(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
面心立方格子構造のＲｕ（ｆｃｃ）粒子と担体とから構成されるＲｕ（ｆｃｃ）担持体を用いたことを特徴とするアルデヒド類除去材。
【請求項２】
前記担体が、活性炭、活性炭素繊維、アルミナ、シリカ、ゼオライト、複合酸化物および多孔性金属錯体よりなる群から選択される担体である請求項１に記載のアルデヒド類除去材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｒｕ（ｆｃｃ）担持体を用いたアルデヒド類除去材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、建物の室内や自動車の車内等でのタバコ臭の主成分であるアセトアルデヒド、あるいは、シックハウス症候群の原因物質として知られているホルムアルデヒド等の除去を目的として、様々な吸着剤の検討がなされている。
【０００３】
その中でも活性炭は、ＶＯＣ（Volatile Organic Compounds）等を吸着する材料として知られているが、低分子で極性の高い有機物（例えばアセトアルデヒド、ホルムアルデヒド等）を除去することは困難とされている。そこで、上記用途に用いる際は、活性炭にアミン類を担持させて吸着性能を高めることが知られている（特許文献１）。
【０００４】
しかしながら、上述のアミン類を担持する技術は、担持アミン類の状態が不安定であることから、熱的および経時的な化学変化による失活が起こりやすく、長期的に高い除去性能を保持することは困難であるという問題がある。
【０００５】
一方、ＶＯＣ除去を目的として、酸化触媒を用いる方法が近年注目されている。前記酸化触媒として、例えば白金を担持した活性炭やアルミナが挙げられる（特許文献２、非特許文献１）。このような白金を担持した酸化触媒は、活性が高く、アルデヒド類の除去にも高い性能を示す。しかし、白金等の貴金属はコストが高く、より安価な触媒または金属の使用が求められているのが現状である。
【０００６】
その白金代替として、ルテニウム（Ｒｕ）が用いられるようになってきた。Ｒｕは白金等よりも安価であり、酸化触媒としても活性があることわかっているが、通常、六方最密充填構造（ｈｃｐ）を取るルテニウムの活性を出すには、高温での使用が必要となってくる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５６−５３７４４号公報
【特許文献２】特開２００６−６８５９１号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Applied Catalysis B: Environmental, 1996, 8, pp. 405-415
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、六方最密充填構造（ｈｃｐ）を取るルテニウム粒子担持体よりも低い温度で、アルデヒド類を効率よく除去できるＲｕ担持体を用いたアルデヒド類除去材の提供を課題として掲げた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは上記の課題を解決するために鋭意研究した結果、遂に本発明を完成するに到った。すなわち本発明は、以下の通りである。
１．面心立方格子構造を取るＲｕ（ｆｃｃ）粒子と担体とから構成されるＲｕ（ｆｃｃ）担持体を用いたことを特徴とするアルデヒド類除去材。
２．前記担体が、活性炭、活性炭素繊維、アルミナ、シリカ、ゼオライト、複合酸化物および多孔性金属錯体よりなる群から選択される担体である上記１に記載のアルデヒド類除去材。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によるアルデヒド類除去材は、面心立方格子構造を取るＲｕ（ｆｃｃ）粒子と担体とから構成されるＲｕ（ｆｃｃ）担持体を用いるため、通常、六方最密充填構造（ｈｃｐ）を取るＲｕ（ｈｃｐ）担持体よりも低い温度で、アルデヒド類を効率よく除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１のＲｕ（ｆｃｃ）粒子のＴＥＭ画像である。
【図２】実施例１のＲｕ（ｆｃｃ）粒子の粉末Ｘ線回折チャートである。
【図３】比較例１のＲｕ（ｈｃｐ）粒子のＴＥＭ画像である。
【図４】比較例１のＲｕ（ｈｃｐ）粒子の粉末Ｘ線回折チャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のアルデヒド類除去材は、面心立方格子構造を取るＲｕ（ｆｃｃ）粒子と担体とから構成されるＲｕ（ｆｃｃ）担持体を用いることを特徴とする。
【００１４】
ルテニウム粒子は通常、六方最密充填構造（ｈｃｐ）を取る。このＲｕ（ｈｃｐ）粒子では活性を出すための温度が高いが、本発明の面心立方格子構造を取るＲｕ（ｆｃｃ）粒子は、８０℃でも良好なアルデヒド除去率を示す。このＲｕ（ｆｃｃ）粒子は、原料としてトリス（アセチルアセトナト）ルテニウム（ＩＩＩ）を用いることで合成することができる。原料として塩化ルテニウム（ＩＩＩ）等のルテニウム塩を用いた場合は、六方最密充填構造を取るＲｕ（ｈｃｐ）粒子が得られ、面心立方格子構造を取るＲｕ（ｆｃｃ）粒子は得られない。なお、六方最密充填構造（ｈｃｐ）か面心立方格子構造（ｆｃｃ）かは、粉末Ｘ線回折で分析することができる。
【００１５】
本発明に用いられる担体としては、活性炭、活性炭素繊維（ＡＣＦ）、アルミナ、シリカ、ゼオライト、複合酸化物、多孔性金属錯体（Ｐｏｒｏｕｓ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ、或いは、Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｆｒａｍｅｗｏｒｋｓとも称される）などが挙げられる。複合酸化物としては、セリウムを含む複合酸化物が好ましく、例えば、セリア−ジルコニア複合酸化物などが挙げられる。
【００１６】
Ｒｕ（ｆｃｃ）粒子を担体に担持させる方法としては、所望の特性が得られる手法であれば特に制限はされないが、例えばポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）等の保護剤で粒子をコートしながらＲｕ（ｆｃｃ）ナノ粒子の前駆体であるトリス（アセチルアセトナト）ルテニウム（ＩＩＩ）におけるＲｕイオンを還元性溶媒中で還元処理することにより、Ｒｕ（ｆｃｃ）ナノ粒子を先に合成し、後工程でＲｕ（ｆｃｃ）粒子を分散させた溶媒中へ担体を加え、溶媒を蒸発乾固させる蒸発乾固法という方法がある。また、Ｒｕ（ｆｃｃ）ナノ粒子の前駆体であるトリス（アセチルアセトナト）ルテニウム（ＩＩＩ）におけるＲｕイオンとそれを担持する担体を、還元性溶媒中に共存させ、Ｒｕイオンを還元処理する方法もある。還元性溶媒としてはトリエチレングリコールが好ましく、１５０〜２５０℃で数時間加熱して還元することが好ましい。担体が保護剤と親和性が弱い場合を除いては、すべての担体において前者の蒸発乾固法が使用できる。細孔径の小さな担体（例えば活性炭素繊維、多孔性金属錯体等）に関しては、Ｒｕ粒子径よりも細孔径が小さい場合が考えられるので、後者の担体共存下でＲｕイオンを還元処理する方法が好ましい。得られるＲｕ（ｆｃｃ）ナノ粒子は、だいたい３〜５ｎｍとなる。
【００１７】
担体へのＲｕ担持量としては、Ｒｕ粒子が担体に対して０．１〜１０質量％で担持されるように、Ｒｕ粒子の量やＲｕイオンの濃度を調整することが好ましい。より好ましくは１〜５質量％である。１０質量％を超える担持量では、担体に対する金属濃度が高すぎるため、担体に担持はされるが、高分散状態で担持されにくくなるため、好ましくない。
【実施例】
【００１８】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。本発明は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、前記、後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。なお、実施例および比較例における評価は、以下のようにして行った。
【００１９】
＜粉末Ｘ線回折測定＞
得られた粒子について、粉末Ｘ線回折装置（ブルカー・エイエックスエス社製「ＮＥＷ  Ｄ８  ＡＤＶＡＮＣＥ」を用いて、対称反射法で測定した。測定条件を以下に示す。
１）Ｘ線源：ＣｕＫα（λ＝１．５４１８Å）４０ｋＶ  ２００ｍＡ
２）ゴニオメーター：縦型ゴニオメーター
３）検出器：シンチレーションカウンター
４）回折角（２θ）範囲：３〜９０°
５）スキャンステップ：０．０５°
６）積算時間：０．５秒／ステップ
７）スリット：発散スリット＝０．５°、受光スリット＝０．１５ｍｍ、散乱スリット＝０．５°
【００２０】
＜透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察＞
透過型電子顕微鏡（日立製作所製「ＨＴ７７００」、または日本電子社製「ＪＥＭ−２２００ＦＳ」）を用いて、得られたＲｕ粒子を観察した。
【００２１】
＜アルデヒド類ガス流通系吸着試験＞
Ｒｕ担持体０．２２９ｃｃをカラムに充填し、試験ガスを０．２Ｌ／ｍｉｎで流通させた。試料の入口・出口でのガス濃度を、ホルムアルデメータｈｔＶ（株式会社ジェイエムエス）を用いて測定し、その比から除去率を算出した。具体的には、まず、２５℃雰囲気下で測定を開始し、１時間後、入口・出口でのガス濃度を測定し、除去率を算出した。次に続けて、８０℃雰囲気下に置き、さらに１時間後、入口・出口でのガス濃度を測定し、除去率を算出した。計２時間の測定を行った。評価条件の詳細を以下に示す。
１）測定雰囲気：２５℃または８０℃雰囲気下
２）圧力：常圧
３）試験ガス組成：ホルムアルデヒド濃度３ｐｐｍ（２５℃、５０％ＲＨ空気希釈）
４）空間速度：５７０，０００ｈｒ-1
５）平均粒子径（測定サンプルの粒子サイズ）：３５５〜５００μｍ
【００２２】
＜実施例１＞
トリス（アセチルアセトナト）ルテニウム（ＩＩＩ）１．６７３ｇ（４．２ｍｍｏｌ）と保護剤としてのポリビニルピロリドン０．２２２ｇ（２．０ｍｍｏｌ）を還元性溶媒としてのトリエチレングリコール５０ｍｌに入れ、撹拌しながら２００℃で３時間加熱し、面心立方格子構造を取るＲｕ（ｆｃｃ）粒子を合成した。そのＴＥＭ画像を図１、粉末Ｘ線回折チャートを図２に示す。図１のＴＥＭ画像から４．１ｎｍ〜４．６ｎｍ程度の粒子を形成していることが確認できた。また、粉末Ｘ線回折のチャートより、面心立方格子構造を取るＲｕ（ｆｃｃ）粒子が合成されていることが確認できた。
次に上記で合成したＲｕ（ｆｃｃ）粒子１５ｍｇを蒸留水３０ｍｌに分散させ、そこに予め、大気中７００℃で５時間加熱処理したγ−アルミナ１ｇを加え、室温で１日撹拌した。その懸濁液を真空下６０℃で濃縮乾固させ、１質量％Ｒｕ（ｆｃｃ）担持γ−アルミナを得た。プレスによる加圧とふるいによる分級によって、粒径を３５５〜５００μｍに揃えた。その後、アルデヒド類ガス流通系吸着試験を行った。結果を表１に示す。
【００２３】
＜比較例１＞
塩化ルテニウム１．０９８ｇ（４．２ｍｍｏｌ）と保護剤としてのポリビニルピロリドン０．２２２ｇ（２．０ｍｍｏｌ）を還元性溶媒としてのトリエチレングリコール５０ｍｌに入れ、撹拌しながら２００℃で３時間加熱し、六方最密充填構造を取るＲｕ（ｈｃｐ）粒子を合成した。そのＴＥＭ画像を図３、粉末Ｘ線回折チャートを図４に示す。図３のＴＥＭ画像から３．５ｎｍ〜４．５ｎｍ程度の粒子を形成していることが確認できた。また、粉末Ｘ線回折チャートより、六方最密充填構造を取るＲｕ（ｈｃｐ）粒子が合成されていることが確認できた。
次に上記で合成したＲｕ（ｈｃｐ）粒子１５ｍｇを蒸留水３０ｍｌに分散させ、そこに予め、大気中７００℃で５時間加熱処理したγ−アルミナ１ｇを加え、室温で１日撹拌した。その懸濁液を真空下６０℃で濃縮乾固させ、１質量％Ｒｕ（ｈｃｐ）担持γ−アルミナを得た。プレスによる加圧とふるいによる分級によって、粒径を３５５−５００μｍに揃えた。その後、アルデヒド類ガス流通系吸着試験を行った。結果を表１に示す。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
表１から明らかなように、Ｒｕ（ｆｃｃ）粒子を担持させた担持体を用いた実施例１では、８０℃でのホルムアルデヒド除去率が４４％と高い。比較例１ではより高温にしなければ４０％以上の除去率が達成できないことから、本発明の有用性は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明のアルデヒド類除去材は、室内や車内のアルデヒド類を除去する効果に優れているので、より快適な空間を提供し、シックハウス症候群等の疾病を減少させることができる。また面心立方格子構造を取るＲｕ（ｆｃｃ）担持体を用いているため、Ｐｔ系触媒より安価であり、産業界に大きく寄与することができると考える。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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