(57)【要約】【課題】有機シリコンを含有する排ガスに対し、活性低下の小さい燃焼触媒を提供し、高い浄化率を長時間維持できる技術を提供する。【解決手段】有機シリコンおよび揮発性有機化合物あるいは一酸化炭素を含有する排ガスを接触分解して無害化する浄化用触媒であって、Ｐｔを担持したモルデナイト触媒表面に、ゼオライト、またはＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２の中の一種以上で保護層を形成させた。また、この保護層がＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２の中の一種以上からなる担体に、活性成分としてＰｔが担持され、シリコンにより劣化した触媒層の一部が内部のＰｔ−モルデナイト触媒の保護層として機能させた。触媒内部への有機シリコンの蓄積を防止できるので、長期間、高い性能を維持でき、触媒の交換頻度を大幅に低減でき、ランニングコストも低下する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機シリコンおよび揮発性有機化合物あるいは一酸化炭素を含有する排ガスを、接触分解して無害化する浄化用触媒であって、Ｐｔを担持したモルデナイト触媒表面に、ゼオライト、またはＴｉＯ２　、Ａｌ２　Ｏ３　、ＳｉＯ２　の中の一種以上で保護層を形成させたことを特徴とするシリコン含有排ガスの浄化用触媒。
【請求項２】
前記保護層がＴｉＯ２　、Ａｌ２　Ｏ３　、ＳｉＯ２　の中の一種以上からなる担体に、活性成分としてＰｔが担持され、シリコンにより劣化した触媒層の一部が内部のＰｔ−モルデナイト触媒の保護層として機能するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のシリコン含有排ガスの浄化用触媒。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシリコン含有排ガスの浄化用触媒に係り、特に、工場や化学プラントから排出される排ガスに含まれる有機シリコン化合物等の有害有機物を、接触酸化により長期間高い浄化率で浄化する排ガス浄化技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工場からの排ガスには人体に悪影響をおよぼす有機化合物や炭化水素を含む場合が多く、これらを浄化する装置が必要となる。これらの浄化方法には、有害物質を直接吸着する方法と、触媒もしくはバーナ等により燃焼して無害な物質にする方法があり、排ガス中の有害物質の濃度や温度により使い分けられている。
【０００３】
このうち触媒燃焼法は、１００Å以上の細孔が全体の５０％以上を占めるといった非常に比表面積の大きいアルミナ担体に、ＰｔやＰｄといった貴金属を担持する技術（例えば特開昭５６−３０９５号公報参照）や、触媒の厚みを薄くして反応物質の拡散を容易にし、３００℃という低温から効率よく、排ガス中の有害物質を酸化する技術（例えば特開平６−３０４４８２号公報参照）などがよく知られており、低ランニングコストな燃焼触媒として広く用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の触媒燃焼法を、有機シリコンを含む排ガス処理に用いた場合、触媒の性能低下が大きく、触媒量の増加や交換頻度を多くすることで対応しているのが現状である。こうした方式ではランニングコストが高くなるという問題があり、耐久性に優れた燃焼触媒が必要とされる。
【０００５】
本発明の課題は、有機シリコンを含有する排ガスに対し、活性低下の小さい燃焼触媒を提供し、高い浄化率を長時間維持できる技術を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のシリコン含有排ガスの浄化用触媒は、有機シリコンおよび揮発性有機化合物あるいは一酸化炭素を含有する排ガスを、接触分解して無害化する浄化用触媒であって、Ｐｔを担持したモルデナイト触媒表面に、ゼオライト、またはＴｉＯ２　、Ａｌ２　Ｏ３　、ＳｉＯ２　の中の一種以上で保護層を形成させたことを特徴とするものである。
【０００７】
また、前記保護層がＴｉＯ２　、Ａｌ２　Ｏ３　、ＳｉＯ２　の中の一種以上からなる担体に、活性成分としてＰｔが担持され、シリコンにより劣化した触媒層の一部が内部のＰｔ−モルデナイト触媒の保護層として機能するようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
以下、本発明による作用を説明する。本発明者らは、揮発性有機化合物あるいは一酸化炭素の接触酸化触媒の有機シリコンによる劣化について詳細に研究した結果、次の様な現象があることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
▲１▼有機シリコンはＴｉＯ２　、Ａｌ２　Ｏ３　といったマクロポアをもつ物質により多く蓄積する。
【００１０】
▲２▼有機シリコンはモルデナイト層のうち表層部に蓄積し、これが拡散抵抗となるため、内部への侵入は抑制される。
【００１１】
本発明では、上記課題を解決するための手段に記した様に、モルデナイトにＰｔを担持した触媒を用い、表面をゼオライトもしくはマクロポアを多く持つＴｉＯ２　、Ａｌ２　Ｏ３　で被覆することを特徴としている。
【００１２】
これにより、表層部のマクロポアに優先的に有機シリコンが蓄積し、これが拡散抵抗となって触媒層内部への有機シリコンの蓄積を抑制することができる。仮に内部へ拡散したとしても、モルデナイトのミクロポア内に担持された活性成分は有機シリコンにより被覆されず、高い活性を長時間維持しながら排ガス浄化を行うことが可能になる。
【００１３】
また、モルデナイトにＰｔを担持した触媒をコーティングにより層状に担時することにより、有機シリコンは表層部のモルデナイト粒子間等のマクロポアに優先的に蓄積し、表層部が拡散抵抗となって保護層となり内部への有機シリコンの蓄積を抑制する。
【００１４】
本発明によれば、使用するＰｔ量は増加するが、内部のＰｔは被覆されないので、触媒の交換頻度を大きく低減することができ、低ランニングコストでの運転が可能になる。
【００１５】
【発明の実施例の形態】
本発明の実施形態の概要は、シリコン含有排ガスの浄化用触媒表面に所定の材料から構成される保護層を形成することにより、触媒表層部に優先的に有機シリコンを蓄積させ、これが拡散抵抗となって触媒層内部への有機シリコンの蓄積が抑制されるようにしたものである。仮に有機シリコンが内部へ拡散したとしても、拡散した有機シリコンにより被覆されず、高い活性を長時間維持可能な材料構成を選択したものである。以下、具体例を用いて本発明を詳述する。
【００１６】
「実施例１」
モルデナイト粉末（東ソー社製ＨＳＺ−６５０、ＳｉＯ２　／Ａｌ２　Ｏ３　＝２３）５０ｇに対し、重量割合でＰｔが０．５％になるように塩化白金酸水溶液（エヌ・イー・ケムキャット社製、ｌｏｔ．Ｎｏ１００１７０）を規定量加えて蒸発乾固後、５５０℃で２時間焼成してＰｔ−モルデナイト触媒を得た。
【００１７】
このＰｔ−モルデナイト粉末３０ｇと、シリカゾル（ＳｉＯ２　＝２０％）３０ｇ、水３０ｇを混合後、よく攪拌して均一な触媒スラリを得た。本スラリ中に、三角形流路を有するアルミノシリケート（ＳｉＯ２　・Ａｌ２　Ｏ３　）系セラミック繊維製コルゲートハニカム（流路形状：高さ２．２ｍｍ×底辺３．７３ｍｍ−０．１５ｔ、ニチアス（株）製を浸漬後、液切り、１２０℃で２時間乾燥した。
【００１８】
その後、モルデナイト粉末３０ｇ、水３０ｇを混合後よく攪拌してモルデナイトスラリを得て、前期触媒を浸漬して液切り、再び１２０℃で２時間乾燥した後、５００℃焼成２時間によりハニカム形状のＰｔ−モルデナイト触媒を得た。得られた触媒を用いて表１の条件で耐久試験を行い、初期活性および１００時間後の活性を測定した。
【００１９】
【表１】
2004066126.tif 000002
【００２０】
「実施例２」
実施例１において、モルデナイト粉末ではなく、ＴｉＯ２　粉末（Ｍｉｌｌｅｎｎｉｕｍ社製Ｇ５）３０ｇ、水７０ｇによりＴｉＯ２　スラリを得て、Ｐｔ−モルデナイト触媒の表面に、０．１ｍｍのＴｉＯ２　層を形成した以外は、実施例１と同様の操作を行った。
【００２１】
「実施例３」
実施例２におけるＴｉＯ２　層の替わりに、ＴｉＯ２　粉末（Ｍｉｌｌｅｎｎｉｕｍ社製Ｇ５）５０ｇに、重量割合でＰｔが０．５％になるように塩化白金酸水溶液を規定量加えて蒸発乾固後、５５０℃で２時間焼成して得たＰｔ−ＴｉＯ２　触媒層を設け、触媒を調製した。
【００２２】
「比較例１」
実施例１においてモルデナイト層を形成せず、それ以外は実施例１と同様の操作を行った。
【００２３】
「比較例２」
実施例１において、Ｐｔを担持したモルデナイトの替わりに、ＴｉＯ２　粉末（Ｍｉｌｌｅｎｎｉｕｍ社製Ｇ５）５０ｇに、重量割合でＰｔが０．５％になるように塩化白金酸水溶液を規定量加えて蒸発乾固後、５５０℃で２時間焼成してＰｔ−ＴｉＯ２　触媒を得る操作以外は、実施例１と同様の操作を行って触媒を調製した。
【００２４】
【表２】
2004066126.tif 000003
【００２５】
実施例１、２および比較例１、２の結果をまとめて表２に示す。表２は、各例の初期および１００時間後のベンゼン分解率を示したものである。実施例１、２および比較例１、２により、Ｐｔを担持したゼオライトの表面を、ゼオライトもしくはＴｉＯ２　などによって被覆することで、触媒性能の低下が抑制できることがわかる。
【００２６】
また、実施例３により、保護層としてＰｔを担持した触媒を用いても同様の効果が得られることは明らかであり、本発明により触媒の交換頻度を低減できることが分かった。
【００２７】
【発明の効果】
本発明により、触媒内部への有機シリコンの蓄積を防止できる有排ガス浄化用触媒が得られる。その結果、長期間、高い性能を維持する排ガス浄化装置を実現できる。また、触媒の交換頻度を大幅に低減でき、ランニングコストの低い装置となる。