Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
## (5) 社会教育费

## ① 施設等別にみた社会教育費

社会教育費について, 施設等別にそれぞれの支出額をみると, 第7表, 第7図のとおりである。

第 7 表 施設等別の社会教育費

区 分	実 額	構 成 比	対前年度伸び率
平成26年度	平成25年度	平成26年度	平成25年度	平成26年度	平成25年度
社会 教育 費	千円	千円	%	%	%	%
1,629,793,732(1,418,649,079)	1,602,822,704(1,370,794,005)	100.0(100.0)	100.0(100.0)	1.7(3.5)	3.2(6.0)
公 民 館 費	228,194,744(201,936,503)	226,786,498(199,439,001)	14.0(14.2)	14.1(14.5)	0.6(1.3)	7.6(10.0)
図 書 館 費	284,958,497(256,268,107)	266,940,319(240,930,479)	17.5(18.1)	16.7(17.6)	6.7(6.4)	△3.1(0.0)
博物 館 費	134,224,137(112,401,048)	143,585,073(112,214,269)	8.2(7.9)	9.0(8.2)	△6.5(0.2)	△2.0(5.6)
体 育 施 設 費	412,888,774(340,472,217)	409,610,442(330,573,056)	25.3(24.0)	25.6(24.1)	0.8(3.0)	6.8(11.3)
青少年教育施設費	48,762,238(40,990,882)	44,021,395(38,360,675)	3.0(2.9)	2.7(2.8)	10.8(6.9)	△6.0(△7.8)
女性教育施設費	1,612,693(1,454,503)	1,714,075(1,553,045)	0.1(0.1)	0.1(0.1)	△5.9(△6.3)	0.1(0.1)
文化 会 館 費	124,446,987(105,168,459)	118,483,883(96,632,120)	7.6(7.4)	7.4(7.0)	5.0(8.8)	7.7(17.1)
その他の社会教育施設費	109,136,751(88,345,773)	109,585,671(82,812,184)	6.7(6.2)	6.8(6.0)	△0.4(6.7)	△0.0(△5.1)
教育委員会が行った社会教育活動費	161,240,341(160,398,017)	160,379,041(159,497,129)	9.9(11.3)	10.0(11.6)	0.5(0.6)	2.6(2.3)
文化 財 保 護 費	124,328,570(111,213,570)	121,716,307(108,782,047)	7.6(7.8)	7.6(7.9)	2.1(2.2)	7.9(9.3)

(注) （）内は，債務償還費を控除した数値である。

第 7 図 施設別の社会教育費の推移(債務償還費除く)

これによると, 体育施設費が3,405億円(社会教育費に占める割合24.0%)と最も多く, 次いで図書館費が2,563億円(同18.1%), 公民館費が2,019億円(同14.2%)となっている。
## ② 支出項目別にみた社会教育費

社会教育費を支出項目別にみると, 第8表, 第8図のとおりである。

第 8 表 支出項目別の社会教育費

区 分	実 額	構 成 比	対前年度伸び率
平成26年度	平成25年度	平 成 26年度	平 成 25年度	平 成 26年度	平 成 25年度
社会教育費	千円	千円	%	%	%	%
A消費的支出	1,629,793,732	1,602,822,704	100.0	100.0	1.7	3.2
うち人件費	1,033,335,874	1,025,119,715	63.4	64.0	0.8	0.6
B資本的支出	279,789,397	278,626,909	17.2	17.4	0.4	△3.7
うち土地・建築費	385,313,205	345,674,290	23.6	21.6	11.5	25.8
C債務償還費	276,244,687	242,637,798	16.9	15.1	13.9	36.2
211,144,653	232,028,699	13.0	14.5	△9.0	△10.6

第 8 図 支出項目別の社会教育費の推移

これによると, 平成26年度の消費的支出は1兆333億円 (社会教育費に占める割合63.4%) となっている。資本的支出は3,853億円 (同23.6%), 債務償還費は2,111億円 (同13.0%) となっている。

## (6) 教育行政费

教育行政費について, 支出項目別にみると, 第9表, 第9図のとおりである。

第 9 表 支出項目別の教育行政費

区 分	实 额	構 成 比	对前年度伸び率
平成26年度	平成25年度	平 成 26年度	平 成 25年度	平 成 26年度	平 成 25年度
教 育 行 政 费	千円	千円	%	%	%
953,633,978	913,527,632	100.0	100.0	4.4	△2.0
A 消費的支出	916,775,093	879,982,569	96.1	96.3	4.2	△1.9
B 資本的支出	26,234,471	19,110,098	2.8	2.1	37.3	0.3
C 債務償還費	10,624,414	14,434,965	1.1	1.6	△26.4	△6.0

第 9 図 支出項目別の教育行政費の推移

これによると, 平成26年度の消費的支出は9,168億円 (教育行政費に占める割合96.1%)で, 教育行政費のほとんどを占めている。
2 知事部局における生涯学習関連費の総額とその財源別，支出項目別の状況

## （１）知事部局における生涯学習関連費総額

平成26年度に支出された生涯学習関連費(都道府県知事部局所管施設分)総額は1,598億円となっている。

## （２）施設別にみた生涯学習関連費（知事部局所管施設分）

生涯学習関連費について, 施設別にそれぞれの支出額をみると, 第10表のとおりである。

第 10 表 施設別の生涯学習関連費

区 分	実 額	構 成 比	対前年度伸び率
平成26年度	平成25年度	平 成 26年度	平 成 25年度	平 成 26年度	平 成 25年度
生涯学習関連費(知事部局所管施設分)	千円	千円	%	%	%	%
159,796,411	147,493,563	100.0	100.0	8.3	△3.3
(149,058,468)	(130,246,591)	(100.0)	(100.0)	(14.4)	(△3.9)
体育施設費	62,072,141	60,597,908	38.8	41.1	2.4	1.2
(59,010,792)	(55,399,939)	(39.6)	(42.5)	(6.5)	(10.5)
青少年施設費	5,815,506	4,158,520	3.6	2.8	39.8	△24.2
(3,587,848)	(3,463,386)	(2.4)	(2.7)	(3.6)	(△13.3)
女性関連施設費	4,431,907	4,316,574	2.8	2.9	2.7	△2.5
(4,362,129)	(4,243,949)	(2.9)	(3.3)	(2.8)	(△2.6)
文化会館費	33,853,957	28,184,524	21.2	19.1	20.1	△17.4
(31,529,689)	(24,808,566)	(21.2)	(19.0)	(27.1)	(△21.8)
その他の生涯学習関連施設費	53,622,900	50,236,037	33.6	34.1	6.7	3.2
(50,568,010)	(42,330,751)	(33.9)	(32.5)	(19.5)	(△6.6)

（注）1 （　）内は，債務償還費を控除した数値である。

2 「その他の生涯学習関連施設」とは，体育施設，青少年施設，女性関連施設及び文化会館以外の生涯学習関連施設（生涯学習センター等）を指す。

これによると, 体育施設が621億円(生涯学習関連費に占める割合38.8%)と最も多く, 次いでその他の生涯学習関連施設費が536億円(同33.6%), 文化会館費が339億円(同21.2%)となっている。

（３）財源別にみた生涯学習関連費（知事部局所管施設分）

生涯学習関連費を財源別にみると, 第11表のとおりである。

第 11 表 財源別の生涯学習関連費

区 分	実 額	構 成 比	対前年度伸び率
平成26年度	平成25年度	平 成 26年度	平 成 25年度	平 成 26年度	平 成 25年度
生涯学習関連費総額(知事部局所管施設分)	千円	千円	%	%	%	%
159,796,411	147,493,563	100.0	100.0	8.3	△3.3
I 地方債・寄附金以外の公費	147,496,519	137,295,657	92.3	93.1	7.4	1.0
国庫補助金	14,867,784	17,275,888	9.3	11.7	△13.9	150.2
都道府県支出金	132,003,989	119,478,590	82.6	81.0	10.5	△7.1
市町村支出金	624,746	541,179	0.4	0.4	15.4	△1.0
II 地 方 債	11,517,004	8,997,150	7.2	6.1	28.0	△44.4
III 寄 附 金	782,888	1,200,756	0.5	0.8	△34.8	214.2

これによると, 平成26年度の国庫補助金, 都道府県支出金及び市町村支出金を財源とする支出額は, 合わせて1,475億円(生涯学習関連費に占める割合92.3%)となっている。都道府県支出金が1,320億円(同82.6%)と最も多く, 次いで国庫補助金が149億円(同9.3%), 市町村支出金が6億円(同0.4%)となっている。

## （４）支出項目別にみた生涯学習関連費（知事部局所管施設分）

生涯学習関連費を支出項目別にみると, 第12表のとおりである。

第 12 表 支出項目別の生涯学習関連費

区 分	実 額	構 成 比	対前年度伸び率
平成26年度	平成25年度	平 成 26年度	平 成 25年度	平 成 26年度	平 成 25年度
生涯学習関連費(知事部局所管施設分)	千円	千円	%	%	%	%	%
159,796,411	147,493,563	100.0	100.0	8.3	△3.3
A 消費的支出	103,076,198	94,001,812	64.5	63.7	9.7	△1.9
うち人件費	32,619,376	31,225,468	20.4	21.2	4.5	0.3
B 資本的支出	45,982,270	36,244,779	28.8	24.6	26.9	△8.8
うち土地・建築費	37,955,517	29,641,605	23.8	20.1	28.0	△13.6
C 債務償還費	10,737,943	17,246,972	6.7	11.7	△37.7	1.4

これによると, 平成26年度の消費的支出は1,031億円(生涯学習関連費に占める割合64.5%)，資本的支出は460億円(同28.8%)，債務償還費は107億円(同6.7%)となっている。
課題名 B-0907 揮発性有機化合物の低温完全燃焼を実現する新しい環境浄化触媒の開発

課題代表者名 今中 信人 （国立大学法人大阪大学大学院工学研究科应用化学専攻無機材料化学領域 教授）

研究实施期间 平成21～23年度

累計予算額 27,999千円（うち23年度 8,999千円）

予算額は、間接経費を含む。

研究体制

(1)揮発性有機化合物の低温完全燃焼を実現する新しい環境浄化触媒の開発（国立大学法人大阪大学）

研究協力機関

なし

## 研究概要

### 1. はじめに(研究背景等)

揮発性有機化合物(Volatile Organic Compounds; VOC)とは、常温、大気中で蒸発しやすい性質(揮発性)のある有機化合物の総称である。脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、多環芳香族炭化水素など300種類以上存在し、トルエン、キシレン、ホルム及びアセトアルデヒド、酢酸エチル、ジクロロメタンなどが代表的な物質である。塗装・印刷工場や化成品・化学工場などの作業環境や、我々の居住環境において悪臭の原因となるだけでなく、シックハウス症候群や化学物質過敏症などの健康障害の原因物質として問題となるものが数多くを占める。大気中へ飛散するVOCを抑えるために、これを二酸化炭素と水蒸気に酸化し、完全無害化することが強く求められている。

主なVOCの処理法としては、吸着法、冷却凝縮法、直接燃焼法、触媒燃焼法、蓄熱燃焼法、プラズマ分解法などがあるが、中でも触媒燃焼法は、触媒表面でVOCを接触燃焼させる方式であり、低温で高効率のVOC分解性能が得られる技術として注目されている。しかしながら、低温活性に優れ、極めて高い酸化性能を示すといわれているPtアルミナ触媒に代表される貴金属触媒ですら、VOCを二酸化炭素と水蒸気へ完全分解するには150～350°Cの温度が必要であることが課題となっており、できるだけ低温でVOCを完全燃焼可能な新しい触媒の開発が求められている。VOCの浄化は、反応条件や浄化対象とするガス種によって完全燃焼温度が異なるとはいえ、可能な限り低温におけるVOCの完全燃焼を実現するためには、これまでに開発された触媒を凌ぐ、極めて高い酸化活性を有する触媒を新たに開発しなければならない。

当研究室では、固体結晶化学と固体電解質（イオン伝導性固体）の設計指針を触媒調製に組み込んだ全く新しい発想に基づき、低温で高い酸素貯蔵・放出能を示す複合酸化物を開発した。さらに、この材料に白金超微粒子を担持し、複合酸化物の酸素放出能と白金の高い酸化力を組み合わせると、低温でも触媒内部より反応性の高い酸素が供給されるために、VOCの酸化反応が促進されることを明らかにしてきた。

本委託研究では、悪臭成分や可燃成分を発生させることなしに二酸化炭素と水蒸気に完全燃焼でき、しかもメインテナンスを不要とする簡素な構成の、『安全で安心して用いることができる』、全く新しいVOC及びCO完全燃焼触媒の創成を目指した。

### 2. 研究開発目的

本委託業務では、工場などから排出される揮発性有機化合物（VOC）の総量削減を目的とし、現在、対応が困難な中小企業での利用ができる新規なVOC浄化触媒を開発した。活性が高く、悪臭成分や可燃成分を発生させることなしに揮発性有機化合物（VOC）を二酸化炭素と水蒸気に完全燃焼でき、さらにメインテナンスを不要とする簡素な構成の、『安全で安心して用いることができる』全く新しいVOCの完全燃焼触媒を開発した。研究終了時の達成目標として、150°C程度の浄化温度において、現状より大容量の排ガスに適用でき、できるだけ白金使用量を抑制した触媒の開発を目指した。
平成21年度は、当研究室で開発したPt/CeO_{2}-ZrO_{2}-Bi_{2}O_{3}/γ-Al_{2}O_{3}触媒を基材とし、触媒燃焼法によるトルエンやアセトアルデヒド等のVOC浄化活性を評価した。さらに、一酸化炭素の燃焼活性もあわせて評価した。

平成22年度は、高活性触媒開発の鍵となる、触媒の構造、組成、活性な酸素分子の発生温度などの基礎物性を調べ、VOC燃焼に対して最も効果的な条件を明らかにするとともに、開発された触媒に対して、様々な分光学的手法を用いた精密分析を行い、VOCに対する高い酸化活性が発現する機構を明らかにすることを目的とした。

平成23年度は、大気中に共存するガスの影響を調べるために、エチレン及びアセトアルデヒド低温完全燃焼触媒を開発し、それぞれの触媒に対する水蒸気共存の影響について調べた。また、開発された触媒と小型循環器を組み合わせたVOC処理装置を試作した。

### 3. 研究開発の方法

## (1) 高いVOC酸化活性を得るための条件検討

VOC酸化に用いられる触媒には、金属酸化物触媒と貴金属触媒がある。一般的に、金属酸化物触媒は貴金属触媒よりも触媒活性が低いものの、被毒に対する耐久性は比較的高い。一方、貴金属触媒では、酸素分子が貴金属上で解離吸着し、これが気相の有機化合物と直接反応する。従って、貴金属上への酸素の吸着の強さが活性に大きく影響する。

本研究では、以上に述べたような金属酸化物触媒と貴金属触媒に関する知見を総合的に判断し、触媒担体として、比表面積が大きく格子内部から酸素を供給できるものを選び、これに貴金属を分散担持すれば、VOCの完全酸化に極めて効果的な触媒が得られるのではないかと考えた。具体的には、比表面積をできるだけ大きくする担体としてγ-Al₂O₃を、また、複数の価数をとり、格子内部から酸素を供給可能な助触媒として、安定性や耐熱性が高い酸化セリウム(CeO₂)を母体とした複合酸化物を、そして最も酸化活性が高い貴金属であるPtをそれぞれ選択し、これらをうまく組み合わせることにより、新触媒を開発することにした。

## (2) 高活性担体の設計

可能な限り低温において酸素貯蔵・放出機能を発現させるべく、酸素を吸蔵・放出できる$\mathrm{CeO}_{2}-\mathrm{ZrO}_{2}$複合酸化物の結晶格子内に、酸化ビスマス$\left(\mathrm{Bi}_{2}\mathrm{O}_{3}\right)$を固溶させることを考えた。この理由は以下の3点に集約される。

① 酸化ビスマス自体がきわめて高い酸化物イオン伝導を示す。

② 酸化ビスマスは低温で還元されやすい。

③ ビスマスイオンは +3 価をとるため、 $ Ce^{4+} $ や $ Zr^{4+} $ を部分的に置換すると、格子内に酸化物イオン欠陥が必ず生成する。

これらの他に、高い酸素放出特性を示す要因としては電子伝導性の発現が考えられる。そこで本委託事業では、担体のさらなる高活性化を目指し、典型的なn型半導体であり、化学センサの母体材料としても用いられている酸化スズ（SnO_{2}）に着目した。そこで、CeO_{2}-ZrO_{2}-Bi_{2}O_{3}複合酸化物のBi_{2}O_{3}に代え、CeO_{2}-ZrO_{2}複合酸化物にSnO_{2}を固溶させたCeO_{2}-ZrO_{2}-SnO_{2}/γ-Al_{2}O_{3}担体を調製し、VOC酸化触媒の担体に用いた。

これらの設計指針には、固体結晶化学と固体電解質（イオン伝導性固体）の知見が取り込まれている、とりわけ酸化ビスマスや酸化スズの還元されやすい性質を積極的に利用するアイデアは、固体電解質ではマイナス要因となることを逆手にとった「逆転の発想」に基づいている。

$$ \mathbf{P}\mathbf{t}/\mathbf{C}\mathbf{e}\mathbf{O}_{2}\mathbf{-ZrO}_{2}\mathbf{-Bi}_{2}\mathbf{O}_{3}/\mathbf{\gamma}\mathbf{-Al}_{2}\mathbf{O}_{3} $$

$\mathrm{Ce}(\mathrm{NO}_{3})_{3}$ 水溶液、$\mathrm{ZrO}(\mathrm{NO}_{3})_{2}$ 水溶液、及 $\mathrm{Bi}(\mathrm{NO}_{3})_{3}$ 硝酸溶液を化学量論比で混合し、脱イオン水とポリビニルピロリドンを加えて $80^{\circ}\mathrm{C}$ で 6 時間攪拌した。次いで市販の $\gamma-\mathrm{Al}_{2}\mathrm{O}_{3}$ を加え、室温で 30 分攪拌した後、ホットスターラーを用いて溶媒を留去し、乾燥後、大気中、$500^{\circ}\mathrm{C}$ で 1 時間焼成することにより、$16\mathrm{wt}\% \mathrm{Ce}_{0.64} \mathrm{Zr}_{0.16} \mathrm{Bi}_{0.20} \mathrm{O}_{1.90} / \gamma-\mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3}$ を得た。この試料に、Pt の担持量が $5 \sim 12 \mathrm{wt}\%$ となるように Pt-PVP コロイドエタノール溶液を加え、攪拌、溶媒留去、乾燥後、大気中 $500^{\circ}\mathrm{C}$ で 4 時間焼成した。

## (4) Pt/CeO_{2}-ZrO_{2}-Bi_{2}O_{3}触媒の調製

$\mathrm{Ce}(\mathrm{NO}_{3})_{3}$ 水溶液、$\mathrm{ZrO}(\mathrm{NO}_{3})_{2}$ 水溶液、及$\mathrm{Bi}(\mathrm{NO}_{3})_{3}$ 硝酸溶液を化学量論比で混合し、希硝酸とポリビニルピロリドンを加えて80℃で6時間攪拌した。その後、ホットスターラーを用いて溶媒を留去し、乾燥後、大気中、500℃で1時間焼成することにより、$\mathrm{Ce}_{0.64}\mathrm{Zr}_{0.16}\mathrm{Bi}_{0.20}\mathrm{O}_{1.9}$ を得た。この試料に、Ptの担持量が5～12wt％となるようにPt-PVPコロイドエタノール溶液を加え、攪拌、溶媒留去、乾燥後、大気中400～500℃で4時間焼成した。

## (5) Pt/CeO_{2}-ZrO_{2}-SnO_{2}/γ-Al_{2}O_{3}触媒の調製
γ-Al_{2}O_{3}粉末、Ce(NO_{3})_{3}水溶液、ZrO(NO_{3})_{2}水溶液、及びSnC_{2}O_{4}を化学量論比で混合し、希硝酸を加えて30分攪拌した後、アンモニア水を加えpHを11に調整し、さらに12時間攪拌した。得られた沈殿物を吸引ろ過により回収し、洗浄、乾燥を行った後、大気中、600℃で1時間焼成することにより、16wt%Ce_{0.68}Zr_{0.17}Sn_{0.15}O_{2.00}/γ-Al_{2}O_{3}を得た。この試料に、Ptの担持量が5～12wt%となるようにPt-PVPコロイドエタノール溶液を加え、攪拌、溶媒留去、乾燥後、大気中500℃で4時間焼成した。

$$ \mathbf{P t/C o_{3}O_{4}/C e O_{2}-Z r O_{2}-S n O_{2}/\gamma-A I_{2}O_{3}} $$

γ-Al₂O₃粉末、Ce(NO₃)₃水溶液、ZrO(NO₃)₂水溶液、及びSnC₂O₄を化学量論比で混合し、30分攪拌した後、アンモニア水を加えpHを11に調整し、さらに12時間攪拌した。得られた沈殿物を吸引濾過により回収し、洗浄、乾燥を行った後、大気中、600℃で1時間焼成することにより、16wt%Ce₀.₆₈Zr₀.₁₇Sn₀.₁₅O₂.₀₀/γ-Al₂O₃を得た。この試料に、Co₃O₄の担持率が10.9wt%になるようにCo(NO₃)₃水溶液を加え、攪拌、溶媒留去、乾燥後、大気中、500℃で1時間焼成を行うことにより、10.9wt%Co₃O₄/16wt%Ce₀.₆₈Zr₀.₁₇Sn₀.₁₅O₂.₀₀/γ-Al₂O₃を得た。さらに、この試料に対し、Ptの担持率が1wt%となるようにPt-PVPコロイドエタノール溶液を加え、攪拌、溶媒留去、乾燥後、大気中、500℃で4時間焼成した。

## (7) 基礎物性とエチレン、トルエン、アセトアルデヒド燃焼活性の評価

得られた各触媒に対し、粉末X線回折測定により結晶構造の同定を、蛍光X線分析で組成の分析を、窒素吸着により比表面積の測定（BET法）を、X線光電子分光分析（X-ray Photoelectron Spectroscopy；XPS）により各元素の束縛エネルギー測定をそれぞれ行った。また、水素流通下における昇温還元（Temperature Programmed Reduction；TPR）法により、触媒担体の酸素放出温度を測定した。酸素貯蔵量（Oxygen Storage Capacity；OSC）は、TPR測定後にヘリウム流通下427℃で一定量の酸素を連続供給するパルス法により求めた。VOCの燃焼活性は、固定床流通式装置により評価した。エチレンの燃焼活性は、触媒0.3 gに1.0vol%エチレン－99vol%空気混合ガスを60 cm³ min⁻¹で流通させ、トルエンの燃焼活性は、触媒0.1 gに0.09vol%C₇H₈-99.91vol%空気混合ガスを20 cm³ min⁻¹で流通させ、アセトアルデヒドの燃焼活性は、触媒0.3 gに1.0vol%アセトアルデヒド－99vol%空気混合ガスを50 cm³ min⁻¹で流通させ、反応前後のガスをガスクロマトグラフで分析して評価した。さらに、VOC燃焼活性に対する共存ガスの影響を調べるため、0°Cの飽和水蒸気（0.60 vol%）あるいは1%炭酸ガス（CO₂）存在下での触媒活性測定を行った。

図1 トルエン浄化のシミュレー

ションに用いた小型チャンバー

## (8) 一酸化炭素燃焼活性の評価

固定床流通系の反応装置内に0.2 gの触媒を導入し、前処理として、Arガス流通下（20 cm³ min⁻¹）において触媒を200℃で2時間加熱した。前処理後、1vol%CO-99vol%空気混合ガスを67 cm³ min⁻¹で流通させた。各温度での試料通過後のガス成分を、熱伝導度検出型ガスクロマトグラフを用いて分析することにより、0℃からCOの転化率を算出した。

## (9) VOC処理装置の試作

開発された触媒と小型循環器を組み合わせたVOC処理装置を試作し、エチレン分解除去性能を光触媒と比較することにより評価した。

### 4. 結果及び考察

## (1) Pt/CeO_{2}-ZrO_{2}-Bi_{2}O_{3}/γ-Al_{2}O_{3} 触媒による低温でのトルエンの完全燃焼

7wt%Pt/16wt%Ce_{0.64}Zr_{0.16}Bi_{0.20}O_{1.90}/γ-Al_{2}O_{3}触媒によるトルエンの空気流通下における燃焼活性測定（900 ppmトルエン含有空気）を行った。反応生成物をガスクロマトグラフにて分析したところ、二酸化炭素(CO_{2})と水蒸気(H_{2}O)のみが検出され、トルエンの完全燃焼が確認された。これまでに報告されている触媒では、トルエンを完全燃焼させるためには、少なくとも200°C以上に加熱する必要があったのに対し、本研究で開発した触媒では、120°Cという極めて低い温度においてトルエンの完全燃焼を実現した。

さらに、実際の室内におけるトルエン浄化挙動をシミュレートするために、この触媒を0.20 g導入した容積1 m³のチャンバー（図1）内に、0.2 vol%のトルエンを含む空気を注入後、触媒の温度を200°Cに設定し、3種類の内部ファンでガスを循環させてトルエン濃度の時間変化を追跡した。その結果、初期濃度0.2 vol%（2,000 ppm）であったトルエン濃度は、およそ12時間後に140 ppmまで減少した。このときのトルエン浄化率は93%であり、本
研究で開発された触媒は高い浄化活性を示すことが明らかとなった。

## (2) Pt/CeO_{2}-ZrO_{2}-Bi_{2}O_{3} 触媒による低温でのアセトアルデヒドの完全燃焼

1 vol%のアセトアルデヒドを含む空気流通下において、7wt%Pt/Ce_{0.64}Zr_{0.16}Bi_{0.20}O_{1.90}触媒を用いてアセトアルデヒドの燃焼活性を評価した結果、本研究で開発した触媒を用いることにより、従来触媒の浄化温度を大幅に下回る140℃という低温において、アセトアルデヒドの完全燃焼を実現した。さらに、この触媒は湿潤雰囲気下（0℃の飽和水蒸気下；約0.6 vol%）においてもほとんど活性が低下しないことがわかった。

## (3) Pt/CeO_{2}-ZrO_{2}-Bi_{2}O_{3} 触媒による一酸化炭素 (CO) の室温酸化

本研究で開発した希土類複合酸化物触媒は、COの酸化に対しても極めて高活性であることがわかった。10wt%Pt/Ce_{0.64}Zr_{0.16}Bi_{0.20}O_{1.90}触媒によるCOの燃焼活性測定を行ったところ、図2に示すように室温でCOの酸化を実現した。驚くべきことに、湿潤雰囲気下（0°Cの飽和水蒸気下）で反応を行った方が、より低温で触媒機能が発現することも明らかとなった。即ち、乾燥雰囲気下では、20°CでCOが完全に酸化されるのに対し、水蒸気が存在する湿潤雰囲気下では、5°Cという低温でCOが完全酸化された。

さらに、この触媒に1 vol%のCOを含む空気を室温で150時間連続通気しても、水蒸気の有無に関わらず、常に100%のCO完全酸化が持続された。このように、室温以下の低温でCOを完全酸化できるだけでなく、水蒸気存在下で使用するとむしろ活性が向上し、さらに、150時間使用し続けても劣化しない高い耐久性を兼ね備えた触媒を実現したのは本研究が初めてである。

## (4) Pt/CeO_{2}-ZrO_{2}-SnO_{2}/γ-Al_{2}O_{3} 触媒によるトルエンの完全燃焼温度の低温化

図3に17wt%Ce_{0.66}Zr_{0.18}Sn_{0.16}O_{2.00}/γ-Al_{2}O_{3}（CZSA）触媒担体のTPR測定結果を示す。比較例として、Snを含まない17wt%Ce_{0.78}Zr_{0.22}O_{2.00}/γ-Al_{2}O_{3}（CZA）、及びSnの代わりにBiを固溶させた

16wt%Ce_{0.64}Zr_{0.16}Bi_{0.20}O_{1.90}/γ-Al_{2}O_{3}（CZBA）の結果も併せて示す。比較試料である17wt%Ce_{0.78}Zr_{0.22}O_{2.00}/γ-Al_{2}O_{3}（CZA）は、200℃以下の温度では酸素を放出しなかった。また、16wt%Ce_{0.64}Zr_{0.16}Bi_{0.20}O_{1.90}/γ-Al_{2}O_{3}（CZBA）では、酸素放出が60℃付近から始まり、酸素放出ピークは97℃に観測された。これらの結果に対し、今回新たに開発した17wt%Ce_{0.66}Zr_{0.18}Sn_{0.16}O_{2.00}/γ-Al_{2}O_{3}（CZSA）では、CZBAの60℃よりも著しく低い30℃付近から酸素放出が始まり、酸素放出ピークが95℃に観測された。従って、Snの固溶により低温での酸素放出が促進されることが明らかとなった。また、CZAとCZBAのOSCがそれぞれ109μmol O_{2} g^{-1}及び130μmol O_{2} g^{-1}であったのに対し、CZSAのOSCは198μmol O_{2} g^{-1}となり、著しく増大した。これは、Ce^{4+/3+}の酸化還元に基づく酸素貯蔵能に加え、+4価及び+2価を取り得るSnの固溶により、Sn^{4+/2+}の酸化還元に起因する酸素貯蔵能が加算されたためであると考えられる。

図3 各触媒担体のTPRスペクトル

CZA: 17wt%Ce_{0.78}Zr_{0.22}O_{2.00}/γ-Al_{2}O_{3}

CZBA: 16wt%Ce_{0.64}Zr_{0.16}Bi_{0.20}O_{1.90}/γ-Al_{2}O_{3}

CZSA: 17wt%Ce_{0.66}Zr_{0.18}Sn_{0.16}O_{2.00}/γ-Al_{2}O_{3}

図4 各触媒におけるトルエン燃焼活性の温度依存性(触媒:0.1 g、反応ガス:0.09vol%トルエン含有空気、流速:20 cm³ min⁻¹)

図2 10wt%Pt/Ce_{0.64}Zr_{0.16}Bi_{0.20}O_{1.90}触媒におけるCO燃焼活性の温度依存性(触媒:0.2 g、反応ガス:1 vol% CO含有空気、流速:67 cm^{3} min^{-1})
CZA, CZBA, 及びCZSA触媒にそれぞれPtを約7wt%担持し、トルエン燃焼活性を測定した。各触媒におけるトルエン燃焼活性の温度依存性を図4に示す。7.1wt%Pt/CZA触媒、及び7.7wt%Pt/CZBA触媒では、ともに80°Cより高温でトルエンの燃焼が始まった。一方、Snを固溶させた7.3wt%Pt/CZSA触媒においては、60°Cから高温でトルエン燃焼が始まり、7.1wt%Pt/CZA触媒、及び7.7wt%Pt/CZBA触媒に比べ、低温域における活性が向上した。高い活性が得られたSn固溶系CZSA触媒について、Pt担持量の最適化を行った結果、9.7wt%Pt/CZSA触媒において最も高い活性が得られ、これまでで最も低い110°Cにおけるトルエンの完全燃焼を実現した。

## (5) Pt/Co_{3}O_{4}/CeO_{2}-ZrO_{2}-SnO_{2}/γ-Al_{2}O_{3} 触媒による Pt 使用量の低減

TPRによって、$\mathrm{CeO_{2}-ZrO_{2}-SnO_{2}/\gamma-Al_{2}O_{3}}$ 担体からの酸素放出に及ぼす$\mathrm{Co_{3}O_{4}}$ 添加効果を評価した。$\mathrm{Co_{3}O_{4}}$ を添加した10.8wt%$\mathrm{Co_{3}O_{4}/16wt\%Ce_{0.62}Zr_{0.20}Sn_{0.18}O_{2.00}/\gamma-Al_{2}O_{3}(CoCZSA)}$ では、酸素放出が30℃付近から始まり、酸素放出ピークは78℃に観測されたことから、CoCZSA担体は、高活性な16wt%$\mathrm{Ce_{0.62}Zr_{0.20}Sn_{0.18}O_{2.00}\gamma-Al_{2}O_{3}(CZSA)}$ 担体よりもさらに高い酸素放出能を有することが分かった。

CZSA、及びCoCZSAにそれぞれPtを1 wt%担持し、得られた各触媒のトルエン燃焼活性を測定した。各触媒におけるトルエン燃焼活性の温度依存性を図5に示す。Co₃O₄を添加していない1.0wt%Pt/CZSA触媒においては、トルエン燃焼開始温度は110℃であったのに対し、Co₃O₄を添加した1.1wt%Pt/CoCZSA触媒では90℃からトルエン燃焼活性が現れ、低温域における活性が大幅に向上した。さらに、1.0wt%Pt/CZSA触媒のトルエン完全燃焼温度が180℃であるのに対し、1.1wt%Pt/CoCZSA触媒を用いることにより、160℃においてトルエンが完全燃焼した。これらの結果から、トルエン燃焼に対するCo₃O₄の促進効果が明らかとなった。

$$ \mathsf{/A I_{2}O_{3}} $$

の結果についても図5に示す。5.0wt%Pt/Al₂O₃触媒におけるトルエン完全燃焼温度が170℃であることから、1.1wt%Pt/CoCZSA触媒の方が高活性であることがわかる。このように、従来の5.0wt%/Al₂O₃触媒よりも高いトルエン燃焼活性を有し、さらにPt量を大幅に低減した触媒を実現することができた。

図5 白金低減触媒におけるトルエン燃焼活性の温度依存性

(触媒: 0.1 g、反応ガス: 0.09vol%トルエン含有空気、流速: 20 cm³ min⁻¹)

1.1wt%Pt/CoCZSA (●)

1.0wt%Pt/CZSA (○)

5.0wt%Pt/Al₂O₃ (■).

図6 xwt%Pt/16wt%Ce_{0.68}Zr_{0.17}Sn_{0.15}O_{2.0}/γ-Al_{2}O_{3}（◇；x=5，∇；x=6，○；x=10，△；x=12）及び3wt%Pt/16wt%Ce_{0.64}Zr_{0.15}Bi_{0.21}O_{1.895}/γ-Al_{2}O_{3}^{7}触媒（●）のエチレン燃焼活性の温度依存性

## (6) Pt/CeO_{2}-ZrO_{2}-SnO_{2}/γ-Al_{2}O_{3} 触媒のエチレン燃焼活性の評価

蛍光X線分析により、各触媒の組成がほぼ仕込み通りであることを確認した。粉末X線回折測定により、いずれの触媒においてもγ-Al₂O₃、立方晶蛍石型酸化物、及びPtに帰属されるピークのみが観測され、不純物が観測されなかったことから、目的の触媒が得られていることを確認した。調製したxwt%Pt/16wt%Ce₀.₆₈Zr₀.₁₇Sn₀.₁₅O₂.₀/γ-Al₂O₃(x = 5, 6, 10, 12)の比表面積をBET法により求めた。各試料の比表面積は139～151m²g⁻¹であり、Ptの担持率が増加するに従って比表面積は小さくなった。調製したxwt%Pt/16wt%Ce₀.₆₈Zr₀.₁₇Sn₀.₁₅O₂.₀/γ-Al₂O₃(x = 5, 6, 10, 12)触媒を用い、エチレン燃焼温度の測定を行った。結果を図6に示す。比較例として、当研究室でこれまでに開発済みの3wt%Pt/16wt%Ce₀.₆₄Zr₀.₁₅Bi₀.₂₁O₁.₈₉/γ-Al₂O₃触媒を用いたときの結果もあわせて

示す。Pt担持率の増加に伴いエチレンの完全燃焼温度が低下した。10wt%Pt/16wt%Ce_{0.68}Zr_{0.17}Sn_{0.15}O_{2.0}/γ-Al_{2}O_{3}触媒、及び12wt%Pt/16Ce_{0.68}Zr_{0.17}Sn_{0.15}O_{2.0}/γ-Al_{2}O_{3}触媒が最も高い活性を示し、
3wt%Pt/16wt%Ce_{0.64}Zr_{0.15} Bi_{0.21}O_{1.895}/γ-Al_{2}O_{3}触媒(65℃)よりもさらに低温でエチレンの完全燃焼(55℃)を実現した。

## (7) エチレン及びアセトアルデヒド燃焼における共存ガスの影響

本触媒のエチレン燃焼活性に対する水蒸気の影響を調べるため、0°Cの飽和水蒸気(0.60 vol%)存在下でのエチレン燃焼温度の測定を行った。その結果を図7に示す。比較例として乾燥雰囲気下での測定結果も併せて示す。図7より、本触媒は0°Cの飽和水蒸気存在下においても60°Cでエチレンを完全燃焼できることが分かった。乾燥条件下の完全燃焼温度である55°Cよりもわずか5°C高いだけであることから、本研究で開発したエチレン燃焼触媒は、共存水蒸気の影響をほとんど受けないことが明らかとなった。

また、アセトアルデヒド浄化用の触媒においても、燃焼活性に対する水蒸気の影響について調べた。0℃の飽和水蒸気（0.60 vol%）が共存する湿润雰囲気下においても、触媒活性は全く影響を受けず、アセトアルデヒドは乾燥雰囲気下と同じ150℃で完全燃焼した。従って、本研究で開発したアセトアルデヒド燃焼触媒においても、共存水蒸気の影響を受けないことがわかった。

さらに、上記エチレン燃焼活性に対する炭酸ガス(1%)共存の影響について調べたところ、水蒸気の場合と同様に、全く影響を受けないことがわかった。さらに、炭酸ガス濃度を3、5、7、10％と増加させても、常にエチレンが55℃で完全燃焼することを確認した。

## (8) トルエン燃焼における水蒸気共存の影響

9.7wt%Pt/17wt%Ce_{0.66}Zr_{0.18}Sn_{0.16}O_{2.00}/γ-Al_{2}O_{3}触媒のトルエン燃焼活性に対する共存ガスの影響を調べるため、同触媒を用い、0°Cの飽和水蒸気（0.60 vol%）存在下でのトルエン燃焼活性測定を行った。その結果、エチレンやアセトアルデヒドの場合と同様、共存水蒸気の影響を受けないことがわかった。

## (9) 試作 VOC 処理装置

開発された触媒を組み込んだVOC処理装置を試作した。現在市販されているVOC除去装置は、安価なものでも100万円以上の価格であるため、中小企業での導入は困難であったが、本装置は40畳用の大型装置でも50万円以下の価格設定であり、現在、対応が困難な中小企業での利用が期待できる。また、この装置のエチレン分解除去性能を光触媒と比較することにより評価したところ、本事業で開発した触媒は、光触媒に比べて著しく分解活性が高いことが明らかとなった。

### 5. 本研究により得られた主な成果

## (1) 科学的意義

固体結晶化学と固体電解質（イオン伝導性固体）の設計指針を触媒調製に組み込んだ全く新しい発想に基づき、低温で高い酸素貯蔵・放出能を示す$\mathrm{CeO}_{2}-\mathrm{ZrO}_{2}-\mathrm{Bi}_{2}\mathrm{O}_{3}$ 及び$\mathrm{CeO}_{2}-\mathrm{ZrO}_{2}-\mathrm{SnO}_{2}$ 複合酸化物を開発した。これら複合酸化物を白金超微粒子及び高比表面積アルミナ（γ-Al₂O₃）と組み合わせた新しい触媒を設計すると、揮発性有機化合物の酸化反応が促進されることを明らかにした。その結果、代表的な揮発性有機化合物であるエチレン、トルエン、アセトアルデヒドについて、それぞれ55°C、110°C、140°Cにおける完全燃焼浄化を実現した。

触媒担体の酸素放出能を向上させることにより、Ptの使用量を5分の1に低減したにも関わらず、従来触媒(170°C)よりも低温(160°C)でトルエンを完全燃焼できることを明らかにした。

また、開発触媒を用いることにより、共存が予想される一酸化炭素の室温（20°C）以下における完全酸化を実現した。この触媒を150時間連続使用しても、水蒸気の有無に関わらず、触媒活性は全く低下することなく、開発触媒が極めて耐久性に優れることを明らかにした。

通常のVOC燃焼触媒は、共存ガスが存在すると、触媒活性点が被覆され、浄化性能が著しく低下することが課題となっていたが、本委託事業により開発された触媒においては、水蒸気や炭酸ガス共存下においてもその浄化性能はほとんど影響を受けないことが明らかとなった。

さらに、開発された触媒を組み込んだVOC処理装置を試作した。本装置は40畳用の大型装置でも50万円以下

図 7 10wt%Pt/15wt%Ce_{0.68}Zr_{0.17}Sn_{0.15}O_{2.0}/γ-Al_{2}O_{3} 触媒のエチレン燃焼活性における水蒸気の影響(●; 0℃ の飽和水蒸気(0.60 vol%)存在下、; ○乾燥雰囲気下)
の価格設定であり、現在、対応が困難な中小企業での利用が期待できる。また、光触媒との性能比較を行ったところ、本事業で開発した触媒は、光触媒に比べて著しくエチレン分解活性が高いことが明らかとなった。

## (2) 環境政策への貢献

民間企業数社と連携を組み、研究成果の実用化を目指しているところであり、開発触媒を用いたVOC処理装置の試作まで至っている。また、連携民間企業の内、1社とは共同研究に発展し、本学との共願で特許出願を行った。

### 6. 研究成果の主な発表状況

## (1) 主な誌上発表

## <査読付き論文>

1) N. IMANAKA and T. MASUI: Chem. Rec., 9, 40–50 (2009) "Advanced Materials for Environmental Catalysts"

2) T. MASUI, H. IMADZU, N. MATSUYAMA and N. IMANAKA: J. Hazard. Mater., 176, 1106–1109 (2010) "Total Oxidation of Toluene on $ Pt/CeO_{2}-ZrO_{2}-Bi_{2}O_{3}/\gamma-Al_{2}O_{3} $ Catalysts Prepared in the Presence of Polyvinyl Pyrrolidone"

$$ \mathsf{Pt/CeO_{2}-ZrO_{2}-Bi_{2}O_{3}} $$

$$ \mathrm{Sci.},\;46,\;4046-4052\;(2010) $$

$$ \mathsf{CeO_{2}-ZrO_{2}-Bi_{2}O_{3}/\gamma-Al_{2}O_{3}} $$

6) N. IMANAKA, T. MASUI, H. IMADZU and K. YASUDA: Chem. Commun., 47, 11032–11034 (2011) "Carbon Monoxide Oxidation at Room Temperature on $ Pt/CeO_{2}-ZrO_{2}-Bi_{2}O_{3} $ Catalysts"

8) K. YASUDA, A. YOSHIMURA, A. KATSUMA, T. MASUI and N. IMANAKA: Bull. Chem. Soc. Jpn. 85, 522–526 (2012)

“Low-temperature Complete Combustion of Volatile Organic Compounds over Novel Pt/CeO $ _{2} $ -ZrO $ _{2} $ -SnO $ _{2} $ /γ-Al $ _{2} $ O $ _{3} $ Catalysts”

<査読付論文に準ずる成果発表>（「持続可能な社会・政策研究分野」の課題のみ記載可）特に記載すべき事項はない

## (2) 主な口頭発表 (学会等)

1) N. Imanaka: $ 8^{th} $ Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology (PACRIM 8), Vancouver, Canada, 2009

“Complete Oxidation of Volatile Organic Vompounds (VOCs) at Moderate Temperatures over Pt/Ce-Zr-Bi-O/gamma-Al $ _{2} $ O $ _{3} $ Catalysts”

2）今中信人：日本セラミックス協会秋季シンポジウム(2009)

「揮発性有機化合物(VOC)の低温での完全燃焼を可能とする新規触媒」

3）今津隼人、増井敏行、今中信人：第104回触媒討論会(2009)

$$ \mathsf{Pt/CeO_{2}-ZrO_{2}-Bi_{2}O_{3}} $$

4) N. Imanaka: Composites at Lake Louise Conference, Lake Louise, Canada, 2009

“Complete Oxidation of Volatile Organic Compounds over Novel Metal Loaded/Ce-Zr-Bi-O Solid Solution/gamma- $ Al_{2}O_{3} $ Composite Catalysts”

5) N. Imanaka: $ 11^{th} $ International Symposium on Eco-materials Processing and Design, Sakai, Japan, 2010 “Novel Environmental Catalyst for Complete Oxidation of Volatile Organic Compounds (VOCs)”

6）今津隼人、増井敏行、今中信人：第48回セラミックス基礎科学討論会(2010)

$$ \mathsf{CeO}_{2}\text{-ZrO}_{2}\text{-Bi}_{2}\mathsf{O}_{3} $$

7) N. Imanaka: $ 34^{th} $ The International Conference on Advanced Ceramics and Composites, Daytona Beach.
Florida, USA, 2010

“Synthesis of High Surface Area Pt/CeO_{2}-ZrO_{2}-Bi_{2}O_{3}/gamma-Al_{2}O_{3} Novel Catalysts and Their Complete Oxidation of Volatile Organic Compounds (VOCs) at Moderate Temperatures”

8）安田佳祐、吉村篤軌、増井敏行、今中信人：日本化学会第90春季年会(2010)

「希土類複合酸化物触媒を用いたVOCの完全燃焼」

9）安田佳祐、延正樹、增井敏行、今中信人：第27回希土類討論会(2010)

「Pt/CeO_{2}-ZrO_{2}-Bi_{2}O_{3}触媒を用いたアセトアルデヒドの完全燃焼」

10）吉村篤軌、増井敏行、今中信人：第27回希土類討論会(2010)

「Pt/CeO_{2}-ZrO_{2}-Bi_{2}O_{3}/γ-Al_{2}O_{3}触媒によるトルエンの低温完全燃焼」

11) 增井敏行、今津隼人、今中信人：第106回触媒討論会(2010)

「一酸化炭素の室温酸化を実現する希土類複合酸化物触媒」

12）吉村篤軌、増井敏行、今中信人：第49回セラミックス基礎科学討論会(2011)

「希土類複合酸化物触媒を用いたトルエンの完全燃焼」

13）鎌田智也、増井敏行、今中信人：第28回希土類討論会（2011）

「Pt/Co_{3}O_{4}/CeO_{2}-ZrO_{2}-SnO_{2}/γ-Al_{2}O_{3}触媒を用いたトルエンの完全燃焼」

「Pt/CeO_{2}-ZrO_{2}-SnO_{2}/γ-Al_{2}O_{3}触媒を用いたエチレンの完全燃焼」

15）安田佳祐、吉村篤軌、勝間篤、増井敏行、今中信人：第108回触媒討論会（2011）

「Pt担持希土類複合酸化物触媒を用いたVOCの完全酸化」

### 7. 研究者略壓

課題代表者:今中 信人

1958年生まれ、大阪大学大学院工学研究科博士後期課程修了、工学博士、現在、大阪大学大学院工学研究科教授

研究参画者

(1): 今中 信人(同上)

(2)1): 增井 敏行

1969年生まれ、大阪大学大学院工学研究科博士後期課程修了、工学博士、現在、大阪大学大学院工学研究科准教授

2): 田村 真治

1972年生まれ、大阪大学大学院工学研究科博士後期課程修了、工学博士、現在、大阪大学大学院工学研究科講師
# 揮発性有機化合物の低温完全燃焼を実現する新しい環境浄化触媒の開発

大阪大学大学院工学研究科 応用化学専攻 今中信人

同 增井敏行・田村真治

平成21～23年度累計予算額：27，999千円（うち、平成23年度予算額：8，999千円）

予算額は、間接経費を含む。

[要旨] 代表的な揮発性有機化合物（Volatile Organic Compounds; VOC）であるエチレン、トルエン、及びアセトアルデヒドを、大気中の酸素によりそれぞれ55°C、110°C、140°Cというこれまで報告された中で最も低温において二酸化炭素と水蒸気に完全燃焼可能な新しいVOC完全燃焼触媒を開発した。さらに、通常のVOC燃焼触媒は、共存ガスが存在すると、触媒活性点が被覆され、净化性能が著しく低下することが課題となっていたが、本委託事業により開発された触媒においては、水蒸気や炭酸ガス共存下においてもその浄化性能はほとんど影響を受けないことを明らかにした。

また、共存が予想される一酸化炭素の燃焼活性についても評価したところ、20℃において、一酸化炭素がすべて二酸化炭素に酸化される完全酸化を実現した。驚くべきことに、水蒸気存在下（0℃の飽和水蒸気下）で反応を行った方が、より低温で完全酸化されることもわかった。さらに、この触媒を150時間連続使用しても、水蒸気の有無に関わらず、触媒活性は全く低下することなく、常に100％の一酸化炭素の完全酸化が持続された。このように、室温以下で一酸化炭素を完全酸化可能であり、長時間使用し続けても劣化しない高い耐久性を兼ね備えた触媒を世界で初めて実現した。

一方、VOC燃焼触媒を構成する成分のひとつである白金（Pt）は高価かつ希少であるため、Ptの使用量を極力減らす動きが高まってきている。そこで、炭化水素の酸化に高い活性を示すことが知られている酸化コバルト（ $ Co_{3}O_{4} $ ）を代替材料として用いることにより、高いトルエン净化活性を保ちつつ、Ptの使用量を極力低減させた触媒を調製した。この触媒のトルエン燃焼活性を評価した結果、従来の5.0wt%Pt/Al₂O₃と比較して白金担持量を低減したにも関わらず、より低温でトルエンを完全燃焼できることが明らかとなった。

[キーワード] 環境触媒、揮発性有機化合物、完全酸化、低温燃焼、省資源化

### 1. はじめに

揮発性有機化合物（Volatile Organic Compounds; VOC）とは、常温、大気中で蒸発しやすい性質（揮発性）のある有機化合物の総称である。脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、多環芳香族炭化水素など300種類以上存在し、トルエン、キシレン、ホルム及びアセトアルデヒド、酢酸エチル、ジクロロメタンなどが代表的な物質である。塗装・印刷工場や化成品・化学工場などの作業環境や、我々の居住環境において悪臭の原因となるだけでなく、シックハウス症候群や化学物質過敏症などの健康障害の原因物質として問題となるものが数多くを占める。大気中へ飛散するVOCを抑えるために、これを二酸化炭素と水蒸気に酸化し、完全無害化することが強く求められている。