(57)【要約】【課題】過酸化水素溶液内に被処理物と共存せしめることによって、被処理物を十分に消毒でき且つ所定時間の経過後には過酸化水素の残留濃度を十分に低減できる過酸化水素分解触媒を提供すること。【解決手段】本発明に係る過酸化水素分解触媒は、液相中の過酸化水素を水と酸素に分解するためのものであり、気孔を有する無機酸化物材料からなる担体と、担体に担持されたＰｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈ及びＯｓからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含む活性金属とを備え、担体の表面近傍において活性金属が担持されている層の厚さが０．０１〜０．２５ｍｍである。【選択図】図２
2013013868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液相中の過酸化水素を水と酸素に分解するための過酸化水素分解触媒であって、
気孔を有する無機酸化物材料からなる担体と、
前記担体に担持されたＰｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈ及びＯｓからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含む活性金属と、
を備え、
前記担体の表面近傍において前記活性金属が担持されている層の厚さが０．０１〜０．２５ｍｍである触媒。
【請求項２】
前記無機酸化物材料は、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、シリカ及び酸化チタンからなる群から選ばれる少なくとも１種の材料である請求項１に記載の触媒。
【請求項３】
前記担体は、少なくとも表面近傍にＮａ又はＣｌが担持された酸化アルミニウムの成形体である、請求項１に記載の触媒。
【請求項４】
前記担体の比表面積が１〜３０ｍ２／ｇである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の触媒。
【請求項５】
液相中の過酸化水素を水と酸素に分解するための過酸化水素分解触媒の製造方法であって、
気孔を有する無機酸化物材料からなる担体を準備する工程と、
Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈ及びＯｓからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含む活性金属を、前記担体の表面近傍において前記活性金属が担持されている層の厚さが０．０１〜０．２５ｍｍとなるように前記担体に含浸する工程と、
を備える方法。
【請求項６】
前記無機酸化物材料は酸化アルミニウムであり、酸化アルミニウムからなる成形体に前記活性金属を含浸する前に、水酸化ナトリウム水溶液、硝酸ナトリウム水溶液及び炭酸ナトリウム水溶液のいずれかに前記成形体を浸漬した後、当該成形体を焼成する工程を更に備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記無機酸化物材料は酸化アルミニウムであり、酸化アルミニウムからなる成形体に前記活性金属を含浸する前に、塩化水素水溶液に前記成形体を浸漬する工程を更に備える、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の触媒及び被処理物を、過酸化水素溶液中に浸漬する工程を備え、
当該工程において、過酸化水素による前記被処理物の消毒を行うと共に前記触媒による過酸化水素の分解反応を進行させて過酸化水素濃度を低下させる消毒方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を分解するための触媒に関する。過酸化水素は、化学産業における酸化試薬としてのみならず、例えば、医薬や食品、飲料水の分野では殺菌処理などに過酸化水素水は使用されている。
【背景技術】
【０００２】
過酸化水素又はその溶液の使用後にあっては、過酸化水素が無害な水と酸素に分解され、その残存量が十分に低いことが望まれる。従来、過酸化水素の分解処理には、ＰｔやＰｄを担持した触媒が用いられており、白金族金属の存在下において下記の反応が促進されることが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
過酸化水素の分解反応：２Ｈ２Ｏ２  →  ２Ｈ２Ｏ  ＋  Ｏ２
【０００３】
また、過酸化水素分解触媒の活性を長期にわたって維持するため、当該触媒として酸素−水素結合能を有する物質を使用し、触媒の活性が低下した場合に触媒に水素ガスを供給する方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。特許文献３は、過酸化水素分解触媒の活性の低下は過酸化水素の分解によって発生する酸素が触媒の表面に付着して触媒の表面を覆うためであり、触媒表面を覆っている酸素に水素ガスを供給することにより、酸素が水素と反応して触媒表面から除去されて触媒活性が復原することを開示する。
【０００４】
ところで、過酸化水素溶液は、例えば、コンタクトレンズを消毒洗浄するための薬剤として使用されている。特許文献４は、コンタクトレンズを過酸化水素水溶液に浸漬する一方、過酸化水素分解触媒を投入することにより、過酸化水素によるコンタクトレンズの消毒を有効に行いつつ、過酸化水素の無害化を行う消毒方法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１０５８６４号公報
【特許文献２】特開平８−２５７５７３号公報
【特許文献３】特開昭６１−１８６２０８号公報
【特許文献４】特開平６−２２６０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、過酸化水素溶液内に被処理物と過酸化水素分解触媒とを共存せしめて、被処理物の消毒及び過酸化水素の分解を同時に進行させる場合、従来の触媒では被処理物に対する高い消毒効果及び所定時間経過後の低い過酸化水素残留濃度の両方を高いレベルとすることが困難であった。すなわち、所定時間経過後の過酸化水素残留濃度を低くするため、活性金属の担持量が多い触媒を使用すると、過酸化水素が短時間のうちに分解してしまい、消毒効果が不十分となる。これに対し、消毒効果を高めるため、活性金属の担持量が少ない触媒を使用すると、所定の時間内に過酸化水素残留濃度を一定のレベル以下にまで低減することができなくなる。この場合、残留過酸化水素を被処理物から除去する洗浄工程が必要となる。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、過酸化水素溶液内に被処理物と共存せしめることによって、被処理物を十分に消毒でき且つ所定時間の経過後には過酸化水素の残留濃度を十分に低減できる過酸化水素分解触媒及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、過酸化水素及び上記過酸化水素分解触媒を併用した消毒方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、液相中の過酸化水素を水と酸素に分解するための過酸化水素分解触媒であって、気孔を有する無機酸化物材料からなる担体と、担体に担持されたＰｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈ及びＯｓからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含む活性金属とを備え、担体の表面近傍において活性金属が担持されている層の厚さが０．０１〜０．２５ｍｍである触媒を提供する。ここでいう「担体の表面近傍において活性金属が担持されている層」とは、担体の表面から２．０ｍｍ以内の領域（以下、この領域を「担体の表面近傍」という。）において、担体に担持されている活性金属の総含有量に対する９割合以上の活性金属が上記担体の表面近傍に担持されている層をいう。上記活性金が担持されている層の厚さは元素マッピングによって求めることができ、担体の断面の活性金属の濃度分布をＥＰＭＡ（例えば、株式会社島津製作所製のＥＰＭＡ）で測定し測定結果より担体の表面からの距離に対する活性金属の含有量の分布を計算することによって活性金属が上記担体の表面近傍に担持されている層の厚さを求めることができる。
【０００９】
担体の表面近傍に活性金属の層を比較的厚く形成することで、同じ量の活性金属を含む層を薄く形成した場合と比較して触媒の表面における活性金属の濃度が低くなる。このため、過酸化水素溶液に上記触媒と被処理物とを共存させても初期の段階から過酸化水素が過剰に分解されることを抑制でき、十分に高い消毒効果が得られる。一方、時間の経過に伴って過酸化水素溶液が活性金属の層（担体の表面近傍）に浸み込み、十分な量の活性金属と接触する。このため、所定時間経過後の過酸化水素残留濃度を十分に低いレベルにまで低減できる。
【００１０】
担体を構成する無機酸化物材料として、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、シリカ及び酸化チタンからなる群から選ばれる少なくとも１種の材料を使用できる。本発明において、担体は比表面積が１〜３０ｍ２／ｇであってもよい。なお、比表面積はガス吸着法により求めることができ、測定装置としては株式会社島津製作所製の比表面積測定装置を使用できる。
【００１１】
上記担体として、少なくとも表面近傍にＮａ又はＣｌが担持された酸化アルミニウムを使用できる。担体としてＮａを含浸した酸化アルミニウムの成形体を使用する場合、かかる担体は、活性金属を含浸する前に、水酸化ナトリウム水溶液、硝酸ナトリウム水溶液及び炭酸ナトリウム水溶液のいずれかに酸化アルミニウムからなる成形体を浸漬した後、当該成形体を焼成することによって得ることができる（Ｎａ前処理）。担体としてＣｌを含浸した酸化アルミニウムの成形体を使用する場合、かかる担体は、活性金属を含浸する前に、塩化水素水溶液に酸化アルミニウムからなる成形体を浸漬した後、当該成形体を焼成することによって得ることができる（Ｃｌ前処理）。
【００１２】
従来の触媒を使用して液相中で過酸化水素を分解すると、分解によって発生した酸素の気泡が触媒の表面に付着する。この気泡が触媒表面上で徐々に大きくなり、水溶液と触媒との接触が阻害され反応の進行を妨げる。これに対し、Ｎａ前処理又はＣｌ前処理を経た担体に活性金属を担持した触媒によれば、触媒表面の活性点において発生した極細かな気泡がそのまま触媒表面から離れるので、これらの気泡同士が結合して大きな気泡となるのを抑制できる。このため、活性点に過酸化水素が効率よく接触でき、機械的攪拌などをしなくても十分長期にわたって過酸化水素分解能を持続できる。
【００１３】
触媒表面の活性点において発生した極細かな気泡がそのまま触媒表面から離れる主因について、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、担体にＮａ又はＣｌが含浸されていることにより触媒表面の親水性が向上し水濡れ性が向上することにより触媒表面の活性点において気泡の表面離脱が促進される。これに加えて、担体にＮａ又はＣｌが含浸されていることにより、活性金属は極めて微細なクラスター（例えば、粒子径１ｎｍ以下）を形成し、このようなクラスターが高度に分散した状態で担体表面に担持される。図１の（ａ）に示すように、微細なクラスターＡに過酸化水素が触れるとクラスターＡが分断されて２つのクラスターＢになると共に水を放出する。担体にＮａ又はＣｌが存在する場合、２つのクラスターＢは、両者の距離が近く不安定な状態となり、再度、１つのクラスターＡとなる。このようなクラスター再形成が起こると同時に極細かな気泡がその都度放出される。
【００１４】
一方、図１の（ｂ）に示すように、活性金属の分散化が不十分な従来の触媒にあっては、分断後のクラスターＤは、クラスターＣと比較して安定レベルの点で差が余りないため、再度合体してクラスターＣとなるよりも過酸化水素の分解反応を優先する。このため、逆反応（構造Ｄから構造Ｃへの反応）が進行しにくく、その都度酸素を放出するのではなく、表面上に酸素原子を溜めた状態となる。酸素原子がある程度溜まると一度に大量の酸素分子が発生しやすくなる。
【００１５】
更に、担体にＮａ又はＣｌが存在することで、高度に分散化した活性金属（クラスター）の凝集を防止でき、触媒の劣化を十分に抑制できる。このため、従来の触媒と比較して繰り返し使用に対する耐久性を飛躍的に向上できる。
【００１６】
本発明は、上記過酸化水素分解触媒の製造方法を提供する。当該製造方法は、液相中の過酸化水素を水と酸素に分解するための過酸化水素分解触媒の製造方法であって、気孔を有する無機酸化物材料からなる担体を準備する工程と、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈ及びＯｓからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含む活性金属を、担体の表面近傍において活性金属が担持されている層の厚さが０．０１〜０．２５ｍｍとなるように担体に含浸する工程とを備える。
【００１７】
上記製造方法によれば、過酸化水素溶液内に被処理物と共存せしめることによって、被処理物を十分に消毒でき且つ所定時間の経過後には過酸化水素の残留濃度を十分に低減できる過酸化水素分解触媒を得ることができる。
【００１８】
本発明は、過酸化水素及び上記触媒を併用した消毒方法を提供する。当該消毒方法は、上記触媒及び被処理物を、過酸化水素溶液中に浸漬する工程を備え、当該工程において、過酸化水素による被処理物の消毒を行うと共に上記触媒による過酸化水素の分解反応を進行させて過酸化水素濃度を低下させる。
【００１９】
上記消毒方法によれば、被処理物を浸漬した溶液に含まれる過酸化水素によって消毒を行い、所定の時間経過後においては触媒による過酸化水素の分解反応が進行して過酸化水素の残存量を十分に低い状態とすることができる。このような消毒方法は、例えば、使用後のコンタクトレンズを液体に一晩浸漬して消毒する場合などに有用である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、過酸化水素溶液内に被処理物と共存せしめることによって、被処理物を十分に消毒でき且つ所定時間の経過後には過酸化水素の残留濃度を十分に低減できる過酸化水素分解触媒及びその製造方法が提供され、また過酸化水素及び上記過酸化水素分解触媒を併用した消毒方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１の（ａ）は活性金属が微小なクラスターからなる触媒の反応メカニズムを示す図であり、図１の（ｂ）は従来の触媒の反応メカニズムを示す図である。
【図２】図２は、本発明に係る触媒の一実施形態を示す模式断面図である。
【図３】図３は、実施例１，４の結果を示すグラフである。
【図４】図４は、実施例５，８の結果を示すグラフである。
【図５】図５は、実施例９，１１の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２３】
＜過酸化水素分解触媒及びその製造方法＞
図２に示す触媒１０は、液相中の過酸化水素を水と酸素に分解するためのものである。触媒１０は、担体１と、担体１に担持された活性金属とを備える。触媒１０の製造方法は、気孔を有する無機酸化物材料からなる担体１を準備する工程と、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈ及びＯｓからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含む活性金属を、担体１の表面近傍において活性金属が担持されている層１ａの厚さが０．０１〜０．２５ｍｍとなるように担体１に含浸する工程とを備える。
【００２４】
担体１は、気孔を有する無機酸化物材料からなるものであれば、特に制限はないが、少なくとも表面近傍がアルミナ（酸化アルミニウム）を主成分とする材料からなるものが好ましい。ここでいう材料の「主成分」とは、当該材料の全質量を基準として５０質量％を超える含有率を占める成分を意味する。図２に示す触媒１０は直方体の成形体を担体１として使用したものであるが、成形体の形状は直方体に限定されず、触媒１０の用途や使用条件に応じて円柱状や筒状であってもよい。なお、アルミナ以外の無機酸化物材料としてはマグネシア（酸化マグネシウム）、ジルコニア（酸化ジルコニウム）及びチタニア（酸化チタン）などが挙げられる。
【００２５】
担体１としてアルミナの成形体を採用する場合、アルミナの種類はα−アルミナ及びγ−アルミナのいずれであってもよい。従来の触媒には被反応物と活性金属との接触効率を高めるため、多孔質で比表面積が大きいγ−アルミナが主に使用されている。これに対し、本実施形態においては、気孔を有する成形体として、比較的比表面積が小さいα−アルミナを使用してもよい。本実施形態においては、後述のとおり、活性金属が極めて微細なクラスター（例えば、粒子径１ｎｍ以下）を形成する。このようなクラスターが高度に分散した状態で担体表面に担持されることにより、従来の担体と比較して比表面積が小さい無機酸化物材料を担体として使用しても、被反応物と活性金属との接触効率が低下することを抑制し、あるいは向上することができる。また、比表面積が小さな担体は孔径の小さな細孔が多く存在し反応物（過酸化水素水溶液）や生成ガス（酸素ガス）の物質移動速度が遅くなる。液相反応では特にこの移動速度への細孔径の影響が大きく現れることが知られている。比表面積が過度に小さい担体を使用した場合、活性金属は表面積の多い小さな細孔に多く担持されることになり、物質移動速度の低下が問題となることに加えて、本反応の場合はガスの生成を伴うため、小さな細孔がガスで満たされて活性金属と溶液との接触が阻害される可能性が高くなる。これらの観点から適切な比表面積の担体を選択することは過酸化水素水溶液の反応を制御する上で重要なポイントとなる。
【００２６】
本実施形態においては、比表面積が１〜３０ｍ２／ｇ（より好ましくは１〜３ｍ２／ｇ）のα−アルミナを使用することで、高い機械的強度及び活性金属の優れた分散性の両方を高度に達成した触媒１０を得ることができる。
【００２７】
担体１の好適例として、アルミナ粉末を加圧成形した後、１０００〜１１００℃で焼成して得た焼成体を挙げることができる。なお、この焼成体は、アルミナ以外の成分としてマグネシア、ジルコニア又はチタニアを含有してもよい。
【００２８】
担体1としてチタニアの成形体を採用する場合、アナターゼ型及びルチル型のいずれであってもよい。従来の触媒には被反応物と活性金属との接触効率を高めるため、多孔質で比表面積が大きいアナターゼ型チタニアが主に使用されている。本実施形態においては、気孔を有する成形体として、比較的比表面積が小さいルチル型チタニアを使用してもよい。比表面積が１〜３０ｍ２／ｇ（より好ましくは１〜９ｍ２／ｇ）のチタニアを使用することで、高い機械的強度及び活性金属の優れた分散性の両方を高度に達成した触媒を得ることができる。
【００２９】
担体１として、アルミナ等の成形体にＮａ又はＣｌを担持したものを使用することが好ましい。かかる担体１は、成形体にＮａ又はＣｌを含浸させることによって得ることができる。成形体におけるＮａ又はＣｌは、活性金属を担体１に担持させる際に活性金属を分散化させる役割を果すと共に、活性金属の担持後においては担体１上における活性金属の移動を抑制する役割を果すと推察される。このため、活性金属の担持量を少なくできると共に活性金属の凝集を効果的に防止でき、触媒１０の繰り返し使用に対する耐久性が飛躍的に向上する。
【００３０】
担体１がアルミナ成形体にＮａを含浸してなるものである場合、担体１は水酸化ナトリウム水溶液、硝酸ナトリウム水溶液及び炭酸ナトリウム水溶液のいずれかに成形体を０．５〜２時間程度にわたって浸漬した後、５００〜８００℃の温度条件で成形体を１〜３時間程度焼成することによって得ることができる（Ｎａ前処理工程）。上述の効果を安定的且つ高度に得る観点から、触媒１０におけるＮａのモル数と活性金属のモル数の比率（Ｎａ／活性金属モル比）は、好ましくは０．５〜５０であり、より好ましくは１〜２０である。Ｎａのモル数は原子吸光法によって求めることができ、活性金属のモル数は担持量から求めることができる。
【００３１】
担体１がアルミナ成形体にＣｌを含浸してなるものである場合、担体１は温度５０〜９０℃の塩化水素水溶液に成形体を０．５〜２時間程度にわたって浸漬することによって得ることができる（Ｃｌ前処理工程）。上述の効果を安定的且つ高度に得る観点から、触媒１０におけるＨＣｌのモル数（Ｃｌのモル数をＨＣｌのモル数に換算した値）と活性金属のモル数の比率（ＨＣｌ／活性金属モル比）は、好ましくは１〜２０であり、より好ましくは１〜１１である。ＨＣｌのモル数は電位差滴定法によって求めることができる。
【００３２】
活性金属は、過酸化水素の分解能を有し、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈ及びＯｓからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含むものである。活性金属を担体１に担持するには、まず、これらの金属の塩化物溶液や硝酸塩溶液、硫酸塩溶液に、室温から９０℃の温度条件下、１０〜１２０分程度にわたって担体１を浸漬する。２時間以上かけて担体１を乾燥した後、水素の存在下、２００〜５００℃（より好ましくは２００〜４００℃）の温度条件で担体１を０．５〜２時間程度還元することによって得ることができる。還元温度が２００℃未満であると、触媒１０の活性の発現が不十分となりやすく、他方、５００℃を越えると還元処理によって活性金属が凝集しやすい。
【００３３】
触媒１０は、活性金属が担持されている層１ａの厚さが０．０１〜０．２５ｍｍとなるように調整されている。層１ａの厚さが上記範囲外であると、過酸化水素による高い消毒効果及び所定時間経過後の低い過酸化水素残留濃度を両立することが困難となる。これらをより確実に両立する観点から、層１ａの厚さは好ましくは０．０５〜０．２５ｍｍであり、より好ましくは０．１〜０．２５ｍｍである。
【００３４】
層１ａの厚さは、担体１の比表面積や気孔率に応じて、活性金属の塩化物溶液等に担体１を浸漬する時間や温度、塩化物溶液等の濃度を適宜設定することによって調整することができる。
【００３５】
高い活性を得る点から、活性金属としては複数のＰｔ原子からなるクラスター（以下、「Ｐｔクラスター」という。）であることが好ましい。Ｐｔクラスターの粒径は、好ましくは１ｎｍ以下であり、より好ましくは０．６ｎｍ以下である。Ｐｔクラスターの粒径が１ｎｍ以下であるとＰｔの高い分散度を達成でき、これにより十分に高い反応速度で過酸化水素を分解できる。Ｐｔクラスターの粒径の下限値は０．５ｎｍ程度である。
【００３６】
Ｐｔクラスターを形成するＰｔは、平均配位数が３〜６の範囲であることが好ましく、３〜５の範囲であることがより好ましい。Ｐｔクラスターにおいて２つのＰｔ原子間の距離は０．２５４〜０．２７３ｎｍであることが好ましい。Ｐｔの平均配位数及び原子間の距離が上記範囲内であると、触媒１０の繰り返し使用に対する耐久性を著しく向上できる。なお、Ｐｔの「平均配位数」とは、Ｐｔ原子周りの最近接Ｐｔ原子の配位数（Ｐｔ−Ｐｔ配位数）の平均値である。Ｐｔクラスターの構造（粒径、平均配位数及びＰｔ原子間の距離）はＸ線吸収微細構造解析法（ＸＡＦＳ）によって測定することができる。Ｘ線吸収微細構造解析法は、例えば、高エネルギー加速器研究機構のＢＬ−１２Ｃを用いて実施できる。
【００３７】
Ｐｔの担持量は、担体１の幾何学表面積（担体１の外表面積）を基準として、好ましくは０．０１〜０．５ｍｇ／ｃｍ２であり、より好ましくは０．０１〜０．３ｍｇ／ｃｍ２であり、更に好ましくは０．０１〜０．２ｍｇ／ｃｍ２である。Ｐｔの担持量が０．０１ｍｇ／ｃｍ２未満であると過酸化水素の分解が不十分となりやすく、他方、０．５ｍｇ／ｃｍ２を超えるとコストが増大しやすい。
【００３８】
＜消毒方法＞
本実施形態に係る消毒方法は、触媒１０及び被処理物を、過酸化水素溶液中に浸漬する工程を備える。当該工程において、過酸化水素による被処理物の消毒を行うと共に触媒１０によって過酸化水素の分解反応を進行させて過酸化水素濃度を低下させる。
【００３９】
消毒液として使用する過酸化水素水溶液（過酸化水素溶液）の濃度及び量は、被処理物の用途や消毒時間に応じて適宜設定すればよい。例えば、コンタクトレンズの消毒に使用する過酸化水素の無害化を触媒１０で行う場合、担体１の幾何学表面積（担体１の外表面積）は、コンタクトレンズの消毒に使用する過酸化水素溶液の量を基準として、好ましくは０．２〜２ｃｍ２／ｍｌであり、より好ましくは０．２〜１．５ｃｍ２／ｍｌであり、更に好ましくは１．０〜１．５ｃｍ２／ｍｌである。外表面積がこのような条件を満たす担体１に適量のＰｔを担持した触媒１０を、過酸化水素水溶液（例えば過酸化水素濃度３４０００質量ｐｐｍ）に常温で浸漬すると、浸漬開始から１０分後における過酸化水素溶液が開始時の過酸化水素濃度の５０％を超えて（例えば浸漬開始の過酸化水素濃度３４０００質量ｐｐｍの場合は１５０００ｐｐｍ以下にまで）分解されるのを十分に抑制でき、活性金属の担持量やクラスターサイズを最適化することによって４０％を超えて（例えば浸漬開始の過酸化水素濃度３４０００質量ｐｐｍの場合は２００００ｐｐｍ以下にまで）分解されるのを十分に抑制できる。他方、浸漬開始から４時間後において過酸化水素濃度を開始時の過酸化水素濃度の０．３％（例えば浸漬開始の過酸化水素濃度３４０００質量ｐｐｍの場合は１００質量ｐｐｍ）以下にまで低下させることができ、活性金属の担持量やクラスターサイズを最適化することによって、開始時の過酸化水素濃度の０．２％（例えば浸漬開始の過酸化水素濃度３４０００質量ｐｐｍの場合は７０質量ｐｐｍ）以下、更には開始時の過酸化水素濃度の０．１％（例えば浸漬開始の過酸化水素濃度３４０００質量ｐｐｍの場合は５０質量ｐｐｍ）以下にまで低下させることができる。
【００４０】
本実施形態に係る消毒方法によれば、触媒１０によって分解される前の過酸化水素によって被処理物の消毒を行い、被処理物の消毒が終了して時間が経過するに従って触媒１０が残存する過酸化水素を分解して無害化することができる。
【００４１】
触媒１０によれば、過酸化水素溶液内に被処理物と共存せしめることによって、被処理物を十分に消毒でき且つ所定時間の経過後には過酸化水素の残留濃度を十分に低減できる。従って、以下のとおり、消毒液として過酸化水素溶液を使用可能であり、消毒後に過酸化水素の無害化を要する技術に触媒１０は適用可能である。消毒液（過酸化水素溶液）に被処理物を浸漬して消毒を行う場合、消毒液を注ぐ専用カップや専用容器に触媒１０を備え付けておいたり、被処理物と共に触媒１０を消毒液に浸漬したりしてもよく、あるいは、一定期間にわたって消毒を行った後、触媒１０が消毒液に自動的に浸かるように設計された装置を使用してもよい。本発明の触媒及び消毒方法は、過酸化水素溶液で使用することができる他に、過酸化物の殺菌消毒薬、例えば液相中の過酢酸を分解して無害化する触媒としても用いることができ、上記触媒と被処理物を過酢酸溶液中に浸漬する工程を備え、上記工程において、過酢酸による前記被処理物の消毒を行うと共に前記触媒による過酢酸の分解反応を進行させて過酢酸濃度を低下させる消毒方法にも用いられる。また本発明の触媒は、過酸化水素付加物、例えば過炭酸ナトリウムなどの酸素系漂白剤を分解して無害化する触媒としても用いられ、過炭酸ナトリウムなどの漂白剤の溶液に被処理物を浸漬して漂白を行い被処理物の漂白を行うと共に溶液中の漂白剤を分解する漂白方法にも用いることができる。
（１）コンタクトレンズを消毒液に浸漬して消毒。
（２）理美容用ブラシ、頭皮・頭髪用ブラシ、髭剃り時に用いられるシャボンブラシ、ペイント用の刷毛、清掃用のブラシ等を消毒液に浸漬して消毒。
（３）義歯を消毒液に浸漬して消毒。
（４）内視鏡、カテーテル等の医療器具を消毒液に浸漬して消毒。
（５）外科手術用及び産科・泌尿器科用の装置（内視鏡等）、器具（メス、カテーテル等）を消毒液に浸漬して消毒。
（６）麻酔装置、人工呼吸装置、人工透析送致、歯科用器具及びこれらの補助的器具、並びに、注射筒、体温計、プラスチック器具等を消毒液に浸漬して消毒。
（７）内孔等に消毒液が残りやすい部品、構造が複雑で従来すすぎに長時間を要していた器具等を消毒液に浸漬して消毒。
（８）内視鏡を消毒するポンプ装置から管路を取り外し、この管路を消毒液に浸漬して消毒。
（９）緊急時に、原水を浄化して飲料用水とする上水用キャリングボックス内部の浄水通路に消毒液を充填して消毒。
（１０）玩具を消毒液に浸漬して消毒。
【実施例】
【００４２】
＜実施例１〜４＞
担体の表面近傍におけるＰｔが担持されている層の厚さが異なるものの、Ｐｔの全量が同一となるように４種類の触媒を調製し、Ｐｔが担持されている層の厚さが過酸化水素の残留濃度に与える影響を調査した。
【００４３】
（実施例１）
まず、α−アルミナからなる成形体（形状：直方体、比表面積：２ｍ２／ｇ、幾何学表面積：７ｃｍ２）を準備した。２５℃の水酸化ナトリウム水溶液（濃度：５質量％）に成形体を１時間浸漬した後、８００℃で２時間にわたって成形体を焼成することによって担体を得た（Ｎａ前処理工程）。次いで、２５℃のＣＰＡ（塩化白金酸）水溶液に担体を６０分浸漬した後、水洗及び乾燥を実施した。そして、３００℃で１時間にわたって白金の還元処理を行うことで触媒Ａを得た。表１に触媒Ａの物性を示す。
【００４４】
（実施例２〜４）
高い濃度のＣＰＡ水溶液を使用して担体を浸漬する時間を短くすることによって、Ｐｔの全量を維持したまま、Ｐｔが担持されている層の厚さを薄くしたことの他は、実施例１と同様の処理によって触媒Ｂ〜Ｄを得た。表１に触媒Ｂ〜Ｄの物性を示す。
【００４５】
（過酸化水素の分解処理）
触媒Ａ〜Ｄの過酸化水素分解能を評価するため、過酸化水素濃度３４０００質量ｐｐｍの過酸化水素水溶液を準備し、各触媒を用いて過酸化水素の分解処理を行った。容器内に５ｍｌの上記過酸化水素水溶液を入れた後、その液中に各触媒を浸漬した時間から１０分後及び４時間後の過酸化水素濃度（残留過酸化水素濃度）を測定した。表１に結果を示す。図３は触媒Ａ及び触媒Ｄを使用したときの残留過酸化水素濃度の変化を示すグラフである。
【００４６】
【表１】
2013013868.tif 000003
【００４７】
＜実施例５〜８＞
担体の表面近傍におけるＰｔ担持されている層の厚さが異なるものの、Ｐｔの分散度が同一となるように４種類の触媒Ｅ〜Ｈを調製し、Ｐｔが担持されている層の厚さが過酸化水素の残留濃度に与える影響を調査した。Ｐｔの分散度は、Ｐｔの担持量及び担持条件を適宜設定することによって調整した。
【００４８】
（過酸化水素の分解処理）
触媒Ｅ〜Ｈの過酸化水素分解能を評価するため、過酸化水素濃度３４０００質量ｐｐｍの過酸化水素水溶液を準備し、各触媒を用いて過酸化水素の分解処理を行った。容器内に５ｍｌの上記過酸化水素水溶液を入れた後、その液中に各触媒を浸漬した時間から１０分後及び４時間後の過酸化水素濃度（残留過酸化水素濃度）を測定した。表２に結果を示す。図４は触媒Ｅ及び触媒Ｈを使用したときの残留過酸化水素濃度の変化を示すグラフである。
【００４９】
【表２】
2013013868.tif 000004
【００５０】
＜実施例９〜１２＞
担体の幾何学表面積が異なるものの、Ｐｔが担持されている層の厚さが同一となるように４種類の触媒Ｉ〜Ｌを調製し、担体の幾何学表面積が過酸化水素の残留濃度に与える影響を調査した。
【００５１】
（過酸化水素の分解処理）
触媒Ｉ〜Ｌの過酸化水素分解能を評価するため、過酸化水素濃度３４０００質量ｐｐｍの過酸化水素水溶液を準備し、各触媒を用いて過酸化水素の分解処理を行った。容器内に５ｍｌの上記過酸化水素水溶液を入れた後、その液中に各触媒を浸漬した時間から１０分後及び４時間後の過酸化水素濃度（残留過酸化水素濃度）を測定した。表３に結果を示す。図５は触媒Ｉ及び触媒Ｋを使用したときの残留過酸化水素濃度の変化を示すグラフである。
【００５２】
【表３】
2013013868.tif 000005
【００５３】
＜実施例１３〜１５＞
担体に対する前処理が過酸化水素の残留濃度に与える影響を調査した。
【００５４】
（実施例１３）
α−アルミナからなる成形体（形状：直方体、比表面積：２ｍ２／ｇ、機何学表面積：１．５ｃｍ２）を準備した。Ｎａ前処理工程を実施する代わりに、以下のようにＣｌ前処理工程を実施して担体を得たことの他は、実施例１と同様の処理によって触媒Mを得た。すなわち、２５℃の塩化白金酸水溶液（濃度：３質量％）に成形体を１時間浸漬した後、成形体を乾燥することによって担体を得た（Ｃｌ前処理工程）。表４に触媒Ｍの物性を示す。
【００５５】
（実施例１４）
Ｃｌ前処理工程を実施しなかった他は、実施例１３と同様の処理によって触媒Ｎを得た。表４に触媒Ｎの物性を示す。
【００５６】
（実施例１５）
α−アルミナからなる成形体の代わりにγ―アルミナ（形状：直方体、比表面積：２００ｍ２／ｇ、機何学表面積：１．５ｃｍ２）を担体として使用したことの他は、実施例１４と同様の処理によって触媒Ｏを得た。表４に触媒Ｏの物性を示す。
【００５７】
触媒Ｍ〜Ｏの過酸化水素分解能を評価するため、過酸化水素濃度３４０００質量ｐｐｍの過酸化水素水溶液を準備し、各触媒を用いて過酸化水素の分解処理を行った。容器内に５ｍｌの上記過酸化水素水溶液を入れた後、その液中に各触媒を浸漬した時間から１０分後及び４時間後の過酸化水素濃度（残留過酸化水素濃度）を測定した。表４に結果を示す。
【００５８】
【表４】
2013013868.tif 000006
なお、比表面積は株式会社島津製作所製の比表面積測定装置を用い担体の比表面積を測定した。機械強度はＬＬＯＹＤ材料試験機を用い担体の強度を測定した。
【００５９】
＜実施例１６〜１９＞
担体としてアルミナの成形体を使用する代わりに、ルチル型酸化チタンの成形体を使用して触媒を調製し、その評価を行った。
【００６０】
（実施例１６）
ルチル型酸化チタンからなる成形体（形状：直方体、比表面積：８．５ｍ２／ｇ、機何学表面積：１．５ｃｍ２）を準備した。当該成形体をα−アルミナからなる成形体の代わりに使用したことの他は、実施例１と同様にして触媒Ｐを得た。すなわち、２５℃の水酸化ナトリウム水溶液（濃度：５質量％）に成形体を１時間浸漬した後、８００℃で２時間にわたって成形体を焼成することによって担体を得た（Ｎａ前処理工程）。次いで、２５℃のＣＰＡ（塩化白金酸）水溶液に担体を６０分浸漬した後、水洗及び乾燥を実施した。そして、３００℃で１時間にわたって白金の還元処理を行うことで触媒Ｐを得た。表５に触媒Ｐの物性を示す。
【００６１】
（実施例１７）
Ｎａ前処理工程を実施する代わりに、以下のようにＣｌ前処理工程を実施して担体を得たことの他は、実施例１６と同様の処理によって触媒Ｑを得た。すなわち、２５℃の塩化白金酸水溶液（濃度：３質量％）に成形体を１時間浸漬した後、成形体を乾燥することによって担体を得た（Ｃｌ前処理工程）。表５に触媒Ｑの物性を示す。
【００６２】
（実施例１８）
Ｎａ前処理工程を実施しなかった他は、実施例１６と同様の処理によって触媒Ｒを得た。表５に触媒Ｒの物性を示す。
【００６３】
（実施例１９）
担体の表面近傍におけるＰｔ担持されている層の厚さが異なるものの、Ｐｔの担持量が同一となるように、ＣＰＡ水溶液の濃度及び担体の浸漬する時間を変更したことの他は、実施例１８と同様の処理によって触媒Ｓを得た。表５に触媒Ｓの物性を示す。
【００６４】
触媒Ｍ〜Ｏの過酸化水素分解能を評価するため、過酸化水素濃度３４０００質量ｐｐｍの過酸化水素水溶液を準備し、各触媒を用いて過酸化水素の分解処理を行った。容器内に５ｍｌの上記過酸化水素水溶液を入れた後、その液中に各触媒を浸漬した時間から１０分後及び４時間後の過酸化水素濃度（残留過酸化水素濃度）を測定した。表５に結果を示す。
【００６５】
【表５】
2013013868.tif 000007
【符号の説明】
【００６６】
１…担体、１ａ…活性金属が担持されている層、１０…過酸化水素分解触媒。
【図２】
2013013868.tif 000008
【図３】
2013013868.tif 000009
【図４】
2013013868.tif 000010
【図５】
2013013868.tif 000011
【図１】
2013013868.tif 000012