JPH02139035A

JPH02139035A - 空気の浄化剤

Info

Publication number: JPH02139035A
Application number: JP1212760A
Authority: JP
Inventors: Koji Kato; 浩二加藤; Noriharu Sasaki; 佐々木　典令; Michio Suzuki; 道夫鈴木; Ryoji Koshio; 小塩　良次
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 1988-08-17
Filing date: 1989-08-17
Publication date: 1990-05-29
Anticipated expiration: 2012-08-06
Also published as: JP2638215B2

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、空気中のＳＯ２、ＮＯ２等を除去して空気を
清浄化する空気の浄化剤に関する。

〔従来の技術〕

空気中のＳＯ□、ＮＯ□等の汚染物質は、絵画等の美術
品の褪色、通信設備、電子計算機等の部品の腐蝕などの
問題を起こすため、除去する必要がある。更に、半導体
製品の製造工程では、これらの汚染物質、特に、ＳＣｈ
　が、濃度によっては製品に影響するため、その除去装
置を設置することが必要である。

特に半導体やＩ　Ｃ！ｌＩ造工場内では、エツチング用
のフッ化水素（ＨＦ）、塩酸（ＨＣｆ）、硝酸（ＨＮＯ
−）等の薬品を使用している。これらの薬品槽からリー
クしたガスはＨＥＰＡフィルタ等により吸着されるが、
徐々に再飛散して環境汚染の原因となっている。また、
外気中に含まれるＮＯＸ　　　ＳＯＸ　　も取り込まれ
、クリーンルーム内の空気中にはＨＦ、ＨＣｊ！等の酸
性ガス成分が常時含まれることになる。

これらの空気中の汚染物質を除去する方法としては、Ｋ
　Ｍ　ｎ　Ｏｓ　　とベントナイトとの混練成形物（特
公昭５２−１５２６６１号公報）　、活性炭、ＫＯＨを
含浸させた活性炭等の除去材料を用いることが知られて
いる。活性炭を用いた場合には、その表面で下記の（１
３式の反応が起こり、ＳＯ２が除去されると考えられて
いる。

Ｓ　Ｏｘ　　＋　Ｈ２Ｏ＋　　（０）＝Ｈ２Ｓ　Ｏｓ　
　・・・（１）しかしながら、この反応が十分には進行
しないため、上記除去材料の８０２の除去性能は悪く、
また、通気時間と共に性能が低下するため、寿命が短い
という欠点があった。また、ＫＯＨを含浸させた活性炭
を用いる場合、生成したＨ２　Ｓ　Ｏ。

は下記の（２）式によりＫＯＨで中和されるが、この反
応はＳＯ２の除去性能にはあまり寄与しない。

Ｈ２ＳＯ４＋２ｘｏＨ−に２ｓｏ４　＋　２Ｈ２０・・
・（２）これらの欠点を解決するため、ＮＨ，１等のハ
ロゲン化アンモニウム添看活性炭を用いる方法が知られ
ている（特開昭５２−６９８４３号公報）。この場合に
は、添着されたＩが触媒として作用して（１）式の反応
を促進させるものと考えられるが、ＮＨ，ｒは元来不安
定であり、分解してＮＨ，ガスやＨｌガスを揮散しやす
い。そのため、■の触媒作用も徐々に低下し、ＳＯ２除
去能が低下するという欠点があった。

更に、Ｋ　ＩＳＫ　１０ｓ　等のヨウ化物を添着した活
性炭を用いる方法（英国特許第１０９０３０６号−１９
６６）が１６０℃以上の高温の廃ガス処理用として開示
されている。この方法では、最初はＩの触媒作用により
ＳＣｈ　の除去が良好に行われるが、長時間使用すると
、Ｓｏ２　との反応により、Ｈｌガスを発生するという
欠点があった。これは、（１）式で生成したＨ２ＳＯ−
が蓄積すると、下記の（３）式の反応が起こるためと推
定される。

２Ｋ　Ｉ＋ＨｉＳＯ＊　−に＊ＳＯｓ　＋　２ＨＩ↑　
・・・（３）上記したクリーンルーム内の酸性ガス成分
を除去する方法として、活性炭にＫＯＨ，ＮａＯＨ。

Ｋ、Ｃｏ、等のアルカリを添着し、アルカリによる中和
反応を利用して酸性ガス成分を除去する方法が使用され
ている。しかし、この方法では、アルカリによる中和反
応の際にＮｏ、　　　Ｓｏ、　も同様に中和反応を起こ
すために浄化剤の寿命が短くなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従って、本発明は、前記従来技術の欠点を解消し、空気
中のＳ　Ｃｈ　、Ｎ　Ｃｈ　　ハロゲン化水素等に対す
る除去性能に優れ、且つ、その除去反応の際にＮＨ，、
Ｈｌガス等の有害な反応生成物が揮散しない空気の浄化
剤を提供することを目的とする。

〔課題を解決する為の手段〕

本発明は、炭素系物質に添着されたアルカリ金属又はア
ルカリ土類金属のヨウ素化合物が、Ｓ０２が酸化して生
成した硫酸と反応してヨウ素のガス状物となって揮散す
るのを防止する手段として、特定の金属の水酸化物、酸
化物、炭酸塩又は金属の少なくとも１種を添着すること
によって上記の目的を達成したものである。

即ち、本発明による空気の浄化剤は、（＾）アルカリ金
属或いはアルカリ土類金属のヨウ素化合物の少なくとも
１種と、（Ｂ）銅、酸化ニッケル、元素の周期表の■族
又は■族金属の水酸化物、酸化物及び炭酸塩の少なくと
も１種を添着した炭素系物質から成ること特徴とする。

本発明の空気の浄化剤は、炭素系物質に上記の（＾）成
分の１種以上及び上記の（８）成分の１種以上を添着す
ることによって得られるものである。

本発明の浄化剤に用いることのできる炭素系物質トシテ
は、黒鉛、カーボンブラック、活性炭等が挙げられる。

活性炭は木材、ノコギリクズ、ヤシガラ、リグニン、亜
炭、褐炭、泥炭、石炭など′を原料とし、これを熱分解
させたもの、これらを賦活したものなどいずれでも良い
。特に、本発明の目的から、ＳＯ２を高除去率で除去す
るためには、ヤシガラ活性炭が好適である。

本発明の浄化剤（＾）成分であるアルカリ金属又はアル
カリ土類金属のヨウ素化合物としては、例えばヨウ化カ
リウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化リチウム、ヨウ化カ
ルシウム、ヨウ化マグネシウム等のヨウ化物、Ｋ−、Ｎ
ａ＝　、Ｌ　ｉ−、Ｃａ”Ｍ　ｇ２°とＩ　Ｏ−Ｉ　Ｏ
＊−１０，−１０−’との組合せからなるヨウ素酸塩等
が挙げられ、これらの１種以上を用いることができる。

浄化剤中のヨウ素化合物は、生成するＨ２ＳＯ＊　と反
応してヨウ素ガスを発生するが、ヨウ素酸塩の形で添着
しておくとヨウ素の発生は著しく減る。このようなヨウ
素化合物の添着割合は、ヨウ素化合物及び炭素系物質の
種類などによって変動し、その都度の状況により適宜決
定することができるが、一般に、活性炭１ｇ当り０．１
ｍ　ｍａｔ／ｇ　〜ｌ　ｍｏｌ／ｇが適当である。ヨウ
素化合物の添着割合がＱ、　ｌ＋＋＋　ｍｏｌ／ｇ未満
であると、効果が現れず、ｌ　ｍｏｌ／ｇを超えると、
炭素系物質の表面がヨウ化物で覆われてしまい、効果が
生じない。

炭素系物質にヨウ素化合物を添着させるには、炭素系物
質にヨウ素化合物の溶液で含浸した後、乾燥するなど、
従来の担痺触媒の製造方法を適用することができる。

本発明の浄化剤には、さらに（８）成分として銅、酸化
ニッケル、元素の周期表の■族又は■族金属の水酸化物
、酸化物又は炭酸塩の少なくとも１種が添着される。周
期表の■族又は■族金属の水酸化物、酸化物及び炭酸塩
としては、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム
、水酸化カルシウム、水酸化銅、炭酸カリウム、炭酸ナ
トリウム、炭酸カルシウム、炭酸銅、酸化銅、酸化銀等
が挙げられ、これらの１種以上を用いることができる。

水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カリウム、
炭酸カリウムは水に対する溶解度が大きく、活性炭に対
し、数ｍｏｌ／ｇ　と多量に添着できる。

従って、浄化剤のＨ１発生防止の効果が大きい。

一方、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム等は水への溶
解度が小さいため、活性炭に対する添着量が多くなく、
Ｈ１発生防止の効果は小さい。酸化銅、炭酸銅等は、発
生するＨｌと反応して安定なＣｕｒを生成するため、再
びＨｒを発生することがなく、特に有効である。

（Ｂ）成分の添着割合は、使用する物質の性質などによ
っても変動し、一義的には決められないが、一般には、
ヨウ素に対するモル比が０，１以上であるのが適当であ
る。これらの物質の添着割合がモル比で０．１未満であ
ると、効果が不十分となる。

上記のような（Ｂ）成分の添着も、従来の担持触媒の製
造方法と同様に行うことができる。銅や酸化銅のように
水に難溶性の物質を添着する場合には、これらを溶解し
つる物質、例えば水酸化アンモニウム水溶液などに溶解
させた液に活性炭を浸漬した後、乾燥する方法で添着を
行うことができる。

尚、本発明の浄化剤を製造する際に４よ、添着物質の添
着はいかなる順序で行ってもよい。

本発明の浄化剤を用いて、空気を清浄化する場合、活性
炭に５０２　が吸着され、そのＳＯ２が添着されたヨウ
素化合物の酸化力によってＳＯ３に酸化する。ヨウ素化
合物の酸化力は触媒反応と考えられる。これは活性炭の
炭素結合間にヨウ素が入り込み、この状態で浄化剤の酸
化触媒作用を高め、前記した（１）式の反応を著しく加
速する。そして、（１）式の反応で生成するＨ２Ｓ　Ｏ
，と（Ｂ）成分が反応して中性塩となったり、又はＨ，
Ｓ　Ｏ，に対して安定な形のヨウ素化合物となって、ヨ
ウ化水素の発生を防止する。こうして形成されたヨウ素
化合物は、再び、前記の（１）式の反応の触媒として作
用する。特に浄化剤中にＫＩＯ，笠のヨウ素酸塩を含む
場合、このヨウ素酸塩が触媒作用によってＳＯＸ　ＳＮ
ｏχを酸化して浄化剤上に安定に固定される。なお（Ｂ
）成分のアルカリは、空気中に含まれる酸性ガス（ＨＦ
、ＨＣＩ　ＨＮＯ３ＳＯ，、ＮＯ２”）　　の中和剤と
して有効に作用する。

従って、本発明の浄化剤は、長期間にわたって常に高い
除去性能を保有する。

〔実施例〕

次に、実施例に基づいて本発明を詳述するが、本発明は
これに限定されるものではない。

実施例１ヤシガラ活性炭２０ｇをＫｌ及びＫＯＨをそれぞれ１０
重量％含む溶液５０−に浸漬し、２時間後に取り出し、
１２０℃で２時間乾燥してＫｌ・ＫＯＨ添着活性炭を製
造した。

このＫｌ−ＫＯＨ添着活性炭（ａ）を内径２５１＋１１
１１のカラム中に２５＋＋＋＋ｎの高さに充填し、ＳＯ
２を１０ｐｐｆｆｌ含む、温度２５℃、相対湿度６０％
の空気を空間速度（Ｓ　Ｖ　）　３５０００ｈ−’の条
件で通気した。

その際、５０２の除去率の経時変化を測定し、結果を第
１図に示す。

比較のため、（ｂ）　Ｋ　Ｍ　ｎ　０４　とベントナイ
トの混練成形物、（Ｃ）ヤシガラ活性炭、（ｄ）　Ｋ　
ＯＨ添着活性炭、（ｅ）　Ｎ　Ｈ，Ｉ添着活性炭及び（
ｆ）Ｋｌ添着活性炭を用いてそれぞれ上記と同様の条件
で通気実験を行い、５０２　除去率の経時変化を測定し
、結果を第１図に示す。

この結果から、ヨウ化物添着活性炭が高性能であること
が分かる。尚、この実験は、ＳＯ２：１度が実際の空気
中の濃度（約１０〜５０ｐｐｂ　＞に比べて著しく高い
条件下で行った加速実験である。

上記と同様の条件で、（ａ）Ｋｌ−ＫＯＨ添着活性炭、
（ａ）ＮＨ，Ｉ、（ｆ）Ｋ　Ｉ添着活性炭に通気した後
、空気中のヨウ素濃度を測定し、結果を第２図に示す。

この結果から、本発明のＫＩ・ＫＯＨ添着活性炭から成
る浄化剤を用いた場合には、ヨウ素ガスが発生しないこ
とが分かる。

実施例２ヤシガラ活性炭に下記の第１表に示す添着物を実施例１
と同様の条件で添着して浄化剤を製造した。各浄化剤に
ＳＯｘ　を５０ｐｐｍ含む空気をその他の条件は実施例
１と同様の条件で通気し、その際発生するＨＩの濃度（
ｐｐｂ）を測定した。結果を第１表に示す。

の発生が認められない。

実施例３Ｃｕ粉末０．７ｇをＮ　Ｈ，ＯＨ溶液５０−にＨ２Ｏ２
を加えて溶解し、この液にヤシガラ活性炭２０ｇを浸漬
した後、乾燥した。得られたＣｕＯ添着活性炭を−Ｋｌ
を１０重量％含む溶液１００ｒｎ！！中に浸漬し、２時
間後に取り出し、１２０℃で２時間乾燥し、Ｋｌ・Ｃｕ
Ｏ添着活性炭を製造した。

得られたＫＩ・ＣｕＯ添着活性炭を用いて実施例１と同
様の条件で通気したところ、ＳＣｈ　除去率は９時間後
も９９％であった。

実施例４実施例３と同様にして第２表に示す各種のヨウ化物を添
着した浄化剤を製造し、実施例１と同じ条件でそれぞれ
通気実験を行い、５０２　除去率を測定し、結果を第２
表に示す。

第１表から明らかなように（８）成分としてＣｕＯｌＡ
ｇｏ、ＣｕＣＯ５、Ｃｕ　（ＯＨ）２　、Ｃｕ。

ＮｉＯを活性炭に添着した浄化剤の場合、ヨウ素第２表
　Ｓ０２除去率第３表　ヨウ素農度（ｐｐｂ）第２表から明らかなとおり、本発明の浄化剤を用いた場
合には、９時間後にもＳ０２の除去率は全く低下しない
が、ＮＨ，Ｉ・Ｃｕｏｔｉ着活性炭を用いた場合には、
最初から本発明の浄化剤に比べて８０２除去率が低いが
、５時間後に既に除去率が低下し始めた。

実施例５実施例３及び実施例４で製造した浄化剤を用いて、実施
例２と同様の条件で通気実験を行い、その際発生するヨ
ウ素濃度（ｐｐｂ）　　を測定した。結果を第３表に示
す。

第３表から明らかなとおり、本発明の浄化剤を用いた場
合には、４０時間経過後にも、ヨウ素の発生はなかった
。

実施例６Ｋ　Ｉ＋ＫＯＨ，Ｋ　Ｉ＋ＣｕＯ１Ｋ１０３＋ＫＯＨＳ
ＫＩＯ，＋ＣｕＯの各々の成分をヤシガラ活性炭に対し
、それぞれ実施例１と同様の条件で添着して製造した。

尚、比較例としてＫｌ、ＫＩＯ３を実験に供した。

得られた各浄化剤をＳＣｈ濃度５０ｐｐ、　、その他の
条件は実施例２と同様な条件で通気実験を行い、その際
発生するＨＩの濃度を測定した。結果を第３図に示す。

第３図から明らかなように、Ｋｒを添着した浄化剤の場
合よりもＫＩＯ３を添着した浄化剤の方がヨウ素の発生
量が少なく、またＫｌ又はＫＩＯにＫＯＨを添着した浄
化剤の場合、ヨウ素の発生量が少なく、更にＫｌ又はＫ
ＩＯ３にＣｕＯを添着した浄化剤ではヨウ素の発生は認
められない。

実施例７Ｋ　ＩＯｉ　＋ＫｚＣＯ３、Ｋ　１０ｓ　＋ＮａｚＣＯ
１Ｋ　Ｉ　Ｏ＊　＋ＫＯＨの各々の成分をヤシガラ活性
炭に対し、それぞれ実施例１と同様な条件で添着して浄
化剤を製造した。な右比較例としてＫｌＯ，、ＫＯＨを
実験に供した。

得られた各浄化剤を実施例１と同様にしてＳ（ｈ除去率
を測定し、その結果を第４図に示す。

第４図から明らかなように、ＫＯＨ単独を添着した浄化
剤の場合に比べ、Ｋ　ｒ　０３　単独を添着した浄化剤
はＳＯ７除去性能が高い。またＫＩＯ３単独を添着した
浄化剤に比較してＫＩＯ３と共にアルカリを添着した浄
化剤ではＳＯ２除去性能が低下している。

実施例８実施例７で得られた各々の浄化剤の、うち、ＫＯＨ単独
のものを除いて実施例２と同様な条件で通気実験を行い
、その際発生するヨウ素の濃度を測定した。その結果を
！５図に示す。

第５図から明らかなように、比較例のＫＩＯ。

単独の浄化剤では、Ｈｌの発生量が多いが、ＫＩＯコ　
と共にアルカリを添着した浄化剤ではヨウ素の発生量が
少なくなり、特にＫＩＯ，と共にアルカリとしてに２Ｃ
Ｏ，を７ｆｉ！した浄化剤の場合、ヨウ素の発生量が最
も小さい。

実施例９ハニカム形状に成形した空孔容積０，９の活性炭（外径
５０闘角Ｘ厚さ５０釦）をヨウ素酸カリ０．５％、炭酸
カリ０．０５Ｎ、水酸化カリ０゜０１Ｎの混合水溶液中
に浸漬し、減圧状態で水溶液を活性炭中へ含浸させた。

付着液を除去した後、１２０°で３時間乾燥して、Ｋ　
Ｉ　Ｏ，−に２ＣＯ−ＫＯＨの担持のハニカム形活性炭
浄化剤を得た。この浄化剤の通風圧力損失は約１ｆｆｌ
Ｉ１１水柱１５０Ｉ１ｍｌであり、一般の造粒炭吸着剤
の１／２０〜１／４０であった。被処理ガスとしてＨＦ
ｌ０〜３０　ＰＦｂ　、ＨＣｔ、　ｔ　ｏ〜２５ｐｐｂ
　、ＮＯ２３００〜、５００、、ｂ　　　５０２　４０
０〜６００ｐ、、の混合ガスを５Ｖ３０，０００ｈ−１
で流シタ。通ｆｉｌｌ！　１５０時間目の被処理ガスの
除去率はＨＦ、ＨＣＬともほぼ９７〜９８％、Ｎ０２８
２％、５０２８７％と、低濃度ガスに対しても高い除去
率を示した。なおヨウ素の発生は認められなかった。

〔発明の効果〕

本発明の浄化剤は、長時間にわたって高いＳＯ７除去性
能を示し、空気の浄化中に、Ｈｌなどの有害なガスを発
生しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１にふける通気実験の結果を示すＳＯ□
の除去率の経時変化図、第２図は実施例１における通気
実験の結果を示すＨＩ濃度の経時変化図、第３図は実施
例６における通気実験の結果を示すＨ１濃度の経時変化
図、第４図は実施例７における通気実験の結果を示すＳ
Ｏ□の除去率の経時変化図、第５図は実施例８における
通気実験の結果を示すＨ１濃度の経時変化図である。ａ　・・・Ｋｌ・ＫＯＨ添着活性炭ｂ゛　・・・ＫＭｎ○、とベントナイトの混練成形物Ｃ
・・・ヤシガラ活性炭ｄ　・・・ＫＯＨ添着活性炭ｅ　・・・ＮＨ，Ｉ添着活性炭（ｆ　・・・ＫＥ添着活性炭

Claims

【特許請求の範囲】

（１）アルカリ金属或いはアルカリ土類金属のヨウ素化
合物の少なくとも１種並びに銅、酸化ニッケル、元素の
周期表の I 族又はII族金属の水酸化物、酸化物及び炭
酸塩の１種以上を添着した炭素系物質から成ることを特
徴とする空気の浄化剤。
（２）炭素系物質が、黒鉛、カーボンブラック又は活性
炭である請求項１記載の空気の浄化剤。
（３）ヨウ素化合物が、アルカリ金属又はアルカリ土類
金属のヨウ化物である請求項１記載の空気の浄化剤。
（４）ヨウ化物がヨウ化カリウム、ヨウ化ナトリウム、
ヨウ化リチウム、ヨウ化カルシウム又はヨウ化マグネシ
ウムから選択される１種又は２種以上である請求項３記
載の空気の浄化剤。
（５）ヨウ素化合物が、アルカリ金属又はアルカリ土類
金属のヨウ素酸塩である請求項１記載の空気の浄化剤。
（６）ヨウ素酸塩が、カリウム、ナトリウム、カルシウ
ム、マグネシウム又はリチウムから選択される金属のヨ
ウ素酸塩である請求項５記載の空気の浄化剤。
（７）元素の周期表の I 族又はII族金属の水酸化物、
酸化物及び炭酸塩が水酸化カリウム、水酸化ナトリウム
、水酸化カルシウム、水酸化銅、酸化銅、酸化銀、酸化
カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸銅、炭酸カリウム等
である請求項１記載の空気の浄化剤。