JPH08259344A

JPH08259344A - 多孔性吸着体

Info

Publication number: JPH08259344A
Application number: JP7070127A
Authority: JP
Inventors: Koichi Takahama; 孝一高濱; Toshiji Sako; 利治佐古; Naoharu Nakagawa; 尚治中川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1995-03-28
Filing date: 1995-03-28
Publication date: 1996-10-08

Abstract

(57)【要約】【目的】イオウ（Ｓ）系の臭気成分及び窒素（Ｎ）系
の臭気成分ともに高性能に吸着できる多孔性吸着体を提
供する。【構成】膨潤性層状化合物の層間に無機ピラー材が配
置されてなる無機多孔体と吸着剤とを含む。無機ピラー
材が、アルミナ、シリカ−アルミナ複合酸化物、シリカ
−チタニア複合酸化物、シリカ−ジルコニア、酸化鉄、
酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化バナ
ジウム及び酸化銅からなる群から選択される少なくとも
１種である。無機ピラー材が、光触媒である。光触媒
が、チタニア、チタン酸ストロンチウム、ジルコニア、
酸化亜鉛及び酸化スズからなる群から選択される少なく
とも１種である。吸着剤が活性炭、活性炭素繊維、木
炭、シリカゲル、活性アルミナ、ゼオライト、リン酸ジ
ルコニウム及び酸化亜鉛からなる群から選択される少な
くとも１種である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高性能な多孔性吸着体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、生活回りの各種悪臭に対しては、
活性炭を利用するものが一般的であった。この活性炭
は、やし殻、石炭、砂糖、木材、リグナイト、ピート、
フェノール樹脂等の、炭素を大量に含む材料を出発物質
として、数百度の熱処理で炭化させたもので、取り扱い
易くするために粉末状、粒状、ハニカム状の形態に成形
し、さらに水蒸気、二酸化炭素、酸素によるガス賦活処
理、あるいは、塩化亜鉛、リン酸、塩化カルシウム、硫
化カリウム、その他脱水、酸化、浸食性薬品による薬品
賦活処理を施すことで、微細孔を発達させたものであ
る。

【０００３】前記の方法で得られた活性炭は、微細孔へ
の分子の物理吸着を主に利用するため、アンモニア等の
低沸点分子を吸着させるのが困難であった。そこで、活
性炭成形物にクエン酸等の酸を添着させる等の化学処理
で、吸着しにくい特定物質の吸着性能を向上させる方法
が採られていた。しかし、このような処理を施すと、活
性炭が本来有している物理吸着性能を損なうという欠点
があった。このように、従来の活性炭成形物では、多種
多様な分子が複合されている悪臭に対して、十分な脱臭
性能を発揮できず、イオウ（Ｓ）系の臭気成分の吸着性
能に優れているが、窒素（Ｎ）系の臭気成分の吸着性能
については、満足できるレベルには至っていなかった。
そこで、イオウ（Ｓ）系の臭気成分及び窒素（Ｎ）系の
臭気成分のいずれの臭気成分に対しても吸着性能に優れ
た高性能な吸着剤が求められていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前述の事実に
鑑みてなされたもので、その目的とするところは、イオ
ウ（Ｓ）系の臭気成分及び窒素（Ｎ）系の臭気成分とも
に高性能に吸着できる多孔性吸着体を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
多孔性吸着体は、膨潤性層状化合物の層間に無機ピラー
材が配置されてなる無機多孔体と吸着剤とを含むことを
特徴とする。

【０００６】本発明の請求項２に係る多孔性吸着体は、
前記無機ピラー材が、アルミナ、シリカ−アルミナ複合
酸化物、シリカ−チタニア複合酸化物、シリカ−ジルコ
ニア、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化マン
ガン、酸化バナジウム及び酸化銅からなる群から選択さ
れる少なくとも１種であることを特徴とする。

【０００７】本発明の請求項３に係る多孔性吸着体は、
前記無機ピラー材が、光触媒であることを特徴とする。

【０００８】本発明の請求項４に係る多孔性吸着体は、
前記光触媒が、チタニア、チタン酸ストロンチウム、ジ
ルコニア、酸化亜鉛及び酸化スズからなる群から選択さ
れる少なくとも１種であることを特徴とする。

【０００９】本発明の請求項５に係る多孔性吸着体は、
前記吸着剤が活性炭、活性炭素繊維、木炭、シリカゲ
ル、活性アルミナ、ゼオライト、リン酸ジルコニウム及
び酸化亜鉛からなる群から選択される少なくとも１種で
あることを特徴とする。

【００１０】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
係る多孔性吸着体は、膨潤性層状化合物の層間に無機ピ
ラー材が配置されてなる無機多孔体と吸着剤とを含んで
いる。前記無機多孔体は、膨潤性層状化合物の層間に無
機ピラー材が担持されている。

【００１１】前記膨潤性層状化合物は、特定の無機化合
物に限定されないが、例えば、Ｎａ−モンモリロナイ
ト、Ｃａ−モンモリロナイト、合成スメクタイト、Ｎａ
−テニオライト、Ｌｉ−テニオライト、Ｎａ−ヘクトラ
イト、Ｌｉ−ヘクトライト、酸性白土、合成雲母等のフ
ィロケイ酸鉱物等が挙げられ、それぞれ、単独、または
２種以上の混合物でもよい。なお、膨潤に際して、Ｃａ
−モンモリロナイト、酸性白土等の難膨潤性のものは、
混練等により強い剪断力を与えるとよい。

【００１２】前記無機ピラー材は、例えば、アルミナ、
シリカ−アルミナ複合酸化物、シリカ−チタニア複合酸
化物、シリカ−ジルコニア、酸化鉄、酸化ニッケル、酸
化コバルト、酸化マンガン、酸化バナジウム及び酸化銅
からなる群から選択される少なくとも１種であるのが好
ましく、光触媒であることが、さらに好ましい。この光
触媒は、例えば、チタニア、チタン酸ストロンチウム、
ジルコニア、酸化亜鉛及び酸化スズからなる群から選択
される少なくとも１種が挙げられる。

【００１３】本発明に係る多孔性吸着体は、膨潤性層状
化合物の層間に無機ピラーが挿入されている多孔体であ
って、高比表面積であるため、吸着性能に優れている。
また、固体酸性を有しているため、特にＮ系臭気成分の
吸着性能に優れている。そのうえ、無機ピラーを光触媒
で構成すると、光を照射することで、光触媒性能を発揮
し、臭気成分の除去性能が向上する。さらに、すでに吸
着していた成分を分解することもできるため、吸着剤の
再生が可能になる。

【００１４】本発明に用いる前記吸着剤として、例え
ば、活性炭、活性炭素繊維、木炭、シリカゲル、活性ア
ルミナ、ゼオライト、リン酸ジルコニウム及び酸化亜鉛
からなる群から選択される少なくとも１種が挙げられ
る。これの吸着剤は、特にＳ系臭気成分の吸着性能に優
れている。すなわち、本発明に係る多孔性吸着体は、膨
潤性層状化合物の層間に無機ピラー材が配置されてなる
無機多孔体が主に、Ｎ系臭気成分を吸着して除去し、吸
着剤が主に、Ｓ系臭気成分を吸着して除去するので、Ｎ
系臭気成分及びＳ系臭気成分のいずれも高性能に吸着し
て除去することができる。

【００１５】本発明に係る多孔性吸着体は次のようにし
て得られる。まず、膨潤性層状化合物を溶媒と混合し、
さらに必要に応じて混練し、層間に溶媒を十分含ませて
膨潤状態に保持する。この膨潤状態の膨潤性層状化合物
の層間の間隔は、例えば、水等の溶媒に０．８重量％で
分散したＮａ−モンモリロナイトの場合で１５０Å以上
である。

【００１６】前記膨潤に用いる溶媒としては、例えば、
水、エタノール、メタノール、ジメチルホルムアミド
（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、アセ
トン等の極性溶媒が単独又は併用して用いられる。なか
でも、水が汎用される。

【００１７】次に、無機ピラー材の調整方法について説
明する。無機ピラー材、例えば、チタニア及びこのチタ
ニアと酸化物の複合酸化物は次のようにして準備する。
チタンのアルコキシド、硝酸塩、塩化物等を出発原料と
し、この原料を加水分解し、重合反応した後に、解膠反
応し、ポリカチオン状態のチタニアゾルを得る。これら
反応の際に、必要に応じて、塩酸、硝酸、アンモニア、
ピペリジン、水酸化ナトリウム等の触媒を用いる。ま
た、チタニアと複合する前記酸化物は、この金属酸化物
を含む金属アルコキシド、硝酸塩、塩化物等を加水分解
し、重合反応して、酸化物を含有したゾルを得る。

【００１８】次に、前記酸化物ゾルの溶液を、前記膨潤
性層状化合物を分散させた溶媒に添加し、層間に酸化物
を挿入し担持する、いわゆる、インターカレーション反
応を行う。反応温度、反応時間は限定しないが、一例と
して、６０℃、１．５時間という条件が挙げられる。こ
のようにして、前記チタニア酸化物が、膨潤した膨潤性
層状化合物の層間に挿入されて無機ピラー材となり、無
機多孔体が得られる。

【００１９】さらに、この無機多孔体に例えば、活性炭
等の吸着剤を添加して、多孔性吸着体が得られる。この
とき、無機多孔体と活性炭等の吸着剤とを混合せずに、
独立に分離した状態で一体になっていてもよいが、無機
多孔体と活性炭等の吸着剤とを混合して均一に分散され
た多孔性吸着体のほうが好ましい。

【００２０】本発明の無機多孔体の作製における、膨潤
性層状化合物、チタニアを用いる割合は、特に限定され
ないが、一例を示すと、膨潤性層状化合物１００重量部
（以下部と記す）に対して、チタニアは１０〜１５０部
の範囲が適量である。さらに、例えば、無機多孔体１部
に対して、吸着剤１〜１０部を添加して混合する。

【００２１】前記酸化物を挿入する反応を行った後に、
この反応の終了した液を遠心分離で洗浄を繰り返してゲ
ル状化した後に、ヘラ等で板状に配向成形する。この配
向成形した後に、乾燥を行う。前記液の状態から配向成
形を行わずに乾燥を行ってもよい。

【００２２】このようにして得られる無機多孔体は、膨
潤性層状化合物の層間に、無機ピラー材としてチタニア
が担持され、吸着性能に優れている。

【００２３】

【作用】本発明の請求項１に係る多孔性吸着体は、膨潤
性層状化合物の層間に無機ピラー材が配置されてなる無
機多孔体と吸着剤とを含むので、膨潤性層状化合物の層
間に無機ピラー材が配置されてなる無機多孔体が主に、
Ｎ系臭気成分を吸着して除去し、吸着剤が主に、Ｓ系臭
気成分を吸着して除去するため、Ｎ系臭気成分及びＳ系
臭気成分のいずれも高性能に吸着して除去することがで
きる。本発明の請求項２に係る多孔性吸着体は、前記無
機ピラー材が、アルミナ、シリカ−アルミナ酸化物、シ
リカ−チタニア酸化物、シリカ−ジルコニア、酸化鉄、
酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化バナ
ジウム及び酸化銅からなる群から選択される少なくとも
１種であるので、固体酸性を有しているため、特にＮ系
臭気成分の吸着性能に優れる。

【００２４】本発明の請求項３及び請求項４に係る多孔
性吸着体は、前記無機ピラー材が、光触媒であるので、
光を照射することで、光触媒性能を発揮し、臭気成分の
除去性能が向上する。さらに、すでに吸着していた成分
を分解することもできるため、吸着剤の再生が可能にな
る。

【００２５】本発明の請求項５に係る多孔性吸着体は、
前記吸着剤が活性炭、活性炭素繊維、木炭、シリカゲ
ル、活性アルミナ、ゼオライト、リン酸ジルコニウム及
び酸化亜鉛からなる群から選択される少なくとも１種で
あるので、特にＳ系臭気成分の吸着性能に優れている。

【００２６】

【実施例】以下本発明を実施例によって具体的に説明す
る。

【００２７】（実施例１）アルミナは次のように作製し
た。塩化アルミニウムを２Ｎ水酸化ナトリウム水溶液に
加え、加水分解、重合反応を行うことにより、透明なア
ルミナゾルを得た。

【００２８】膨潤性層状化合物として、Ｎａ−モンモリ
ロナイト（クニミネ工業株式会社製：商品名クニピア
Ｆ）を用いた。上記Ｎａ−モンモリロナイトを水に分散
し、０．８ｗｔ％の水溶液を作製した。このＮａ−モン
モリロナイトが分散した水溶液に、上記アルミナゾルを
添加し、アルミナの挿入反応（インターカレーション反
応）を行い、Ｎａ−モンモリロナイトの層間にアルミナ
を担持した。この条件は、反応温度は６０℃、反応時間
は１．５時間であった。

【００２９】次に、この挿入反応が終了した液を遠心分
離、水洗を繰り返し、溶液のｐＨが略中性となったこと
を確認した後に、６０℃で乾燥し、空気中で４００℃で
焼成を行い、無機多孔体を得た。

【００３０】無機多孔体を得るための各成分の配合は、
Ｎａ−モンモリロナイト：アルミナ＝１００重量部：６
０重量部の割合となるよう行った。すなわち、膨潤性層
状化合物としてＮａ−モンモリロナイト( クニミネ工業
株式会社製、商品名クニピアＦ）１００重量部、無機ピ
ラーとしてアルミナ（塩化アルミニウムを水酸化ナトリ
ウムで加水分解、重合したもの）６０重量部の割合で用
い、アルミナを層状化合物層間に挿入した無機多孔体を
合成し、この無機多孔体１５重量部に対して、活性炭
（クラレケミカル株式会社製：商品名ＰＵ２００ＵＨ）
を８５重量部の割合で添加、混合して、多孔性吸着体を
得た。この多孔性吸着体を３００ccの容器に０．０１g
充填し、約１００ppm のトリメチルアミンを容器に導入
して、半減期を調べることにより、で多孔性吸着体の吸
着性能を評価した。その結果を表１に示した。

【００３１】（実施例２）チタニアは次のように作製し
た。チタン酸イソプロポキシド〔Ｔｉ（ＯＣ
₃Ｈ ₇）₄、半井テスク株式会社製試薬〕を２Ｎ塩酸水
溶液に加え、加水分解、重合反応、さらに解膠反応し、
透明なチタニアゾルを得た。

【００３２】膨潤性層状化合物として、Ｎａ−モンモリ
ロナイト（クニミネ工業株式会社製：商品名クニピア
Ｆ）を用いた。上記Ｎａ−モンモリロナイトを水に分散
し、０．８ｗｔ％の水溶液を作製した。このＮａ−モン
モリロナイトが分散した水溶液に、上記チタニアゾルを
添加し、チタニアの挿入反応（インターカレーション反
応）を行い、Ｎａ−モンモリロナイトの層間にチタニア
を担持した。この条件は、反応温度は６０℃、反応時間
は１．５時間であった。

【００３３】次に、この挿入反応が終了した液を遠心分
離、水洗を繰り返し、溶液のｐＨが略中性となったこと
を確認した後に、６０℃で乾燥を行った。乾燥した後
に、空気中で４００℃で焼成を行い、無機多孔体を得
た。

【００３４】無機多孔体を得るための各成分の配合は、
Ｎａ−モンモリロナイト：チタニア＝１００重量部：６
０重量部の割合となるよう行った。すなわち、膨潤性層
状化合物としてＮａ−モンモリロナイト（クニミネ工業
株式会社製：商品名クニピアＦ）１００重量部、無機ピ
ラーとしてチタニア（チタン酸イソプロポキシドを塩酸
で加水分解、重合、解こうしたもの）６０重量部の割合
で用い、チタニアを層状化合物層間に挿入した無機多孔
体を合成し、この無機多孔体３０重量部に対して、繊維
状活性炭（大阪ガス株式会社製：商品名リノベス）を７
０重量部の割合で添加、混合して、多孔性吸着体を得
た。この多孔性吸着体の吸着性能を実施例１と同様にし
て評価し、その結果を表１に示した。

【００３５】（実施例３）実施例１と同様にして得た無
機多孔体３０重量部に対して、活性アルミナ（住友化学
株式会社製、商品名ＡＬ−４３）を７０重量部の割合で
添加、混合して、多孔性吸着体を得た。この多孔性吸着
体の吸着性能を実施例１と同様にして評価し、その結果
を表１に示した。

【００３６】（比較例１）活性炭（クラレケミカル株式
会社製、商品名ＰＵ２００ＵＨ）を単独で用いた。この
活性炭の吸着性能を実施例１と同様にして評価し、その
結果を表１に示した。

【００３７】（比較例２）実施例１で得られた無機多孔
体を単独で用いた。この無機多孔体の吸着性能を実施例
１と同様にして評価し、その結果を表１に示した。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１の結果、実施例は比較例に比べて、半
減期が短く、すなわち、吸着性能に優れていることが分
かった。

【００４０】

【発明の効果】本発明の請求項１に係る多孔性吸着体に
よると、膨潤性層状化合物の層間に無機ピラー材が配置
されてなる無機多孔体が主に、Ｎ系臭気成分を吸着して
除去し、吸着剤が主に、Ｓ系臭気成分を吸着して除去す
るため、Ｎ系臭気成分及びＳ系臭気成分のいずれも高性
能に吸着して除去することができ、吸着性能に優れる。

【００４１】本発明の請求項２に係る多孔性吸着体によ
ると、固体酸性を有しているため、特にＮ系臭気成分の
吸着性能に優れる。

【００４２】本発明の請求項３及び請求項４に係る多孔
性吸着体によると、光を照射することで、光触媒性能を
発揮し、臭気成分の除去性能が向上し、すでに吸着して
いた成分を分解することもできるため、吸着剤の再生が
可能になる。

【００４３】本発明の請求項５に係る多孔性吸着体によ
ると、特にＳ系臭気成分の吸着性能に優れている。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】膨潤性層状化合物の層間に無機ピラー材
が配置されてなる無機多孔体と吸着剤とを含むことを特
徴とする多孔性吸着体。
【請求項２】前記無機ピラー材が、アルミナ、シリカ
−アルミナ複合酸化物、シリカ−チタニア複合酸化物、
シリカ−ジルコニア、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化コバ
ルト、酸化マンガン、酸化バナジウム及び酸化銅からな
る群から選択される少なくとも１種であることを特徴と
する請求項１記載の多孔性吸着体。
【請求項３】前記無機ピラー材が、光触媒であること
を特徴とする請求項１記載の多孔性吸着体。
【請求項４】前記光触媒が、チタニア、チタン酸スト
ロンチウム、ジルコニア、酸化亜鉛及び酸化スズからな
る群から選択される少なくとも１種であることを特徴と
する請求項３記載の多孔性吸着体。
【請求項５】前記吸着剤が活性炭、活性炭素繊維、木
炭、シリカゲル、活性アルミナ、ゼオライト、リン酸ジ
ルコニウム及び酸化亜鉛からなる群から選択される少な
くとも１種であることを特徴とする請求項１乃至請求項
４いずれか記載の多孔性吸着体。