KR20220093190A - 탈취 촉매, 탈취 촉매 형성용 슬러리, 탈취 촉매 구조체, 탈취 촉매 구조체의 제조 방법 및 탈취 방법 - Google Patents

탈취 촉매, 탈취 촉매 형성용 슬러리, 탈취 촉매 구조체, 탈취 촉매 구조체의 제조 방법 및 탈취 방법 Download PDF

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니키 유니바사루 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 구리-망간계 복합 산화물, 제올라이트 및 활성탄을 포함하는 탈취 촉매에 관한 것이다.

Description

탈취 촉매, 탈취 촉매 형성용 슬러리, 탈취 촉매 구조체, 탈취 촉매 구조체의 제조 방법 및 탈취 방법
본 발명은, 탈취 촉매, 탈취 촉매 형성용 슬러리, 탈취 촉매 구조체, 탈취 촉매의 제조 방법 및 탈취 방법에 관한 것이다.
메틸머캅탄, 에틸머캅탄 등의 불쾌한 황계 악취 가스를 흡착하기 위한 촉매로서, 활성 이산화망간 및 하이실리카 제올라이트를 유효 성분으로 하는 촉매가 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1).
일본 공개특허공보 평성10-137591호
그런데, 주택 그 외의 건조물에서의 악취 가스로서는, 상기와 같은 황 화합물 이외에 트리메틸아민 등의 아민계 화합물을 들 수 있다. 그러나, 예컨대 상기 특허문헌 1의 촉매를 비롯하여, 종래의 촉매로는 양 화합물을 모두 양호하게 제거하는 것은 어려운 것이 현 상황이다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 황 화합물 및 아민계 화합물의 제거성이 우수한 탈취 촉매를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 또한, 탈취 촉매 형성용 슬러리, 탈취 촉매 구조체, 탈취 촉매의 제조 방법 및 탈취 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 구리-망간계 복합 산화물, 제올라이트 및 활성탄을 포함하는 탈취 촉매를 제공한다. 발명자는, 이들 3 성분을 혼합함으로써, 황 화합물 및 아민계 화합물의 탈취 성능을 양립할 수 있는 탈취 촉매가 되는 것을 발견하였다.
예컨대, 황 화합물 및 아민계 화합물로서는 각각 메틸머캅탄 및 트리메틸아민을 들 수 있다. 원래 제올라이트는, 트리메틸아민에 대한 제거 성능은 우수하지만 메틸머캅탄에 대한 제거 성능은 충분하지 않다. 또한, 구리-망간계 복합 산화물은, 메틸머캅탄에 대한 제거 성능은 우수하지만 트리메틸아민에 대한 제거 성능은 충분하지 않다. 상기를 고려하면, 구리-망간계 복합 산화물과 제올라이트의 혼합물이면 트리메틸아민 및 메틸머캅탄의 제거 성능을 양립시킬 수 있을 것으로 예상되지만, 실제로는 트리메틸아민 및 메틸머캅탄의 제거 성능을 실용상 충분한 수준으로 양립하는 것은 어려운 것을 알았다. 그러나, 이 혼합물에 대하여 활성탄을 더함으로써 의외로 트리메틸아민 및 메틸머캅탄의 제거 성능이 실용상 충분한 수준으로 양립할 수 있었다. 일반적으로 활성탄은, 트리메틸아민의 제거 성능에 대해서는 구리-망간계 복합 산화물보다 우수하지만, 제올라이트보다는 뒤떨어진다. 따라서, 촉매 중의 활성탄의 비율이 늘어나면 트리메틸아민의 제거 성능은 저하할 것으로 예상되지만, 구리-망간계 복합 산화물이 공존하고 있는 경우에는 오히려 제거 성능이 약간 향상하는 것을 알 수 있었다. 또한, 활성탄의 메틸머캅탄의 제거 성능은 제올라이트와 거의 동등하여 충분하다고는 말할 수 없다. 따라서, 활성탄을 첨가하였다고 하여도 메틸머캅탄의 제거 성능의 향상은 기대할 수 없을 것이지만, 실제로는 향상하는 것을 알았다. 이와 같이 발명자는, 구리-망간계 복합 산화물, 제올라이트 및 활성탄의 3 성분의 조합에서, 당업자가 예상할 수 없는 효과가 발현되는 것을 확인하였다.
본 발명은, 탈취 촉매의 전량을 기준으로 하여, 구리-망간계 복합 산화물을 10~50질량%, 제올라이트를 10~75질량%, 및 활성탄을 10~75질량% 포함하고 있어도 된다.
본 발명에서, 제올라이트의 실리카/알루미나 몰비가 100 이하이어도 된다.
본 발명에서, 제올라이트의 양이온 종이 수소 이온이어도 된다.
본 발명에서, 활성탄의 비표면적이 500㎡/g 이상이어도 된다.
본 발명은, 황 화합물 및 아민계 화합물을 포함하는 취기(臭氣)용이어도 된다.
본 발명은, 또한 기재와, 기재 위에 상기 탈취 촉매를 포함하는 촉매층을 구비하는 탈취 촉매 구조체를 제공한다.
본 발명은, 또한 상기 탈취 촉매 또는 상기 탈취 촉매 구조체를, 황 화합물 및 아민계 화합물을 포함하는 취기와 접촉시키는 공정을 구비하는, 탈취 방법을 제공한다.
본 발명은, 또한 구리-망간계 복합 산화물, 제올라이트, 활성탄 및 액상 성분을 포함하는 탈취 촉매 형성용 슬러리를 제공한다.
본 발명은, 또한 상기 슬러리를 이용하여 기재 위에 촉매층을 형성하는 공정을 구비하는, 탈취 촉매 구조체의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 황 화합물 및 아민계 화합물의 제거성이 우수한 탈취 촉매를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 탈취 촉매 형성용 슬러리, 탈취 촉매 구조체, 탈취 촉매의 제조 방법 및 탈취 방법을 제공할 수 있다. 또한, 상기 '황 화합물 및 아민계 화합물의 제거성이 우수한'이란, 양쪽의 제거성을 나타내는 수치가 모두 높은 것을 반드시 의미하는 것은 아니고, 예컨대 어느 한쪽의 제거성을 양호하게 유지하면서 다른 한쪽의 제거성이 우수하다는 것을 포함한다.
이하, 본 발명의 적합한 실시형태에 대하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시형태로 한정되는 것은 아니다.
<탈취 촉매>
탈취 촉매는, 구리-망간계 복합 산화물, 제올라이트 및 활성탄을 포함한다. 이와 같은 탈취 촉매는, 황 화합물 및 아민계 화합물을 극히 균형 있게 제거할 수 있다. 황 화합물로서는, 메틸머캅탄, 에틸머캅탄, 황화수소 등을 들 수 있다. 아민계 화합물로서는, 메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민 등을 들 수 있다. 이와 같은 탈취 촉매는, 황 화합물 및 아민계 화합물을 포함하는 취기용이라고 할 수 있다. 이들 중, 상기 탈취 촉매는 특히 메틸머캅탄 및 트리메틸아민을 포함하는 취기에 적합하고, 메틸머캅탄 및 트리메틸아민을 포함하는 취기용이라고 할 수 있다.
(구리-망간계 복합 산화물)
구리-망간계 복합 산화물은, 구리 및 망간을 포함하는 산화물로 구성되는 고차 산화물이다. 구리-망간계 복합 산화물은, 망간 원료와 구리 원료를 사용한 공침전법 등에 의해 조제되고, 산화망간이나 산화구리와는 상이한 X선 회절 패턴을 나타내기 때문에 산화망간과 산화구리와의 단순한 혼합물과는 상이하다고 생각된다. 구리-망간계 복합 산화물은, 구리 및 망간을 예컨대 산화구리(CuO) 및 산화망간(MnO2) 환산으로, 각각 10~70질량% 및 30~90질량% 포함한다. 구리-망간계 복합 산화물은 홉칼라이트 구조를 갖고 있어도 된다. 또한, 각 성분의 함유량은 형광 X선(XRF) 분석이나 고주파 유도 결합 플라즈마(ICP) 발광 분광 분석에 의해 구할 수 있다.
구리-망간계 복합 산화물을 구성하는 금속 원소는, 망간 및 구리만으로 할 수 있지만, 필요에 따라 칼륨, 나트륨, 칼슘, 코발트, 은 등의 다른 금속 원소를 포함하고 있어도 된다.
구리-망간계 복합 산화물은 임의의 적절한 형상을 갖고 있어도 되고, 입상(粒狀)이어도 된다. 입상인 경우, 그의 평균 입자 직경은 0.1~50㎛로 할 수 있고, 5~20㎛이어도 된다. 또한, 당해 평균 입자 직경(적산 체적 백분율 D50)은, 레이저 회절/산란식법으로 측정할 수 있다.
구리-망간계 복합 산화물의 함유량은, 최적의 탈취 성능을 발휘시키기 위하여, 탈취 촉매의 전량을 기준으로 하여 10~50질량%로 할 수 있고, 12~40질량%이어도 되며, 14~30질량%이어도 된다
(제올라이트)
제올라이트의 결정형으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 X형, Y형, 모데나이트형, ZSM-5형, 이들 형(型)의 조합 등을 들 수 있다. 어느 정도 세공(細孔) 사이즈가 큰 제올라이트를 이용함으로써 흡착 및 재생의 사이클을 반복하였을 때에 높은 탈착률을 기대할 수 있다. 이들 중, 비용의 관점에서는 Y형이 바람직하다. 또한, 제올라이트의 양이온 종은 수소 이온이어도 된다. 예컨대, 양이온 종으로서는 나트륨 이온도 생각할 수 있지만, 수소 이온이 보다 우수하다. 이것으로부터 브뢴스테드 산점이 아민계 화합물 제거에 기여하고 있는 것으로 추찰된다.
제올라이트에 포함되는 Si 원소와 Al 원소와의 비인 실리카/알루미나 몰비가 작은 쪽이, 아민계 화합물의 제거 성능이 우수하다. 이것으로부터, 제올라이트의 산 강도보다도 산량이 중요한 것으로 추찰된다. 실리카/알루미나 몰비는, 100 이하로 할 수 있고 30 이하이어도 된다. 실리카/알루미나 몰비의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 3으로 할 수 있다. 또한, 실리카/알루미나 몰비가 작은 제올라이트는 친수성 제올라이트라고 할 수 있다. 취기에 포함되는 트리메틸아민 등의 아민계 화합물은 물에 가용이기 때문에, 친수성 제올라이트가 공기 중의 수증기를 포함함으로써 이와 같은 아민계 화합물을 흡착하기 쉽다.
제올라이트는 임의의 적절한 형상을 갖고 있어도 되고, 입상이어도 된다. 입상인 경우, 그의 평균 입자 직경은 0.1~50㎛로 할 수 있고 1~10㎛이어도 된다.
제올라이트의 함유량은, 최적의 탈취 성능을 발휘시키기 위하여, 탈취 촉매의 전량을 기준으로 하여 10~75질량%로 할 수 있고 15~60질량%이어도 된다. 탈취 성능의 관점에서, 후술하는 활성탄의 함유량에 대한 제올라이트의 함유량의 비(제올라이트/활성탄)는, 0.1~5.0이어도 되고 0.3~3.0이어도 된다.
(활성탄)
활성탄은, 예컨대 이하의 활성탄 전구체를 수증기를 이용하여 부활시킴으로써 얻을 수 있다.
활성탄 전구체: 폴리아크릴로니트릴, 피치, 셀룰로오스 등; 톱밥, 목재칩, 목재, 피트, 목탄, 야자 껍질, 석탄, 탄소질 물질(석유 코크스, 석탄 코크스, 석유 피치, 석탄 피치, 콜타르피치) 등; 합성 수지, 셀룰로오스계 섬유, 이들의 복합물 등.
이들 중에서도, 세공 직경이 작고 탈취 성능이 우수한 점과 비중이 비교적 크고 가공성이 좋은 점에서, 활성탄 전구체는 야자 껍질이어도 된다.
활성탄 및 활성탄 전구체의 형태는, 입상, 섬유상 등을 들 수 있다. 이 중, 성형성의 관점에서 당해 형태는 입상이어도 된다. 입상인 경우, 그의 평균 입자 직경은 1~200㎛로 할 수 있고 10~100㎛이어도 된다.
활성탄의 비표면적은, 탈취 성능의 관점에서, 500㎡/g 이상으로 할 수 있고 700㎡/g 이상이어도 된다. 비표면적의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 2500㎡/g로 할 수 있다. 또한, 당해 비표면적은, JIS K1477에 기재된 BET법(다점법 또는 1점법)에 의해 구할 수 있다.
활성탄의 함유량은, 최적의 탈취 성능을 발휘시키기 위하여, 탈취 촉매의 전량을 기준으로 하여 10~75질량%로 할 수 있고 15~60질량%이어도 된다.
(다른 성분)
탈취 촉매는, 주성분인 상기 구리-망간계 복합 산화물, 제올라이트 및 활성탄 이외에, 다른 성분을 포함하고 있어도 된다. 다른 성분으로서는, 예컨대 주성분끼리를 결착하기 위한 바인더나, 분산제, 소포제 등을 들 수 있다.
바인더로서는 유기 바인더 및 무기 바인더를 들 수 있다. 유기 바인더로서는, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 초산비닐 수지, SBR 수지, 에폭시 수지, 폴리비닐알코올 수지 등을 들 수 있다. 무기 바인더로서는, 실리카졸, 알루미나졸, 티타니아졸 등을 들 수 있다. 바인더의 함유량은 적절히 조정할 수 있지만, 예컨대 탈취 촉매의 전량을 기준으로 하여 3~50질량%로 할 수 있고, 5~20질량%이어도 된다.
<탈취 촉매 형성용 슬러리>
탈취 촉매는, 상기 각 성분을 포함하는 탈취 촉매 형성용 슬러리를 이용하여 형성할 수 있다. 탈취 촉매는, 구리-망간계 복합 산화물, 제올라이트, 활성탄 및 액상 성분을 포함한다.
(액상 성분)
액상 성분은 수계의 성분이어도, 알코올, 아세톤, 헥산 등의 비수계의 성분이어도, 혹은 이들의 혼합계의 성분이어도 된다. 단, 상기 각 성분의 분산성이나 안전성의 관점에서는 수계의 성분인 것이 바람직하다. 액상 성분으로의 상기 각 성분의 첨가량은, 얻어지는 탈취 촉매가 상기 소망하는 조성을 갖도록 적절히 조정하면 된다.
액상 성분의 함유량은, 성형에 적합한 슬러리 점도의 관점에서, 슬러리의 전량을 기준으로 하여 40~99질량%로 할 수 있다.
<탈취 촉매 구조체>
탈취 촉매 구조체는, 기재와, 기재 위에 상기 탈취 촉매를 포함하는 촉매층을 구비한다.
(기재)
기재는 이른바 촉매 담체이고, 그의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 기재로서는, 예컨대 판상이나 블록상의 벌크 부재, 허니컴 구조를 갖는 부재, 펠릿상의 부재, 직포나 부직포상의 부재를 들 수 있다. 기재로서는, 그 외 가전기기의 구성 부재, 건조물의 벽면 등을 들 수 있다.
기재의 재질로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 금속, 세라믹스, 유리, 플라스틱, 셀룰로오스계 재료 및 이들을 조합한 재료(복합 재료, 적층 재료 등)를 들 수 있다.
금속으로서는, 예컨대, 스테인리스, 알루미늄, 구리, 아연 도금 강판 및 철을 들 수 있다. 세라믹스로서는 예컨대, 코지라이트, 알루미나, 티탄산바륨, 질화붕소 및 질화규소를 들 수 있다. 유리로서는 예컨대, 통상적인 소다라임 유리, 붕규산 유리, 무-알칼리 유리, 석영 유리 및 알루미노실리케이트 유리를 들 수 있다. 플라스틱으로서는 예컨대, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 수지, 폴리페닐렌카보네이트 등의 방향족 폴리카보네이트계 수지 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 방향족 폴리에스테르계 수지를 들 수 있다. 셀룰로오스계 재료로서는, 예컨대 면, 마, 레이온 및 큐프라를 들 수 있다.
(촉매층)
촉매층은, 상기 탈취 촉매 형성용 슬러리를 이용하여 형성된다. 즉, 촉매층은, 구리-망간계 복합 산화물, 제올라이트 및 활성탄을 포함한다. 촉매층의 담지량은 이용하는 기재에 따라서도 변하지만, 예컨대 허니컴 기재를 이용한 경우에는, 충분한 탈취 성능을 발휘시키기 위하여, 30~300g/L로 할 수 있다. 또한, 촉매층의 두께는 이용하는 기재에 따라서도 변하지만, 예컨대 허니컴 기재를 이용한 경우에는, 촉매층의 박리를 억제하는 관점에서 10~300㎛로 할 수 있다.
<탈취 촉매 구조체의 제조 방법>
탈취 촉매 구조체의 제조 방법은, 상기 탈취 촉매 형성용 슬러리를 이용하여 기재 위에 촉매층을 형성하는 공정을 구비한다. 구체적으로는 당해 제조 방법은, 예컨대 탈취 촉매 형성용 슬러리를 기재에 도포하는 공정(도포 공정)과, 도포된 탈취 촉매 형성용 슬러리로부터 액상 성분을 제거하는 공정(제거 공정)을 구비할 수 있다.
(도포 공정)
도포 방법으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 워시 코트법, 스핀 코트법, 딥 코트법, 스프레이 코트법, 플로우 코트법, 바 코트법 및 그라비어 코트법을 들 수 있다. 허니컴 기재를 이용하는 것이라면, 일반적인 워시 코트법이 적합하다. 이들 도포 방법은, 단독으로 또는 2종류 이상을 병용하여도 된다.
(제거 공정)
제거 방법으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 탈취 촉매 형성용 슬러리 도포 후의 기재를 상온에서 방치하는 방법, 당해 기재에 기체를 불어 넣는 방법, 당해 기재를 소정의 온도로 가열하는 방법 등을 들 수 있다. 가열하는 방법에서의 가열 온도는 기재의 내열성에도 의존하지만, 예컨대 100℃ 이상으로 할 수 있다. 이들 제거 방법은, 단독으로 또는 2종류 이상을 병용하여도 된다. 본 공정에 의해 기재 표면에, 상기 각 성분을 포함하는 탈취 촉매를 포함하는 촉매층이 형성된다.
<탈취 방법>
탈취 방법은, 상기 탈취 촉매 또는 상기 탈취 촉매 구조체를, 황 화합물 및 아민계 화합물을 포함하는 취기와 접촉시키는 공정(탈취 공정)을 구비한다.
탈취 공정의 환경은, 충분한 탈취 성능을 발휘시키기 위하여 온도 0~40℃로 할 수 있고, 상대 습도 1~90%로 할 수 있다. 탈취 촉매 또는 탈취 촉매 구조체는, 예컨대 냉장고 내, 공기청정기, 에어컨, 환기 팬 등에 설치할 수 있다.
[실시예]
본 개시를 이하의 실시예에 의해 더욱 상세히 설명하지만, 본 개시는 이들 예로 한정되는 것은 아니다.
<탈취 촉매 형성용 슬러리의 조제>
(실시예 1)
프로펠러 교반기를 사용하여 교반하면서 이온 교환수 100.0g에 이하의 각 성분을 첨가하였다. 첨가 후 30분간 교반하여 슬러리를 얻었다.
·동아합성 주식회사 제조의 아론 NS-1200(아크릴 바인더, 고형분 농도 40%)을 13.0g.
·UOP 제조의 LZY-84(Y형 제올라이트, 실리카/알루미나 몰비=5, 양이온 종=수소 이온, 입자 직경=6.9㎛, 고형분 농도 85.0%)를 11.1g.
·주식회사 클라레 제조의 클라레콜 PGW-20MP(활성탄, 비표면적 930㎡/g, 입자 직경=18.1㎛, 고형분 농도 95.9%)을 29.4g.
·다이니치세이카고교 주식회사 제조의 다이필록사이드 #7700(CuMn 복합 산화물, 입자 직경=17.8㎛, 고형분 농도 97.3%)을 7.4g.
(실시예 2)
LZY-84의 첨가량을 22.1g, 클라레콜 PGW-20MP의 첨가량을 19.6g으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 슬러리를 얻었다.
(실시예 3)
LZY-84의 첨가량을 33.2g, 클라레콜 PGW-20MP의 첨가량을 9.8g으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 슬러리를 얻었다.
(실시예 4)
LZY-84의 첨가량을 18.0g, 클라레콜 PGW-20MP의 첨가량을 15.9g, 다이필록사이드 #7700의 첨가량을 14.7g으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 슬러리를 얻었다.
(실시예 5)
LZY-84의 첨가량을 22.1g, 클라레콜 PGW-20MP의 첨가량을 19.6g으로 하고, 또한 다이필록사이드 #7700 대신에 클라리언트 촉매 주식회사 제조의 N-840P(CuMn 복합 산화물, 입자 직경=6.6㎛, 고형분 농도 88.0%)를 8.1g 첨가한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 슬러리를 얻었다.
(실시예 6)
LZY-84의 첨가량을 22.1g으로 하고, 또한 클라레콜 PGW-20MP 대신에 주식회사 유이에스 제조의 UCG-MD(활성탄, 비표면적 1380㎡/g, 입자 직경=16.5㎛, 고형분 농도 95.9%)를 19.6g 첨가한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 슬러리를 얻었다.
(실시예 7)
LZY-84의 첨가량을 22.1g으로 하고, 또한 클라레콜 PGW-20MP 대신에 소니 주식회사 제조의 트리포러스(활성탄, 비표면적 760㎡/g, 입자 직경=86.8㎛, 고형분 농도 99.0%)를 19.0g 첨가한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 슬러리를 얻었다.
(실시예 8)
LZY-84의 첨가량을 22.1g으로 하고, 또한 클라레콜 PGW-20MP 대신에 주식회사 클라레 제조의 고 비표면적 활성탄(활성탄, 비표면적 2130㎡/g, 입자 직경=26.6㎛, 고형분 농도 99.0%)을 19.0g 첨가한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 슬러리를 얻었다.
(실시예 9)
LZY-84 대신에 UOP 제조의 LZY-54(Y형 제올라이트, 실리카/알루미나 몰비=5, 양이온 종=나트륨, 입자 직경=4.4㎛, 고형분 농도 88.4%)를 21.4g 첨가하고, 또한 클라레콜 PGW-20MP의 첨가량을 19.6g으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 슬러리를 얻었다.
(실시예 10)
LZY-84 대신에 도소 주식회사 제조의 HSZ-390HUA(Y형 제올라이트, 실리카/알루미나 몰비=770, 양이온 종=수소 이온, 입자 직경=6.0㎛, 고형분 농도 99.0%)를 19.0g 첨가하고, 또한 클라레콜 PGW-20MP의 첨가량을 19.6g으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 슬러리를 얻었다.
(실시예 11)
LZY-84 대신에 도소 주식회사 제조의 HSZ-320HOA(Y형 제올라이트, 실리카/알루미나몰비=6, 양이온 종=수소 이온, 입자 직경=7.0㎛, 고형분 농도 99.9%)를 18.8g 첨가하고, 또한 클라레콜 PGW-20MP의 첨가량을 19.6g으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 슬러리를 얻었다.
(실시예 12)
LZY-84 대신에 도소 주식회사 제조의 HSZ-350HUA(Y형 제올라이트, 실리카/알루미나 몰비=11, 양이온 종=수소 이온, 입자 직경=6.0㎛, 고형분 농도 99.0%)를 19.0g 첨가하고, 또한 클라레콜 PGW-20MP의 첨가량을 19.6g으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 슬러리를 얻었다.
(실시예 13)
LZY-84 대신에 도소 주식회사 제조의 HSZ-360HUA(Y형 제올라이트, 실리카/알루미나 몰비=15, 양이온 종=수소 이온, 입자 직경=6.0㎛, 고형분 농도 99.9%)를 18.8g 첨가하고, 또한 클라레콜 PGW-20MP의 첨가량을 19.6g으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 슬러리를 얻었다.
(비교예 1)
LZY-84를 이용하지 않았던 것, 또한 클라레콜 PGW-20MP의 첨가량을 39.3g으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 슬러리를 얻었다.
(비교예 2)
클라레콜 PGW-20MP를 이용하지 않았던 것, 또한 LZY-84의 첨가량을 44.3g으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 슬러리를 얻었다.
(비교예 3)
LZY-84 및 클라레콜 PGW-20MP를 이용하지 않았던 것, 또한 다이필록사이드 #7700의 첨가량을 46.0g으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 슬러리를 얻었다.
(비교예 4)
LZY-84의 첨가량을 22.1g, 클라레콜 PGW-20MP의 첨가량을 19.6g으로 하고, 또한 다이필록사이드 #7700 대신에 일본중화학공업 주식회사 제조의 활성화 이산화망간 250(MnO2, 입자 직경=0.6㎛, 고형분 농도 95.0%)을 7.5g 첨가한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 슬러리를 얻었다.
(비교예 5)
LZY-84의 첨가량을 22.1g, 클라레콜 PGW-20MP의 첨가량을 19.6g으로 하고, 또한 다이필록사이드 #7700 대신에 카루스(Carus) 제조의 CARULITE 400 Type E(MnO2, 입자 직경=4.0㎛, 고형분 농도 95.4%)를 7.5g 첨가한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 슬러리를 얻었다.
(비교예 6)
LZY-84의 첨가량을 22.1g, 클라레콜 PGW-20MP의 첨가량을 19.6g으로 하고, 또한 다이필록사이드 #7700 대신에 일본중화학공업 주식회사 제조의 활성화 이산화망간 LMD181(MnO2, 입자 직경=7.0㎛, 고형분 농도 96.0%)을 7.4g 첨가한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 슬러리를 얻었다.
(비교예 7)
LZY-84의 첨가량을 22.1g, 클라레콜 PGW-20MP의 첨가량을 19.6g으로 하고, 또한 다이필록사이드 #7700 대신에 활성화 이산화망간 250을 6.4g 및 닛신켐코 주식회사 제조의 산화구리 NB-2(CuO, 입자 직경=2.4㎛, 고형분 농도 99.6%)를 1.1g 첨가한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 슬러리를 얻었다.
<탈취 필터의 제조>
허니컴 기재로서, 상해 아즈미여품유한공사 제조의 레이온지 허니컴(셀 수 200/inch2, 셀 개구면 직경 21㎜ 또는 셀 개구면 22㎜×23㎜, 통기 방향 길이 6.5㎜)을 준비하였다. 이를 각 예의 슬러리에 침지한 후, 잉여의 슬러리를 에어블로우에 의해 제거하였다. 그 후, 당해 기재를 150℃로 설정한 건조기에 1시간 넣어 건조시켜, 탈취 필터(탈취 촉매 구조체)를 얻었다. 건조 후의 워시코트량(피복층량)은 허니컴 기재 1L당 100g으로 하였다.
<평가>
각 예의 탈취 필터를 이용하여 탈취 성능 시험 (1) 및 (2)를 실시하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
시험 (1): 메틸머캅탄에 대한 탈취 성능
셀 개구면 직경 21㎜의 허니컴 기재 담지 탈취 필터를 유리관에 설치하였다. 메틸머캅탄(MMP) 100ppm을 포함하는, 온도 25℃, 습도 18%RH의 공기를, 9.7L/min의 유량으로 탈취 필터에 30분간 유통시켰다. 30분 후의 메틸머캅탄 농도를 촉매 출구에서 측정하고, 30분 후의 제거율을 다음 식에 의해 계산하였다.
MMP 제거율(%)={1-(30분 후 MMP 농도[ppm]/100[ppm])}×100
시험 (2): 트리메틸아민에 대한 탈취 성능
셀 개구면 22㎜×23㎜의 허니컴 기재 담지 탈취 필터를 셋팅한 통풍기를, 체적 30L의 유리제 용기에 설치하였다. 용기 내의 온도를 25℃, 습도를 50%RH로 조정하였다. 농도 100ppm 상당의 트리메틸아민(TMA)을 용기 내에 주입하고, 0.5m/s의 선속도로 탈취 필터에 30분간 유통시켰다. 30분 후의 트리메틸아민 농도를 측정하고, 30분 후의 제거율을 다음 식에 의해 계산하였다.
TMA 제거율(%)={1-(30분 후 TMA 농도[ppm]/100[ppm])}×100
[표 1]
Figure pct00001
보충 실험으로서, 단체의 제올라이트를 이용하여 탈취 성능 시험 (3)을 실시하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
시험 (3): 분말 트리메틸아민 제거 시험
각종 제올라이트 분말 0.2g을 올린 시계 접시를, 체적 30L의 유리제 용기에 설치하였다. 용기 내의 온도를 25℃, 습도를 50%RH로 조정하였다. 농도 100ppm 상당의 트리메틸아민(TMA)을 용기 내에 주입하고, 교반 팬을 15분간 온(ON)으로 하였다. 15분 후의 트리메틸아민 농도를 측정하고, 15분 후의 제거율을 다음 식에 의해 계산하였다.
TMA 제거율(%)={1-(15분 후 TMA 농도[ppm]/100[ppm])}×100
[표 2]
Figure pct00002
표 2 중, 제올라이트의 상세는 이하와 같다.
미즈카시브스 Y-420: 미즈사와화학공업 주식회사 제조
NFK-7-2SC1_0-HWOS: 난카이 유니버시티 캐털리스트(Nankai University Catalyst) 제조
HSZ-640HOA: 도소 주식회사 제조
NFK-5D-25HX: 난카이 유니버시티 캐털리스트 제조
Zibo: 지보 신홍 케미컬 트레이딩(Zibo Xinhong Chemical Trading) 제조
HSZ-385HUA: 도소 주식회사 제조
NU-2080: UOP 제조

Claims (10)

  1. 구리-망간계 복합 산화물, 제올라이트 및 활성탄을 포함하는 탈취 촉매.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탈취 촉매의 전량을 기준으로 하여, 상기 구리-망간계 복합 산화물을 10~50질량%, 상기 제올라이트를 10~75질량%, 및 상기 활성탄을 10~75질량% 포함하는, 탈취 촉매.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제올라이트의 실리카/알루미나 몰비가 100 이하인, 탈취 촉매.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제올라이트의 양이온 종이 수소 이온인, 탈취 촉매.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 활성탄의 비표면적이 500㎡/g 이상인, 탈취 촉매.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    황 화합물 및 아민계 화합물을 포함하는 취기(臭氣)용인, 탈취 촉매.
  7. 기재와, 기재 위에 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 탈취 촉매를 포함하는 촉매층을 구비하는, 탈취 촉매 구조체.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 탈취 촉매 또는 제7항에 기재된 탈취 촉매 구조체를, 황 화합물 및 아민계 화합물을 포함하는 취기와 접촉시키는 공정을 구비하는, 탈취 방법.
  9. 구리-망간계 복합 산화물, 제올라이트, 활성탄 및 액상 성분을 포함하는 탈취 촉매 형성용 슬러리.
  10. 제9항에 기재된 슬러리를 이용하여 기재 위에 촉매층을 형성하는 공정을 구비하는, 탈취 촉매 구조체의 제조 방법.

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