JPS5952531A - オゾン分解触媒 - Google Patents

オゾン分解触媒

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Publication number
JPS5952531A
JPS5952531A JP57163342A JP16334282A JPS5952531A JP S5952531 A JPS5952531 A JP S5952531A JP 57163342 A JP57163342 A JP 57163342A JP 16334282 A JP16334282 A JP 16334282A JP S5952531 A JPS5952531 A JP S5952531A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
ozone
nio
ozone decomposition
mno
Prior art date
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Pending
Application number
JP57163342A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichi Ochiwa
小知和 眞一
Kenji Kunihara
健二 国原
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd filed Critical Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
Priority to JP57163342A priority Critical patent/JPS5952531A/ja
Publication of JPS5952531A publication Critical patent/JPS5952531A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はオゾン分解触媒、特に排オゾン処理に使用する
ためのオゾン分解触媒に関する。
強力な酸化能を有するオゾンは、脱色、脱臭。
殺菌またはCOD除去などの目的に広く利用されている
が、その利用過程において未反応のオゾンが大気中に排
出され二次公害を発生させるおそれがあるため、排オゾ
ン処理をする必要がある。この排オゾン処理法には、高
いオゾン分解効率、安全性、保守性と共にコンパクトで
優れた経済性を有することが□望まれる。
排オゾン処理の分野で現在採用されている技術きしては
、活性炭法、熱分解法、薬液洗浄法などがあり、低濃度
の排オ“シンに対しては活性炭法が採用され、一方数百
ppm以上の高濃度排オゾンに対しては、安全性、保守
性及びオゾン分解効率の点から熱分解法が採用されるこ
とが多い。しかしながら、熱分解法は99%以上の高い
オゾン分解効率を得るためには300℃以上で2秒以上
の滞留時間を必要とするため、経済性およびコンパクト
化の点々好ましくない。この熱分解法の欠点を取り除く
ため、最近ではオゾン分解触媒を利用することが検討さ
れており、例えば二酸化マンガン(MnO,)等が触媒
として優れたオゾン分解性能を有することが報告されて
いる(%開田55−73323号公報、同50−802
93号公報参照)。
また□、一般に遷移金属の酸化物は優れた触媒物質とし
て知られており、しかも比較的安価なために、工業用触
媒の成分として広く知られている。
なかでも遷移金属中で鉄に次ぐクラーク数(地殻を構成
する元素の百分率)を有するMnの酸化物は、遷移金属
酸化物の中でも最も安価なもののひとつであり、資源的
な制約も殆んど受けないため触媒成分として広く使用さ
れており、前述のように優れたオゾン分解触媒としての
報告もなされている。
しかし、本発明者等がMnO,触媒のオゾン分解性能に
ついて種々の実験を行った結果、MnO,触媒は100
℃以下の温度で使用した場合、徐々にそのオゾン分解性
能が低下するという欠点をもつことがわかった。
本発明の目的は、上述のようなMnO2触媒の欠点を除
去して、100℃以下の温度でより優れたオゾン分解性
能および耐久性を有するオゾン分解触媒を提供すること
にある。
本発明者等は、従来のMnO,触媒の有する上記のよう
な欠点を取り除くために、安価なMnO,触媒をベース
として、これにMnO,以外の遷移金属酸化物を添加し
た触媒につき種々の実験を行った結果、MnO2に20
〜55、好ましくは25〜45原子チの酸化ニッケル(
NiO)を添加するならば、オゾン分解触媒が得られる
ことを見出した。したがって、本発明によれば、MnO
2にNi−原子チで表わして20〜55チ、好ましくは
25〜45チのNiOを添加してなるオゾン分解触媒が
提供される。
用語「Niの原子チ」とは、本明細書で用いるときは次
式によって表わされるNi原子の百分率(チ)を意味す
る。
本発明の触媒は、微細な粉末でも、また任意の大きさの
粒子寸法を有する顆粒、ペレット、モノリス状のセラミ
ックス担体の表面に触媒をコーティングしたものであっ
てもその他の形状のものであってもよい。好ましくは、
不活性バインダーにより結合し、次いで破砕された粒状
物の形態をとることができる。バインダーとしては、シ
リカゾルなどを用いることができる。
本発明に従う触媒は、混練法、懸濁沈殿法等の方法によ
って製造することができる。
例えば混線法では、炭酸マンガンを酸素気流中で加熱分
解して得たMnO2と、酸化水酸化ニッケル(Ni00
H)を空気気流中で焼、成して得たNiOとを混合し、
これに適当量のシリカゾルを加えて混練した後、空気気
流中で焼成し、破砕することによってMnO,−NiO
触媒を得ることができる。
懸濁沈殿法では、炭酸マンガンを酸素気流中で加熱分解
して得たMnO,粉末を硝酸ニッケル水溶液に懸濁させ
、これに水酸化す) I)ラム水溶液を加えてMn02
−水酸化ニッケル混合物を得、これを分離、水洗、乾燥
した後空気気流中で焼成してMnO2−NiO混合物と
し、シリカゾルを加えて混練した後、空気気流中で焼成
し、破砕することによってMnO,−NiO触媒を得る
ことができる。
本発明の触媒は、後述の実施例に示すように、MnO,
単独の触媒に比較して、特に50℃程度の低温において
優れたオゾン分解性能と耐久性を有している。一方、N
iOも優れたオゾン分解活性を有する触媒として知られ
ているが、本発明の触媒は、このNiO単独の触媒と比
較しても、初期活性は若干劣るが耐久性の点で遥かに優
れた性能を有している。
本発明をさらlこ例示するために、その実施例を以下に
示す。
触媒の製造 (1)混練法によるM n O,−N i Q触媒の製
造炭酸マンガン(M n COs)を酸素気流中350
℃で3時間加熱分解して得たMnO2と、酸化水酸化ニ
ッケル(NiOOH)を空気気流中200℃で3時間焼
成して得たNiOとを、MnO2に対してNiOの添加
量がNiの原子チで表わして0,10゜20.30,4
0.50および60%になるように混合した。さらに、
これに20重量%のシリカゾルを加えて十分に混練した
後、空気気流中200℃で3時間焼成、してMnO2−
Ni0触媒を得た。
触媒の性能試験は、これを破砕して10〜12メツシユ
の粒度にそろえたものをパイレックス製の反、応管に充
填して行った。
(2)懸濁沈殿法による触媒の製造 炭酸マンガンを酸素気流中350°Cて3時間加熱分解
して得たMnO,粉末を、所定濃度の硝酸ニッケル水溶
液に加え攪拌懸濁させておき、これに水酸化す) IJ
ウム水溶液を加え、MnO。
に対し水酸化ニッケルの添加量がNiの原子チで0.1
0,20,30,40.50および60%になるような
Mn02−水酸化ニッケル混合物を得た。
この混合物を純水を用いて十分洗浄した後、120℃で
3時間乾燥し、さらに空気気流中300″Cで3時間焼
成した。次いで、これに20重はチのシリカゾルを加え
でて十分に混練した後、空気気流中200 ’0で3時
間焼成してM n 02−Ni0触媒を得た。触媒の性
能試験は前記(1)項と同様にして行った。
触媒のオゾン分解性能試験装置 第1図は、触媒のオゾン分解性能試験装置の概略図であ
る。コンプレッサおよび除湿器を通った空気がオゾナイ
ザ−Aに供給される。この空気はオゾナイザ−Aにより
所定濃i組のオゾンを含んだ空気に変換される。このオ
ゾン含有空気は、ニードル弁Bおよび流祉計F1を通っ
た後、水処理装置を模擬したカス洗浄器Gへ導かれ、加
湿される。加湿されたオゾン含有空気は、三方コックC
1を経てオゾン分解触媒りがセットされた電気炉Eより
なるメゾン分解装置Mに供給される。このオゾン分解装
置N1は、オゾン分解触媒りの触媒層温度を検出するた
めに温度検出器(図示していない)を有している。オゾ
ン含有空気は、オゾン分解装MMを経た後に、三方コッ
クC2,除湿器H及び流量jtt F 2を経て廃棄さ
れる。オゾン分解装置Mに流入する前の空気中オゾン濃
度を測定するために、三方コックC1とC2にはそれぞ
れオゾン濃度測定装置Klとに2が接続されている。オ
ゾン含有空気の流路をこれらオゾン濃度測定装置に1お
よびに2側へ切り換えることにより、そイ1ぞオ′1の
オゾン濃度を求めることができる。
111  試験l 第1図に示す装置を用いて、前記(1)の混線法により
製造したMn 02  N + 0触媒のオゾン分解性
能を試験した。その結果を第2図に示す。試験条件は次
の通りであった。
触媒充填量:1.5CC,触媒層温度:50℃。
オゾン含有空気(排オゾン)流量: l、 Ot、Ai
n。
空間速度GH8V:40,000.触媒層入ロオゾン濃
度: 2000 pI)m。
第2図における各特性線會および口は、それぞれ触媒の
初期性能(オゾン分解効率)および150時間使用後性
能を示している。尚、第2図において、オゾン分解効率
は次式によって求めた。以降の第3図および第4図も同
様である。
(2)試験2 同様に、第1図に記載の装置を用いて前記(2)懸濁沈
殿法により製造したMnO,−NiO触媒あオゾン分解
性能を試験した。その結果を第3図に示す。試験条件は
上記試験lと同様であった。
第3図における各特性線イおよび口は、それぞれ触媒の
初期性能およびl’50時間使用後件能を示している。
第2図、第3図から理解できるように、触媒の製造法に
より多少の相違はあるが、いずれの場合もNiOの添加
量が20〜55Ni原子チの間で、MnO,単独の場合
に比較して高いオゾン分解性能を有しており、特にNi
O添加量が約35原子チの近傍にオゾン分解性能のピー
クが存在している。
また、第2図および第3図では、ともにNiO添加量が
約10原子チの近傍にもオゾン分解性能の初期値にピー
クが認められるが、この組成の触媒は性能の経時的な劣
化が顕著であり実用性に乏しいことがわかる。
(3)  試験3 第1図に記載の装置を用いて、従来のMn(J□触媒、
10原子チのNiOを添加したM n O,−N i 
O触媒、35原子チのNjOを添加したM n U 2
 N + 0触媒、さらに比較のため前記(1)項に準
じて調製したNiO触媒の4種につき耐久性を試験した
その結果を第4図に示す。試験条件は、試験1と同様で
あった。
第4図における特性線イ99ロ、ハよび二は、それぞれ
MnO,触媒、 Mn 02−10 %N i O触媒
MnO,−35%NiO触媒およびNiO触媒の試験時
間に対するオゾン分解性能の変化を示している。
第2図、第3図および第4図の特性線の比較かられかる
ように、NiOの添加量が2o〜5sNi原子−のMn
02−Ni0触媒は、NiOの添加量が204Ni原子
以下のMnO2−Ni0触媒(MnO。
単独の触媒も含む)と比較し、50″C程度の低温で優
れた耐久性を有していることがわかる。
また、本発明の触媒は、NiO単独の触媒と比較すると
、初期性能は若干劣るが耐久性の点で優れているこさが
わかる。
本発明の触媒がこのような低温での優れたオゾン分解性
能と耐久性を有する理由は明確ではないが、本発明者等
が推論するに、上記組成範囲でオゾン分解性能に優れた
複合酸化物が生成することによると考えられる。
本発明の触媒は、従来のMnO□触媒と比較して優れた
オゾン分解性能および耐久性を有しており、またその採
用により排オゾン処理装置のコンパクト化および使用温
度の低減による経済性の向上管を達成することが可能に
なる。
本発明の触媒は、上述のように高濃度排オゾンの処理に
利用できるものとして説明したが、複写機等の各種の装
置から発生する低濃度オゾンの処理にも応用することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は触媒のオゾン分解性試験装置の概略図、第2図
は混線法によるM n O(−N i O触媒の組成と
オゾン分解性能を示す線図、第3図は懸濁沈殿法による
M n O!−1’ll i O触媒の組成とオゾン分
解性能を示す線図、第4図は従来のMnO2触媒、 M
nO2−10%NiO触媒、本発明のMnO2−35%
Nio触媒およびNiO触媒の耐久性を示す線図である
。 ′)′ f 図 T 2 図 −13図 −T4  (ト)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)二酸化マンガンに、ニッケルの原子チで表わして2
    0〜55チの酸化ニッケルを添加し□てなることを特徴
    とするオゾン分解触媒。 2、特許請求の範囲第1項記載のオゾン分解触媒におい
    て、酸化ニッケルの添加量が、ニッケルの原子チで表わ
    して25〜45チであることを特徴とするオゾン分解触
    媒。
JP57163342A 1982-09-20 1982-09-20 オゾン分解触媒 Pending JPS5952531A (ja)

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JP57163342A JPS5952531A (ja) 1982-09-20 1982-09-20 オゾン分解触媒

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101912784A (zh) * 2010-08-13 2010-12-15 北京工业大学 介孔Co3O4/β-MnO2或NiO/β-MnO2催化剂的制备方法和应用

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101912784A (zh) * 2010-08-13 2010-12-15 北京工业大学 介孔Co3O4/β-MnO2或NiO/β-MnO2催化剂的制备方法和应用

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