JPH04290546A - 悪臭ガス吸着剤 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は悪臭ガス吸着剤に関する
もので、更に詳しく述べるならば、珪酸塩及び銀、アル
ミニウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄
、コバルト、ニッケル、錫、銅、亜鉛、カドミウム、鉛
の金属塩を一種または二種以上含むゲルを主成分とした
、硫化水素、アンモニア、メルカプタン、アミン及びア
ルデヒド等の悪臭ガスの吸着性に優れた吸着剤である。

【０００２】

【従来の技術】近年、生活環境の変化に伴い生活空間に
存在する微量な硫化水素、アンモニア、メルカプタン、
アミン及びアルデヒド等の悪臭ガスに対する関心が高ま
っている。これらの悪臭ガスを除去して快適な生活環境
を維持するために、脱臭剤が要求され、家庭生活にも様
々な悪臭ガス吸着剤が使用されている。

【０００３】これらの悪臭ガス吸着剤は日常生活で使用
されるものであるから、次のような条件を満たすもので
あることが要求される。

【０００４】（１）日常の生活空間に存在する微量な硫
化水素、アンモニア、メルカプタン、アミン及びアルデ
ヒド等の各種悪臭ガスに対して優れた脱臭性能を有する
ものであること。（２）安全性が高いものであること。 （３）取扱が容易なものであること。（４）安価なもの
であること。

【０００５】しかしながら従来、上記のすべての条件を
充分に満足する悪臭ガス吸着剤は存在しなかった。活性
炭はメルカプタン及びアミン等の悪臭ガスの脱臭効果は
優れているが、日常の生活空間に微量存在する悪臭ガス
である硫化水素やアンモニアに対する脱臭効果はあまり
高くない。この点を改良する目的で活性炭に酸、アルカ
リあるいはある種のハロゲン化合物を担持させた添着炭
と呼ばれる製品もつくられている。しかし、そのような
処理を行った製品は酸或いはアルカリそのものと同様に
一種の危険物としての取扱が必要となるため、日常生活
での使用には適さない場合が多い。

【０００６】また、硫酸鉄にアスコルビン酸を加えた製
品も市販されている。この種のものは、アンモニア、ア
ミン等の塩基性の悪臭ガスに対する脱臭効果は良好であ
るが、硫化水素、メルカプタン及びアルデヒド等に対す
る脱臭効果は殆どなく、また水に濡れると溶解するため
、湿潤ガスの脱臭には使用出来ない欠点がある。

【０００７】その他の化学脱臭剤も多数開示されている
が、酸性やアルカリ性の強いものが多く、また除去でき
るガスの種類も限られており、吸湿または乾燥の影響を
受け易い欠点を有するものも多い。

【０００８】その他、有機系脱臭剤もあるが耐熱性が低
く、加工も困難で高価である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は日常の生活空
間に存在する微量の悪臭成分の除去を目的としたもので
、特に問題となる硫化水素、アンモニア、メルカプタン
、アミン及びアルデヒド等の悪臭ガスに対して優れた脱
臭効果を有し、且つ安全性が高く取扱が容易な、新しい
組成の悪臭ガス吸着剤を提供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するため、先に珪酸塩ゲルの生成過程と比表面積
の関係及びゲルに亜鉛化合物を内包させた場合の吸着性
について鋭意研究を重ねた結果、硫化水素、アンモニア
、メルカプタン、アミン及びアルデヒド等の悪臭ガスに
対して優れた吸着性能を有するゲル状組成物が存在する
ことを見出し、それに基づいて亜鉛化合物を内包した珪
酸塩ゲルからなる脱臭剤について出願した（特願平３−
２５２９５　号）　。更に他の金属塩を内包させた珪酸
塩ゲル及びこれらの金属塩が亜鉛塩と共存して内包され
た珪酸塩ゲルについて研究した結果、硫化水素、アンモ
ニア、メルカプタン、アミン及びアルデヒド等の悪臭ガ
スに対して優れた脱臭性能を有することを見出し、それ
に基づいて本発明に到達した。

【００１１】すなわち、珪酸塩及び、銀、アルミニウム
、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバル
ト、ニッケル、錫、銅、亜鉛、カドミウム、鉛の金属塩
からなる群より選ばれた一種または二種以上の金属塩を
含む水溶液を、ＰＨを９〜１１に調整し、４５〜７０℃
に保持して珪酸塩及び金属塩を含有するゾルを生成せし
めた後、酸で中和して、比表面積５００ｍ２／ｇ　以上
の珪酸ゲル構造の内部に金属塩を包含せしめてなる悪臭
ガス吸着剤である。

【００１２】以下本発明について詳しく説明する。尚こ
こで、珪酸塩とは珪酸の塩のみではなく珪酸ゲルを生成
させる過程で生じた珪酸、無水珪酸等も含まれている。

【００１３】本発明の脱臭剤は珪酸塩及び金属塩からな
る珪酸ゲル構造を有する組成物である。本発明の脱臭剤
の原料には広範囲の珪酸塩を使用できるが、例えば、ア
ルカリ性の水溶液に溶解する水ガラス、水酸化珪素、シ
リカゾル、シリカゲル等が好ましい。

【００１４】本発明の金属塩は銀、アルミニウム、チタ
ン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニ
ッケル、錫、銅、亜鉛、カドミウム、鉛からなる群より
選ばれた一種または二種以上の金属塩を使用する必要が
ある。また塩の種類は特に限定せず、広範囲の種類の塩
を使用することが出来るが、硫酸塩、塩化物、硝酸塩、
酢酸塩等が好ましい。

【００１５】金属塩の含有量はとくに限定しないが、珪
酸塩（ａ）（ＳｉＯ２換算）と金属塩（ｂ）　（金属換
算）の重量比が（ａ）　：　（ｂ）＝５：１〜２０：１
が好ましい。金属塩の比率がこれ以上高くなっても吸着
性はあまり向上せず、金属塩含有率がこれより低下する
と、悪臭物質の吸着性が低下するため好ましく無い。

【００１６】珪酸塩及び金属塩の水溶液のＰＨを調整す
るためには、アルカリ性化合物、例えば、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、アンモニア
等が使用出来る。また、このアルカリ性水溶液を中和す
るためには、酸例えば、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸等を使
用することが出来る。但し、ＰＨの調整或いは中和の際
水に不溶性の塩が生成するようなアルカリ性化合物また
は酸は好ましくない。

【００１７】本発明の吸着剤の調製法は、珪酸塩及び亜
鉛化合物をアルカリ性水溶液に溶解して、ＰＨを９〜１
１に調整し、溶液を５０〜７０℃に保持する必要がある
。溶液をこのような条件で保持することにより、溶液中
の珪酸分子が次第に重合してポリ珪酸分子が形成される
。その際、大部分の金属塩に含まれている金属原子はポ
リ珪酸分子中の珪素原子と置換される。従って、溶液中
に生成されるゾルの骨格となるポリ珪酸分子は、その中
の一部の珪素原子が金属原子に置換された構造になって
いる。 また、珪素原子と置換されなかった一部の金属原子は金
属塩の状態でゾルの内部に包含されているものと考えら
れる。

【００１８】この際、溶液のＰＨ及び温度は生成するゾ
ルの組成及び構造と密接な関係があり、更に本発明の吸
着剤の比表面積、細孔容積、細孔分布等微細構造に極め
て大きな影響を有する。溶液中に含まれる水酸基が珪酸
分子の重合触媒となるため、ＰＨが９より低いと触媒に
なる水酸基の濃度が低いため重合が進まず、すなわちゾ
ルが成長しない。従って、溶液を中和してゲルを沈澱、
乾燥して吸着剤を調製しても細孔構造が発達していない
ため比表面積が小さく、脱臭性も低いため実用性が乏し
い。

【００１９】またＰＨが１１より高くなると重合が阻害
されて、ゾルの生成速度が著しく低下する。これは水酸
基濃度の上昇により、ポリ珪酸分子の荷電が増大して分
子同志の反発が増大することによるものと考えられる。

【００２０】また、溶液温度が７０℃以上になると重合
速度が速くなり、溶液中に生成するゾルは疎な構造とな
るため、脱臭剤の比表面積が低下して、悪臭吸着能力が
減少する。温度が５０℃以下になると、重合速度が遅く
なり、溶液中に生成するゾルは緻密な構造となって、細
孔が殆ど形成されず、従って比表面積が非常に小さくな
るため吸着性が低下して脱臭剤には使用出来ない。

【００２１】溶液をこの範囲内の条件に保持してゾルを
生成させる場合、その時間は特に限定しないが、１０〜
６０分程度が好ましい。ゾルの成長により液中に溶解し
ている金属塩はゾルに包含された状態となる。

【００２２】次に、溶液を中和することにより、金属塩
を包含した珪酸ゾルはゲルに相転移して沈降する。中和
時のＰＨは特に限定しないが、６〜７の範囲が好ましい
。 沈降したゲルをろ別して乾燥することにより、本発明の
吸着剤が得られる。

【００２３】このようにして得られた多孔性構造を有す
るゲルの比表面積は５００ｍ２／ｇ　以上にする必要が
ある。比表面積が５００ｍ２／ｇ　以下に低下すると悪
臭ガスに対する吸着性が著しく低下する。これは比表面
積の減少により、物理吸着性が低下するためと考えられ
る。

【００２４】本発明による珪酸塩及び金属塩からなる吸
着剤は、５００　℃付近までは良好な吸着性を示し、熱
的安定性も優れている。

【００２５】

【作用】本発明の悪臭ガス吸着剤は細孔構造を有し、比
表面積が６００　〜７００ｍ２／ｇ　のポリ珪酸ゲル及
びその内部に包含された一種または二種以上の金属原子
または金属塩からなっている。従って、珪酸ゲルの物理
吸着とポリ珪酸分子中に含まれている金属原子及び一部
の金属塩の化学作用との相乗作用によって、悪臭に対し
て高い吸着性を示すものと考えられる。

【００２６】また金属原子及び金属塩はこの様な状態で
ポリ珪酸ゲル構造の内部に包含されているため、水或い
は酸と接触しても外部へ溶出することがなく、安全性が
高い。

【００２７】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。

【００２８】（実施例１）２リットルビーカーに純水１
リットルと水ガラス２７０ｇ、硫酸亜鉛２５ｇ　、硫酸
アルミニウムを５０７ｇ加え、水酸化ナトリウム溶液で
ＰＨを１０に調製し、攪拌して均一な溶液とした後、５
０℃で２０分間熟成した。次に攪拌しながら４０％硫酸
を加えＰＨを７．１　に調製し、生成物をろ過、洗浄後
、２００　℃で３時間乾燥し、本発明の珪酸塩、硫酸亜
鉛吸着剤を調製した。この吸着剤のＢＥＴ法（Ｂｒｕｎ
ａｕｅｒ，Ｅｍｍｅｔｔ　＆　Ｔｅｌｌｅｒ）　比表面
積は５３０ｍ２／ｇ　であった。

【００２９】この吸着剤の硫化水素、アンモニア、メチ
ルメルカプタン、亜硫酸ガス及びアルデヒド等の悪臭ガ
スに対する吸着性を次の様にして調べた。吸着剤１００
ｍｇ　を内容積１２０ｍｌ　のバイアル瓶に入れ、ゴム
栓をした後、マイクロシリジンを使って所定量の悪臭ガ
ス成分をバイアル瓶内に注入する。ガスを注入してから
２時間後、バイアル瓶内の空気をマイクロシリジンで取
り出し、ガスクロマトグラフを使用してガス濃度を分析
した。

【００３０】結果を表１に示す。尚、溶液中に加えられ
た金属塩中の金属原子は、大部分ポリ珪酸分子骨格中の
珪酸分子と置換されているため、その含有率は金属元素
に換算して示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】（比較例１〜４）実施例１と同じ配合比で
熟成条件を変えて表１に示す様に、４種類の吸着剤を得
た。この吸着剤のＢＥＴ比表面積および各種悪臭ガスに
対する吸着性を表１に示す。

【００３３】（実施例２〜４）実施例１と同様な方法に
より、表２に示す様な組成の、金属塩を含む吸着剤を得
た。これらの吸着剤の化学分析による珪酸塩と金属化合
物の重量比、及び各種悪臭ガスに対する吸着性を表２に
示した。

【００３４】

【表２】

【００３５】

【発明の効果】本発明の珪酸塩及び金属塩からなる悪臭
ガス吸着剤は、日常の生活空間に存在する硫化水素、ア
ンモニア、メルカプタン、アミン及びアルデヒド等の各
種悪臭ガスに対して優れた吸着性をもっている。更に、
無毒性の珪酸塩化合物で構成され、金属塩は珪酸ゲルの
内部に包含されているので、外部に溶出することがない
ため安全性が高く、従って、多くの用途に使用可能であ
る。

【００３６】また微粉末は紙及びシートに容易に担持出
来、熱的にも５００　℃程度まで安定である。このため
プラスチックへのねりこみも可能となること等、加工性
も優れていて吸着剤として産業上の利用性が高いもので
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　珪酸塩及び、銀、アルミニウム、チタ
   ン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニ
   ッケル、錫、銅、亜鉛、カドミウム、鉛の金属塩からな
   る群より選ばれた一種または二種以上の金属塩を含む水
   溶液を、ＰＨを９〜１１に調整し、４５〜７０℃に保持
   して珪酸塩及び金属塩を含有するゾルを生成せしめた後
   、酸で中和して、比表面積５００ｍ２／ｇ　以上の珪酸
   ゲル構造の内部に金属塩を包含せしめてなる悪臭ガス吸
   着剤。