JPH08192054A - オゾン分解触媒 - Google Patents

オゾン分解触媒

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JPH08192054A
JPH08192054A JP7004496A JP449695A JPH08192054A JP H08192054 A JPH08192054 A JP H08192054A JP 7004496 A JP7004496 A JP 7004496A JP 449695 A JP449695 A JP 449695A JP H08192054 A JPH08192054 A JP H08192054A
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JP
Japan
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ozone
catalyst
decomposition
contg
gas
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JP7004496A
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English (en)
Inventor
Tomohiko Ito
智彦 伊藤
Hitoshi Atobe
仁志 跡辺
Toraichi Kaneko
虎一 金子
Shinichi Yano
慎一 矢野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低温・高湿度下においてもオゾンの分解率が
高く、かつ長期に安定した分解能を維持するオゾン分解
触媒を得る。 【構成】 オゾン分解触媒がMn、CuおよびNiの酸
化物を含んでなる。このオゾン分解触媒は300℃ない
し500℃の範囲内の温度で焼成されてなることが好ま
しい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はMn、CuおよびNiの
酸化物を含み、排ガスなどに含まれるオゾンを常温で効
果的に分解することができるオゾン分解触媒に関する。
【0002】
【従来の技術】オゾンは強い酸化力を持つために排水処
理、殺菌、脱臭、脱色、COD除去など多くの用途に用
いられ、その用途はますます拡大している。オゾンを使
用するこれらの工程では、未反応のオゾンは大気中に排
出されるが、この排出オゾンの濃度が0.1ppmを越
えると二次公害を誘発する惧れがあるので、排ガス中の
オゾンは極力分解して酸素に転化し無害化しなければな
らない。このようなオゾンの分解工程では、高い分解率
とともに、工程の長期安定性、安全性、また経済性が要
求される。
【0003】排ガス中のオゾンの処理に限らず一般にオ
ゾンの分解方法としては、活性炭法、薬液処理法、熱分
解法などが知られている。このうち、低濃度のオゾンの
分解には活性炭法が多く用いられるが、この方法はオゾ
ンが高濃度になると安定した運転が困難になる。そこ
で、高濃度オゾンを分解する場合は熱分解法が多く用い
られる。しかしこの方法は、高い分解率を得るためにガ
スを300℃以上の温度に2秒以上保つ必要がある。い
ずれの場合も大型の分解装置や煩雑な制御装置を要し、
また再生費用やエネルギー費用が嵩むなど、工程管理
上、経費上の問題があった。
【0004】上記分解法の欠点を補うものとして最近、
触媒を用いてオゾンを酸素に分解する方法が提案されて
いる。例えば特公平4−35223号公報には、Mnお
よびCuの酸化物を打錠機またはペレッターで成形し、
100℃〜150℃で乾燥して得られるオゾン分解触媒
が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の提案さ
れたオゾン分解触媒は、経済的な運転温度である30℃
程度の低温において、特に湿分を多く含むオゾン含有ガ
スを処理する場合に分解率が低く、しかも比較的早期に
活性が低下することがわかった。一方、多くのオゾン含
有ガスは水分を多く含んでいるので、この触媒は実用性
に問題があった。本発明はこの問題を解決するために鋭
意研究の結果達成されたものであり、従って本発明の目
的は、低温・高湿度下でも分解率が高く、かつ長期に安
定した分解能を維持することができるオゾン分解触媒を
提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、Mn、C
uおよびNiの酸化物を含んでなるオゾン分解触媒を提
供することによって解決できる。このオゾン分解触媒
は、300℃ないし500℃の範囲内の温度で焼成され
てなるものであることが好ましい。また、触媒中のNi
の含有量は、触媒重量に対して1重量%ないし12重量
%の範囲内であることが好ましい。
【0007】以下、本発明を詳しく説明する。本発明者
らは、オゾンの効率的な分解触媒を探索中に、従来から
知られているMn、Cu系触媒にNiを加えることによ
ってオゾン分解率(以下、単に「分解率」という)が大
幅に向上することを見いだし本発明に到達した。すなわ
ち、MnO2などのMn酸化物、CuOなどのCu酸化
物、およびNiOなどのNi酸化物を含む触媒混合物
は、水分を多く含む低温のオゾン含有ガスに対しても長
期にわたって安定した高いオゾン分解能を示すことがわ
かった。
【0008】特に上記のオゾン分解触媒を300℃ない
し500℃の範囲内の温度で焼成するときは、高湿度の
オゾン含有ガスに対しても飛躍的に高い分解率が長期間
維持されることがわかった。また、上記のオゾン分解触
媒におけるNiの最適含有量は、1重量%ないし13重
量%の範囲内であることも明らかとなった。
【0009】本発明のオゾン分解触媒は、特に限定され
るものではないが例えば以下に示す方法により製造でき
る。すなわち、Mn、CuおよびNiの可溶性塩水溶液
と酸化剤水溶液とを混合し、生成するMn、Cuおよび
Niの酸化物混合物を分取し、十分に洗浄して乾燥す
る。次いでこの粉末混合物を必要ならバインダーと共に
打錠成形あるいは転動造粒し、さらに好ましくは300
℃ないし500℃の範囲内の温度で焼成してオゾン分解
触媒とする。
【0010】特に本発明のオゾン分解触媒は転動造粒法
により造粒すると、得られた触媒が球状になり、しかも
その粒度分布が比較的広くなるので、触媒槽における充
填密度が高くなり装置の小型化が可能となる点で有利で
ある。
【0011】
【実施例】次に実施例によって本発明をさらに詳しく説
明する。 (実施例1)MnSO4・7H2O(24.2kg)、C
uSO4・5H2O(13.2kg)、およびNi(NO
32・6H2O(9.4kg)を水(200kg)に溶
解し、常温でこの溶液に、KMnO4(9.4kg)、
KOH(7.3kg)を水(200kg)に溶解した溶
液を攪拌下に徐々に添加し、沈澱物を生成させた。この
ときのpHは7.2であった。この状態で15時間放置
して熟成を行った。熟成後、これを濾過し、濾液が塩化
バリウムで白濁しなくなるまで純水で洗浄を繰り返し
た。次にこの沈澱物をまず室温で乾燥した後、130±
5℃に調節した熱風乾燥機中で2時間乾燥した。乾燥物
の水分含有率は4%であった。この乾燥物を粉砕して2
00メッシュ通過とし、約20kgの粉末を得た。
【0012】この粉末を皿形転動造粒機に仕込み、シリ
カゾル10%溶液(2kg)を噴霧しながら粒径が4m
m〜6mmとなるように造粒した。これを室温で乾燥
後、130±5℃で2時間乾燥し、非晶質体の顆粒状触
媒を得た。実施例1のオゾン分解触媒の成分分析値は、
Mn:42重量%、Cu:16重量%、Ni:10重量
%、Si:1重量%であった。
【0013】(試験例)内径20mmの円筒容器に実施
例1のオゾン分解触媒を充填し触媒槽とした。一方、酸
素を原料としてオゾン発生機を用いて得られたオゾン・
酸素混合ガスを、水相を通過させて得られた加湿空気と
混合し、この混合ガスを上記の触媒槽に送通し、2時間
経過後に触媒槽の出/入口における混合ガスのオゾン濃
度を測定して分解率を求めた。混合ガスの相対湿度は2
0%〜80%の範囲で種々に変化させた。
【0014】上記の運転条件を下に示す。 触媒量 :20 ml 混合ガス流量 :8.0 l/min 入口オゾン濃度:1000 ppm 温度 :25℃ 空間速度 :25000 hr-1 相対湿度 :20%,40%,60%,80%の4
段階 各相対湿度における分解率(%)を表1に示す。
【0015】(比較例1)実施例1と同様にして、ただ
しNi(NO32・6H2Oを用いずに比較例1の顆粒
状触媒を調製した。このものの成分分析値は、Mn:4
8重量%、Cu:19重量%、Si:1重量%であっ
た。比較例1の触媒について、実施例1の場合と同様に
して各相対湿度における分解率(%)を求めた。結果を
表1に示す。
【0016】
【0017】表1の結果から、Mn、CuおよびNiの
酸化物を含む実施例1のオゾン分解触媒は、相対湿度の
上昇と共に分解率の低下は認められるものの、いずれの
湿度水準においてもNiを含まない比較例1の触媒に比
べて相当に高い分解率を示していることは明かである。
【0018】(実施例2)実施例1のオゾン分解触媒を
小分けして、それぞれの画分を200℃〜800℃の範
囲内で一定温度に保った焼成炉に入れ、それぞれ2時間
焼成した。得られた焼成触媒について、実施例1の場合
と同様に、ただし相対湿度を80%に固定して分解率を
測定した。結果を表2に示す。
【0019】
【0020】表2の結果から、300℃ないし500℃
の範囲内の温度で焼成した本発明のオゾン分解触媒は、
相対湿度80%の高湿度下において、しかも低温で、9
0%以上の高い分解率を示したことがわかる。この観点
から、焼成温度は特に400℃〜500℃の範囲内とす
ることが好ましい。
【0021】(実施例3)Niの含有量を種々に変化さ
せて本発明のオゾン分解触媒を調製した。MnSO4
7H2O(24.2kg)およびCuSO4・5H2
(13.2kg)の量を固定し、これにNi(NO32
・6H2Oを0.9kg〜19kgの範囲内で変化させ
て混合し、それぞれの混合物を水(200kg)に溶解
し、常温でこの溶液に、KMnO4(9.4kg)、K
OH(7.3kg)を水(200kg)に溶解した溶液
を攪拌下に徐々に添加し、それぞれの沈澱物を生成させ
た。 この沈澱物をそれぞれ実施例1と同様な方法で処
理して非晶質体の粉末を得、更にそれぞれ実施例1と同
様にして造粒し、450℃の焼成炉中で2時間焼成して
それぞれのオゾン分解触媒を得た。これらのオゾン分解
触媒について、実施例1と同様にして分解率(%)を測
定した。結果を表3に示す。
【0022】
【0023】表3の結果から、Niを含む本発明の触媒
は一般に高い分解率を示すが、Niの含有量が1重量%
〜12重量%の範囲内のときオゾン分解性能が特に向上
していることがわかる。Niの含有量が12重量%を越
えたとき分解率が低下しているのは、相対的にMnの含
有量が低下したことによると考えられる。この観点から
Niの含有量は特に5重量%〜10重量%であることが
好ましい。
【0024】
【発明の効果】本発明のオゾン分解触媒は、Mn、Cu
およびNiの酸化物を含んでなるものであるので、従来
のMnおよびCuで構成された触媒に比べ、低温度にお
ける分解率が大幅に向上している。また本発明のオゾン
分解触媒が300℃ないし500℃の範囲内の温度で焼
成されてなるものであれば、高湿度のオゾン含有ガスに
対してもきわめて高い分解率が安定して維持される。従
って排水処理や脱臭、脱色、COD除去など広範なオゾ
ン含有ガスの分解処理工程において、実用的かつ経済的
に使用できるオゾン分解触媒が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢野 慎一 神奈川県川崎市川崎区扇町5−1 昭和電 工株式会社川崎工場内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Mn、CuおよびNiの酸化物を含んで
    なるオゾン分解触媒。
  2. 【請求項2】 300℃ないし500℃の範囲内の温度
    で焼成されてなる請求項1に記載のオゾン分解触媒。
  3. 【請求項3】 Niの含有量が1重量%ないし12重量
    %の範囲内である請求項1または請求項2に記載のオゾ
    ン分解触媒。
JP7004496A 1995-01-13 1995-01-13 オゾン分解触媒 Pending JPH08192054A (ja)

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