(57)【要約】  複数の細孔を有し、有機物を分解するために用いられる有機物分解用触媒は、一般式ＡxＢyＭzＯwで表されるペロブスカイト型複合酸化物を含み、Ａは、ＢａおよびＳｒからなる群より選ばれる少なくとも１種を含み、Ｂは、Ｚｒを含み、Ｍは、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、およびＦｅからなる群より選ばれる少なくとも１種であり、ｘ、ｙ、およびｚは、１．００１≦ｘ≦１．１、０．０５≦ｚ≦０．２、ｙ＋ｚ＝１の関係を満たし、ｗは、電気的中性を満足する正の値である。複数の細孔の平均細孔径は４９ｎｍ以上２６０ｎｍ以下であり、細孔容積は０．０８ｃｍ3／ｇ以上０．３７ｃｍ3／ｇ以下である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の細孔を有し、有機物を分解するために用いられる有機物分解用触媒であって、
一般式ＡxＢyＭzＯwで表されるペロブスカイト型複合酸化物を含み、Ａは、ＢａおよびＳｒからなる群より選ばれる少なくとも１種を含み、Ｂは、Ｚｒを含み、Ｍは、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、およびＦｅからなる群より選ばれる少なくとも１種であり、ｘ、ｙ、およびｚは、
１．００１≦ｘ≦１．１、
０．０５≦ｚ≦０．２、
ｙ＋ｚ＝１
の関係を満たし、ｗは、電気的中性を満足する正の値であり、
前記複数の細孔の平均細孔径は４９ｎｍ以上２６０ｎｍ以下であり、細孔容積は０．０８ｃｍ3／ｇ以上０．３７ｃｍ3／ｇ以下であることを特徴とする有機物分解用触媒。
【請求項２】
前記有機物分解用触媒を１４００℃で３時間、熱処理した後の有機物分解率は、熱処理前を１としたときに０．９７より大きいことを特徴とする請求項１に記載の有機物分解用触媒。
【請求項３】
前記ｘは、ｘ≦１．０５の関係を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の有機物分解用触媒。
【請求項４】
前記細孔容積は、０．１０ｃｍ3／ｇ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機物分解用触媒。
【請求項５】
前記平均細孔径は１５０ｎｍ以上であり、前記細孔容積は０．２１ｃｍ3／ｇ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の有機物分解用触媒。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の有機物分解用触媒を備えることを特徴とする有機物分解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物を分解するために用いられる有機物分解用触媒、および、有機物分解用触媒を含む有機物分解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機物を分解する有機物分解用触媒が知られている。有機物分解用触媒は、高温下で使用されることがあるため、高温にさらされた場合でも触媒活性が低下しにくいことが好ましい。【０００３】
特許文献１には、一般式ＡＢＯ3で表され、ＡサイトがＢａを含み、ＢサイトがＺｒを含み、かつ、Ｚｒの一部がＭｎ、Ｃｏ、およびＮｉの少なくとも１種により置換されたペロブスカイト型複合酸化物を含む有機物分解用触媒が記載されている。この有機物分解用触媒は、貴金属を用いておらず、８００℃で１００時間熱処理しても、触媒活性の低下を抑制することができるとされている。【０００４】
特許文献２には、細孔構造を有する多孔質シリカ担体、および多孔質シリカ担体の細孔構造内に担持されているペロブスカイト型複合酸化物の粒子を有する排ガス浄化触媒が記載されている。この排ガス浄化触媒は、多孔質シリカ担体の細孔分布において、シリカの一次粒子間の間隙に起因するピークが５〜５０ｎｍの範囲にあり、かつ、シリカの細孔構造に起因するピークが１〜５ｎｍの範囲にある構成とすることにより、比較的高温における触媒活性において優れた性能を有するとされている。【０００５】
特許文献３には、酸素吸放能を有する酸化物に、一般式ＬａxＭ(1-x)Ｍ’Ｏ3-δで表される酸化物が担持された構造を有し、積算細孔容積分布において細孔容積割合が９０体積％となる細孔径が１５０ｎｍ以下であり、平均細孔直径が１５ｎｍ以上３６ｎｍ以下である排気浄化触媒が記載されています。特許文献３には、この排気浄化触媒は、従来の排気浄化触媒と比べて、優れた浄化性能を有すると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第６３０３８３４号公報
【特許文献２】特許第５０７６３７７号公報
【特許文献３】特許第６０３６２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の有機物分解用触媒は、８００℃で１００時間熱処理しても、触媒活性の低下を抑制することができるとされているが、８００℃よりも高い温度にさらされた場合でも、触媒活性の低下を抑制できることが望まれる。発明者らは、特許文献１に記載の有機物分解用触媒において、特許文献２および３に記載の細孔径を適用してみたが、８００℃よりも高い温度にさらされた場合に、触媒活性の低下を十分に抑制することができないことが分かった。【０００８】
本発明は、上記課題を解決するものであり、８００℃よりも高い温度にさらされた場合の触媒活性の低下を抑制することができる有機物分解用触媒、および、そのような有機物分解用触媒を備えた有機物分解装置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】
【０００９】
本発明の有機物分解用触媒は、複数の細孔を有し、有機物を分解するために用いられる有機物分解用触媒であって、
一般式ＡxＢyＭzＯwで表されるペロブスカイト型複合酸化物を含み、Ａは、ＢａおよびＳｒからなる群より選ばれる少なくとも１種を含み、Ｂは、Ｚｒを含み、Ｍは、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、およびＦｅからなる群より選ばれる少なくとも１種であり、ｘ、ｙ、およびｚは、
１．００１≦ｘ≦１．１、
０．０５≦ｚ≦０．２、
ｙ＋ｚ＝１
の関係を満たし、ｗは、電気的中性を満足する正の値であり、
前記複数の細孔の平均細孔径は４９ｎｍ以上２６０ｎｍ以下であり、細孔容積は０．０８ｃｍ3／ｇ以上０．３７ｃｍ3／ｇ以下であることを特徴とする。【００１０】
前記有機物分解用触媒を１４００℃で３時間、熱処理した後の有機物分解率は、熱処理前を１としたときに０．９７より大きくてもよい。【００１１】
前記ｘは、ｘ≦１．０５の関係を満たしていてもよい。【００１２】
前記細孔容積は、０．１０ｃｍ3／ｇ以上であってもよい。【００１３】
前記平均細孔径は１５０ｎｍ以上であり、前記細孔容積は０．２１ｃｍ3／ｇ以上であってもよい。【００１４】
本発明の有機物分解装置は、上述したいずれかの有機物分解用触媒を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の有機物分解用触媒によれば、８００℃よりも高い温度にさらされた場合の触媒活性の低下を抑制することができる。【００１６】
また、本発明の有機物分解装置は、８００℃よりも高い温度にさらされた場合の触媒活性の低下を抑制することができる有機物分解用触媒を備えているので、触媒が高温にさらされた後も、高い分解率で有機物を分解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】有機物分解用触媒の有機物分解性能を評価するための試験に用いた試験装置の概略構成を示す図である。
【図２】管の内部への有機物分解用触媒の配置方法を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明の実施形態を示して、本発明の特徴を具体的に説明する。
【００１９】
本発明による有機物分解用触媒は、下記の要件（以下、本発明の要件と呼ぶ）を満たす。すなわち、本発明による有機物分解用触媒は、複数の細孔を有し、有機物を分解するために用いられる有機物分解用触媒であって、一般式ＡxＢyＭzＯwで表されるペロブスカイト型複合酸化物を含み、Ａは、ＢａおよびＳｒからなる群より選ばれる少なくとも１種を含み、Ｂは、Ｚｒを含み、Ｍは、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、およびＦｅからなる群より選ばれる少なくとも１種であり、ｘ、ｙ、およびｚは、１．００１≦ｘ≦１．１、０．０５≦ｚ≦０．２、ｙ＋ｚ＝１の関係を満たし、ｗは、電気的中性を満足する正の値であり、複数の細孔の平均細孔径は４９ｎｍ以上２６０ｎｍ以下であり、細孔容積は０．０８ｃｍ3／ｇ以上０．３７ｃｍ3／ｇ以下であるという要件を満たす。
【００２０】
上記本発明の要件を満たす有機物分解用触媒は、後述するように、８００℃よりも高い温度にさらされた場合の触媒活性の低下を抑制することができる。この有機物分解用触媒は、工場や自動車からの排ガスの浄化など、有機物を分解するための種々の用途に用いることができる。その場合、本発明の要件を満たす有機物分解用触媒を備えた有機物分解装置として構成することができる。
【００２１】
（実施例１）
高純度のＢａＣＯ3、ＺｒＯ2、およびＭｎＣＯ3の粉末を、表１の組成となるように秤量し、純水を加えて、ＺｒＯ2製の玉石とともに湿式混合し、スラリーを得た。このスラリーを乾燥機にて１２０℃で乾燥させた後、得られた粉を１１００℃、２時間の条件で熱処理を行うことにより、目的のペロブスカイト型複合酸化物を得た。
【００２２】
得られたペロブスカイト型複合酸化物に添加剤と水を加え、ＺｒＯ2製の玉石とともに湿式混合し、スラリーを得た。このスラリーにおいて、ペロブスカイト型複合酸化物の平均粒径Ｄ５０は、０．７８０μｍである。このスラリーを乾燥機にて１２０℃で乾燥させた後、成形密度２．９ｇ／ｃｍ3、直径８ｍｍ、長さ８ｍｍの円柱状のペレットとなるように、プレス成型機で成形した。得られた成形体を１０５０℃で２時間、焼成することによって、表１の試料番号２の有機物分解用触媒を得た。
【００２３】
試料番号３〜５の有機物分解用触媒はそれぞれ、表１に示すように、成形密度が異なる以外は、試料番号２の有機物分解用触媒と同じ方法より作製した。
【００２４】
試料番号６の有機物分解用触媒は、成形密度を２．６ｇ／ｃｍ3とし、成形密度が同じである試料番号５の有機物分解用触媒と比べて、平均細孔径を大きく、かつ、細孔容積を小さくする目的で、１４５０℃で焼成した以外は、試料番号２の有機物分解用触媒と同じ方法より作製した。
【００２５】
試料番号７の有機物分解用触媒は、成形密度を２．６ｇ／ｃｍ3とし、成形密度が同じである試料番号６の有機物分解用触媒と比べて、平均細孔径を大きく、かつ、細孔容積を小さくする目的で、１５００℃で焼成した以外は、試料番号２の有機物分解用触媒と同じ方法より作製した。
【００２６】
試料番号８〜１２の有機物分解用触媒はそれぞれ、表１に示すように、成形密度が異なる以外は、試料番号２の有機物分解用触媒と同じ方法より作製した。
【００２７】
試料番号１３の有機物分解用触媒は、成形密度を２．１ｇ／ｃｍ3とし、成形密度が同じである試料番号１２の有機物分解用触媒と比べて、平均細孔径を大きく、かつ、細孔容積を小さくする目的で、１４５０℃で焼成した以外は、試料番号２の有機物分解用触媒と同じ方法より作製した。
【００２８】
試料番号１４の有機物分解用触媒は、成形密度を２．１ｇ／ｃｍ3とし、成形密度が同じである試料番号１３の有機物分解用触媒と比べて、平均細孔径を大きく、かつ、細孔容積を小さくする目的で、１５００℃で焼成した以外は、試料番号２の有機物分解用触媒と同じ方法より作製した。
【００２９】
試料番号１５の有機物分解用触媒は、以下の方法により作製した。すなわち、試料番号２の有機物分解用触媒を作製する方法と同じ方法によってペロブスカイト型複合酸化物を得た後、平均細孔径および細孔容積を大きくする目的で、ペロブスカイト型複合酸化物に添加剤と水を加えて湿式混合し、粘土状になるまで脱水した。その後、粘土状になった試料をくり抜いて再び乾燥させた後、成形密度２．０ｇ／ｃｍ3、直径８ｍｍ、長さ８ｍｍの円柱状のペレットとなるように、プレス成型機で成形した。そして、得られた成形体を１０５０℃で２時間、焼成することによって、試料番号１５の有機物分解用触媒を得た。
【００３０】
試料番号１の有機物分解用触媒は、以下の方法により作製した。すなわち、試料番号２の有機物分解用触媒を作製する方法と同じ方法によってペロブスカイト型複合酸化物を得た後、平均細孔径を小さくする目的で、平均粒径Ｄ５０が０．５６３μｍとなるまで、湿式混合し、スラリーを得た。このスラリーを乾燥機にて１２０℃で乾燥させた後、成形密度３．０ｇ／ｃｍ3、直径８ｍｍ、長さ８ｍｍの円柱状のペレットとなるようにプレス成型機で成形した。そして、得られた成形体を１０５０℃で２時間、焼成することによって、試料番号１の有機物分解用触媒を得た。
【００３１】
試料番号１６の有機物分解用触媒は、以下の方法により作製した。すなわち、試料番号２の有機物分解用触媒を作製する方法と同じ方法によってペロブスカイト型複合酸化物を得た後、平均細孔径を小さくする目的で、ペロブスカイト型複合酸化物に添加剤と水を加えて湿式混合し、粘土状になるまで脱水した。湿式混合では、スラリーの平均粒径Ｄ５０が０．５６３μｍとなるようにした。その後、粘土状になった試料をくり抜いて再び乾燥させた後、成形密度２．０ｇ／ｃｍ3、直径８ｍｍ、長さ８ｍｍの円柱状のペレットとなるように、プレス成型機で成形した。そして、得られた成形体を１０５０℃で２時間、焼成することによって、試料番号１６の有機物分解用触媒を得た。
【００３２】
【表１】
2019216240.tif 000002
【００３３】
表１において、試料番号に＊が付されている試料は、上述した本発明の要件を満たしていない試料であり、試料番号に＊が付されていない試料は、上述した本発明の要件を満たす試料である。
【００３４】
＜細孔分布測定＞
試料番号１〜１６の有機物分解用触媒のそれぞれについて、水銀圧入法による細孔分布測定を実施し、平均細孔径と細孔容積を求めた。平均細孔径は、複数の細孔の直径、より詳しくは円相当径の平均値である。測定には、マイクロメリティックス社製の水銀圧入法測定装置を用いた。この水銀圧入法測定装置の圧力計測法は、ストレージ型式であり、圧入量計測法は、静電容量式である。計測条件は、水銀接触角１３０°、水銀表面張力４８５ｍＮ／ｍ、測定圧力範囲３．４５ｋＰａ〜４１４ＭＰａとした。
【００３５】
＜触媒活性評価＞
有機物分解用触媒の活性評価方法について説明する。
【００３６】
（１）試験装置
図１は、有機物分解用触媒の有機物分解性能を評価するための試験に用いた試験装置１０の概略構成を示す図である。この試験装置１０は、有機物が流通する管１１と、管１１を流通する有機物を加熱するための加熱部１２と、加熱部１２を制御する制御部１３とを備える。
【００３７】
管１１の内部の、加熱部１２によって加熱される領域には、上述した方法により作製された有機物分解用触媒が配置される。
【００３８】
図２は、管１１の内部への有機物分解用触媒２０の配置方法を説明するための断面図である。１／４インチサイズの管１１の中央部分に、メッシュで０．５ｍｍ〜０．６ｍｍの粒子状に分級した有機物分解用触媒２０を充填した。有機物分解用触媒２０は、グラスウール２１を介して、熱電対２２により支えられている。熱電対２２は、有機物分解用触媒２０の温度を測定するために設けられている。
【００３９】
管１１に供給される被処理ガスは、有機物分解用触媒２０が配置されている領域を通過して、後述するガス排出管１５へと排出される。
【００４０】
図１に示すように、管１１の上流側には、ガス供給管１４が接続されている。ガス供給管１４には、有機物であるトルエンを供給するためのトルエン供給ライン１６と、窒素（Ｎ2）を供給するための窒素供給ライン１７と、酸素（Ｏ2）を供給するための酸素供給ライン１８が接続されている。すなわち、管１１には、ガス供給管１４を介して、トルエン、窒素、および酸素を含む被処理ガスが供給される。
【００４１】
管１１の下流側には、有機物が分解された後の処理済みガスを系外に排出するためのガス排出管１５が接続されている。ガス排出管１５には、処理済みガスをサンプリングするためのサンプリングライン１９が接続されており、処理済みガス中のトルエンの濃度をガスクロマトグラフにより分析することができるように構成されている。
【００４２】
制御部１３は、加熱部１２によって加熱される領域の温度が制御可能なように構成されている。
【００４３】
（２）試験方法
上述した試験装置１０を用いて、トルエンと窒素と酸素とを含む被処理ガスを管１１に連続的に供給し、トルエンを分解させる試験を行った。被処理ガスの組成は、体積濃度で、トルエン（Ｃ7Ｈ8）：５０ｐｐｍ、窒素（Ｎ2）：８０％、酸素（Ｏ2）：２０％とし、測定時の空間速度ＳＶは１５００００／ｈ、触媒温度は３００℃とした。
【００４４】
サンプリングライン１９の出口で処理済みガスをサンプリングし、トルエン濃度をガスクロマトグラフによる分析により定量した。そして、次式（１）に基づいて、トルエン分解率を求めた。なお、式（１）中の「５０」は、処理前の被処理ガスに含まれるトルエン濃度である。
トルエン分解率（％）＝１００−１００×（トルエン濃度／５０）    …（１）
【００４５】
＜耐熱性評価＞
試料番号１〜１６の有機物分解用触媒をそれぞれ、電気炉の中で、１４００℃で３時間の条件で加熱する高温熱処理を行った。そして、高温熱処理後の有機物分解用触媒を用いて、上述した条件でトルエン分解率を求めた。
【００４６】
高温熱処理前の有機物分解用触媒を用いた場合のトルエン分解率をＣ１、高温熱処理後の有機物分解用触媒を用いた場合のトルエン分解率をＣ２としたときの、高温熱処理によるトルエン分解率の劣化率を次式（２）より算出した。
劣化率（％）＝１００−１００×（Ｃ２／Ｃ１）          …（２）
【００４７】
ここで、「有機物分解用触媒を１４００℃で３時間、熱処理した後の有機物分解率は、熱処理前を１としたときに０．９７より大きい」ことは、劣化率が３％より小さいことと同等である。
【００４８】
表１では、触媒の組成、焼成温度、触媒粒子の平均粒径Ｄ５０、触媒の成形密度、平均細孔径、細孔容積、高温熱処理前のトルエン分解率、高温熱処理後のトルエン分解率、および、劣化率をそれぞれ示している。
【００４９】
表１の試料番号１〜１６の有機物分解用触媒において、一般式ＡxＢyＭzＯwで表されるペロブスカイト型複合酸化物のＡはＢａであり、ＢはＺｒであり、ＭはＭｎである。また、ｘは１．０１０、ｙは０．９００、ｚは０．１００である。
【００５０】
試料番号２〜１５の有機物分解用触媒は、平均細孔径が４９ｎｍ以上２６０ｎｍ以下の範囲内で異なり、かつ、細孔容積が０．０８ｃｍ3／ｇ以上０．３７ｃｍ3／ｇ以下の範囲内で異なる試料であって、本発明の要件を満たす試料である。これらの有機物分解用触媒は全て、劣化率が３％未満となった。
【００５１】
すなわち、本発明の要件を満たす試料番号２〜１５の有機物分解用触媒は、１４００℃の高温にさらされた場合でも、触媒活性の低下が十分に抑制されている。これは、以下の理由による。すなわち、平均細孔径および細孔容積を最適化することによって、有機物分解用触媒が有機物を含む被処理ガスと接触する有効表面積が増大して、触媒活性点が増加するからである。また、触媒粒子同士の接触面積が小さいことから、高温環境下で使用された場合のシンタリングの発生が抑制され、触媒活性点の低減が抑制されるからである。
【００５２】
これに対して、平均細孔径が３２．１ｍｍで本発明の要件を満たしていない試料番号１の有機物分解用触媒は、劣化率が７．６％で３％より大きくなった。また、平均細孔径が３８．２ｍｍで本発明の要件を満たしていない試料番号１６の有機物分解用触媒は、劣化率が６．１％で３％より大きくなった。
【００５３】
また、本発明の要件を満たす試料番号２〜１５の有機物分解用触媒のうち、細孔容積が０．１０ｃｍ3／ｇ以上である試料番号２〜６、８〜１５の有機物分解用触媒は、高温熱処理前のトルエン分解率、および、高温熱処理後のトルエン分解率がともに９０％以上となった。したがって、本発明の要件を満たす有機物分解用触媒は、細孔容積が０．１０ｃｍ3／ｇ以上であることがより好ましい。
【００５４】
また、本発明の要件を満たす試料番号２〜１５の有機物分解用触媒のうち、平均細孔径が１５０ｎｍ以上であり、かつ、細孔容積が０．２１ｃｍ3／ｇ以上である試料番号１０〜１５の有機物分解用触媒は、高温熱処理前のトルエン分解率、および、高温熱処理後のトルエン分解率が９０％以上であり、かつ、劣化率が０．６％以下とさらに低い値となった。したがって、本発明の要件を満たす有機物分解用触媒は、平均細孔径が１５０ｎｍ以上であり、かつ、細孔容積が０．２１ｃｍ3／ｇ以上であることがより好ましい。
【００５５】
（実施例２）
続いて、触媒の組成比を変えた場合の特性を確認する目的で、表２に示す試料番号１７〜２８の有機物分解用触媒を作製した。また、作製した有機物分解用触媒について、実施例１と同様の方法により、平均細孔径、細孔容積、高温熱処理前のトルエン分解率、高温熱処理後のトルエン分解率、および、劣化率を求めた。
【００５６】
【表２】
2019216240.tif 000003
【００５７】
表２において、試料番号に＊が付されている試料は、上述した本発明の要件を満たしていない試料であり、試料番号に＊が付されていない試料は、上述した本発明の要件を満たす試料である。
【００５８】
試料番号１７〜２３の有機物分解用触媒は、組成ｙおよびｚが同一であるが、組成ｘが異なる試料である。本発明の要件を満たす試料番号１９〜２３の有機物分解用触媒は全て、劣化率が３．０％未満となった。すなわち、本発明の要件を満たす試料番号１９〜２３の有機物分解用触媒は、１４００℃の高温にさらされた場合でも、触媒活性の低下が十分に抑制されている。
【００５９】
これに対して、組成ｘが１．００１≦ｘ≦１．１の範囲外であり、本発明の要件を満たしてしない試料番号１７および１８の有機物分解用触媒は、劣化率がそれぞれ５．４％および３．２％と、３．０％より大きくなった。
【００６０】
試料番号２４〜２８の有機物分解用触媒は、組成ｘが１．０１０であり、組成ｙおよびｚが異なる試料である。本発明の要件を満たす試料番号２５〜２８の有機物分解用触媒は、劣化率が３．０％未満となった。すなわち、本発明の要件を満たす試料番号２５〜２８の有機物分解用触媒は、１４００℃の高温にさらされた場合でも、触媒活性の低下が十分に抑制されている。
【００６１】
これに対して、組成ｚが０．０５≦ｚ≦０．２の範囲外であり、本発明の要件を満たしてしない試料番号２４の有機物分解用触媒は、劣化率が６．５％で３．０％より大きくなった。
【００６２】
また、本発明の要件を満たす試料番号１９〜２３および２５〜２８の有機物分解用触媒のうち、組成ｘがｘ≦１．０５の関係を満たす試料番号１９〜２２および２５〜２８の有機物分解用触媒は、高温熱処理前のトルエン分解率、および、高温熱処理後のトルエン分解率が９０％以上となった。したがって、本発明の要件を満たす有機物分解用触媒は、組成ｘがｘ≦１．０５の関係を満たすことがより好ましい。
【００６３】
（実施例３）
続いて、触媒の組成を変えた場合の特性を確認する目的で、表３に示す試料番号２９〜４８の有機物分解用触媒を作製した。ここでは、表１の試料番号１〜１６の有機物分解用触媒を作製する際に用いた原料粉末の他に、高純度のＳｒＣＯ3粉末、Ｃｏ3Ｏ4粉末、ＮｉＯ粉末、および、Ｆｅ2Ｏ3粉末を用意し、表３の組成となるようにペロブスカイト型複合酸化物を作製した。
【００６４】
得られたペロブスカイト型複合酸化物に添加剤と水を加え、ＺｒＯ2製の玉石とともに湿式混合し、スラリーを得た。このスラリーを乾燥機にて１２０℃で乾燥させた後、成形密度２．８ｇ／ｃｍ3、直径８ｍｍ、長さ８ｍｍの円柱状のペレットとなるように、プレス成型機で成形した。得られた成形体を１０５０℃で２時間、焼成した後、得られた焼成物を乳鉢で粉砕・分級し、０．５ｍｍ〜０．６ｍｍの粒子状の有機物分解用触媒を得た。
【００６５】
作製した有機物分解用触媒について、実施例１と同様の方法により、平均細孔径、細孔容積、追加熱処理前のトルエン分解率、追加熱処理後のトルエン分解率、および、劣化率を求めた。
【００６６】
【表３】
2019216240.tif 000004
【００６７】
表３において、試料番号に＊が付されている試料は、上述した本発明の要件を満たしていない試料であり、試料番号に＊が付されていない試料は、上述した本発明の要件を満たす試料である。
【００６８】
試料番号２９〜３３の有機物分解用触媒は、一般式ＡxＢyＭzＯwで表されるペロブスカイト型複合酸化物のＡがＢａであり、ＢがＺｒであり、ＭがＣｏである試料である。本発明の要件を満たす試料番号３０〜３２の有機物分解用触媒は、劣化率が３．０％未満となった。すなわち、本発明の要件を満たす試料番号３０〜３２の有機物分解用触媒は、１４００℃の高温にさらされた場合でも、触媒活性の低下が十分に抑制されている。
【００６９】
これに対して、組成ｘが１．００１≦ｘ≦１．１の範囲外である試料番号２９、および、組成ｚが０．０５≦ｚ≦０．２の範囲外である試料番号３３の有機物分解用触媒は、劣化率がそれぞれ１０．４％および１３．１％で３％より大きくなった。
【００７０】
なお、試料番号２９〜３３の有機物分解用触媒は、平均細孔径および細孔容積がそれぞれ略同じであるため、試料番号３１の有機物分解用触媒のみ、平均細孔径および細孔容積を求めている。
【００７１】
試料番号３４〜３８の有機物分解用触媒は、一般式ＡxＢyＭzＯwで表されるペロブスカイト型複合酸化物のＡがＢａであり、ＢがＺｒであり、ＭがＭｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、およびＦｅである試料である。本発明の要件を満たす試料番号３５〜３７の有機物分解用触媒は、劣化率が３．０％未満となった。すなわち、本発明の要件を満たす試料番号３５〜３７の有機物分解用触媒は、１４００℃の高温にさらされた場合でも、触媒活性の低下が十分に抑制されている。
【００７２】
これに対して、組成ｘが１．００１≦ｘ≦１．１の範囲外である試料番号３４、および、組成ｚが０．０５≦ｚ≦０．２の範囲外である試料番号３８の有機物分解用触媒は、劣化率がそれぞれ１１．７％および１５．５％で３％より大きくなった。
【００７３】
なお、試料番号３４〜３８の有機物分解用触媒は、平均細孔径および細孔容積がそれぞれ略同じであるため、試料番号３６の有機物分解用触媒のみ、平均細孔径および細孔容積を求めている。
【００７４】
試料番号３９〜４３の有機物分解用触媒は、一般式ＡxＢyＭzＯwで表されるペロブスカイト型複合酸化物のＡがＳｒであり、ＢがＺｒであり、ＭがＭｎである試料である。本発明の要件を満たす試料番号４０〜４２の有機物分解用触媒は、劣化率が３．０％未満となった。すなわち、本発明の要件を満たす試料番号４０〜４２の有機物分解用触媒は、１４００℃の高温にさらされた場合でも、触媒活性の低下が十分に抑制されている。
【００７５】
これに対して、組成ｘが１．００１≦ｘ≦１．１の範囲外である試料番号３９、および、組成ｚが０．０５≦ｚ≦０．２の範囲外である試料番号４３の有機物分解用触媒は、劣化率がそれぞれ１２．１％および１５．５％で３％より大きくなった。
【００７６】
なお、試料番号３９〜４３の有機物分解用触媒は、平均細孔径および細孔容積がそれぞれ略同じであるため、試料番号４１の有機物分解用触媒のみ、平均細孔径および細孔容積を求めている。
【００７７】
試料番号４４〜４８の有機物分解用触媒は、一般式ＡxＢyＭzＯwで表されるペロブスカイト型複合酸化物のＡがＢａおよびＳｒであり、ＢがＺｒであり、ＭがＭｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、およびＦｅである試料である。本発明の要件を満たす試料番号４５〜４７の有機物分解用触媒は、劣化率が３．０％未満となった。すなわち、本発明の要件を満たす試料番号４５〜４７の有機物分解用触媒は、１４００℃の高温にさらされた場合でも、触媒活性の低下が十分に抑制されている。
【００７８】
これに対して、組成ｘが１．００１≦ｘ≦１．１の範囲外である試料番号４４、および、組成ｚが０．０５≦ｚ≦０．２の範囲外である試料番号４８の有機物分解用触媒は、劣化率がそれぞれ１１．０％および１４．３％で３％より大きくなった。
【００７９】
なお、試料番号４４〜４８の有機物分解用触媒は、平均細孔径および細孔容積がそれぞれ略同じであるため、試料番号４６の有機物分解用触媒のみ、平均細孔径および細孔容積を求めている。
【００８０】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００８１】
上述した説明では、本発明の有機物分解用触媒を用いて、トルエンを分解する例を挙げたが、有機物がトルエンに限定されることはない。
【００８２】
上述した実施例では、有機物分解用触媒を作製する際の焼成温度、ペロブスカイト型複合酸化物の平均粒径Ｄ５０、および、成形密度を調整することによって、有機物分解用触媒の平均細孔径および細孔容積を調整したが、平均細孔径および細孔容積の調整方法が上述した方法に限定されることはない。
【００８３】
上述した実施例では、一般式ＡxＢyＭzＯwで表されるペロブスカイト型複合酸化物のＭがＭｎである場合、Ｃｏである場合、および、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、およびＦｅである場合に、劣化率が３％未満となる実験結果を示しているが、Ｍは、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、およびＦｅからなる群より選ばれる少なくとも１種であればよく、その場合に、劣化率が３％未満となる。
【符号の説明】
【００８４】
１０  試験装置
１１  管
１２  加熱部
１３  制御部
１４  ガス供給管
１５  ガス排出管
１６  トルエン供給ライン
１７  窒素供給ライン
１８  酸素供給ライン
１９  サンプリングライン
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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