相乗効果が得られず、また８ｗ
ｔ％を超えると却って相乗効果が低下する。

【００８２】従って酸性の臭気成分に対する吸着特性を
向上させる相乗効果を得るための白金族金属の含有率
は、触媒被覆層中に０．１ｗｔ％から８ｗｔ％含ませる
ことが望ましい。

【００８３】

【表１０】

【００８４】 （実施例１０）予めＰｔを担持させたγ−アルミナ１４
０ｇと、シリカに換算して２０ｗｔ％含む硅酸コロイド
水溶液４００ｇと、水２００ｇ及び銅イオン交換Ａ型ゼ
オライト１４０ｇと、γ−アルミナ３８ｇと炭酸バリウ
ム３ｇとを、ボールミルを用いて充分に混合して、スラ
リーＤを調製した。なお、このスラリーＤの平均粒径
は、４．５μｍとした。このスラリーＤを用い、実施例
８の触媒体Ｃと同じ方法、条件で触媒体Ｄを作製した。

【００８５】この触媒体Ｄについて実施例８と同様の酢
酸吸着試験を行い、触媒体Ｃと比較した。結果を（表１
１）に示した。

【００８６】触媒体ＣではＰｔとＰｄを併用しているが
触媒体ＤではＰｔのみである点、バ インダーが触媒体Ｃ
では水酸化アルミニウムであるのに対し触媒体Ｄではシ
リカである点で相違するが、（表１１）より、バリウム
含有アルミナを用いた触媒体Ｃが、同量のバリウムを炭
酸塩として含む触媒体Ｄより酢酸吸着特性に優れていこ
とが判る。

【００８７】

【表１１】

【００８８】 （実施例１１）実施例８で調製されたスラリーＣ中のア
ルミナに含有されるアルカリ土類金属を（表８）に示す
ように種々変化させたスラリーを調製し、実施例８と同
様の触媒体を作製した。

【００８９】これらの触媒体について、室温における各
触媒体の臭気物質吸着能力を、酢酸を用いて試験した。
試験方法は、実施例８と同様にして行った。効果を（表
１２）に示す。

【００９０】表より、アルミナに含有させたアルカリ土
類金属のうちバリウムを用いた場合、酢酸残存率が５０
％となるまでの時間が他のアルカリ土類金属に比べ最も
短いことがわかる。臭気物質吸着能力はバリウムが最も
優れており望ましい。

【００９１】

【表１２】

【００９２】 （実施例１２）実施例８で調製されたスラリーＣ中の全
固形分に対して、アルカリ土類金属を含有するアルミナ
を０〜４０ｗｔ％の間の種々の含有率とし、アルミナ増
加分はゼオライトを減じたスラリーを調製し、これを用
いて実施例８と同様に触媒体を作製した。

【００９３】これらの触媒体について、室温における各
触媒体の臭気物質吸着能力を、酢酸を用いて試験した。
試験方法は、実施例８と同様にして行った。また同時に
実施例２で行ったと同様の耐熱衝撃試験をあわせて行っ
た。結果を（表１３）に示す。

【００９４】（表１３）より明らかなように、アルミナ
の含有率が５ｗｔ％未満の場合、酢酸吸着に対する充分
な添加効果が得られず、３０ｗｔ％より多い場合、触媒
被覆層の密着性が低下する。

【００９５】従ってアルカリ土類金属を含有するアルミ
ナの望ましい含有率は５ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下であ
る。

【００９６】

【表１３】

【００９７】 （実施例１３）実施例１で調製したスラリーＡ中の白金
族金属をＰｄあるいはＲｕ、Ｒｈ、Ｉｒに変えて触媒体
Ａと同じ方法、条件で触媒体を作製した。触媒体Ａとこ
れら触媒体について、アセトアルデヒドの酸化分解力を
調べた。なお、触媒被覆層量はすべて１ｇとし、白金族
金属総量は全て触媒被覆層０．２ｇ中に同量となるよう
にした。アセトアルデヒド酸化浄化試験は、０．１ｍ ^３
の立方体のフッ素樹脂製の容器の中に触媒体を置き、触
媒体の中心の外表面の温度が４５０℃となるよう加熱し
たところへ、濃度が１００ｐｐｍになるようにアセトア
ルデヒドを容器に注入し濃度の経時変化を調べることに
より行った。実験開始１０分後のアセトアルデヒドの残
存率を（表１４）に示した。

【００９８】（表１４）に示すように、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒ
ｕが、Ｒｈ，Ｉｒに比べて高活性であり、ＰｔとＰｄと
を混合して用いることによりさらに高活性となった。つ
いで、それぞれの触媒体を８５０℃にて５０ｈにて熱処
理したものについて活性を調べたところ、Ｒｕのみ著し
く活性が劣化し、他の触媒の活性はあまり変化しなかっ
た。これは、高温でＲｕが揮発した結果と考えられる。
以上の結果から、熱的に安定なＰｔやＰｄを使用するこ
とが望ましい。

【００９９】

【表１４】

【０１００】 （実施例１４）本発明の触媒体において、基材表面に少
なくとも活性アルミナとゼオライトと白金族金属からな
る触媒層と前記触媒層表面に形成したアルミナおよびシ
リカから選ばれる１種以上よりなる保護層の２層構造の
触媒被覆層を形成した触媒体を図２に示す。図２におい
て６はニクロム線、７は石英管、８は触媒層、９は碍
子、１０は空気流、１１は保護層である。

【０１０１】外径１０ｍｍ、内径９ｍｍ、長さ３４４ｍ
ｍの石英管外周面を脱脂洗浄した。一法、比表面積２１
０ｍ^２／ｇの水酸化アルミニウム６００ｇと、シリカに
換算して２０ｗｔ％含む硅酸コロイド水溶液８００ｇ
と、銅イオン交換Ａ型ゼオライト３２０ｇと、水７００
ｇ及び塩化白金酸をＰｔとして３６ｇ加え、ボールミル
を用いて充分に混合して、スラリーを調製した。なお、
このスラリーの平均粒径は、３μｍであった。このスラ
リーを前記石英管の外周面の両側３３ｍｍを残して全周
にスプレー法で塗装した後、１００℃で２時間乾燥し、
続いて５００℃で１時間焼成して、銅イオン交換型ゼオ
ライトとシリカと活性アルミナを含む触媒被覆層を設け
た石英管を調製した。触媒被覆層量は０．６０ｇ，Ｐｔ
含有量は、１５．５ｍｇである。この膜の強度を鉛筆硬
度試験法で測定したところ、４Ｂであった。

【０１０２】この石英管の両端３３ｍｍを除いて、１０
ｗｔ％のアルミナゾルに含浸させ、室温で乾燥後、５０
０℃で１時間焼成することにより、アルミナの保護層を
０．１２ｇ形成させた。この膜の強度を鉛筆硬度試験法
で測定したところ、Ｂであった。またアルミナゾルのか
わりにシリカゾルおよびアルミナゾルとシリカゾルの混
合物を用いて同様にシリカ保護層、シリカ−アルミナ保
護層を形成させた。それらの触媒被覆層の鉛筆硬度はそ
れぞれＨＢ，Ｂと良好であった。

【０１０３】 （実施例１５）実施例１のスラリーＡ調製時に白金族金
属塩を含有させず、石英管上に活性アルミナとゼオライ
トの被覆層を形成した後、ディップ法により白金族金属
塩水溶液を含浸、熱処理して白金族触媒を触媒体Ａと同
量担持した触媒体Ｂを調製した。

【０１０４】この触媒体Ｂと触媒体Ａについて臭気物質
としてアンモニアを選択し、このアンモニア浄化試験を
行った。

【０１０５】試験方法は、実施例２と同様にボックス内
アンモニアの８０％が酸化分解するまでに必要な通電時
間を測定した。

【０１０６】結果は、触媒体Ａで３１分、触媒体Ｂで３
８分であった。従って白金族金属塩をスラリー中に含有
させたスラリーＡを用いて触媒体を調製した触媒体Ａの
方が、触媒体Ｂの調製方法により得た触媒体に比べ、短
時間で臭気物質を酸化分解でき、より良好な触媒特性が
得られた。

【０１０７】 （実施例１６）また実施例１中のスラリーＡでγ−アル
ミナと水酸化アルミニウムを用いたが、総量を同一と
し、種々の割合でこれらを混合したスラリーを調製し、
これらのスラリーを用いて実施例と同様の方法により、
触媒体を調製した。調製した触媒体について、実施例２
で示した耐熱衝撃試験、および実施例６で示したアンモ
ニア浄化試験を行った。結果を（表１５）に示す。

【０１０８】（表１５）より明らかなように、実施例１
のスラリーＡ中の水酸化アルミニウムを活性アルミナに
置換することにより、触媒特性の向上を図ることができ
る。このなかで、水酸化アルミニウムの活性アルミナへ
の置換率が９４ｗｔ％を超えると耐熱衝撃性が低下し、
また、２３ｗｔ％未満では活性アルミナへの置換効果が
充分に得られない。従って望ましい水酸化アルミニウム
の活性アルミナへの置換率は２３ｗｔ％から９４ｗｔ％
になる。

【０１０９】

【表１５】

【０１１０】 （実施例１７）実施例１のスラリーＡに、種々の量の硝
酸セリウム６水塩を添加し、実施例１と同様の方法、条
件で、石英管表面に触媒体Ａと同量の触媒被覆層量にな
るようにし、硝酸セリウムの熱分解によって生ずる酸化
セリウム含有率が、（表１６）のように異なる触媒体を
作製した。なお触媒被覆層中の酸化セリウム増加分は、
アルミナ量を減じて調製した。

【０１１１】これらの触媒体について臭気物質として酢
酸を選択し、この酢酸浄化試験を実施例７と同様に行っ
た。

【０１１２】試験方法は、実施例２と同様に実施し、ボ
ックス内酢酸の８０％が酸化分解するまでに必要な通電
時間を測定した。

【０１１３】結果を（表１６）に示す。（表１６）に示
すように、酸化セリウムを触媒被覆層に含ませることに
より、炭化水素化合物に対する触媒酸化活性が向上す
る。

【０１１４】酸化セリウムの含有率が１５ｗｔ％を超え
ると触媒の酸化分解特性が却って低下しはじめ、また２
ｗｔ％未満では酸化セリウムの充分な添加効果が得られ
ないことから、酸化セリウムの望ましい含有率は触媒被
覆層中に２〜１５ｗｔ％である。

【０１１５】

【表１６】

【０１１６】 （実施例１８）実施例１のスラリーＡに、種々の量の酸
化チタンを添加し、実施例１の触媒体Ａと同様の方法、
条件により、触媒被覆層中の酸化チタン含有率が、（表
１７）のように異なる触媒体を作製した。なお触媒被覆
層中の酸化チタン増加分は、アルミナ量を減じて調製し
た。

【０１１７】これらの触媒体について臭気物質としてア
ンモニアを選択し、このアンモニア浄化試験を実施例６
と同様に行った。また密着性試験は実施例２と同様に行
った。

【０１１８】結果を（表１７）に示す。（表１７）に示
すように、酸化チタンを触媒被覆層に含むことにより、
アンモニアに対する触媒酸化活性を向上することができ
る。

【０１１９】酸化チタンの含有率が１５ｗｔ％を超える
と接触被覆層の密着特性が低下しはじめ、また３ｗｔ％
未満では酸化チタンの充分な添加効果が得られないこと
から、酸化チタンの望ましい含有率は触媒被覆層中に３
〜１５ｗｔ％となる。

【０１２０】

【表１７】

【０１２１】 （実施例１９）（表１８）に示すコージライト製の板
状、ハニカム状、多孔質体、棒状、管状基材に実施例１
のスラリーＡを用いて触媒被覆層を形成した。つぎに前
記密着性試験を上記基材上に形成した触媒被覆層につい
て行った。結果を（表１８）に示す。

【０１２２】（表１８）より明らかなように、基材形状
としてハニカム状、多孔質状、管状基材が望ましく、特
に管状体が最も耐熱衝撃性に優れ望ましい。

【０１２３】

【表１８】

【０１２４】

【発明の効果】以上のように本発明においては、触媒体
が置かれている雰囲気の臭気やタバコの煙等の有害ガス
は、触媒被覆層の吸着作用および触媒作用により除去、
浄化される。このため触媒体を設置することによって、
臭気物質の少ない、快適な環境を提供することができ
る。特にアルカリ土類金属を添加することによって脱臭
効果の向上をはかっている。

【０１２５】さらに、本発明は触媒材料のスラリー中の
粒子の中心粒径を１μｍ以上９μｍ以下にして亀裂の入
りにくい、扱い易い硬さの触媒被覆層を形成している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の脱臭用触媒体の断面図

【図２】本発明の他の実施例の脱臭用触媒体の断面図

【符号の説明】

１ ニクロム線 ２ 石英管 ３ 触媒被覆層 ４ 碍子 ５ 空気流 ６ ニクロム線 ７ 石英管 ８ 触媒層 ９ 碍子 １０ 空気流 １１ 保護層

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基材表面に、少なくとも活性アルミナと、
   ゼオライトと、白金族金属と、アルカリ土類金属を含有
   するアルミナと、無機バインダーを含む触媒被覆層を形
   成させた脱臭用触媒体。
2. 【請求項２】基材表面に、活性アルミナと、ゼオライト
   と、白金属金属と、無機バインダーを有し、前記活性ア
   ルミナの少なくとも一部はアルカリ土類金属を含有して
   いる触媒被覆層を形成させた脱臭用触媒体。
3. 【請求項３】ゼオライトが銅含有ゼオライトである請求
   項１または２記載の脱臭用触媒体。
4. 【請求項４】無機バインダーがシリカである請求項１ま
   たは２記載の脱臭用触媒体。
5. 【請求項５】アルカリ土類金属がバリウムである請求項
   １または２記載の脱臭用触媒体。
6. 【請求項６】基材表面に、少なくとも活性アルミナとゼ
   オライトと白金族金属からなる触媒層と前記触媒層表面
   にアルミナおよびシリカから選ばれる１種以上よりなる
   保護層を形成した２層構造の触媒被覆層を形成してなる
   脱臭用触媒体。