JPH02144155A - オゾン分解用触媒の製造法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、オゾン分解のだめの触媒の製造法に関し、よ
シ詳しくは、オゾンを発生する機器やオゾンを利用する
機器に於て生じる排オゾンの分解浄化のだめの触媒の製
造法である。

従来の技術 オゾンは、フッ素（Ｆ）についで酸化力が大きいため、
空気中や水中での殺菌、脱臭、漂白等の広い分野で利用
されている。しかし動、植物にとっては、少量でも有害
となる。たとえば空気中に０．ｌｐｐｍ存在してもめま
い、頭痛、吐き気等の症状が見られ、複写機から発生す
る少量のオゾンでさえ浄化する必要がある。オゾン浄化
材料としては、活性炭、金属酸化物および特公昭６３−
３１２５３号公報に見られる様な両者を併用したもの等
がある。

発明が解決しようとする課題 しかし活性炭を用いた浄化剤は、オゾンにより酸化され
ることで、逆にオゾンを浄化することを利用したもので
、時間経過と共に浄化性能が低下する欠点がある。一方
金属酸化物としては、マンガン酸化物、酸化ニッケル、
酸化コバ）Ｖ　ｌ−１酸化鉄等がオゾン浄化触媒として
知られているが、その結晶粒ではオゾン浄化スピードが
遅かったり、形状が粒状に限られたり、低温度や高湿度
では働かなかったりする欠点があった。

本発明は、高性能なオゾン浄化触媒を提供するものであ
り、低温度、高湿度でも長期間に渡って高性能を維持し
、どんな形状にも対応できる安価な触媒を提供するだめ
の製造法に関する。より詳しくは、金属酸化物が、セメ
ント剤を結合剤とした基材の表面に担持された構造のオ
ゾン浄化触媒の製造法についての発明である。オゾン浄
化触媒効果を有する金属酸化物は、粒状（破砕粒）もし
くは粉末状であシ、機器への応用を考えだ場合、特殊な
容器が必要であったり、圧損が大きかったシして扱いに
くい。すなわちペレット状、定寸の造粒状、・・ニカム
状等の形状に成型する必要がある。そこでセメント剤を
用い、金属酸化物の粉末を練り込み所定の構造に成型す
る方法が考えられる。しかし金属酸化物の粉末は、多孔
性に限度があり、比表面積も小さい。またオゾン浄化性
能に乏しいセメントが表面に露出する部分を形成するた
め、効率のよいオゾン浄化性能は得られなかった。そこ
で金属酸化物を金属の硝酸塩とし２てセメント剤と共に
練り込みセメント基材の表面に均一に分散させる方法を
検討したが、硝酸によりセメント剤の水利部分が反応す
るため希望の形状に成型することが不可能であった。

課題を解決するだめの手段 本発明は、セメント剤の持つ結着性能を十分維持しなが
ら、金属の硝酸塩と混合を可能とするもので、あらかじ
め金属の硝酸塩溶液にアルカリ、たとえばアンモニアを
加えて溶液のＰＨを中性付近になるように調整してから
セメント剤との混合を行うものである。その結果セメン
ト剤の持つ特性が損なわれずに成型することが可能にな
った。。

金属としては、マンガン、銅、コバルト、鉄、ニッケル
について検討した。いずれも安定した硝酸塩の場合ＰＨ
３以下の強酸性であったが、これとＰＨ４〜９−までの
範囲にアンモニアで調整しセメント剤と混合した。セメ
ント剤は、アルミン酸石灰、ポルトランドセメント、石
膏について検討した。いずれも成型後乾燥することによ
り十分な強度の成型体を得ることが出来た。一方セメン
ト剤と金属の硝酸塩−とアルカリの系の中にＴｉ０２Ｓ
ｉ０２　、人１２０５　、　ＭｇＯ、ＺｒＯ、ＣａｏＯ
群の中から選ばれた１種以上の化合物を含む多孔質体を
加えることにより、より優れたオゾン浄化性能を有する
成型体を得ることが出来た。これはセメント剤より多孔
質で、吸水性に富む化合物を投入することにより金属の
硝酸塩の含有量を増すことができ、結果的に金属の酸化
物の構成比が増すと共に成型体自体の多孔性が増して比
表面積を大きくすることができ、オゾン浄化性能が向上
したと考えられる。

作用 オゾンは、金属酸化物との作用により、次式に示すよう
な反応を起こし、酸素に変換される。

０３＋Ｍ→０２＋Ｍ−０・・・・・・・・・・・・・・
・■０３−ト　Ｍ−０→２０２　→−Ｍ　　　　　　　
　・・・・・・・・・・・・・・・倚わ２０５＋Ｍ→３
０２＋Ｍ　　　　・・・・・・・・・・・■＋■この反
応式でＭは金属酸化物を示す。空気中のオゾンを捕らえ
て反応を起こし、酸素として再度空気中に放出するため
には、オゾンを捕獲しやすい形状でしかもオゾンが入り
ゃすい細孔と大きな比表面積を持っており、この細孔表
面全体に均一に金属の酸化物が分散している必要がある
。粒状や粉状の金属酸化物では、高いオゾン浄化性能は
望めないし、粉状の金属酸化物をセメント剤で固めた物
でも同様である。比表面積の大きい基材の表面に金属酸
化物を均一に分散させるには、まず金属イオンとして多
孔質な材料中に分散し、加熱処理によって金属の酸化物
に変換する方法がよい。

また多孔質材料の結合には、それ自体が多孔質なセメン
ト剤を用いればよい。しかしセメント剤の水利は、硝酸
イオンによって妨害され、セメント剤の水硬性が失われ
る。そのためあらかじめアルカリ、たとえばアンモニア
によって金属の硝酸塩を中和し、ＰＨ４〜９に調整する
ことにより、セメント剤の水硬性が失われることなく、
金属の酸化物を多孔質材料の表面及びセメント剤の表面
に均一に分散固定することができる。

実施例 実施例１〜４は、アルミン酸石灰と二酸化チタンｆ１：
１で配合し、硝酸マンガンをアンモニアで中和調整しな
がら加えて行った結果を示す。アルミン酸石灰はアルミ
ナ分が６０％以上で石灰分が４ｏ％以下のものを用いた
。

二酸化チタンは、アナターゼ型結晶構造を持ち比表面積
６ｏｙｒｆ／ｆのものを用いた。硝酸マンガンは、濃度
５ｏｗｔ％　溶液を用い、アンモニアでＰＨを調整した
後粉末重量の３０％加えた。製法は、それぞれの粉末を
混合し硝酸マンガンとアンモニアを混合した液を加え混
練した。つぎにεφ朋のベレット状に成型後、３００’
Ｃで熱処理をして製造した。

性能の測定は、Ｓ、Ｖ、３０，０ＯＯＨｒ　　’、湿温
度°Ｃ９湿度５０％、入ロ側の０５濃度３“ｐｐ！１１
でのオゾンの浄化率（除去率）を初期と１００ｈｒ後、
１００Ｑｈｒ後にそれぞれ測定した。

比較例１は、アンモニアを加えなかったもの、比較例２
は、アンモニアを加えすぎたもの、比較例３は、アルミ
ン酸石灰と粉末のγ−ＭｎＯ２を１：１で混合し水で固
め同様のベレット状に成型したもの、比較例４は、活性
炭の５φ朋の造粒品、比較例５は、電解二酸化マンガン
を破砕したものでロ６１１ｔＩＩ程度のものを示した。

また実施例５〜８は、金属としてマンガンに代えて、実
施例６では銅。

実施例６では鉄、実施例７ではコバルト、実施例８では
ニッケルを硝酸塩としてそれぞれ用いたものである。

（以下余白） 以上のように硝酸塩としてマンガンを加えたものは、成
型物が得られたならば、粉末や粒状の二酸化マンガンを
用いたものよシ高い性能を示した。

また活性炭を用いたもの（比較例５）よりも寿命性能で
優れている。一方他の金属も硝酸塩から酸化物に変化す
ることによって高いオゾン浄化性能を示した。

次の実施例は、セメント剤及び多孔質材料の検討をした
ものである。記載された以外の条件はいずれも実施例２
と同一条件である。実施例９け、ポルトランドセメント
を用いたもの、実施例１０は石’ｆｆを用いたものであ
る。実施例１１は、アルミン酸石灰：二酸化チタンの比
が１：０１実施例１２は同じ＜２　：　１、実施例１３
は同じ＜１：２のものである。実施例１４は、二酸化チ
タンの代わりに比表面積ｅｔｓｎ？／９のシリカフラワ
ーを用いたもの、実施例１５は、比表面積１ｏｏｍ／ｇ
のアルミナを用いたもの、実施例１ｅは、繊維状のケイ
酸マグネシュームを用いたもの、実施例１７は、比表面
積３ｏｖ？／ｆ／のジルコンフラワーを用いたもの、実
施例１８は、比表面積１ｓｏ７７／／Ｖのケイ酸カルシ
ュームを用いたものを示す。

以上のように、ポルトランドセメント、石膏でも同様の
効果がみられた。まだ多孔質の化合物を混合することで
、セメント剤のみを用いるよりも高いオゾン浄化性能と
寿命性能が得られた。

発明の効果 本発明による高性能なオゾン浄化触媒は、大きな比表面
積を有し、またこの細孔の表面に均一に金属の酸化物を
担持しておυ、セメント剤で固く結合された構造を有し
ている。そしてオゾンガスの吸収浄化に有利な細孔を持
った他の化合物を導入することが出来るため、低温度、
高湿度でも長期間に渡９効率よくオゾンを浄化する寿命
性能を持っている。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）セメント剤で結合した基材の表面に金属の酸化物
   が担持された構造をもつオゾン分解用触媒の製造法であ
   って、前記金属の酸化物は、その硝酸塩をアルカリで中
   和した化合物としてセメント剤の粉末と混合し、成型後
   熱処理することによって得ることを特徴としたオゾン分
   解用触媒の製造法。
2. （２）セメント剤がアルミン酸石灰、ポルトランドセメ
   ント、石膏からなる群より選ばれた１種以上を含むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のオゾン分解用
   触媒の製造法。
3. （３）金属の酸化物が、マンガンの酸化物、銅の酸化物
   、鉄の酸化物、コバルトの酸化物、ニッケルの酸化物か
   らなる群より選ばれた１種以上の金属酸化物を含むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のオゾン分解用
   触媒の製造法。