JPH03109947A - オゾン分解触媒 - 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、各種の機器や施設からの排気中に含まれてい
るオゾンを分解する排オゾン分解装置等に用いられるオ
ゾン分解触媒に関する。

〔従来の技術〕

オゾンは強力な酸化力を備え、上水の除鉄・除マンガン
処理、下水の三次処理（難分解性有機物の酸化分解や脱
色）、し尿の色度除去、産業排水（染色排水やパルプ排
水等）の脱色、半導体産業用の洗浄水配管の殺菌、し尿
処理や下水処理に伴って発生する悪臭成分の酸化分解、
冷蔵庫内の脱臭、食品分野における加工室や保冷庫内の
殺菌、調理器の消毒等に多用されている。そして、その
ようなオゾンを用いる処理機器や施設からの排気中には
、オゾンが含まれている。

また、複写機・ファクシミリ・レーザープリンタ・電子
線照射装置等では、それらの作動によって不可避的にオ
ゾンが発生する。このように各種産業分野における機器
や施設には、オゾン発生が不可避なものが多々有り、そ
のような機器や設備からの排気中には当然、オゾンが含
まれている。

そして、前述した機器や施設から排気とともにオゾンが
作業環境に排出されると、そのオゾンの強力な酸化力に
より、頭痛・嘔吐・肺水腫等の健康障害を誘発するため
、前述の機器や施設には、排気中のオゾンを分解して無
害にする排オゾン分解装置が設けられるのである。

そのようなオゾン分解装置に用いられるオゾン分解触媒
としては、次のものが知られている。

第１のものは、ニッケル、マンガン、コバルトの各酸化
物から成るものを触媒としてオゾンを分解するものであ
る（例えば特開昭６０−９７０４９号公報）。

第２のものは、チタンを含む二元系又は三元系の酸化物
を触媒成分の１つとしてオゾンを分解するものである（
例えば特開昭６２−９７６４３号公報）。

第３のものは、二酸化マンガンを濾材に付着させたもの
である（例えば特開昭６３−７８４４号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来技術では次のような欠点があった。

第１、第２のものによるときは、触媒となる材料が高価
であるため、処理能力を大きくすると材料の使用量が膨
大となって、経済面から多量のオゾン分解には不向きで
あるみ 第３のものによるときは、濾材に付着させた二酸化マン
ガンが剥離するおそれがあり、長期間にわたって安定し
た性能を維持することがむずかしい。

特に、第１、第３のものによるときは、加熱が必要で設
備費の高騰を招来する。

本発明の目的は、上述の欠点を一掃できるオゾン分解触
媒を提供する点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によるオゾン分解触媒の特徴構成は、イオン交換
体中のカチオン交換基の一部又は前部をマンガンイオン
とイオン交換してある点にある。

前記イオン交換体はゼオライトであることが望ましい。

〔作　用〕

つまり、カチオン交換基（ナトリウムイオン等）の一部
又は全部をマンガンイオンとイオン交換させた天然ゼオ
ライト等のイオン交換体は、後述の実施例で示すように
、加熱しなくても、常温でオゾン分解の強力な触媒とな
ることを見知した点に本発明の発明性がある。

そして、天然ゼオライト等のイオン交換体は安価な素材
として知られており、又、天然ゼオライト等のイオン交
換体中のカチオン交換基をマンガンイオンにイオン交換
させることは、イオン交換体に硝酸マンガン溶液等、マ
ンガンイオンを含む溶液を通すこと等の容易で安価な操
作で行える。

しかも、オゾン分解の触媒能を発揮するマンガンイオン
は、イオン交換体にイオン結合しているため、イオン交
換からマンガンイオンが機械的に離れることがなく、安
定した分解能を発揮できる。

特に、天然ゼオライトは、適当なイオン交換処理をほど
こすことにより大きな触媒活性を持つものであることが
知られていることに基づいて、イオン交換体としてゼオ
ライト、望ましくは天然ゼオライトを用いた場合には、
より強力な常温でのオゾン分解能を得ることができる。

〔発明の効果〕

従って、本発明は、常温で強力なオゾン分解能を長期間
にわたって安定維持でき、かつ、安価で排オゾン分解装
置用のものとして有用なオゾン分解触媒を提供できるよ
うになった。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を示す。

オゾン分解触媒は、天然ゼオライト中のカチオン交換基
の一部又は全部をマンガンイオンとイオン交換したもの
である。

その作製方法の一例を示すと、ナトリウムイオン・カリ
ウムイオン・カルシウムイオンをカチオン交換基として
備えた天然ゼオライトを硝酸マンガン溶液中に浸して、
天然ゼオライトのナトリウムイオン・カリウムイオン・
カルシウムイオンと硝酸マンガン溶液のマンガンイオン
とをイオン交換させたのち、残った硝酸イオンを水洗に
より除去し、１００’Ｃで乾燥する。

そして、このようなオゾン分解触媒は、各種産業分野に
おける機器や施設からの排気中に含まれるオゾンを分解
して無害化する排オゾン分解装置のオゾン分解触媒等と
して用いられるのである。

本発明が提供するオゾン分解触媒がオゾンに対する分解
能を有することを立証するために本発明者が行った実験
例を以下に示す。

実験には、第１図に示すように、オゾン分解装置（１）
にオゾンガスを供給するオゾン発生機（２）と送風機（
３）とを設け、前記オゾン分解装置（１）に供給される
オゾンガスの濃度を計測するオゾン分析計（４）と、前
記オゾン分解装置（１）を通過した排ガス中のオゾンガ
ス濃度を計測するオゾン分析計（５）と、排ガスを洗浄
する洗浄ビン（６）と、排ガス中のオゾンガスを捕捉す
る安全ビン（７）と、流量計（８）と、積算流量計（９
）とを設けた装置を用いた。

そして、前記オゾン分解装置（１）として、［Ａ］前述
の作製方法で作製した本発明のオゾン分解触媒をカラム
に充填したものと、［Ｂ］Ｃ＋２０２→ＣＯ２＋０２の
発熱反応で灰化することによりオゾンを分解する、つま
り、オゾン分解触媒としての能力を持つ活性炭を前記と
同一のカラムに充填したものと、［Ｃ］二酸化マンガン
を天然ゼオライトに付着させたオゾン分解触媒（つまり
、特開昭６３−７８４４号公報で開示されているもの。

）を前記と同一のカラムに充填したものとの３種類を用
意した。

実験の条件として、前者［Ａ］［旧の２つのオゾン分解
装置（１）については、供給オゾンガス濃度２０００ｐ
ｐｍ、温度２２℃、Ｓ　Ｖ　１．０００１．／ｕｆ（ｒ
を夫々設定し、後者［Ｃ］のオゾン分解装置（１）につ
いては、供給オゾンガス濃度３０ｐｐｍ、温度１７℃、
４０℃、６０°Ｃ，５Ｖ１００Ｏ１／ｕＨｒを設定した
。

そして、経時的に排ガスのオゾンガス濃度を計測した。

前者［Ａ］　　［Ｂ］　２つに対する計測結果を第２図
に、後者［Ｃ］に対する計測結果を第３図に夫々示す。

なお、後者のものの４０°Ｃにおける１時間後の排ガス
のオゾンガス濃度は０．９ｐｐｍであった。

上記の結果から明らかなように、本発明のオゾン分解触
媒によるときは、強力なオゾン分解能を常温において長
時間にわたって安定して発揮できることが判明した。

なお、上記実施例では、イオン交換体として天然ゼオラ
イトを示したが、イオン交換体としては、合成ゼオライ
ト、イオン交換樹脂を挙げることができ、又、形態とし
ては、多孔質のもの、粒状のものを挙げることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は実験装置の系統図、第２図、第３図は実験結果
を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、イオン交換体中のカチオン交換基の一部又は全部を
   マンガンイオンとイオン交換してあるオゾン分解触媒。 ２、前記イオン交換体がゼオライトである請求項１記載
   のオゾン分解触媒。