JPS58115002A - 置換酸化コバルトスピネルを使用する次亜塩素酸塩の接触分解 - Google Patents
置換酸化コバルトスピネルを使用する次亜塩素酸塩の接触分解Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/14—Methods for preparing oxides or hydroxides in general
- C01B13/20—Methods for preparing oxides or hydroxides in general by oxidation of elements in the gaseous state; by oxidation or hydrolysis of compounds in the gaseous state
- C01B13/22—Methods for preparing oxides or hydroxides in general by oxidation of elements in the gaseous state; by oxidation or hydrolysis of compounds in the gaseous state of halides or oxyhalides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/725—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
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-
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-
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-
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水流中の次亜塩素酸′塩を破壊するだめの触媒
組成物および触媒方法に関する。
組成物および触媒方法に関する。
より詳しくは本発明は、酸化コバルトスピネルからなる
触媒を利用する次亜塩素酸塩を分解する方法に関し、そ
のスピネルは少なくとも少割合の少なくとも1種の他の
金属によって置換されたスピネル結晶格子中に少なくと
も1部分のコバルトを有する。
触媒を利用する次亜塩素酸塩を分解する方法に関し、そ
のスピネルは少なくとも少割合の少なくとも1種の他の
金属によって置換されたスピネル結晶格子中に少なくと
も1部分のコバルトを有する。
次亜塩素酸イオン〔C1O〕−を含む水性溶液は、多く
の金属に対し腐食性であり、そして、水性の生物に対し
高度に毒性を有する。廃液又は副生物として生じる次亜
塩素酸塩、含有溶液は、それを川、湾、又は他の公共水
に放出する前に害のある次亜 −塩素酸塩を除去するか
又は破壊するだめの処理を必要とする。次亜塩素酸イオ
ンを含有する水性廃液流は例えばクロロ−アルカリ製造
工場によって作られる。
の金属に対し腐食性であり、そして、水性の生物に対し
高度に毒性を有する。廃液又は副生物として生じる次亜
塩素酸塩、含有溶液は、それを川、湾、又は他の公共水
に放出する前に害のある次亜 −塩素酸塩を除去するか
又は破壊するだめの処理を必要とする。次亜塩素酸イオ
ンを含有する水性廃液流は例えばクロロ−アルカリ製造
工場によって作られる。
各種の方法が次亜塩素酸塩を破壊するために知られてい
る。しかしそれ等は次亜塩素酸塩を含む非常に大量の水
性液を大規模に処理するためには不十分であり、高価す
ぎ′る。
る。しかしそれ等は次亜塩素酸塩を含む非常に大量の水
性液を大規模に処理するためには不十分であり、高価す
ぎ′る。
熱分解はある場合に使用できるが、しかし大量の、稀薄
灰皿塩素酸塩を分解する時、熱エネルギーのコストが大
きくそして分解速度も不十分な程度に遅い。その熱エネ
ルギーのコストに加えて、熱公害を避けるために、その
水性流を公共水に流す前に冷却することが必要である。
灰皿塩素酸塩を分解する時、熱エネルギーのコストが大
きくそして分解速度も不十分な程度に遅い。その熱エネ
ルギーのコストに加えて、熱公害を避けるために、その
水性流を公共水に流す前に冷却することが必要である。
その水性流の冷却は過剰な設備を必要とし、そしてエネ
ルギーを浪費する。
ルギーを浪費する。
化学線(光)はその分解を促進するが、これは大きなガ
ラス容器(実用的でない)又は不透明な容器内の光源の
使用を必要としそして大規模使用のためには不十分な程
度に遅い。
ラス容器(実用的でない)又は不透明な容器内の光源の
使用を必要としそして大規模使用のためには不十分な程
度に遅い。
次亜塩素酸塩は化学的に反応性であり、提案された反応
体位高価であり(例えばH20□)、害のある副生物(
例えばNaH8)を形成する傾向にあり、又は濃縮溶液
(例えばHCA’)を必要とする。
体位高価であり(例えばH20□)、害のある副生物(
例えばNaH8)を形成する傾向にあり、又は濃縮溶液
(例えばHCA’)を必要とする。
通常その反応生成物は生態学的又は経済的理由のため回
収を必要とする。成る種の遷移金属イオン(例えば遷移
金属イオンからの)は次亜塩素酸塩を塩化物イオンおよ
び分子状酸素への分解を触媒化することは知られている
。しかしながら、この知識の実際的利用は、次亜塩素酸
塩が存在する溶液中におけるこれらの遷移金属イオンの
反応性および/又は溶解性によって妨害されて来た。溶
解性の遷移金属塩が次亜塩素酸塩を分解するために廃液
流に添加されることが提案された。しかしこれは高価な
遷移金属イオンの損失を防ぐために高価なそして複雑な
工程を必要とし、そして重金属による廃液流の汚染を起
こす危険性を持つ。
収を必要とする。成る種の遷移金属イオン(例えば遷移
金属イオンからの)は次亜塩素酸塩を塩化物イオンおよ
び分子状酸素への分解を触媒化することは知られている
。しかしながら、この知識の実際的利用は、次亜塩素酸
塩が存在する溶液中におけるこれらの遷移金属イオンの
反応性および/又は溶解性によって妨害されて来た。溶
解性の遷移金属塩が次亜塩素酸塩を分解するために廃液
流に添加されることが提案された。しかしこれは高価な
遷移金属イオンの損失を防ぐために高価なそして複雑な
工程を必要とし、そして重金属による廃液流の汚染を起
こす危険性を持つ。
単一金属およびバイメタルの各種のコバルトスピネルの
製造を示す特許は米国特許3,977.958;4.0
61,549及び4,142,005である。関連した
金属酸化物の開示は、米国特許3,711,397;3
.704.644 ; 3.689.382 ; 3.
103,484 ;3.775.284;3,77!1
,554及び3,663,280に与えられている。
製造を示す特許は米国特許3,977.958;4.0
61,549及び4,142,005である。関連した
金属酸化物の開示は、米国特許3,711,397;3
.704.644 ; 3.689.382 ; 3.
103,484 ;3.775.284;3,77!1
,554及び3,663,280に与えられている。
単−金mコバルトスピネルCi・304は次亜塩素酸塩
を分解する触媒として効果的であることは米国特許4,
073,873から公知である。本発明は、このような
コバルトスピネル触媒の改良に関する。
を分解する触媒として効果的であることは米国特許4,
073,873から公知である。本発明は、このような
コバルトスピネル触媒の改良に関する。
本発明において処理される次亜塩素酸塩含有水性溶液は
・例えば次亜塩素酸・又は次亜塩素豐アルカリ金属のよ
うな次亜塩素酸や塩のような次亜塩素゛酸部分を薯有す
る水性溶液・+あっても良い。
・例えば次亜塩素酸・又は次亜塩素豐アルカリ金属のよ
うな次亜塩素酸や塩のような次亜塩素゛酸部分を薯有す
る水性溶液・+あっても良い。
廃液物質として次亜塩素酸イオンを含有する水性流の公
知の源は塩素液化工程のスクラバ一工程中、に存在し、
その場合非凝縮物(通常テイルガスと呼ばれる)はテイ
ルガス中の塩素が大気に逃散するのを防止するため苛性
溶液で洗浄される。その洗浄流排出物が次亜塩素酸アル
カリ金属(NaOCl)を含み、それが湾又絆他や河口
のような公共水に放出される前にそれを例えばNa0I
jおよびo2に分解することを特徴とする特にクロロ−
アルカリ製造において本発明によって処理可能である次
亜塩素酸塩の他の源も存在する。
知の源は塩素液化工程のスクラバ一工程中、に存在し、
その場合非凝縮物(通常テイルガスと呼ばれる)はテイ
ルガス中の塩素が大気に逃散するのを防止するため苛性
溶液で洗浄される。その洗浄流排出物が次亜塩素酸アル
カリ金属(NaOCl)を含み、それが湾又絆他や河口
のような公共水に放出される前にそれを例えばNa0I
jおよびo2に分解することを特徴とする特にクロロ−
アルカリ製造において本発明によって処理可能である次
亜塩素酸塩の他の源も存在する。
本発明の置換酸化コバルトスピネルは一般式%式%)
(式中MはiB、IAおよびiB族の少なくとも1種の
金属でありそしてNはIA族の少なくとも1種の金属で
あシ、XおよびyはO<x≦1:0≦y≦0.5および
0 < (x +2 y )≦1を満足させる) に実質上置換されてやる。スピネル形成中に過剰量の金
属MおよびNの存在は、そのスピネル結晶間で分布され
た分離した酸化物相(非スピネル)を形成する傾向にあ
る。
金属でありそしてNはIA族の少なくとも1種の金属で
あシ、XおよびyはO<x≦1:0≦y≦0.5および
0 < (x +2 y )≦1を満足させる) に実質上置換されてやる。スピネル形成中に過剰量の金
属MおよびNの存在は、そのスピネル結晶間で分布され
た分離した酸化物相(非スピネル)を形成する傾向にあ
る。
以前に使用された単一金属コバルトスピネルと本発明の
酸化コバルトスピネルを区別する他の方法は、ポリメタ
ルスピネルと呼ばれ、それはバイメタルスピネル、トリ
メタルスピネル、四元メタルスピネル等を含み、その場
合コバルトはそのスピネル格子構造においてすぐれた金
属である。
酸化コバルトスピネルを区別する他の方法は、ポリメタ
ルスピネルと呼ばれ、それはバイメタルスピネル、トリ
メタルスピネル、四元メタルスピネル等を含み、その場
合コバルトはそのスピネル格子構造においてすぐれた金
属である。
iB族はCu、AgおjびAuを含み、Gulj、i好
ましい。
ましい。
IA族はBe、 Mg、 Ca、、Sr、 Ba、およ
びRaを含みMgが好ましい。
びRaを含みMgが好ましい。
iB族はZn、 Gd、およびHgを含み、Znが好ま
しい。
しい。
IA族はLi、 Na、 K、 Rb、 Cs および
Frを含みLlが好ましい。
Frを含みLlが好ましい。
・好ましい置換酸化コ・iルトスピネルは次の通り 。
である:
Zn’XCo(3−x)04 、 (式中Xは0.1〜
1である);GuXCO(a ++ x)04 、、(
式中Xは0.1〜1である):MgxCo (3−x)
04 、 (式中Xは0.1〜1である):Zn xL
i yCo a −(x +y )04. C式中X
は04〜0.9であり、yは0.05〜0.45であり
そして(x+y)は0.15〜0.95である〕; GuxL i yCo 3−(x +y )04 、
C式中Xは0゜1〜0.9であり、yは0,05〜0.
45であり、そして(x+y)は0.15〜0.95で
ある〕; MgxL1yCO3−(x+y)04.〔式中Xは0,
1〜0.9であり、yは0.05〜0.45でありそし
て(x+y)は0.15〜0.95である〕;MgxZ
n X/ LlyK y/ Cba (x+、/ 十
y+ y/ )04゜〔式中(x+x’ )は0.1〜
1.0であり、(y+y’)は0〜0.5であシそして
(X+X’+y+y’ )は0,1〜1.0である〕ス
ピネル結晶構造はJohn Wiley and 5o
ns。
1である);GuXCO(a ++ x)04 、、(
式中Xは0.1〜1である):MgxCo (3−x)
04 、 (式中Xは0.1〜1である):Zn xL
i yCo a −(x +y )04. C式中X
は04〜0.9であり、yは0.05〜0.45であり
そして(x+y)は0.15〜0.95である〕; GuxL i yCo 3−(x +y )04 、
C式中Xは0゜1〜0.9であり、yは0,05〜0.
45であり、そして(x+y)は0.15〜0.95で
ある〕; MgxL1yCO3−(x+y)04.〔式中Xは0,
1〜0.9であり、yは0.05〜0.45でありそし
て(x+y)は0.15〜0.95である〕;MgxZ
n X/ LlyK y/ Cba (x+、/ 十
y+ y/ )04゜〔式中(x+x’ )は0.1〜
1.0であり、(y+y’)は0〜0.5であシそして
(X+X’+y+y’ )は0,1〜1.0である〕ス
ピネル結晶構造はJohn Wiley and 5o
ns。
NYC(1954)によって発行になったH 、P 、
、に1uget atによるX−Ray Dcffra
ction Proceduresに教示されたような
X線回折分析方法によって又は濾過されないCuKa放
封を使ってその受入れ検出構造物上のAMRモノクロメ
ータを取付けた標準/しに’:I−ゴニオメータ−(N
orelco Goniometer)を使用すること
によって容易に明らかになる。
、に1uget atによるX−Ray Dcffra
ction Proceduresに教示されたような
X線回折分析方法によって又は濾過されないCuKa放
封を使ってその受入れ検出構造物上のAMRモノクロメ
ータを取付けた標準/しに’:I−ゴニオメータ−(N
orelco Goniometer)を使用すること
によって容易に明らかになる。
任意に、しかし好ましくはこの発明の置換コバルトスピ
ネル構造物は以下に完全に記載したような変性金属酸化
物を含む。
ネル構造物は以下に完全に記載したような変性金属酸化
物を含む。
その変性金属酸化物はそれが使用されるべき水性溶液に
関して本質的に安定であシ、その変性金属酸化物が分散
している置換スピネル結晶構造を破壊又は分裂させない
金属酸化物であっても良い。
関して本質的に安定であシ、その変性金属酸化物が分散
している置換スピネル結晶構造を破壊又は分裂させない
金属酸化物であっても良い。
本発明において使用できる金属酸化物はMA、MB、W
A、17B、l、 V[、VIBオ[1’■Biの金属
又はランタニドあるいはアクチニド9金属の酸化物であ
る。1種以上の変性金属酸化物が同じコバルトスピネル
触媒構造体において使用できる。
A、17B、l、 V[、VIBオ[1’■Biの金属
又はランタニドあるいはアクチニド9金属の酸化物であ
る。1種以上の変性金属酸化物が同じコバルトスピネル
触媒構造体において使用できる。
好ましくは変性金属酸化物は、ジルコニウム、タングス
テン、鉛、バナジウム、スズ、タンタル、ニオブ、モリ
ブデン、アルミニウム、セリウム、ビスマス、クロム、
アンチモ/又はチタニウムの酸化物である。もつとも好
ましくはその変性剤酸化物はジルコニウム、バナジウム
又は鉛の酸化物であシ、ZrO□は特に好ましい。
テン、鉛、バナジウム、スズ、タンタル、ニオブ、モリ
ブデン、アルミニウム、セリウム、ビスマス、クロム、
アンチモ/又はチタニウムの酸化物である。もつとも好
ましくはその変性剤酸化物はジルコニウム、バナジウム
又は鉛の酸化物であシ、ZrO□は特に好ましい。
本発明において使用した基体は、処理されるべき水性溶
液からめ化学的攻撃に関して本質的に安定(不活性)で
あシ、そしてスピネル被覆が付着する固体の基体である
。牛の基体は好ましくは表面積/スピネル触媒の容量の
比較的高割合をもたらす形であり、その基体は使用、取
扱いおよび回収中に摩滅したり、ばらばらになったり又
は破壊しないような十分な物理的強度を有する。支持さ
れた触媒の粒子は小さくなく、そして処理容器を出てい
く水性流中において容易に同伴されないように移動自由
でないことが好ましい。
液からめ化学的攻撃に関して本質的に安定(不活性)で
あシ、そしてスピネル被覆が付着する固体の基体である
。牛の基体は好ましくは表面積/スピネル触媒の容量の
比較的高割合をもたらす形であり、その基体は使用、取
扱いおよび回収中に摩滅したり、ばらばらになったり又
は破壊しないような十分な物理的強度を有する。支持さ
れた触媒の粒子は小さくなく、そして処理容器を出てい
く水性流中において容易に同伴されないように移動自由
でないことが好ましい。
その基体は貴金属又は実質上不活性金属、フィルム形成
金属()Zルブ金属とも呼ばれる)又はセラミック、ガ
ラス、グラファイト、耐火物、アスRスト、鉱物繊維お
よσ他の物質のような実質上不活性非金属又は無機物質
でおっても良い。高温度安定性ポリマーおよび樹脂のよ
うな支持体は基体として使用できるが、しかし多くの場
合スピネルを形成するために必要な温度の下端である約
200Cの温度に耐えることができないので好ましくな
い。
金属()Zルブ金属とも呼ばれる)又はセラミック、ガ
ラス、グラファイト、耐火物、アスRスト、鉱物繊維お
よσ他の物質のような実質上不活性非金属又は無機物質
でおっても良い。高温度安定性ポリマーおよび樹脂のよ
うな支持体は基体として使用できるが、しかし多くの場
合スピネルを形成するために必要な温度の下端である約
200Cの温度に耐えることができないので好ましくな
い。
基体として使用できる貴又は実質上不活性金属は、白金
、パラジウムおよびルテニウムである。
、パラジウムおよびルテニウムである。
これらは使用できる・が非常に高価である。
基体として使用できるフィルム形成金属は、チ ′
タン、タンタル、ニオブ、モリブデン、ジルコニウム、
バナジウム、タングステンおよびハフニウムである。こ
れらのフィルム形成金属は酸素にさらされた時、表面上
に形成されるその酸化フィルムをともなって又はその酸
化フィルムなしで使用できる。
タン、タンタル、ニオブ、モリブデン、ジルコニウム、
バナジウム、タングステンおよびハフニウムである。こ
れらのフィルム形成金属は酸素にさらされた時、表面上
に形成されるその酸化フィルムをともなって又はその酸
化フィルムなしで使用できる。
基体として使用できる七オミツク、ガラス、耐火物およ
び他の無機物質は、例えばソーダ石灰ガラス、硼珪酸塩
ガラス、ガラス質シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコ
ニア、シリカ、マグネシア、珪酸アルミニウム、珪酸ジ
ルコニウム、アルミン酸マグネシウム;化学的磁器、化
学的石器、カキの外殻、石灰石、又は白雲石である。珪
酸アルミニウム、アルミナおよび化学的石器が好ましい
。
び他の無機物質は、例えばソーダ石灰ガラス、硼珪酸塩
ガラス、ガラス質シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコ
ニア、シリカ、マグネシア、珪酸アルミニウム、珪酸ジ
ルコニウム、アルミン酸マグネシウム;化学的磁器、化
学的石器、カキの外殻、石灰石、又は白雲石である。珪
酸アルミニウム、アルミナおよび化学的石器が好ましい
。
その基体はほとんど任意の形および形状であっても良く
、例えば小さい板、棒、シリンダー、ブロック、球、ス
クリーンまたは鞍の形であっても良い。
、例えば小さい板、棒、シリンダー、ブロック、球、ス
クリーンまたは鞍の形であっても良い。
特にもし有孔基体が大きな破壊なしに実質上の取扱いお
よびそして長期間の使用に耐えるだめの物理的な強度を
有するならば表面積/容量の高割合をもたらす有孔基体
が非常に適する。高圧でベレット形に圧縮された時、粒
状コバルトスピネルは効果的触媒である。粒状の基体上
に析出されそしてそれからはレット化されるコバルトス
ピネルも又効果的触媒である。その支持された触媒が処
理塔又は他の容器に充填される時、その基体片の形状は
、その塔又は容器の中で基体粒子同志の密着を少なくし
て、被処理液体の通路を塞がないようなものであること
が望ましい。
よびそして長期間の使用に耐えるだめの物理的な強度を
有するならば表面積/容量の高割合をもたらす有孔基体
が非常に適する。高圧でベレット形に圧縮された時、粒
状コバルトスピネルは効果的触媒である。粒状の基体上
に析出されそしてそれからはレット化されるコバルトス
ピネルも又効果的触媒である。その支持された触媒が処
理塔又は他の容器に充填される時、その基体片の形状は
、その塔又は容器の中で基体粒子同志の密着を少なくし
て、被処理液体の通路を塞がないようなものであること
が望ましい。
無機物質′、例えばセラミック、ガラス又は耐火物から
作られた基体の場合、周知の「ノζ−ル・サラ5”ル(
Berl 5addles) Jの形および大きさは表
面積/容量の十分な組合せおよび物理的強度をもたらし
、そして充填された塔中における使用のため触媒粒子の
密着を防止する。バールサドルが作られる材料は化学石
器として知られている。基体として使用のために適する
耐火物のうち、セラミックボール又は商品名デンススト
ン(DENSTONE )のもとてツートン(Nort
on)によって売られている珪酸アルミニウムのベレッ
トが特に適する。
作られた基体の場合、周知の「ノζ−ル・サラ5”ル(
Berl 5addles) Jの形および大きさは表
面積/容量の十分な組合せおよび物理的強度をもたらし
、そして充填された塔中における使用のため触媒粒子の
密着を防止する。バールサドルが作られる材料は化学石
器として知られている。基体として使用のために適する
耐火物のうち、セラミックボール又は商品名デンススト
ン(DENSTONE )のもとてツートン(Nort
on)によって売られている珪酸アルミニウムのベレッ
トが特に適する。
金属スクリーン基体の場合において、これらは列になろ
て正確に並べないようにして平面状に容易に積み重ねら
れ、それによって触媒粒子の密着による通路の閉塞が避
けられる。
て正確に並べないようにして平面状に容易に積み重ねら
れ、それによって触媒粒子の密着による通路の閉塞が避
けられる。
その特定な適用および装置のだめの支持された触媒の最
良の形、大きさおよび配置を選択することは当業者にと
って明らかである。
良の形、大きさおよび配置を選択することは当業者にと
って明らかである。
そのスピネルは、その基体に熱分解可能な、熱酸化可能
な前駆物質化合物を塗布しそしてそれから200〜60
0Cの温度で空気中で加熱することによってその基体に
被覆される。必要な加熱時間は、600C近くでは約5
分間、200C近くでは数時間である。この温度範囲は
、はぼ必要4件であり、約200C以下ではその被覆は
不十分な程度に遅すぎそして所望なスピネルの実質上完
全な形成は期待できず、約600C以上ではスピネル構
造の実質上完全な保持は期待できない。約700〜75
0Cの温度では特にもし1種又はそれ以上の変性金属酸
化物が同時に塗布されるならば実質止具なった形状の酸
化コバルトの構造体が明白に形成される。好ましい温度
範囲は10分〜3時間で300〜450Cである。
な前駆物質化合物を塗布しそしてそれから200〜60
0Cの温度で空気中で加熱することによってその基体に
被覆される。必要な加熱時間は、600C近くでは約5
分間、200C近くでは数時間である。この温度範囲は
、はぼ必要4件であり、約200C以下ではその被覆は
不十分な程度に遅すぎそして所望なスピネルの実質上完
全な形成は期待できず、約600C以上ではスピネル構
造の実質上完全な保持は期待できない。約700〜75
0Cの温度では特にもし1種又はそれ以上の変性金属酸
化物が同時に塗布されるならば実質止具なった形状の酸
化コバルトの構造体が明白に形成される。好ましい温度
範囲は10分〜3時間で300〜450Cである。
一般にその被覆操作は、各被覆ではそのスピネルの非常
に薄い層を提供する。それがため、良好な、強い、長い
寿命を有しピンホールをほとんど又はまったくもたない
被覆を得るために、少なくとも一度その被覆工程を繰返
すことが有利でありそして好ましい。もし望ましいなら
数回の被覆は実施できる。
に薄い層を提供する。それがため、良好な、強い、長い
寿命を有しピンホールをほとんど又はまったくもたない
被覆を得るために、少なくとも一度その被覆工程を繰返
すことが有利でありそして好ましい。もし望ましいなら
数回の被覆は実施できる。
熱的酸化可能な化合物がその基体に塗布さ五る時に、そ
の変性金属酸化物は、金属酸化物としてその熱酸化可能
なコバルト化合物および置換化合物との混合によってそ
のスピネル層中にもたらされるか又はその金属の熱分解
可能な、熱酸化可能な化合物から置換コバルトスピネル
と共に単独に形成できる。有機塩およびその金属の多く
の無機塩は特にその変性金属酸化物用の源物質(前駆物
質)として特に適する。
の変性金属酸化物は、金属酸化物としてその熱酸化可能
なコバルト化合物および置換化合物との混合によってそ
のスピネル層中にもたらされるか又はその金属の熱分解
可能な、熱酸化可能な化合物から置換コバルトスピネル
と共に単独に形成できる。有機塩およびその金属の多く
の無機塩は特にその変性金属酸化物用の源物質(前駆物
質)として特に適する。
その置換コバルトスピネルを形成するために適する熱的
分解可能な、熱的酸化可能なコバルト化合物および置換
化合物は、有機金属化合物、例えばナフテン酸金属、オ
クタン酸金属、および脂肪酸の他の金属塩又は他の有機
金属塩を含むが、これちに限定されない。又鉱酸の金属
塩のような無機金属化合物(例えば硝酸金属、塩化金属
、硫酸金属、水酸化金属、炭酸金属等)が使用できそし
てその有機金属化合物の使用よりも一般に好ましい。溶
融物としてその基体に適用された水利硝酸コバルト又ハ
水、アセトン、アルコール、アルデヒド、ケトン、エー
テル又は還状エーテルのような容易に揮発された媒体中
で運ばれた硝酸コバルトの使用は、コノ々ルト前駆物質
としてその置換金属前駆物質と共に特に適しそして好ま
しい。
分解可能な、熱的酸化可能なコバルト化合物および置換
化合物は、有機金属化合物、例えばナフテン酸金属、オ
クタン酸金属、および脂肪酸の他の金属塩又は他の有機
金属塩を含むが、これちに限定されない。又鉱酸の金属
塩のような無機金属化合物(例えば硝酸金属、塩化金属
、硫酸金属、水酸化金属、炭酸金属等)が使用できそし
てその有機金属化合物の使用よりも一般に好ましい。溶
融物としてその基体に適用された水利硝酸コバルト又ハ
水、アセトン、アルコール、アルデヒド、ケトン、エー
テル又は還状エーテルのような容易に揮発された媒体中
で運ばれた硝酸コバルトの使用は、コノ々ルト前駆物質
としてその置換金属前駆物質と共に特に適しそして好ま
しい。
その変性金属酸化物m用は増量剤をもたらし又はその基
体に置換コノζシトスピネルの接着性を高めそして改良
しそしてそのスピネルの強靭な被覆をもたらすための役
割を果し、それによって破壊されることなしに取扱いに
耐えるスピネル被覆をもたらす。使用された時、変性金
属酸化物の量は総被覆物の0〜50モル係、好ましくは
0〜!10モル係である。その「モル係」とはその被覆
物の総金属含有物において金属として測定されたような
変性金属酸化物を意味する。その被覆物においてスピネ
ル/変性金属酸化物のモル比は、約1:1であるので、
X線回折によって示され庭ような結晶性は、相当に減少
することが発見される。
体に置換コノζシトスピネルの接着性を高めそして改良
しそしてそのスピネルの強靭な被覆をもたらすための役
割を果し、それによって破壊されることなしに取扱いに
耐えるスピネル被覆をもたらす。使用された時、変性金
属酸化物の量は総被覆物の0〜50モル係、好ましくは
0〜!10モル係である。その「モル係」とはその被覆
物の総金属含有物において金属として測定されたような
変性金属酸化物を意味する。その被覆物においてスピネ
ル/変性金属酸化物のモル比は、約1:1であるので、
X線回折によって示され庭ような結晶性は、相当に減少
することが発見される。
他の不活性、安定な物質が触媒活性に対しほとんど又は
まったく効果をもたらさないけれども、他の不活性な、
安定な物質はそのスピネル触媒中の充填剤又は増量剤と
して使用できる。例えば、砂、アスイスト繊維、グラフ
ァイト粒子はそのスピネル触媒中に混入できる。
まったく効果をもたらさないけれども、他の不活性な、
安定な物質はそのスピネル触媒中の充填剤又は増量剤と
して使用できる。例えば、砂、アスイスト繊維、グラフ
ァイト粒子はそのスピネル触媒中に混入できる。
以上に述べたように、そのスピネル被覆は多数回行なわ
れbl?iとが好ましく、その場合各被覆は熱的酸化可
能なコバルト化合物および置換化合物の被覆を適用し、
そしてそれから200〜600Cの範囲内に加熱するこ
とからなる。各々のその後の被覆のだめの加熱中に、ス
ピネルのすでに形成されている層は追加の加熱のため濃
密になる。
れbl?iとが好ましく、その場合各被覆は熱的酸化可
能なコバルト化合物および置換化合物の被覆を適用し、
そしてそれから200〜600Cの範囲内に加熱するこ
とからなる。各々のその後の被覆のだめの加熱中に、ス
ピネルのすでに形成されている層は追加の加熱のため濃
密になる。
この濃密化は一回の加熱期間が使用される場合より強い
被覆を与える。
被覆を与える。
下記の実施例は本発明の説明用であり、しかしその発明
はその実施例に限定されない。下記の実施例において不
透明な装置は化学的放射の効果を避けるために使用され
る。
はその実施例に限定されない。下記の実施例において不
透明な装置は化学的放射の効果を避けるために使用され
る。
実施例1
この実施例は米国特許4,073,875において開示
された単一金属コバルトスピネル(Co304)と本発
明のポリメタルコメルトスピネルとの比較を含む。
された単一金属コバルトスピネル(Co304)と本発
明のポリメタルコメルトスピネルとの比較を含む。
藩液Aは十分量の硝酸六水和物、C0(N03)2・6
H20を脱イすン水に溶解し、コバルトイオン4モルの
溶液を形成することによって調整される。
H20を脱イすン水に溶解し、コバルトイオン4モルの
溶液を形成することによって調整される。
溶液Bは、硝酸コノシルト六水和物、硝酸亜鉛六水和物
(Zn’(No3) 2 ” 6H20)おiび硝酸ジ
ル・=ル(ZrO(No3)2) を脱イオン水に溶
解し総溶解金属イオン中の約4モルである溶液を形成す
ることによって調整され、そしてそれは10:5:1の
Co:Zn:Zrモル比をiつた金属イオンを含む。
(Zn’(No3) 2 ” 6H20)おiび硝酸ジ
ル・=ル(ZrO(No3)2) を脱イオン水に溶
解し総溶解金属イオン中の約4モルである溶液を形成す
ることによって調整され、そしてそれは10:5:1の
Co:Zn:Zrモル比をiつた金属イオンを含む。
触媒ベレットは下記の方法によって作られ、その場合生
にレットはノルトンカンパニーによってセラミックベレ
ット(−!−インチ00D0×λインチ8 長さ)である。
にレットはノルトンカンパニーによってセラミックベレ
ット(−!−インチ00D0×λインチ8 長さ)である。
ベレットの調整
1、生イレットを少なくとも15分間2.’Owt%H
F + 4. Owt、% H’Cllの水性溶液中に
浸漬する。
F + 4. Owt、% H’Cllの水性溶液中に
浸漬する。
新しい投レットはつやだし外観を有する。酸処理の後、
そのベレットは肉眼で見える程度に腐食され、均一にざ
らざらな表面を有する。
そのベレットは肉眼で見える程度に腐食され、均一にざ
らざらな表面を有する。
2、冷水で腐食した被レットをゆすぐ。その過剰を除く
。
。
6、溶液A中においてそのゆすいだれット門分かを浸漬
しそして溶液B中において幾分かを浸漬する。過剰の溶
液を除く。
しそして溶液B中において幾分かを浸漬する。過剰の溶
液を除く。
4、12±6分間400C±iocでそのベレットを焼
成する。その温度に達するまでの時は必要々件ではない
。壬の焼成工程中酸化窒素が発生する。
成する。その温度に達するまでの時は必要々件ではない
。壬の焼成工程中酸化窒素が発生する。
5、そのベレットを冷却する。
6、工程5. 4. 5を2回くシ返す(3回被覆)。
原料次亜塩素酸塩溶液は脱イオン水H20で6%市販の
漂白溶液(NaOGIり 38011Llを稀釈しそし
て濃HGI でpH8まで酸性化することによって調整
される。その原料′溶液の100dはテストされるべき
その触媒9019と共に20011/丸底フラスコ(光
を除去するためにブラックイイントで被覆されている)
に入れた。その反応 ocz−→i0□+alt− による次・亜塩素酸塩の分解によって発生した酸素はガ
スビュレツ)K集められる。発生した酸素量。
漂白溶液(NaOGIり 38011Llを稀釈しそし
て濃HGI でpH8まで酸性化することによって調整
される。その原料′溶液の100dはテストされるべき
その触媒9019と共に20011/丸底フラスコ(光
を除去するためにブラックイイントで被覆されている)
に入れた。その反応 ocz−→i0□+alt− による次・亜塩素酸塩の分解によって発生した酸素はガ
スビュレツ)K集められる。発生した酸素量。
は時間の関数として測定される。完全な分解は0□の約
80.0117の発生を意味する。その反応は第1順位
の運動学に従うことがわかった。その速(式中、tは時
間(分)、aoは発生した総0□量tnl (80Il
l )、そしてXは時間tの後発生した02 mlであ
る。溶液Aから作られた触媒は10.5分間の半減期を
有することが発見され、この触媒被覆は従来技術のCo
3O4被覆である。溶液Bから作られた触媒は6.4分
の半減期である。本発明のこの触媒被覆はZnC◇2o
4・0.2 Z r O2の組版を有する。本発明触媒
の半減期は従来技術被覆より39%の改良を示す。
80.0117の発生を意味する。その反応は第1順位
の運動学に従うことがわかった。その速(式中、tは時
間(分)、aoは発生した総0□量tnl (80Il
l )、そしてXは時間tの後発生した02 mlであ
る。溶液Aから作られた触媒は10.5分間の半減期を
有することが発見され、この触媒被覆は従来技術のCo
3O4被覆である。溶液Bから作られた触媒は6.4分
の半減期である。本発明のこの触媒被覆はZnC◇2o
4・0.2 Z r O2の組版を有する。本発明触媒
の半減期は従来技術被覆より39%の改良を示す。
実施例1
次亜塩素酸塩分解用の触媒物質として効果がある他のポ
リメタルスピネル被覆(特にその中に分散したZ r
O2を含む)は次の通りである。:Llo、125zn
O,5625Cu0.187’5C02,125o4”
0.375ZnO,25C02,37504L10.1
25Mg0.75C02,12504”’0.25Zn
O,50002,2504Z n o、s Cu ()
、s CO204”0.125znO,5625’gO
,1875”:)12504L10125ZnO,75
C02,12504Zno5CdO5Co204 ””0.1250uO,75C02,12504ZnC
o 204 z’0.75’g025C0204 Zn025Ag0375C0237504ZnO,5C
02504 Zn025C02,7504 Zn()5Ba()500204 ZnobMgo、5COz04 ZnoxSrosCO204 ZnobCa05CO20+ 特許出願人 ザ・ダ′つ・ケミカル・カンパニー(外
2名)
リメタルスピネル被覆(特にその中に分散したZ r
O2を含む)は次の通りである。:Llo、125zn
O,5625Cu0.187’5C02,125o4”
0.375ZnO,25C02,37504L10.1
25Mg0.75C02,12504”’0.25Zn
O,50002,2504Z n o、s Cu ()
、s CO204”0.125znO,5625’gO
,1875”:)12504L10125ZnO,75
C02,12504Zno5CdO5Co204 ””0.1250uO,75C02,12504ZnC
o 204 z’0.75’g025C0204 Zn025Ag0375C0237504ZnO,5C
02504 Zn025C02,7504 Zn()5Ba()500204 ZnobMgo、5COz04 ZnoxSrosCO204 ZnobCa05CO20+ 特許出願人 ザ・ダ′つ・ケミカル・カンパニー(外
2名)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、スピネル構造 MXNYC03−(x すy) O+ (式中MはIB、l[A又はl[B族の少なくとも1種
の金属;NはiA族の少なくとも1種の金属であり8、
そしてXおよびyは0<x≦1:0≦y≦0.5および
0<(x+2y)≦1を満足させる)にほぼ対応する置
換コバルトスピネル触媒を使用することからなるコバル
トスピネル触媒を使用することによる次亜塩素酸塩又は
次亜塩素酸を酸素および塩化物に接触分解する方法。 2、 MはZn、CuおよびMgからなる群から選ば
れた少なくとも1種でありNはLi、NaおよびKから
なる群か選ばれた少なくとも1種である特許請求の範囲
第1項に記載の方法。 3、その置換コバルトスピネル触媒はl[A、IB。 WA、VB、VA、VB、VIB、■B族の金属、ラン
タニド8およびアクチニド9の金属の酸化物からなる群
から選ばれた少なくとも1種の変性金属酸化物を含有す
る特許請求の範囲第1又は2項に記載の方法。 4、その変性金属酸化物はジルコニウム、タングステン
、鉛、バナジウム、スズ、タンタル、ニオブ、モリブデ
ン、アルミニウム、セリウム、ビスマス、クロム、アン
チモンおよびチタンの酸化物から選ばれる特許請求の範
囲第3項に記載の方法。 5、その変性金属酸化物は少なくとも1種のジルコニウ
ム、バナジウム又は鉛の酸化物である特許請求の範囲第
1項に記載の方法。 6、その置換コバルトスピネル触媒が不活性金属又は無
機物質から形成された基体によって支持されている特許
請求の範囲第1〜5項のいずれか記載の方法。 Z その基体は無機物質又はセラミック、ガラス、グラ
ファイト、耐火糊又は鉱物組成物の粒状物あるいはパレ
ットである特許請求の範囲第6項に紀載の方法。 8.セラミック又は耐火物のはレッド又は粒状物および
その上に被覆されている経験的構造MXN同co a
−(X 1?y)o。 (式中M唸゛(B、IA又はIB族の少カくとも1種の
金属;NはiA族の少なくとも1種の金属であり そし
てXおよびyはO<x≦1.;0≦y≦) 0.5およびQ<(x+2y)≦1を満足させる)にほ
ぼ対応する置換コバルトスピネルからなる次亜塩素酸塩
又は次亜塩素酸を接触分解するための・触媒組成物。 9 MはZn、GuおよびMgからなる群から選ばれた
少なくとも1種であり、NはLi、NaおよびKからな
る群から選ばれた少なくとも1mである特許請求の範囲
第8項に記載の組成物。 10、 ソノ置換コバルトスピネル触媒は変性金属酸化
物を含む特許請求の範i第8又は9項に記載の組成物。 11、その変性金属酸化物はジルコニウム、タングステ
ン、鉛、バナジウム、スズ、タンタル、ニオマス、クロ
ム、アンチモンおよびチタンの酸化物から選ばれる特許
請求の範囲第10項に記載の組成物。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/334,791 US4430315A (en) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | Catalytic decomposition of hypochlorite using substituted cobalt oxide spinels |
US334791 | 1981-12-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58115002A true JPS58115002A (ja) | 1983-07-08 |
Family
ID=23308854
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57048089A Pending JPS58115002A (ja) | 1981-12-28 | 1982-03-25 | 置換酸化コバルトスピネルを使用する次亜塩素酸塩の接触分解 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US4430315A (ja) |
EP (1) | EP0082915B1 (ja) |
JP (1) | JPS58115002A (ja) |
KR (1) | KR860000280B1 (ja) |
AU (1) | AU537687B2 (ja) |
BR (1) | BR8201695A (ja) |
CA (1) | CA1180317A (ja) |
DE (1) | DE3264733D1 (ja) |
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US5198118A (en) * | 1984-04-30 | 1993-03-30 | Kdf Fluid Treatment, Inc. | Method for treating fluids |
GB8519059D0 (en) * | 1985-07-29 | 1985-09-04 | Ici Plc | Hypochlorite decomposition |
US4957718A (en) * | 1987-11-24 | 1990-09-18 | Uop | Process for reducing emissions of sulfur oxides and composition useful in same |
US5039429A (en) * | 1989-12-08 | 1991-08-13 | Mineral Process Licensing Corp. B.V. | Hypochlorite removal from waste stream effluents |
FR2689786B1 (fr) * | 1992-04-13 | 1994-08-26 | Catalysts Chemicals Europ Sa | Système catalytique applicable à la réduction catalytique des ions hypohalogénite contenus dans des effluents à purifier, et procédé de réduction correspondant. |
US6503471B1 (en) * | 1995-08-29 | 2003-01-07 | Korea Institute Of Science & Technology | Process for malodorous gas treatment |
CN102008952B (zh) * | 2010-12-08 | 2012-07-25 | 南京工业大学 | 一种蜂窝状scr脱硝复合氧化物催化剂及其制备方法 |
EP2678104A1 (en) * | 2011-02-22 | 2014-01-01 | Instytut Nawozów Sztucznych | Composite catalyst for the low temperature decomposition of nitrous oxide, and method of manufacture thereof |
CN106345485B (zh) | 2016-08-25 | 2018-12-07 | 万华化学集团股份有限公司 | 一种用于催化氧化处理有机废水的催化剂及其制备方法和用途 |
US11969715B2 (en) * | 2022-01-21 | 2024-04-30 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Dual dispersed MOx-CuOx/Co3O4 supported metal oxide catalysts for direct NOx decomposition |
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Family Cites Families (7)
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FR2054524A1 (ja) * | 1969-07-25 | 1971-04-23 | Inst Francais Du Petrole | |
US3904553A (en) * | 1973-08-20 | 1975-09-09 | Corning Glass Works | Thermally stable composite base metal oxide catalysts |
GB1534047A (en) * | 1975-05-23 | 1978-11-29 | Ecnpk Chimi I Chimikotech Prob | Catalyst suitable for oxidising the harmful constituents of engine exhaust gases |
US4061549A (en) | 1976-07-02 | 1977-12-06 | The Dow Chemical Company | Electrolytic cell anode structures containing cobalt spinels |
US4297333A (en) | 1980-07-07 | 1981-10-27 | Ppg Industries, Inc. | Method of decomposing hypochlorite ion in a basic solution |
US4369105A (en) * | 1981-03-25 | 1983-01-18 | The Dow Chemical Company | Substituted cobalt oxide spinels |
-
1981
- 1981-12-28 US US06/334,791 patent/US4430315A/en not_active Expired - Lifetime
-
1982
- 1982-03-03 CA CA000397533A patent/CA1180317A/en not_active Expired
- 1982-03-05 AU AU81177/82A patent/AU537687B2/en not_active Ceased
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- 1982-03-24 BR BR8201695A patent/BR8201695A/pt unknown
- 1982-03-24 DE DE8282102468T patent/DE3264733D1/de not_active Expired
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- 1982-10-18 US US06/435,018 patent/US4442227A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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