(57)【要約】【課題】過酸化水素含有廃液のpHにかかわらず過酸化水素を分解でき、金属類の溶出が極めて少なく、不活性ガス等を用いずに安価に得られる過酸化水素分解触媒活性炭を提供する。【解決手段】アクリロニトリル共重合体を酸素3％以上の酸化雰囲気で燃焼して得られるガラス状不定形のアクリロニトリル共重合体溶融物をそのまま、或いは粉状にし、タールやピッチ等の粘結剤及び水と混合して粒状に成形後ガス賦活して得られる活性炭は、過酸化水素含有廃液のpHにかかわらず過酸化水素を分解し、金属類の溶出が極めて少ない過酸化水素分解触媒活性炭として作用する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクリロニトリル共重合体を酸素濃度3％以上の酸化雰囲気中で燃焼して得
られるアクリロニトリル共重合体の溶融物を、賦活処理して得られる比表面積
が600ｍ２／ｇ以上の過酸化水素分解触媒活性炭。
【請求項２】
アクリロニトリル共重合体を酸素濃度3％以上の酸化雰囲気中で燃焼して得
られるアクリロニトリル共重合体の溶融物を粉状にしたのち、任意の割合で粘
結剤と混合して粒状に成形後、賦活処理して得られる比表面積が600ｍ２／ｇ以
上の過酸化水素分解触媒活性炭。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、殺菌洗浄剤、漂白洗浄剤等に使用される過酸化水素を水と酸素に
分解する触媒作用を有する活性炭に関するものであり、このような用途に使用
された産業廃液に残留する過酸化水素を分解する触媒作用を有する活性炭に関
する。
【背景技術】
【０００２】
過酸化水素は食品、繊維等の殺菌漂白洗浄やプリント基板等電子材料の洗浄
に、また近年では染髪の前処理の頭髪脱色にと多岐多様に使用されている。こ
れらの使用後に過酸化水素が残留した廃液をそのまま河川に放流することは水
中の生物に悪影響を及ぼし、生態系破壊の原因となる。過酸化水素が残留する
廃液をタンクローリー等で運搬する場合、車の揺れにより生じる摩擦で過酸化
水素が分解し、発生した酸素がタンクの内圧を上昇させ爆発の危険性が生じる。
また、廃液処理層に導入すると緩やかに分解が起こり、その時に発生する酸素
の気泡が沈澱したスラッジを再び水中に拡散させ、廃液処理の効率を低下させ
る。従って廃液に残留する過酸化水素を分解する必要性が生じる。
【０００３】
従来は、ヤシ殻などの活性炭や二酸化マンガン、或いはカタラーゼ等の酵素
で分解している。しかしながら活性炭を用いる場合、分解能力が低く、長時間
を必要とする欠点がある。二酸化マンガンを用いる場合、マンガンが液中に溶
出し、環境に悪影響を与える。また、カタラーゼ等の酵素では過酸化水素を分
解できるｐHが主に中性域に限定され、幅広い使用が困難となる。
【０００４】
特開平5-811の請求項9では、ポリアクリロニトリル繊維状活性炭を還元性
ガスの雰囲気下で400〜1100℃に加熱して過酸化水素を分解する活性炭素材料
を得ている。
【０００５】
特開平7-232072ではアルミナ等の多孔質粒状担体にイリジウムを100〜300
μｍ厚の薄膜を形成させて焼成し還元処理後、過酸化水素を分解する触媒を得
ている。
【０００６】
特開平7-024315では、アクリロニトリル化合物やアクリロニトリル混合物
を炭化賦活して触媒活性炭を得ている。その実施例ではアクリロニトリル化合
物又は混合物としてアクリロニトリル含有率が85％又は95％のアクリル繊維
を0.5ｍｍに切断し、ピッチ等の粘結剤と混合造粒したのち炭化賦活して過酸化
水素分解触媒活性炭を得ている。
【０００７】
特開2003-266081では、銀、白金、パラジウム、銅及び鉄の少なくとも1種
の金属の化合物と活性炭前駆体を混練分散して得られた混合物を不融化及び／
又は炭化後、賦活処理をして金属成分を0.01重量％以上含有する過酸化水素分
解用活性炭を得ている。
【０００８】
【特許文献１】特開平5-811号公報
【特許文献２】特開平7-232072号公報
【特許文献３】特開平7-024315号公報
【特許文献４】特開2003-266081号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特開平5-811では還元性ガス中でアクリロニトリル炭素繊維を加熱
しており、その雰囲気形成に多量の不活性ガスとそれに伴う経費が必要となる。
【００１０】
特開平7-232072ではアルミナ等の多孔質粒状担体に薄膜として形成したイ
リジウムが過酸化水素分解の主体であり、炭化物ではない。又、高濃度の過酸
化水素含有廃液を分解する場合、激しく発生する酸素気泡によりイリジウム薄
膜が担体表面から剥落し、分解性能の低下につながり、処理液にイリジウムが
混入するおそれが生じる。
【００１１】
特開平7-024315では、アクリロニトリル化合物や混合物を炭化賦活してい
るが、酸化雰囲気で燃焼するものではなく、実施例ではアクリル繊維を0.5ｍｍ
に切断して造粒後炭化賦活をしているが、切断する工程が必要となりコスト高
の原因となる。また、成形強度が非常に低い。
【００１２】
特開2003-266081では銀、白金等の金属が過酸化水素分解の主体であり炭化
物前駆体はそれらの担体にすぎない。また、特開平7-232072と同様に、高濃
度の過酸化水素含有廃水の処理時に金属類が剥落し、分解性能低下と金属類の
廃液への溶出が生じる可能性が大きい。
【００１３】
本発明は以上のような不満点を解決して、不活性ガスを使用することなく、
過酸化水素の分解主体が金属類ではなくアクリトニトリル共重合体由来の活性
炭とした過酸化水素分解触媒活性炭の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の過酸化水素分解触媒活性炭はアクリロニトリル共重合体を酸素濃度
が3％以上の酸化雰囲気で燃焼し（最も簡便には空気中で燃焼する）、ガラス状
のアクリロニトリル共重合体の溶融物を得、それをそのまま、或いは粉状にし
たのち、任意の割合で周知の粘結剤であるピッチやタール等と混合し、水を加
えて成形器に投入して粒状に成形後、700〜1200℃の温度で水蒸気賦活処理を
行って得られるものであり、過酸化水素含有液のpHが強酸性でも分解できる
ものである。アクリロニトリル共重合体としてはアクリルニトリルを50重量％
以上含有しているポリマーであればアクリル繊維、モダクリル繊維、ABS樹脂、
などを単独又は混合して用いることができる。
【００１５】
これらのアクリロニトリル共重合体を、適当な容器に投入し空気中で燃焼さ
せると、ガラス質の硬い不定形な溶融物が得られる。もちろん周知の炭化炉に
空気を導入して燃焼しても良い。この溶融物を周知の炭化炉、好ましくはロー
タリーキルンに投入し、700〜1200℃に昇温し、水蒸気などのガスを導入して
比表面積600ｍ２／ｇ以上の活性炭にする。賦活ガスとしては水蒸気の他、二酸
化炭素、酸素などが使用できる。賦活度合の指標の一つである比表面積は600
ｍ２／ｇ以上、好ましくは750〜1000ｍ２／ｇに設定するのが良く、小さくても或
いは大きすぎても過酸化水素の分解性能は低下する。
【００１６】
また、空気中で燃焼して、或いは周知の炭化炉に空気を導入し燃焼して得ら
れるアクリロニトリル共重合体溶融物を粉状に粉砕後、周知の粘結剤であるタ
ール、ピッチ等と任意の割合に混合し、水を加えて成形器に投入して粒状に成
形した造粒物を炭化炉やロータリーキルンに投入後、700〜1200℃に昇温し、
水蒸気等でガス賦活を行い、粒状の過酸化水素分解触媒活性炭を得ることがで
きる。
【００１７】
アクリロニトリル共重合体溶融物と粘結剤の混合割合は任意で良いが、溶融
物が少ないと分解率は低く、また、粘結剤が少ないと造粒物の強度が得られな
いので、好ましくは溶融物が50〜80重量％に設定するのが良い。
【００１８】
粒状に成形する粘結剤はタール、ピッチ、糖蜜、リグニン、フェノール樹脂
などの熱硬化性樹脂を用いることができる。この粒状の過酸化水素分解触媒活
性炭を乾式又は湿式粉砕して粉状の分解触媒活性炭を作成することもできる。
分解速度は粒状よりも粉状が速い。
【発明の効果】
【００１９】
近年、電子部品のプリント基板の洗浄に硫酸などを混合した過酸化水素含有
液が多量に使用されている。また漂白殺菌剤としても塩素を含む次亜塩素酸ソ
ーダに代って使用されことが多くなり、過酸化水素含有産業廃液が増大し、そ
の分解処理の必要性が高くなっている。
本発明による過酸化水素分解触媒活性炭は、pHを問わずに分解することが
可能であり、金属類の溶出の恐れが少なく、安価な方法で製造が可能な分解触
媒活性炭を提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（作用）
本発明においてはアクリロニトリル共重合体を酸化雰囲気中で燃焼して得ら
れるガラス状不定形溶融物が、過酸化水素分解触媒活性炭の主体としての作用
をなし、それを単独で或いは粘結剤と混合して成形したのちガス賦活して得ら
れる比表面積600ｍ２／ｇ以上の活性炭が過酸化水素の分解触媒活性炭の作用を
なす。
【実施例１】
【００２１】
数ミリのチップ状アクリロニトリル共重合体を片側が開口した円筒形の容器
に少量ずつ投入し、着火燃焼して、塊状のガラス状溶融物を得た（燃焼ガスは
排ガス燃焼装置に導入し、処理する）。この塊状溶融物をロータリーキルンに投
入し、950℃まで昇温後、水蒸気賦活を行い、比表面積が700ｍ２／ｇの過酸化
水素分解触媒活性炭を得た。
【００２２】
この分解触媒活性炭を0.75ｍｍ以下に粉砕して3000ppmの過酸化水素水1Ｌ
中に投入し、15分後に測定した過酸化水素分解率は55％であった。尚、分解
率は過マンガン酸カリウムを滴定して求めた。
（比較例１）
実施例１と同様の方法でヤシ殻活性炭（比表面積1010ｍ２／ｇ）の過酸化水
素分解率を測定すると4％であった。
【実施例２】
【００２３】
アクリル繊維を実施例１と同様に燃焼して、鱗片塊状溶融物を得た。それを
0.75ｍｍ以下に粉砕し、同粒度に粉砕したピッチと6：4に混合し、水を加えて
混練したのち、直径5ｍｍ・長さ10ｍｍの円柱状に成形した。それをロータリー
キルンに投入して900℃に昇温後、水蒸気を投入して比表面積800ｍ２／ｇの粒
状の過酸化水素分解触媒活性炭を得た。これを20ｇ採り3000ppmの過酸化水
素水1Ｌに投入したのち、90分後に測定した過酸化水素分解率は100％であっ
た。
同じく20ｇを採り、容量40mlのガラス製Ｕ字管に充填し、pH1.8、水温20℃
の2,200ppmの過酸化水素が残留するプリント基板マイクロエッチング廃液を
体積速度（SV）5ｈｒ−１で通液し、分解触媒活性炭と接触して流出する廃液の
過酸化水素分解率は初期100％、100時間後に95％、200時間後には86％、ま
た800時間後には40％であった。
【実施例３】
【００２４】
実施例２で得られた粒状の過酸化水素分解触媒活性炭を乾式粉砕して、平均
粒形5μｍの微粉末状の過酸化水素分解触媒活性炭を得た。それを1ｇ採り、
pH6.5  水温25℃の100,000ppmの過酸化水素が残留する水溶液1Ｌに投入し、
120分後の分解率を測定すると99％であった。