(57)【要約】【課題】　従来の酸化あるいは燃焼触媒に比べて更に高活性な新規酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒、その製造方法、及び当該触媒による被処理物の酸化分解方法等を提供する。【解決手段】　活性酸素（スーパーオキサイド、パーオキサイド）を構造中に包含又は吸蔵するアルミノシリケートを構成成分として含む酸化ないし燃焼触媒であって、酸化コバルトをアルミノシリケート表面に担持させたことを特徴とする酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒、コバルト含有ハイドロガーネットを加熱分解して上記触媒を製造する方法、及び上記触媒による揮発性有機化合物等の被処理物の酸化分解方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
　活性酸素を構造中に包含又は吸蔵するアルミノシリケートを構成成分として含む酸化な
いし燃焼触媒であって、酸化コバルトをアルミノシリケート表面に担持させたことを特徴
とする酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒。
【請求項２】
　上記アルミノシリケートが、Ｃａ12（Ａｌ14-XＳｉX ）Ｏ33+0.5X の組成式Ｘ値が０
≦Ｘ≦４の範囲である）を有する、請求項１に記載の酸化コバルト担持アルミノシリケー
ト触媒。
【請求項３】
　請求項１に記載の酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒を製造する方法であって、
コバルト含有ハイドロガーネットを加熱分解することを特徴とする酸化コバルト担持アル
ミノシリケート触媒の製造方法。
【請求項４】
　コバルト含有ハイドロガーネットが、（Ｃａ3-Y ＣｏY ）Ａｌ2 （ＳｉＯ4 ）3-Z （Ｏ
Ｈ）4Zの組成式（Ｙ値が０＜Ｙ≦０．１０、Ｚ値が０≦Ｚ≦２．２の範囲である）を有す
る、請求項３に記載の酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒の製造方法。
【請求項５】
　上記コバルト含有ハイドロガーネットを３００℃以上、１０００℃以下で加熱する、請
求項３に記載の酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒の製造方法。
【請求項６】
　請求項１又は２に記載の酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒、又はその成形体を
用いて、揮発性有機化合物に代表される被処理物を酸化分解することを特徴とする酸化分
解方法。
【請求項７】
　請求項１又は２に記載の酸化コバルトアルミノシリケート触媒の成形体からなることを
特徴とする部材。
【請求項８】
　部材が、二輪車の排ガス浄化用触媒である、請求項７に記載の部材。
【請求項９】
　部材が、燃焼排ガス浄化用触媒である、請求項７に記載の部材。
【請求項１０】
　部材が、酸素吸蔵部材である、請求項７に記載の部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒、その製造方法及び用途に関する
ものであり、更に詳しくは、従来の酸化あるいは燃焼触媒に比べてより低い温度で更に高
活性な酸化能力を有する新しい酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒、その製造方法
及び当該触媒による揮発性有機化合物の酸化分解方法等に関するものである。本発明の触
媒成分である新規アルミノシリケートは、活性酸素（スーパーオキサイド：Ｏ2 - 、パー
オキサイド：Ｏ22- ）をカプセル化したゼオライト様構造を有するアルミノシリケートで
あり、構造中に包含された活性酸素により炭化水素等の酸化反応、例えば、エポキシ化・
完全酸化・部分酸化、カップリング等の酸化反応を行うことができる。この新規アルミノ
シリケートに酸化コバルトを担持することにより更に高活性な触媒となり、本発明の酸化
コバルト担持アルミノシリケート触媒は、例えば、環境・エネルギー・化学工業（製造プ
ロセス）等の広い技術分野で利用することができる。更に、本発明の酸化コバルト担持ア
ルミノシリケートの成形体は、例えば、新しいタイプの二輪車の排ガス浄化用触媒、燃焼
排ガス浄化用触媒、及び酸素吸蔵部材などを提供するものとして有用である。
【背景技術】
【０００２】
　今日、揮発性有機化合物等が大気中に放出されることにより深刻な環境汚染を引き起こ
している。揮発性有機化合物の除去方法としては、例えば、燃焼による方法があるものの
、１０００℃以上の高い温度が要求される。より低い温度での燃焼を可能にするために触
媒が利用される。このような用途に利用される触媒は、燃焼触媒と呼ばれるが、従来、コ
バルト、銅、マンガン、クロム等の酸化物が、多孔質アルミナ担体上に担持されており、
燃焼温度は３００〜６００℃にまで下げることができる（例えば、非特許文献１〜３参照
）。しかし、今日、省エネルギーの観点から、従来の触媒に比べて更に高活性な触媒の開
発が求められている。Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈなどの貴金属を担持した触媒は、活性が高く、今
日、自動車用触媒に多く使われている。これらの貴金属は触媒活性は高いが、貴重でコス
トが高く、且つ大量に使用されるため、回収して再利用されている。内燃機関から排出さ
れる環境汚染物質の炭化水素はガソリンの不完全燃焼により排出されるが、二輪車は乗用
車の十倍以上排出し、四輪者と二輪車の全排出量の約２０％を占める。こうした状況下で
、二輪車でも乗用車で使用されている触媒の使用が検討されているが、既存の触媒は、コ
ストの安い二輪車には割高となり、当技術分野では、貴金属を使用しない、より安価な排
出ガス浄化用触媒の開発が切望されていた。
【０００３】
【非特許文献１】Y. M. Kang and B. Z. Wan, Appl. Cat. A, Vol.114 (1994) p.35
【非特許文献２】R. S. Drago,K. Jurczyk, D. L. Singh and V. Young, Appl. Cat. B8,(1996) p.155
【非特許文献３】N. Watanabe, H. Yamashita, H. Miyadera and S. Tominaga, Appl. Cat.B8, (1996) p.405
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
　このような状況の中で、本発明者等は、上記従来技術に鑑みて、更に高活性な触媒を開
発することを目標として鋭意研究を進める過程で、ハイドロガーネットを詳細に調べたと
ころ、３５０℃以上に加熱するとアルミノシリケートに変化し、アルミノシリケートはパ
ーオキサイドアニオンやスーパーオキサイドアニオン等の活性酸素を構造中に包含又は吸
蔵することを見出した。それらの活性酸素は、室温では構造中に留まり、４００℃を超え
た温度で移動可能である。即ち、構造中に存在する活性酸素が構造の外に飛び出し、酸化
反応等の化学反応を生起する。更に、本発明者等は、活性酸素が移動した後は、空気中の
酸素を構造中に取り込み、再生すること、活性酸素は絶えることなく供給され続けること
、活性酸素は、強い酸化力を有しており、揮発性有機化合物等の酸化分解あるいは燃焼に
は非常に有効であり、活性酸素を発現するアルミノシリケートに、従来から酸化触媒とし
て知られる酸化コバルトを担持することにより、低い温度で更に高い酸化能力を付与でき
ること等の新しい知見を見出し、本発明を成すに至った。
　本発明は、従来の酸化あるいは燃焼触媒に比べて更に高活性な触媒を開発し、提供する
こと、及びその製造法を提供することを目的とするものである。更に、本発明は、酸化コ
バルト担持アルミノシリケートを成形体とし、二輪車などの排ガス浄化用触媒、燃焼排ガ
ス浄化用触媒、及び酸素吸蔵部材などを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
　上記課題を解決するための本発明は、以下の技術的手段から構成される。
（１）活性酸素を構造中に包含又は吸蔵するアルミノシリケートを構成成分として含む酸
化ないし燃焼触媒であって、酸化コバルトをアルミノシリケート表面に担持させたことを
特徴とする酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒。
（２）上記アルミノシリケートが、Ｃａ12（Ａｌ14-XＳｉX ）Ｏ33+0.5X の組成式（Ｘ値
が０≦Ｘ≦４の範囲である）を有する、前記（１）に記載の酸化コバルト担持アルミノシ
リケート触媒。
（３）前記（１）に記載の酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒を製造する方法であ
って、コバルト含有ハイドロガーネットを加熱分解することを特徴とする酸化コバルト担
持アルミノシリケート触媒の製造方法。
（４）コバルト含有ハイドロガーネットが、（Ｃａ3-Y ＣｏY ）Ａｌ2 （ＳｉＯ4 ）3-Z
（ＯＨ）4Zの組成式（Ｙ値が０＜Ｙ≦０．１０、Ｚ値が０≦Ｚ≦２．２の範囲である）を
有する、前記（３）に記載の酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒の製造方法。
（５）上記コバルト含有ハイドロガーネットを３００℃以上、１０００℃以下で加熱する
、前記（３）に記載の酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒の製造方法。
（６）前記（１）又は（２）に記載の酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒、又はそ
の成形体を用いて、揮発性有機化合物に代表される被処理物を酸化分解することを特徴と
する酸化分解方法。
（７）前記（１）又は（２）に記載の酸化コバルトアルミノシリケート触媒の成形体から
なることを特徴とする部材。
（８）部材が、二輪車の排ガス浄化用触媒である、前記（７）に記載の部材。
（９）部材が、燃焼排ガス浄化用触媒である、前記（７）に記載の部材。
（１０）部材が、酸素吸蔵部材である、前記（７）に記載の部材。
【０００６】
　次に、本発明について更に詳細に説明する。
　本発明の新規触媒は、アルミノシリケートを担体として、例えば、担持法で酸化コバル
トの微粒子をアルミノシリケート表面に担持して作製することができる。なお、上記アル
ミノシリケートは、Ｃａ12（Ａｌ14-XＳｉX ）Ｏ33+0.5X の組成式を有し、組成式中のＸ
値は０≦Ｘ≦４の範囲である。担持法とは、例えば、硝酸コバルト水溶液にアルミノシリ
ケートを浸漬し、蒸発乾固する。得られる粉末状物質を６００℃以上で加熱すると、アル
ミノシリケート表面に担持された硝酸コバルトは分解して酸化コバルトに変化し、酸化コ
バルト担持アルミノシリケート触媒ができ上がる。本発明の方法では、酸化コバルトを、
例えば、酸化ニッケル、酸化鉄など他の金属酸化物で代替することもできる。
【０００７】
　更に、本発明の新規触媒は、前駆物質としてコバルト含有ハイドロガーネットを水熱法
にて合成し、それを３００℃以上で加熱することにより得られ、その化学組成は（Ｃａ3-
Y ＣｏY ）Ａｌ2 （ＳｉＯ4 ）3-Z （ＯＨ）4Zと表記される。なお、本発明の新規触媒は
、組成式中のＹ値が０＜Ｙ≦０．１０、Ｚ値が０≦Ｚ≦２．２の範囲であることを特徴と
する。また、本発明の新規触媒は、酸化触媒等に利用できる。
【０００８】
　本発明の酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒は、予めハイドロガーネットの構成
元素であるＣａ2+イオンの一部をＣｏ2+イオンで置換したコバルト含有ハイドロガーネッ
トを合成し、それを加熱分解して製造される。以下の説明の理解を深めるために、最初に
、ハイドロガーネットについて説明する。ハイドロガーネットは、ガーネット構造を有し
ており、その組成式はＣａ3 Ａｌ2 （ＳｉＯ4 ）3-Y （ＯＨ）4Yで示される。組成式中の
Ｙ値は０≦Ｙ≦３の任意の値をとる。ハイドロガーネットの組成式は、Ｙ値により異なり
、例えば、Ｙ＝０の場合はＣａ3 Ａｌ2 （ＳｉＯ4 ）3 、Ｙ＝１．５の場合はＣａ3 Ａｌ
2 （ＳｉＯ4 ）1.5 （ＯＨ）6 、Ｙ＝２．２の場合はＣａ3 Ａｌ2 （ＳｉＯ4 ）0.8 （Ｏ
Ｈ）8.8 、Ｙ＝３の場合はＣａ3 Ａ12（ＯＨ）12である。ハイドロガーネットの構造に占
めるＣａ2+イオンは、イオン半径の近い他の陽イオンと置換可能であり、例えば、Ｃｏ2+
イオンと置換させることができる。
【０００９】
　Ｃａ2+及びＣｏ2+イオンのイオン半径は、それぞれ０．１１２ｎｍ及び０．０９０ｎｍ
であり、後者の方が僅かに小さい。したがって、Ｃａ2+イオンがＣｏ2+イオンと置換した
とすれば、ハイドロガーネットの格子定数は若干小さくなる。Ｃａ2+イオンに対するＣｏ
2+イオンの置換量には限界が有ることから、実験からその限界値を求めた結果、Ｃｏ／Ｃ
ａ＝０．０３４４（＝０．１０／２．９０モル比）であった。Ｃｏ／Ｃａ＝０．０３４４
モル比のとき、ハイドロガーネットの組成式は、（Ｃａ2.9 Ｃｏ0.1 ）Ａｌ2 （ＳｉＯ4
）3-Y （ＯＨ）4Yである。コバルトの添加量は増えても良いが、後述するように、触媒活
性が低下するため、Ｃｏ／Ｃａ＝０．０３４４モル比以上の過剰なコバルトは加えない方
が得策である。
【００１０】
　本発明の酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒の製造方法を以下に示す。しかし、
これにより、本発明の酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒の製造方法が限定される
ものではない。酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒の前駆物質となるコバルト含有
ハイドロガーネットの合成法は、最初に、コバルト源、カルシア源、アルミナ源、シリカ
源をハイドロガーネットの組成、即ち、希望するＸ及びＹ値のコバルト含有ハイドロガー
ネットの組成に合わせて混合し、それに過剰の水を添加した混合物を調製する。ここで、
コバルト源には水酸化コバルト、酸化コバルト等、カルシア源には消石灰、生石灰、炭酸
カルシウム、石膏等、アルミナ源にはカオリン、アルミナゾル、ベーマイト、水酸化アル
ミニウム、酸化アルミニウム等、シリカ源にはカオリン、シリカ、非晶質シリカ、珪藻土
、ケイ砂、石英等を用いることができる。しかし、これらに制限されるものではなく、こ
れらと同効のものであれば同様に使用することができる。なお、コバルトとカルシウムの
合計値は、コバルト含有ハイドロガーネットの組成式（Ｃａ3-X ＣｏX ）Ａｌ2 （ＳｉＯ
4 ）3-Y （ＯＨ）4Y中の「３」になるようにする。好適には０＜Ｘ≦０．１０とする。ま
た、Ｙ値は０≦Ｙ≦２．２の範囲が好適である。
【００１１】
　調製した混合物をオートクレーブにて１００℃から２００℃の温度で５時間以上、水熱
処理を施すことによりコバルト含有ハイドロガーネットが合成される。１００℃以下の温
度では反応が十分に進行せず、一方、２００℃以上では余分な熱エネルギーを消費するこ
とになるため、１００〜２００℃が好適である。加熱時間は５時間より短くても良いが、
結晶性の良いコバルト含有ハイドロガーネットを得るには５時間以上が好適である。更に
、コバルト含有ハイドロガーネットを空気雰囲気にて３００℃以上、１０００℃以下の温
度範囲で加熱することにより酸化コバルトが高分散化した酸化コバルト担持アルミノシリ
ケート触媒を製造することができる。３００℃より低い温度で加熱した場合は、コバルト
含有ハイドロガーネットの分解が十分でなく、１０００℃より高い温度で加熱しても良い
が、省エネルギーの観点から必要ない。
【００１２】
　なお、置換に用いるイオンはコバルトに限る必要はなく、他のイオンであっても置換可
能なイオンであれば使用できる。結晶構造中に金属イオンを置換させ、熱分解により触媒
粒子が高分散化した高性能触媒を合成することができることはよく知られている。こうし
た触媒の製造方法は、層状複水酸化物（ＬＤＨ）を触媒前駆体とした例で実証済みの技術
であるが（例えば、F.Cavani, F.Trifiro and A.Vaccari, Catal.Today,Vol.11
(1991) p.173、B.Chen and J.L.Falconer,
J.Catal.,Vol.144(1993)p.214、S.Velu, R.Veda, A Ramani, B.M.Chenda and S.Sivasanker, Chem.
Commun., (1997)p.2107、S.Velu, K.Suzuki, M.P.Kapoor, F.Ohashi and T.Osaki, Appl. Catal. A, Vol.213 (2001)
p.47、S.Velu,K. Suzuki and T.Osaki,Catal.Let.,Vol.69(2000)p.43) 、ガーネット構造を有するコバルト含有ハイドロガーネットを触媒前駆体とした本
発明の触媒及びその製造方法は、本発明者等が初めて見出したものである。
【００１３】
　次に、本発明の方法において、Ｙ＝２．２のハイドロガーネットを一例として、当該ハ
イドロガーネット中にＣｏ2+イオンが置換し得る量について説明する。Ｃｏ／Ｃａ比を０
から０．０７１４まで変えて上記方法で合成したコバルト含有ハイドロガーネットのＸＲ
Ｄ測定結果を図１に示す。なお、図１中の白丸（○）はハイドロガーネット（Ｃａ3 Ａｌ
2 （ＳｉＯ4 ）0.8 （ＯＨ）8.8 ）、黒丸（●）はコバルト含有ハイドロガーネット（（
Ｃａ3-X ＣｏX ）Ａｌ2 （ＳｉＯ4 ）0.8 （ＯＨ）8.8 ）、三角（△）は酸化コバルト（
Ｃｏ3 Ｏ4 ）由来の回折ピークである。コバルト未添加（Ｃｏ／Ｃａ＝０）の試料はハイ
ドロガーネットのみが合成される。カルシウムの一部がコバルトで置換される（Ｃｏ／Ｃ
ａ＝０．０１６９）と、格子定数が小さくなるために回折線角度が高角側にシフトし、コ
バルト含有ハイドロガーネットの生成が確認される。コバルト添加量がＣｏ／Ｃａ＝０．
０３８０まで増えると、置換できない酸化コバルトが析出してくる。
【００１４】
　したがって、コバルトが置換し得る量は、Ｃｏ／Ｃａ＝０．０３４４が限界である。こ
のときの組成式は前述した通り、（Ｃａ2.9 Ｃｏ0.1 ）Ａｌ2 （ＳｉＯ4 ）0.8 （ＯＨ）
8.8 である。図１の結果を整理して、格子定数とＣｏ／Ｃａ比の関係を図２に示す。Ｃｏ
／Ｃａ比が０から０．０３４４までは格子定数が１．２４０８ｎｍから１．２３１３ｎｍ
まで次第に減少し、その後は０．０７１４まで１．２３１３ｎｍで変わらなかった。この
ことは、Ｃｏ2+イオンの置換がＣｏ／Ｃａ＝０〜０．０３４４までは添加したＣｏ2+イオ
ンの全量が行われ、それ以上、即ち、Ｃｏ／Ｃａ＞０．０３４４の置換は行われないこと
を意味している。以上の結果をまとめて表１に示す。
【００１５】
【表１】
2004105955.tif 000002
【００１６】
　更に、（Ｃａ2.9 Ｃｏ0.1 ）Ａｌ2 （ＳｉＯ4 ）0.8 （ＯＨ）8.8 の加熱温度と生成物
の関係をＸＲＤ測定にて調べたところ、室温から３００℃までは（Ｃａ2.9 Ｃｏ0.1 ）Ａ
ｌ2 （ＳｉＯ4 ）0.8 （ＯＨ）8.8 のままで変化しなかったが、３５０℃で加熱するとア
ルミノシリケート水酸化物（Ｃａ12Ａｌ10Ｓｉ4 Ｏ32（ＯＨ）6 ）、生石灰（ＣａＯ）及
び酸化コバルト（Ｃｏ3 Ｏ4 ）に変化した。３５０℃以上の加熱での生成物は、いずれも
アルミノシリケート水酸化物、生石灰及び酸化コバルトであった。７００℃以上で加熱す
るとアルミノシリケート水酸化物が更に脱水して無水のアルミノシリケート（Ｃａ12Ａｌ
10Ｓｉ4 Ｏ35）となった。
【００１７】
　Ｃｏ／Ｃａ比が０．０１６９、０．０２３８、０．０３４４、０．０７１４と異なる４
種類のコバルト含有ハイドロガーネットを合成し、４００℃で加熱した後の比表面積、酸
化コバルトの粒子径を表２に示す。比表面積はＣｏ／Ｃａ＝０．０３４４のハイドロガー
ネットが６．５ｍ2 ／ｇで最も大きく、その他のハイドロガーネットでは２〜３ｍ2 ／ｇ
程度であった。比表面積は、なるべく大きい方が触媒活性にとって良い。一方、酸化コバ
ルトの粒子径はＣｏ／Ｃａ＝０．０１６９〜０．０３４４のコバルト含有ハイドロガーネ
ットで２５０〜２７５Åとほぼ同程度であり、Ｃｏ／Ｃａ＝０．０７１４のそれで８５０
Åへと大きくなった。酸化コバルトの粒子径が大きくなることは、分散度の低下、即ち、
触媒活性の低下に繋がるために好ましくなく、なるべく小さな粒子径の酸化コバルトが求
められる。
【００１８】
【表２】
2004105955.tif 000003
【００１９】
　次に、Ｃｏ／Ｃａ＝０．０３４４のコバルト含有ハイドロガーネットの加熱温度と比表
面積及び酸化コバルト粒子径の関係を表３に示す。比表面積は、３５０及び４００℃で加
熱した後で５．７及び６．５ｍ2 ／ｇとほぼ同じ大きさを示したが、４５０℃以上で加熱
した後のそれは次第に小さくなった。一方、酸化コバルト粒子径は、３５０及び４００℃
で加熱した後で２６０及び２７５Åとほぼ同じ大きさを示したが、４５０℃以上で加熱し
た後のそれは４４７Åから次第に大きくなった。以上の結果は、酸化コバルト担持アルミ
ノシリケート触媒の製造には、Ｃｏ／Ｃａ＝０．０３４４、加熱温度＝４００℃以下、が
好適であることを意味している。
【００２０】
【表３】
2004105955.tif 000004
【００２１】
　次に、酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒の触媒活性を調べる方法について説明
する。反応装置としては、常圧小型固定床流通式反応装置を使用し、触媒粒子径＝３００
〜５００μｍ、反応温度＝室温〜５００℃、反応ガス＝プロピレン、ベンゼン、トルエン
の３種類、反応ガス濃度＝１０００ｐｐｍ、流通ガス＝空気、ガス流量＝１００ｍｌ／ｍ
ｉｎ、空間速度＝１００００ｈ-1、ガス分析＝ガスクロマトグラフィー（充填剤：Ｐｏｒ
ａｐａｋ　Ｐ、５Ａ　ｍｏｌｓｉｅｖｅ、活性炭、カラム：２ｍ×３）で行った。図３に
、４００℃加熱で製造した酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒を用いた場合の、プ
ロピレン、ベンゼン、トルエンの各反応ガスの分解率、比表面積とＣｏ／Ｃａ比の関係を
示す。分解率は比表面積と良い相関が認められ、いずれの反応ガスもＣｏ／Ｃａ＝０．０
３４４の触媒（（Ｃａ2.9 Ｃｏ0.1 ）Ａｌ2 （ＳｉＯ4 ）0.8 （ＯＨ）8.8 ）で最高の分
解率を示した。
【００２２】
　（Ｃａ2.9 Ｃｏ0.1 ）Ａｌ2 （ＳｉＯ4 ）0.8 （ＯＨ）8.8 を触媒に用い、反応温度を
変えてプロピレンの酸化分解を行った結果を図４に示す。反応温度が２００℃で２％の分
解率を示し、分解率は温度の上昇と共に向上し、３２５℃で１００％に達した。分解後の
生成物は、ＣＯ2 のみであった。なお、Ｈ2 Ｏは生成するものの分析をしていない。一方
、Ｃｏで置換されていない触媒、即ち、アルミノシリケートの触媒活性は、反応温度が３
２５℃でも分解率はゼロであり、４００℃で２％の分解率を示し、６２５℃で１００％に
達した。なお、触媒を使用せず、自己燃焼実験を行ったところ、プロピレンは６００℃以
上に加熱して初めて燃焼した。以上の結果は、アルミノシリケートを触媒として使用する
ことにより燃焼温度を低下させることが可能となり、更に、Ｃａの一部をＣｏで置換する
ことによりアルミノシリケートの触媒活性は、２００℃程度向上することを意味し、本発
明は、これらの酸化分解反応の一層の低温化を実現することを可能とするものである。本
発明の触媒は、揮発性有機化合物、炭化水素等の被処理物を酸化分解する酸化触媒として
有用である。
【００２３】
　以上の特長を有する酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒は、その製造法において
粉末として得ることができる。粉末としての利用以外に、成形体としての利用は多くの利
便性と新たな機能発現が期待される。成形体の形状は使用目的に合わせて決定され、成形
方法はセラミックス成形体の製造において使用される方法で行うことができる。成形体の
形状は、例えば、ペレット、顆粒、平板、柱状、円筒管、中空糸、モノリシス、ハニカム
などがあり、成形法には、鋳込み成形、加圧成形、乾式ＣＩＰ成形、射出成形、シート成
形などを使用することができる。また、形状と共に成形体の緻密さ、あるいは多孔質化が
求められ、成形時にはこれらも考慮して成形がなされることは当然のことである。
【００２４】
　本発明品の酸化触媒性能を調べる測定装置の一例の概略を図５に示す。装置は、ガス供
給部（１）、加熱部（２）、ガス分析部（３）から構成され、ガス供給部は酸化分解に供
する炭化水素や助燃剤の空気あるいは酸素を供給し、加熱部は試料を充填した反応管を所
定の温度に加熱し、ガス分析部は試料を通過した供給ガスの組成分析を行う。反応管は試
料の形状に合わせて変えてあり、その概略の一例を図６に示す。粉末、ペレット状及び顆
粒状試料（４）については、シリカガラス製反応管（５）の中央に充填し、その両端をロ
ックウール（６）で押さえて固定する。平板状試料（７）については、平板の両端をシー
ル剤を介してシリカガラス管（８）で押さえ、平板状試料にシリカガラス管を張り付けて
固定する。
【００２５】
　成形体とした酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒機能を、例えば、プロピレン、
ベンゼン、トルエンについて調べたると、いずれの炭化水素も２００℃以上の温度で分解
することが認められ、その分解率は粉末状でのそれと同等である。
【発明の効果】
【００２６】
　本発明は、酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒及びその製造法に係り、本発明に
より、１）従来の酸化あるいは燃焼触媒に比べて更に高活性な触媒を提供することができ
る、２）アルミノシリケートの構造中に包含又は吸蔵される活性酸素の作用により、従来
の触媒に比べて低い温度で更に高い酸化能力を発揮できる、３）３００℃以上、１０００
℃以下の低い温度条件で、簡便なプロセスで酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒を
製造することができる、４）揮発性有機化合物等を酸化分解する方法として有用である、
という格別の効果が奏される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
　次に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例により何ら
限定されるものではない。
【実施例１】
【００２８】
　カルシア源として消石灰０．７７ｇ、コバルト源として水酸化コバルト（Ｃｏ（ＯＨ)
2 ）０．０３３ｇ、アルミナ源としてアルミナゾル（Ａｌ2 Ｏ3 としての含有量；２０％
）１．８ｇ、シリカ源として非晶質シリカ０．２１ｇを秤量し、全容積が１４．６ｍｌに
なるように水を添加して混合物（懸濁液）を調製した。懸濁液を容量２５ｍｌのオートク
レーブに入れ、２５ｒｐｍで攪拌しながら２００℃、１５時間加熱した。その後、室温ま
で放冷し、ろ過、乾燥することにより（Ｃａ2.9 Ｃｏ0.1 ）Ａｌ2 （ＳｉＯ4 ）0.8 （Ｏ
Ｈ）8.8 の組成式で表されるコバルト含有ハイドロガーネットを合成した。次いで、上記
（Ｃａ2.9 Ｃｏ0.1 ）Ａｌ2 （ＳｉＯ4 ）0.8 （ＯＨ）8.8 の組成式のコバルト含有ハイ
ドロガーネットを４００℃、５時間加熱し、酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒を
合成した。
【００２９】
　次に、酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒を用い、反応温度を変えてプロピレン
の酸化分解を行った結果を図４に示す。触媒反応実験は、以下の内容で行った。反応装置
としては、常圧小型固定床流通式反応装置を使用し、触媒粒子径＝３００〜５００μｍ、
反応温度＝室温〜５００℃、反応ガス濃度＝１０００ｐｐｍ、流通ガス＝空気、ガス流量
＝１００ｍｌ／ｍｉｎ、空間速度＝１００００ｈ-1、ガス分析＝ガスクロマトグラフィー
（充填剤：Ｐｏｒａｐａｋ　Ｐ、５Ａ　ｍｏｌｓｉｅｖｅ、活性炭、カラム：２ｍ×３）
で行った。結果は、反応温度が２００℃で２％の分解率を示し、分解率は温度の上昇と共
に向上し、３２５℃で１００％に達した。分解後の生成物は、ＣＯ2 のみであった。なお
、Ｈ2 Ｏは生成するものの分析をしていない。
【実施例２】
【００３０】
　実施例１に記載の方法で合成した酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒を用い、実
施例１に記載の方法で触媒実験を行った。反応温度を変えてベンゼンの酸化分解を行った
結果を図７に示す。反応温度が２００℃で０％、２２５℃で１３％の分解率を示し、分解
率は温度の上昇と共に向上し、３００℃で１００％に達した。分解後の生成物は、ＣＯ2
のみであった。なお、Ｈ2 Ｏは生成するものの分析をしていない。
【実施例３】
【００３１】
　実施例１に記載の方法で合成した酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒を用い、実
施例１に記載の方法で触媒実験を行った。反応温度を変えてトルエンの酸化分解を行った
結果を図８に示す。反応温度が２２５℃で０％、２５０℃で２５％の分解率を示し、分解
率は温度の上昇と共に向上し、３２５℃で１００％に達した。分解後の生成物は、ＣＯ2
及びベンゼンであった。なお、Ｈ2 Ｏは生成するものの分析をしていない。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
　以上詳述したように、本発明は、酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒及びその製
造法に係り、本発明により、従来の酸化あるいは燃焼触媒に比べて更に高活性な触媒を提
供することができる。アルミノシリケートの構造中に包含又は吸蔵される活性酸素の作用
により、従来の触媒に比べて低い温度で更に高い酸化能力を発揮できる。３００℃以上、
１０００℃以下の低い温度条件で、簡便なプロセスで酸化コバルト担持アルミノシリケー
ト触媒を製造することができる。揮発性有機化合物等を酸化分解する方法として有用であ
る。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】Ｃｏ／Ｃａ比を０から０．０７１４まで変えて合成したコバルト含有ハイドロガーネットのＸＲＤ測定結果を示す。
【図２】Ｃｏ／Ｃａ比を０から０．０７１４まで変えて合成したコバルト含有ハイドロガーネットの格子定数とＣｏ／Ｃａ比の関係を示す。
【図３】酸化コバルト担持アルミノシリケート触媒を用い、反応温度３００℃におけるプロピレン（○）、ベンゼン（■）、トルエン（▲）の各反応ガスの分解率、比表面積（◆）及びＣｏ／Ｃａ比の関係を示す。
【図４】（Ｃａ2.9 Ｃｏ0.1 ）Ａｌ2 （ＳｉＯ4 ）0.8 （ＯＨ）8.8 を触媒に用い、反応温度を変えてプロピレンの酸化分解を行った結果を示す。
【図５】酸化触媒性能を調べる測定装置の概略図を示す。
【図６】反応管の形状の概略図を示す。
【図７】（Ｃａ2.9 Ｃｏ0.1 ）Ａｌ2 （ＳｉＯ4 ）0.8 （ＯＨ）8.8 を触媒に用い、反応温度を変えてベンゼンの酸化分解を行った結果を示す。
【図８】（Ｃａ2.9 Ｃｏ0.1 ）Ａｌ2 （ＳｉＯ4 ）0.8 （ＯＨ）8.8 を触媒に用い、反応温度を変えてトルエンの酸化分解を行った結果を示す。
【符号の説明】
【００３４】
（図５の符号）
　１　ガス供給部
　２　加熱部
　３　ガス分析部
（図６の符号）
　４　粉末、ペレット状及び顆粒状試料
　５　シリカガラス製反応管
　６　ロックウール
　７　平板状試料
　８　シリカガラス管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図６】
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