(57)【要約】    【課題】  排ガス中の臭気成分としての有機化合物の除去効果に特に優れた性能を発揮する排ガス処理用触媒、およびそれを用いた排ガス処理方法を提供する。    【解決手段】  本発明にかかる排ガス処理用触媒は、担体としてのチタン系酸化物にＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、およびＡｕからなる群より選ばれる少なくとも１種の貴金属が担持され、ｐＫａ≦＋３．３の固体酸量が０．３０ｍｍｏｌ／ｇ以上である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
担体としてのチタン系酸化物にＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、およびＡｕからなる群より選ばれる少なくとも１種の貴金属が担持され、ｐＫａ≦＋３．３の固体酸量が０．３０ｍｍｏｌ／ｇ以上である、排ガス処理用触媒。
【請求項２】
前記チタン系酸化物が、Ａｌ、Ｓｉ、およびＺｒからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とＴｉとの複合酸化物である、請求項１に記載の排ガス処理用触媒。
【請求項３】
Ｖ、Ｗ、およびＭｏからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含む、請求項１または２に記載の排ガス処理用触媒。
【請求項４】
Ｆ、Ｐ、およびＳからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含む、請求項１から３までのいずれかに記載の排ガス処理用触媒。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれかに記載の排ガス処理用触媒に有機化合物含有ガスを接触させて、ガス中の有機化合物を分解する、排ガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス処理用触媒と排ガス処理方法に関する。詳しくは、各種排ガスに含まれる悪臭成分としての有機化合物を効率良く分解処理することで高い脱臭効果を発揮できる排ガス処理用触媒と、それを用いた排ガス処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷、塗装、樹脂加工、表面処理等を行う各種工場やゴミ焼却炉などから発生する排ガス中には、窒素酸化物、硫黄酸化物、硫化物、アミン類、有機化合物などの臭気成分が含まれ、これらの物質は微量であっても臭気性が高い。そこで、これらの臭気成分を除去するためのいくつかの方法が報告されている。
例えば、アルカリスクラバーにより排ガスを脱硫することで臭気を除く方法や、排ガスにアンモニアを添加して脱硝する方法などが良く知られている。
しかしながら、これらの方法は、脱硫または脱硝、すなわち、窒素酸化物、硫黄酸化物、硫化物、アミン類の除去を主たる目的としているので、有機化合物を原因とする臭気の脱臭効果は低いという問題があった。
【０００３】
臭気成分として窒素酸化物、硫黄酸化物、硫化物、アミン類とともに有機化合物をも除去することが可能な脱臭触媒として、特定の金属の複合酸化物を特定の金属の酸化物および貴金属成分とを組み合わせた触媒が報告されている（特許文献１参照）。
しかしながら、この触媒も、有機化合物の除去に特化して設計された触媒ではないため、有機化合物を原因とする臭気の脱臭効果は未だ不十分なものであった。
飽和炭化水素、不飽和炭化水素、アルコール類、エーテル類、アルデヒド類、ケトン類、エステル類、芳香族類、有機酸類などの有機化合物は各種臭気成分の中でも微量での臭気性が特に高いため、有機化合物の除去効果に特に優れた性能を発揮する脱臭触媒の開発が強く望まれている。
【特許文献１】特開平８−３３８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、排ガス中の臭気成分としての有機化合物の除去効果に特に優れた性能を発揮する排ガス処理用触媒、およびそれを用いた排ガス処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記課題を解決するべく鋭意検討を行った。
その結果、排ガス処理用触媒として、担体としてのチタン系酸化物にＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、およびＡｕからなる群より選ばれる少なくとも１種の貴金属が担持された触媒を選択するとともに、この触媒の表面に存在する強い酸点の量に着目したところ、ｐＫａ≦＋３．３の固体酸量を特定値以上とした場合に有機化合物の除去効果が極めて大きくなること、および、その特定値を下回ると有機化合物の除去効果が大きく低下することを見出した。また、排ガスが硫黄成分を含有する場合、チタン系酸化物は耐硫黄性に優れており、硫黄被毒による性能劣化を抑えることができる。このことから、有機化合物の除去効果に特に優れた性能を発揮する排ガス処理用触媒を得るためには、担体としてのチタン系酸化物にＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、およびＡｕからなる群より選ばれる少なくとも１種の貴金属が担持された触媒を選択するとともに、ｐＫａ≦＋３．３の固体酸量が特定値以上となるように設計すればよいことが判った。
【０００６】
すなわち、本発明にかかる排ガス処理用触媒は、担体としてのチタン系酸化物にＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、およびＡｕからなる群より選ばれる少なくとも１種の貴金属が担持され、ｐＫａ≦＋３．３の固体酸量が０．３０ｍｍｏｌ／ｇ以上である。
また、本発明にかかる排ガス処理方法は、本発明の排ガス処理用触媒に有機化合物含有ガスを接触させて、ガス中の有機化合物を分解する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ガス中の臭気成分としての有機化合物の除去効果に特に優れた性能を発揮する排ガス処理用触媒、およびその触媒を用いた排ガス処理方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明について詳しく説明するが、本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更実施し得る。
本発明にかかる排ガス処理用触媒は、担体として、チタン系酸化物を含む。
チタン系酸化物としては、チタンを含有する酸化物であれば特に限定されず、例えば、非晶質酸化チタン、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、およびこれらの混合物、ならびに、Ｔｉ−Ａｌ、Ｔｉ−Ｓｉなどのチタン系複合酸化物などが挙げられるが、特に、チタン系複合酸化物が好ましい。
【０００９】
チタン系複合酸化物とは、Ｘ線回折パターンにおいて酸化チタン（ＴｉＯ２）以外の物質に帰属される明らかな固有のピークを示さず、酸化チタン（ＴｉＯ２）についてはアナターゼ型酸化チタンに帰属される固有のピークを示さないか、もしくは示してもアナターゼ型酸化チタンの回折ピークよりもブロードな回折ピークを示すものを言う。
チタン系複合酸化物は、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、およびジルコニウム（Ｚｒ）からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とチタン（Ｔｉ）との複合酸化物であることが好ましい。Ａｌ、Ｓｉ、およびＺｒからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とＴｉとの複合酸化物とすることによって、触媒表面に強い酸点が形成しやすくなり、本発明の効果が十分に発現される。
【００１０】
チタン系複合酸化物は、２元系または３元系のチタン系複合酸化物であることが好ましい。
チタン系複合酸化物の具体例としては、例えば、Ｔｉ−Ａｌ、Ｔｉ−Ｓｉ、Ｔｉ−Ｚｒ等の２元系複合酸化物；Ｔｉ−Ａｌ−Ｓｉ、Ｔｉ−Ａｌ−Ｚｒ、Ｔｉ−Ｓｉ−Ｚｒの３元系複合酸化物；などが挙げられる。
チタン系複合酸化物におけるＴｉの含有量は、チタン系複合酸化物全体中のＴｉと他の元素（Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｒなど）との合計モル数に対して、４０〜９５モル％であることが好ましく、より好ましくは５０〜９５モル％、さらに好ましくは６０〜９５モル％である。
【００１１】
チタン系複合酸化物におけるＴｉ以外の元素（Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｒなど）の含有量は、特に制限されるものではないが、例えば、２元系複合酸化物の場合は、チタン系複合酸化物全体中のＴｉと他の元素（Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｒなど）との合計モル数に対して、５〜６０モル％であることが好ましく、より好ましくは５〜５０モル％、さらに好ましくは５〜４０モル％である。３元系複合酸化物の場合は、チタン系複合酸化物全体中のＴｉと他の元素（Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｒなど）との合計モル数に対して、１〜６０モル％であることが好ましく、より好ましくは５〜５０モル％、さらに好ましくは５〜４０モル％である。
チタン系複合酸化物の調製方法としては、特に制限はなく、例えば、沈殿法（共沈法）、加水分解法、ゾルゲル法、沈着法、混練法などの従来公知の方法を採用することができる。例えば、Ｔｉ−Ｓｉ複合酸化物であれば、コロイド状シリカなどのケイ素化合物をアンモニア水溶液に分散させて水溶液（Ａ）を調製し、この水溶液（Ａ）に攪拌下でチタン化合物の水溶液を徐々に滴下し、得られたスラリーを濾過、洗浄し、さらに乾燥した後、３００〜６００℃の高温で焼成することで得ることができる。また、例えば、Ｔｉ−Ｓｉ−Ｚｒ複合酸化物、Ｔｉ−Ａｌ−Ｓｉ複合酸化物であれば、前記水溶液（Ａ）に、さらにＺｒあるいはＡｌの塩の水溶液を加え、得られた水溶液に攪拌下でチタン化合物の水溶液を徐々に滴下し、得られたスラリーを濾過、洗浄し、さらに乾燥した後、３００〜６００℃の高温で焼成することで得ることができる。
【００１２】
本発明においては、本発明の効果が十分に発揮できる点で、チタン系複合酸化物としてＴｉ−Ｓｉ複合酸化物を用いることが好ましい。
チタン系複合酸化物を調製する際に用いる各元素の供給源は、特に制限されない。
Ｔｉ源としては、例えば、四塩化チタン、硫酸チタンなどの無機系チタン化合物や、蓚酸チタン、テトライソプロピルチタネートなどの有機系チタン化合物から適宜選択して使用することができる。
Ｓｉ源としては、例えば、コロイド状シリカ、水ガラス、微粒子ケイ素、四塩化ケイ素、シリカゲルなどの無機系ケイ素化合物や、テトラエチルシリケートなどの有機系ケイ素化合物から適宜選択して使用することができる。
【００１３】
Ｚｒ源としては、例えば、塩化ジルコニウム、硫酸ジルコニウムなどの無機系ジルコニウム化合物や、シュウ酸ジルコニウムなどの有機系ジルコニウム化合物から適宜選択して使用することができる。
Ａｌ源としては、例えば、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウムなどの無機系アルミニウム化合物や、酢酸アルミニウムなどの有機系アルミニウム化合物から適宜選択して使用することができる。
従来公知の方法で調製されたチタン系複合酸化物は、そのまま担体として用いてもよいし、さらに担体として好ましい形状に成形してもよい。
【００１４】
担体として好ましい形状としては、例えば、板状、波板状、網状、ハニカム状、円柱状、球状、円筒状などが挙げられる。また、コージェライト、アルミナ、チタニアなどの成形体（板状、ハニカム状、球状など）に、チタン系複合酸化物をウォッシュコートする方法も採用できる。
本発明にかかる排ガス処理用触媒は、担体としてのチタン系酸化物にＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、およびＡｕからなる群より選ばれる少なくとも１種の貴金属が担持されてなる。担持成分としてこれら貴金属を用いることにより、担体の強い酸点が損なわれず、触媒表面に強い酸点が形成しやすくなり、本発明の効果が十分に発現される。
【００１５】
担持成分としての貴金属の供給原料としては、通常の触媒製造などに利用されている材料が使用できる。具体的には、硝酸塩、ハロゲン化物、アンモニウム塩、アンミン錯体、水酸化物などが挙げられる。
担体への担持成分の担持手段としては、通常の貴金属担持金属酸化物触媒と同様の担持手段が採用できる。担体に担持成分を担持させる処理工程では、担持成分を担体の表面から内部方向にかけて均等に担持させることもできるし、担体の外表面近傍に偏在させて担持させることもできるが、担体の外表面近傍に担持成分を偏在させて担持させることが好ましい。
【００１６】
担持成分としての貴金属の担持量は、材料の組み合わせや担持処理の条件などによっても異なるが、触媒の全体量に対して０．００５〜２．０重量％の範囲が好ましく、０．０１〜１．０重量％の範囲がより好ましい。貴金属の担持量が少なすぎると触媒活性が低くなる。貴金属の担持量が多すぎても、活性向上に対する効果は望めず、経済性を損なうのみである。
担持成分としての貴金属は、通常、粒子の形態で担体に担持される。担持成分としての貴金属の粒径としては、平均粒子径３０ｎｍ以下のものが好ましく、さらに好ましくは２０ｎｍ以下である。担持成分としての貴金属の粒子径が小さく、高分散化された状態であるほど、活性が高くなる。
【００１７】
本発明にかかる排ガス処理用触媒は、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、およびモリブデン（Ｍｏ）からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含むことが好ましい。
本発明にかかる排ガス処理用触媒がバナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、およびモリブデン（Ｍｏ）からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含むことにより、触媒表面に強い酸点が形成しやすくなり、本発明の効果が十分に発現される。
本発明にかかる排ガス処理用触媒として、Ｖ、Ｗ、およびＭｏからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含む排ガス処理用触媒を調製する場合は、チタン系酸化物に、活性種としてＶ、Ｗ、およびＭｏからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を添加することが好ましい。
【００１８】
チタン系酸化物にＶ、Ｗ、およびＭｏからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を添加する方法としては、特に限定されず、例えば、沈殿法（共沈法）、加水分解法、ゾルゲル法、沈着法、混練法などにより添加することができる。具体的には、チタン系酸化物の粉末に、添加しようとする活性種源（バナジウム源、タングステン源、モリブデン源のうちの１種以上）を含む水溶液を、一般にこの種の成形を行う際に用いられる有機または無機の成形助剤とともに加え、混合、混錬しつつ加熱して水分を蒸発させ、押出し可能なペースト状とし、これを押出し成形機でハニカム状等に成形した後、乾燥し空気中にて高温（好ましくは２００〜６００℃）で焼成する方法等が挙げられる。また、別の方法として、チタン系酸化物の粉末を予め球状、円柱状のペレット、格子状のハニカムなどの形に成形し、焼成した後、添加しようとする活性種源（バナジウム源、タングステン源、モリブデン源のうちの１種以上）を含む水溶液を含浸させる方法も採用することができる。また、チタン系酸化物の粉末を、添加しようとする活性種の酸化物（バナジウム酸化物、タングステン酸化物、モリブデン酸化物のうちの１種以上）の粉体と直接混練する方法で調製することもできる。また、チタン系酸化物を調製する工程で、Ｔｉ源、Ｓｉ源などを含む溶液またはスラリーに、添加しようとする活性種源（Ｖ、Ｗ、Ｍｏから選ばれる１種以上）を含む水溶液を添加する方法や、チタン系酸化物を調製する工程で、濾過などによりスラリーから水分を除去して得られたケーキに、添加しようとする活性種源（Ｖ、Ｗ、Ｍｏから選ばれる１種以上）を含む水溶液を添加して混合し、乾燥、焼成する方法も採用できる。
【００１９】
Ｖ、Ｗ、Ｍｏの各供給源は、特に制限されない。
バナジウム源としては、バナジウム酸化物のほか、焼成によってバナジウム酸化物を生成するものであれば、無機化合物および有機化合物のいずれも用いることができ、具体的には、バナジウムを含む水酸化物、アンモニウム塩、蓚酸塩、ハロゲン化物、硫酸塩などから適宜選択して用いることができる。
タングステン源としては、例えば、酸化タングステン、パラタングステン酸アンモニウム、メタタングステン酸アンモニウム、タングステン酸などから適宜選択して用いることができる。
【００２０】
モリブデン源としては、焼成によりモリブデン酸化物を生成するものであれば、無機化合物および有機化合物のいずれも用いることができ、例えば、モリブデンを含む酸化物、水酸化物、アンモニウム塩、ハロゲン化物などから適宜選択して用いることができ、具体的には、パラモリブデン酸アンモニウム、モリブデン酸などから適宜選択して用いることができる。
本発明にかかる排ガス処理用触媒がＶ、Ｗ、およびＭｏからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含む場合、これらの元素の含有量は、特に制限されるものではないが、例えば、各元素の酸化物換算重量比で、触媒の全重量に対し、それぞれ、０．１〜２５重量％であることが好ましく、１〜２０重量％であることがより好ましい。
【００２１】
本発明にかかる排ガス処理用触媒は、フッ素（Ｆ）、リン（Ｐ）、および硫黄（Ｓ）からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含むことが好ましい。
本発明にかかる排ガス処理用触媒がフッ素（Ｆ）、リン（Ｐ）、および硫黄（Ｓ）からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含むことにより、触媒表面に強い酸点が形成しやすくなり、本発明の効果が十分に発現される。
本発明にかかる排ガス処理用触媒として、Ｆ、Ｐ、およびＳからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含む排ガス処理用触媒を調製する場合は、チタン系酸化物に、活性種としてＦ、Ｐ、およびＳからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を添加することが好ましい。
【００２２】
チタン系酸化物にＦ、Ｐ、およびＳからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を添加する方法としては、特に限定されず、例えば、フッ化水素酸（ＨＦ）、リン酸、硫酸の水溶液や、水溶性のフッ化物、リン酸塩、硫酸塩などの水溶液に、触媒を浸漬する方法や、触媒にＨＦ、ＳＯ２などを含むガスを接触させる方法、などから適宜選択して用いることができる。また、Ｆ、Ｐ、Ｓの供給源を担体に予め添加してから貴金属を担持してもよいし、貴金属を担持する際に同時にＦ、Ｐ、Ｓの供給源を添加してもよく、また、貴金属を担持した後にＦ、Ｐ、Ｓの供給源を添加してもよい。
Ｆ、Ｐ、Ｓの各供給源は、特に制限されない。
【００２３】
フッ素源としては、フッ化水素酸、フッ化水素アンモニウム、ポリテトラフルオロエタンなどが挙げられる。
リン源としては、リン酸、亜リン酸、リン酸アンモニウムなどが挙げられる。
硫黄源としては、硫酸、硫酸アンモニウム、硫酸水素アンモニウム、ＳＯ２ガスなどが挙げられる。
本発明にかかる排ガス処理用触媒がＦ、Ｐ、およびＳからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含む場合、これらの元素の含有量は、特に制限されるものではないが、例えば、各元素の酸化物換算重量比で、触媒の全重量に対し、それぞれ、０．０１〜３重量％であることが好ましく、０．５〜３重量％であることがより好ましく、１．５〜３重量％であることがさらに好ましい。
【００２４】
本発明にかかる排ガス処理用触媒としては、以上に述べたような触媒成分のみを触媒の構成材料として用い、この触媒成分を一定の形状に成形してなる成形型触媒が好ましい形態ではあるが、特にこれに限定されるわけではなく、所望の形状を有する任意の不活性担体等に触媒成分を担持させてなる担持型触媒であってもよいし、あるいは、これら成形型触媒と担持型触媒の調製法を適宜組み合わせて得られる触媒であってもよい。
本発明にかかる排ガス処理用触媒の形状は、特に限定されず、例えば、ハニカム状、球状、板状、網状、円柱状、円筒状、波状（コルゲート）状、パイプ状およびドーナツ状等の多様な形状が好適に採用できる。なお、このように多様な形状を有する触媒は、例えば、押出し成形機などを用いて所望の形状とし焼成したような触媒成分のみからなる一体成形体であってもよいし、また、所望の形状を有する耐熱基材上に、触媒成分や触媒成分となり得るものを塗布して、コートし、焼成したようなものであってもよい。耐熱基材としては、例えば、ステンレス鋼などの金属やコージェライト、ムライト、ＳｉＣ等のセラミックス、繊維状セラミックスを紙状素材に抄造したセラミックペーパーなどを、ハニカム状、球状、板状、網状、円柱状、円筒状、波板（コルゲート）状、パイプ状、ドーナツ状、格子状、プレート状（波状プレートを複数積み重ねて隣り合うプレート同士の間に空間を設けるようにしてなる形状）、波状等の形状に加工したものが例示できる。
【００２５】
本発明にかかる排ガス処理用触媒は、ｐＫａ≦＋３．３の固体酸量が０．３０ｍｍｏｌ／ｇ以上であることを特徴とする。ｐＫａ≦＋３．３の固体酸量が０．３０ｍｍｏｌ／ｇ未満の場合、排ガス中の臭気の原因である有機化合物の除去が十分に達成できない。
本発明にかかる排ガス処理用触媒は、ｐＫａ≦＋３．３の固体酸量が好ましくは０．３２ｍｍｏｌ／ｇ以上、より好ましくは０．３５ｍｍｏｌ／ｇ以上、さらに好ましくは０．３７ｍｍｏｌ／ｇ以上、特に好ましくは０．４０ｍｍｏｌ／ｇ以上である。
ｐＫａ≦＋３．３の固体酸量の上限値は特に限定されず、多ければ多いほど良いが、あまりに多すぎると、逆に触媒活性が低下するおそれがあるため、好ましくは０．８０ｍｍｏｌ／ｇ以下、より好ましくは０．７０ｍｍｏｌ／ｇ以下、さらに好ましくは０．６０ｍｍｏｌ／ｇ以下である。
【００２６】
このように、触媒表面に酸点を多く存在させることにより、排ガス中の臭気の原因である有機化合物を大きく化学吸着させることができ、しかも、電子的相互作用によって吸着された有機化合物を活性化させることができるので、有機化合物の分解反応が大きく促進される。
本発明にかかる排ガス処理用触媒を製造する方法は特に限定されないが、前述したような好ましい方法で調製すれば、ｐＫａ≦＋３．３の固体酸量を容易に０．３０ｍｍｏｌ／ｇ以上とすることができる。
本発明にかかる排ガス処理用触媒のＢＥＴ比表面積は、特に制限されないが、３０〜２５０ｍ２／ｇであることが好ましく、より好ましくは４０〜２５０ｍ２／ｇ、さらに好ましくは４５〜２５０ｍ２／ｇである。
【００２７】
本発明にかかる排ガス処理用触媒の細孔容積は、特に限定されないが、０．２０〜０．８０ｃｍ３／ｇであることが好ましく、０．２５〜０．７０ｃｍ３／ｇであることがより好ましく、０．２５〜０．６０ｃｍ３／ｇであることがさらに好ましい。
以上のようにして得られた本発明にかかる排ガス処理用触媒に有機化合物含有ガスを接触させることにより、ガス中の有機化合物を効率的に分解することができる。
すなわち、本発明にかかる排ガス処理方法は、本発明の排ガス処理用触媒に有機化合物含有ガスを接触させて、ガス中の有機化合物を分解する。
本発明にかかる排ガス処理用触媒は、通常、金属などで構成された容器状の触媒反応器に収容して使用されることが好ましい。触媒反応器には、排ガス（有機化合物含有ガス）の導入口と排出口が設けられ、内部に収容された触媒に排ガス（有機化合物含有ガス）が効率的に接触できるような構造を備えておくことが好ましい。
【００２８】
本発明の排ガス処理用触媒に有機化合物含有ガスを接触させて、ガス中の有機化合物を分解する際の条件については、特に制限がなく、この種の反応に一般的に用いられている条件で実施することができる。具体的には、ガスの種類、性状、要求される有機化合物の分解除去率などを考慮して適宜決定すればよい。
本発明にかかる排ガス処理方法において、各種排ガス（有機化合物含有ガス）の処理を行う場合の排ガス（有機化合物含有ガス）の空間速度は、通常、１００〜１０００００Ｈｒ−１（ＳＴＰ）であり、好ましくは２００〜５００００Ｈｒ−１（ＳＴＰ）、より好ましくは２００〜２９０００Ｈｒ−１（ＳＴＰ）である。上記空間速度が１００Ｈｒ−１未満であると、一般的に、処理装置が大きくなり過ぎて非効率となり、１０００００Ｈｒ−１を超える場合は、各種排ガス（有機化合物含有ガス）中の有機化合物の分解・除去の効率が低下するおそれがある。
【００２９】
処理対象とする各種排ガス（有機化合物含有ガス）の温度については、１００〜５００℃であることが好ましく、より好ましくは２００〜５００℃、さらに好ましくは２５０〜５００℃である。
処理対象とする各種排ガス（有機化合物含有ガス）中の臭気の原因となる有機化合物としては、特に限定されないが、例えば、プロパン、ペンタン、ヘキサンなどの飽和炭化水素；ペンテン、ヘキセンなどの不飽和炭化水素；エタノール、ブタノールなどのアルコール類；ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなどのアルデヒド類；アセトン、メチルエチルケトン、アセトフェノンなどのケトン類；エチルエーテル、ビニルエーテルなどのエーテル類；酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類；ベンゼン、トルエン、キシレン、フェノールなどの芳香族類；酢酸、酪酸、フタル酸、安息香酸などの有機酸類；などが挙げられる。
【実施例】
【００３０】
以下に、実施例および比較例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例および比較例における、測定方法および評価方法を以下に示す。
＜Ｘ線回折分析＞
スペクトリス社製のＸ’ｐｅｒｔ  ＰＲＯを用いて分析した。
＜蛍光Ｘ線分析＞
下記条件にて行った。
分析装置：（株）リガク製のＲＩＸ２０００
分析時の試料雰囲気：真空
試料スピン速度：６０ｒｐｍ
Ｘ線源：Ｒｈ管球
＜固体酸量の測定＞
ｐＫａ≦＋３．３の固体酸量をｎ−ブチルアミン滴定法で求めた。ｐＫａ＝＋３．３の指示薬としてｐ−ジメチルアミノアゾベンゼンを用いた。具体的には、１２０℃で３時間以上乾燥した粉体試料０．２ｇを精密天秤で秤量し、試験管に入れ、約２０ｍｌのベンゼンを加えた。そこに、上記指示薬をベンゼンに溶かした溶液数滴を加え、栓をしてよく振り混ぜたところ、指示薬の酸性色である赤色に呈色した。これに、０．１３ｍｍｏｌ／ｍｌのｎ−ブチルアミンのベンゼン溶液をミクロビュレットで加え、試料が指示薬の塩基性色である黄色に変色した点を滴定の終点とし、滴定量と試料重量とから固体酸量（ｍｍｏｌ／ｇ）を算出した。
【００３１】
＜プロパン除去試験＞
下記の試験条件でプロパン除去試験を行い、プロパン除去率（％）を算出した。
排ガス組成＝Ｃ３Ｈ８：４００ｐｐｍ、Ｏ２  ：２０％、Ｎ２  ：バランス
反応器入口ガス温度＝３５０℃
空間速度（ＳＴＰ）＝１３０００Ｈｒ−１
プロパン除去率算出式：
プロパン除去率（％）＝〔（反応器入口プロパン濃度）−（反応器出口プロパン濃度）〕／（反応器入口プロパン濃度）×１００
〔実施例１〕
（１）Ｔｉ−Ｓｉ複合酸化物（ａ）の調製
２５重量％アンモニア水１４１リットルにスノーテックス−２０（日産化学（株）製シリカゾル、約２０重量％のＳｉＯ２含有）７．７ｋｇを加え、攪拌、混合した後、硫酸チタニルの硫酸溶液（ＴｉＯ２として７０ｇ／リットル、硫酸濃度２８７ｇ／リットル）２６４リットルを攪拌しながら徐々に滴下した。得られたゲルを１時間放置した後、ろ過、水洗し、続いて１２０℃で２０時間乾燥した。これを４８０℃で３時間焼成し、さらにハンマーミルを用いて粉砕し、分級機で分級して、平均粒子径１２μｍの粉体を得た。
【００３２】
図１に示すように、得られた粉体のＸ線回折チャートではＳｉＯ２の明らかな固有ピークは認められず、２θ＝２５．３°にブロードな回折ピークが得られ、チタンとケイ素との複合酸化物（Ｔｉ−Ｓｉ複合酸化物）であることが確認された。
（２）Ｔｉ−Ｓｉ球状ペレット担体の成形
上記Ｔｉ−Ｓｉ複合酸化物（ａ）１０ｋｇに、水６リットルを加え、成形助剤としてのデンプン０．５ｋｇおよびガラス繊維０．７５ｋｇを加えて混合し、適量の水を加えつつニーダーでよく混練りした。さらに、押出成形機で直径５ｍｍ、長さ５ｍｍの円柱ペレット状に成形した直後、回転式整粒機で球状に整粒して、８０℃で乾燥し、４９０℃で３時間、空気雰囲気下で焼成することにより、平均直径５ｍｍの球状ペレット担体を得た。
（３）触媒成分の担持による触媒の製造
上記Ｔｉ−Ｓｉ球状ペレット担体を、ヘキサアンミン白金水溶液に含浸した後、乾燥させた。次いで、４５０℃で３時間、空気雰囲気下で焼成して触媒Ａを得た。
【００３３】
得られた触媒Ａの組成を分析したところ、重量比で、Ｔｉ：Ｓｉ：Ｐｔ＝９２．１：７．７：０．２（ＴｉおよびＳｉは、それぞれＴｉＯ２、ＳｉＯ２として換算）であった。なお、触媒組成の分析は、蛍光Ｘ線分析によって行った。
（４）固体酸量の測定
触媒Ａを１００μｍ以下に粉砕し、充分乾燥した後、ｐＫａ≦＋３．３の固体酸量をｎ−ブチルアミン滴定法で求めた。ｐＫａ＝＋３．３の指示薬としてｐ−ジメチルアミノアゾベンゼンを用いた。
触媒Ａの固体酸量は、０．３７ｍｍｏｌ／ｇであった。
【００３４】
触媒Ａを用いてプロパン除去試験を行い、プロパン除去率を求めた。
結果を表１に示した。
〔実施例２〕
実施例１において、ヘキサアンミン白金水溶液のかわりにジニトロジアンミン白金水溶液を用いた以外は実施例１と同様の方法で、触媒Ｂを得た。
得られた触媒Ｂの組成を蛍光Ｘ線分析により分析したところ、重量比で、Ｔｉ：Ｓｉ：Ｐｔ＝９２．１：７．７：０．２（ＴｉおよびＳｉは、それぞれＴｉＯ２、ＳｉＯ２として換算）であった。
【００３５】
実施例１と同様の方法で固体酸量を測定した結果、触媒Ｂの固体酸量は０．３７ｍｍｏｌ／ｇであった。
触媒Ｂを用いてプロパン除去試験を行い、プロパン除去率を求めた。
結果を表１に示した。
〔実施例３〕
実施例１の（２）Ｔｉ−Ｓｉ球状ペレット担体の成形において、Ｔｉ−Ｓｉ複合酸化物（ａ）１０ｋｇに、硫黄源として、市販の硫酸アンモニウム０．３ｋｇを添加した以外は実施例１と同様の方法で、触媒Ｃを得た。
【００３６】
得られた触媒Ｃの組成を蛍光Ｘ線分析により分析したところ、重量比で、Ｔｉ：Ｓｉ：Ｓ：Ｐｔ＝９０．８：７．６：１．４：０．２（ＴｉおよびＳｉは、それぞれＴｉＯ２、ＳｉＯ２として換算）であった。
実施例１と同様の方法で固体酸量を測定した結果、触媒Ｃの固体酸量は０．４９ｍｍｏｌ／ｇであった。
触媒Ｃを用いてプロパン除去試験を行い、プロパン除去率を求めた。
結果を表１に示した。
〔実施例４〕
実施例１の（２）Ｔｉ−Ｓｉ球状ペレット担体の成形において、Ｔｉ−Ｓｉ複合酸化物（ａ）９．８ｋｇに、市販の酸化タングステン粉体０．２ｋｇを添加したこと以外は実施例１と同様の方法で、触媒Ｄを得た。
【００３７】
得られた触媒Ｄの組成を蛍光Ｘ線分析により分析したところ、重量比で、Ｔｉ：Ｓｉ：Ｗ：Ｐｔ＝９０．３：７．５：２：０．２（Ｔｉ、ＳｉおよびＷは、それぞれＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＷＯ３として換算）であった。
実施例１と同様の方法で固体酸量を測定した結果、触媒Ｄの固体酸量は０．４１ｍｍｏｌ／ｇであった。
触媒Ｄを用いてプロパン除去試験を行い、プロパン除去率を求めた。
結果を表１に示した。
〔実施例５〕
（１）Ｔｉ−Ｓｉ複合酸化物（ｂ）の調製
２５重量％アンモニア水１４８リットルにスノーテックス−２０（日産化学（株）製シリカゾル、約２０重量％のＳｉＯ２含有）３．９ｋｇを加え、攪拌、混合した後、硫酸チタニルの硫酸溶液（ＴｉＯ２として７０ｇ／リットル、硫酸濃度２８７ｇ／リットル）２７８リットルを攪拌しながら徐々に滴下した。得られたゲルを１時間放置した後、ろ過、水洗し、続いて１２０℃で２０時間乾燥した。これを４８０℃で３時間焼成し、さらにハンマーミルを用いて粉砕し、分級機で分級して、平均粒子径１３μｍの粉体を得た。
【００３８】
図２に示すように、得られた粉体のＸ線回折チャートではＳｉＯ２の明らかな固有ピークは認められず、２θ＝２５．３°にブロードな回折ピークが得られ、チタンとケイ素との複合酸化物（Ｔｉ−Ｓｉ複合酸化物）であることが確認された。
（２）Ｔｉ−Ｓｉ球状ペレット担体の成形
上記Ｔｉ−Ｓｉ複合酸化物（ｂ）１０ｋｇに、水６リットルを加え、成形助剤としてのデンプン０．５ｋｇおよびガラス繊維０．７５ｋｇを加えて混合し、適量の水を加えつつニーダーでよく混練りした。さらに、押出成形機で直径５ｍｍ、長さ５ｍｍの円柱ペレット状に成形した直後、回転式整粒機で球状に整粒して、８０℃で乾燥し、４９０℃で３時間、空気雰囲気下で焼成することにより、平均直径５ｍｍの球状ペレット担体を得た。
（３）触媒成分の担持による触媒の製造
上記Ｔｉ−Ｓｉ球状ペレット担体を、ヘキサアンミン白金水溶液に含浸した後、乾燥させた。次いで、４５０℃で３時間、空気雰囲気下で焼成して触媒Ｅを得た。
【００３９】
得られた触媒Ｅの組成を分析したところ、重量比で、Ｔｉ：Ｓｉ：Ｐｔ＝９５．９：３．９：０．２（ＴｉおよびＳｉは、それぞれＴｉＯ２、ＳｉＯ２として換算）であった。なお、触媒組成の分析は、蛍光Ｘ線分析によって行った。
（４）固体酸量の測定
触媒Ｅを１００μｍ以下に粉砕し、充分乾燥した後、ｐＫａ≦＋３．３の固体酸量をｎ−ブチルアミン滴定法で求めた。ｐＫａ＝＋３．３の指示薬としてｐ−ジメチルアミノアゾベンゼンを用いた。
触媒Ｅの固体酸量は、０．３２ｍｍｏｌ／ｇであった。
【００４０】
触媒Ｅを用いてプロパン除去試験を行い、プロパン除去率を求めた。
結果を表１に示した。
〔比較例１〕
実施例１の（２）Ｔｉ−Ｓｉ球状ペレット担体の成形において、Ｔｉ−Ｓｉ複合酸化物（ａ）の代わりに市販のアナターゼ型チタニア粉体（ＤＴ−５１（商品名）、ミレニアム社製）を使用したこと、および、ヘキサアンミン白金水溶液の代わりにジニトロジアンミン白金水溶液を用いたこと以外は実施例１と同様の方法で、触媒Ｆを得た。
得られた触媒Ｆの組成を蛍光Ｘ線分析により分析したところ、重量比で、ＴｉＯ２：Ｐｔ＝９９．８：０．２であった。
【００４１】
実施例１と同様の方法で固体酸量を測定した結果、触媒Ｆの固体酸量は０．１８ｍｍｏｌ／ｇであった。
触媒Ｆを用いてプロパン除去試験を行い、プロパン除去率を求めた。
結果を表１に示した。
また、担体として用いた市販のアナターゼ型チタニア粉体のＸ線回折チャートを図３に示した。
〔比較例２〕
実施例１の（２）Ｔｉ−Ｓｉ球状ペレット担体の成形において、Ｔｉ−Ｓｉ複合酸化物（ａ）の代わりに市販のγ−Ａｌ２Ｏ３粉体を使用したこと、および、ヘキサアンミン白金水溶液の代わりにジニトロジアンミン白金水溶液を用いたこと以外は実施例１と同様の方法で、触媒Ｇを得た。
【００４２】
得られた触媒Ｇの組成を蛍光Ｘ線分析により分析したところ、重量比で、Ａｌ２Ｏ３：Ｐｔ＝９９．８：０．２であった。
実施例１と同様の方法で固体酸量を測定した結果、触媒Ｇの固体酸量は０ｍｍｏｌ／ｇであった。
触媒Ｇを用いてプロパン除去試験を行い、プロパン除去率を求めた。
結果を表１に示した。
〔比較例３〕
実施例１の（１）Ｔｉ−Ｓｉ複合酸化物（ａ）の調製において、Ｔｉ−Ｓｉ複合酸化物（ａ）の焼成条件を８００℃で５時間としたこと、および、ヘキサアンミン白金水溶液の代わりにジニトロジアンミン白金水溶液を用いたこと以外は実施例１と同様の方法で、触媒Ｈを得た。
【００４３】
得られた触媒Ｈの組成を蛍光Ｘ線分析により分析したところ、重量比で、Ｔｉ：Ｓｉ：Ｐｔ＝９２．１：７．７：０．２（ＴｉおよびＳｉは、それぞれＴｉＯ２、ＳｉＯ２として換算）であった。
実施例１と同様の方法で固体酸量を測定した結果、触媒Ｈの固体酸量は０．２７ｍｍｏｌ／ｇであった。
触媒Ｈを用いてプロパン除去試験を行い、プロパン除去率を求めた。
結果を表１に示した。
【００４４】
【表１】
2005270872.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明にかかる排ガス処理用触媒は、各種排ガスに含まれる悪臭成分としての有機化合物を効率良く分解処理することで高い脱臭効果を発揮できるため、例えば、印刷、塗装、樹脂加工、表面処理等を行う各種工場、ゴミ焼却炉などから発生する排ガスの脱臭に好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施例１で得られたＴｉ−Ｓｉ複合酸化物（ａ）のＸ線回折チャートを示す図である。
【図２】実施例５で得られたＴｉ−Ｓｉ複合酸化物（ｂ）のＸ線回折チャートを示す図である。
【図３】比較例１で用いた市販のアナターゼ型チタニア粉体のＸ線回折チャートを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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