有机物分解用催化剂以及有机物分解装置的制作方法

1.本发明涉及被用于分解有机物的有机物分解用催化剂、以及具备有机物分解用催化剂的有机物分解装置。


背景技术：

2.以往，已知被用于分解有机物的有机物分解用催化剂。
3.专利文献1中，记载了一种包含由通式abo3表示、a位点包含ba、b位点包含zr、且zr的一部分被mn、co和ni中的至少1种置换的钙钛矿型复合氧化物的有机物分解用催化剂。该有机物分解用催化剂不使用价格昂贵的贵金属，为高活性且耐热性优异。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本专利第6303834号公报


技术实现要素：

7.发明要解决的问题
8.专利文献1记载的有机物分解用催化剂虽然为高活性，但为了进一步提高活性仍有改善的余地。
9.本发明解决了上述课题，目的在于提供一种能够进一步提高活性的有机物分解用催化剂、以及具备这样的有机物分解用催化剂的有机物分解装置。
10.用于解决问题的手段
11.本发明的有机物分解用催化剂的特征在于，是被用于分解有机物的有机物分解用催化剂，
12.包含baco3和由通式a
x
bymzow表示的钙钛矿型复合氧化物，上述通式a
x
bymzow中的a包含ba，b包含zr，m为mn，
13.将上述有机物分解用催化剂的基于x射线衍射测定的baco3(111)的峰强度设为i(baco3(111))，将钙钛矿型复合氧化物a
x
bymzow(110)的峰强度设为i(bazro3(110))时的比值i(baco3(111))/i(bazro3(110))为0.022以上且0.052以下。
14.上述有机物分解用催化剂的比表面积可以为12.3m2/g以上且16.9m2/g以下。
15.上述峰强度i(baco3(111))与上述峰强度i(bazro3(110))之比(baco3(111))/i(bazro3(110))可以为0.022以上且0.041以下。
16.上述有机物分解用催化剂的上述比表面积可以为12.3m2/g以上且13.5m2/g以下。
17.本发明的有机物分解用催化剂的特征在于，是被用于分解有机物的有机物分解用催化剂，
18.包含baco3和由通式a
x
bymzow表示的钙钛矿型复合氧化物，上述通式a
x
bymzow中的a包含ba，b包含zr，m为mn，x、y和z满足
19.1.01≤x≤1.06、
20.0.1≤z≤0.125、
21.y z＝1、
22.的关系，w为满足电中性的正值，
23.上述有机物分解用催化剂的比表面积为12.3m2/g以上且16.9m2/g以下。
24.上述有机物分解用催化剂的上述比表面积可以为12.3m2/g以上且13.5m2/g以下。
25.本发明的有机物分解装置的特征在于，具备上述任一项所述的有机物分解用催化剂。
26.发明效果
27.根据本发明的有机物分解用催化剂，能够进一步提高活性。
28.另外，本发明的有机物分解装置具备能够进一步提高活性的有机物分解用催化剂，因而能够以更高的分解率分解有机物。
附图说明
29.图1是表示用于评价有机物分解用催化剂的有机物分解性能的试验中使用的试验装置的示意构成的图。
30.图2是表示有机物分解用催化剂的通过x射线衍射测定得到的x射线衍射图案的一例的图。
31.图3是表示对于试样编号1～10的有机物分解用催化剂求得的峰强度比i(baco3(111))/i(bazro3(110))与甲苯分解率的关系的图。
32.图4是表示对于试样编号1～10的有机物分解用催化剂求得的峰强度比i(baco3(111))/i(bazro3(110))与比表面积的关系的图。
33.图5是表示试样编号1的有机物分解用催化剂、和试样编号10的有机物分解用催化剂的通过x射线衍射测定得到的x射线衍射图案的一例的图。
具体实施方式
34.以下示出本发明的实施方式，具体说明本发明的特征。
35.本发明的有机物分解用催化剂是被用于分解有机物的催化剂，满足下述的第1要件(以下，称为本发明的第1要件)和第2要件(以下，称为本发明的第2要件)中的至少一者。
36.本发明的第1要件是以下的要件：有机物分解用催化剂包含baco3和由通式a
x
bymzow表示的钙钛矿型复合氧化物，通式a
x
bymzow中的a包含ba，b包含zr，m为mn，将有机物分解用催化剂的基于x射线衍射测定的baco3(111)的峰强度设为i(baco3(111))，将钙钛矿型复合氧化物a
x
bymzow(110)的峰强度设为i(bazro3(110))时的比值i(baco3(111))/i(bazro3(110))为0.022以上且0.052以下。需要说明的是，通式a
x
bymzow中的b和m为结晶学上占有等价的位置的元素，可以表示为a
x
(bymz)ow。
37.需要说明的是，baco3(111)表示baco3的(111)面，钙钛矿型复合氧化物a
x
bymzow(110)表示钙钛矿型复合氧化物a
x
bymzow的(110)面。另外，峰强度表示作为对象的峰取得的最大的值。
38.另外，本发明的第2要件是以下的要件：有机物分解用催化剂包含baco3和由通式a
x
bymzow表示的钙钛矿型复合氧化物，通式a
x
bymzow中的a包含ba，b包含zr，m为mn，x、y和z满
足1.01≤x≤1.06、0.1≤z≤0.125、y z＝1的关系，w为满足电中性的正值，有机物分解用催化剂的比表面积为12.3m2/g以上且16.9m2/g以下。
39.满足上述本发明的第1要件和第2要件中的至少一者的有机物分解用催化剂如后所述，为高活性，且与以往的有机物分解用催化剂相比，能够提高有机物的分解率。该有机物分解用催化剂能够用于来自工场、汽车的废气的净化等用于分解有机物的各种用途。该情况下，能够以具备满足本发明的第1要件和第2要件中的至少一者的有机物分解用催化剂的有机物分解装置的形式构成。
40.(实施例)
41.称量高纯度的baco3、zro2和mnco3的粉末，以使得成为表1的组成，加纯水，并与zro2制的玉石一起进行湿式混合，从而得到浆料。用干燥机以120℃使该浆料干燥后，将得到的生混粉末以1100℃～1150℃的规定温度进行热处理2小时，由此得到目标钙钛矿型复合氧化物。
42.接着，向钙钛矿型复合氧化物中添加有机粘合剂和纯水，与zro2制的玉石一起进行湿式混合，从而得到浆料。用干燥机以120℃使该浆料干燥，粉碎成粉末状后，用冲压成型机成形成直径8.5mm、厚度8mm的圆柱状的颗粒。将所得到的成形体以990℃～1100℃的规定温度烧成2小时后，将烧成物用研钵粉碎，并分级，由此得到表1的试样编号1～10的有机物分解用催化剂。该有机物分解用催化剂均具有直径为0.5mm～0.6mm的粒子状的形状。
43.[表1]
[0044][0045]
表1中，试样编号没有附加*的试样编号1～7的试样为满足上述的本发明的第1要件和第2要件这两个要件的试样。另一方面，试样编号附加有*的试样编号8～10的试样是不满足上述的本发明的第1要件和第2要件这两个要件的试样。
[0046]
<活性评价方法>
[0047]
(1)试验装置
(111))/i(bazro3(110))示出将小数点第四位四舍五入后的数值。
[0064]
图3是表示对于表1的试样编号1～10的有机物分解用催化剂求出的峰强度比i(baco3(111))/i(bazro3(110))与甲苯分解率的关系的图。图3所示的“满足本发明的第1要件的范围”是峰强度比i(baco3(111))/i(bazro3(110))为0.022以上且0.052以下的范围。
[0065]
如表1和图3所示，峰强度比i(baco3(111))/i(bazro3(110))小于0.022或大于0.052，不满足本发明的第1要件的试样编号8～10的有机物分解用催化剂的甲苯分解率小于92％。
[0066]
与此相对，满足本发明的第1要件的试样编号1～7的有机物分解用催化剂的甲苯分解率为92％以上。即，峰强度比i(baco3(111))/i(bazro3(110))为0.022以上且0.052以下、baco3的含量在规定的范围内的有机物分解用催化剂与baco3的含量在规定的范围之外的有机物分解用催化剂相比，甲苯分解率为92％以上而为高活性。
[0067]
如上所述，试样编号1～7的有机物分解用催化剂还满足本发明的第2的要件。即，满足本发明的第2要件的有机物分解用催化剂的甲苯分解率为92％以上且为高活性。
[0068]
需要说明的是，试样编号1～7的有机物分解用催化剂满足本发明的第1要件和第2要件这两个要件，由于满足至少一方的要件，而活性提高。
[0069]
图4是表示对于试样编号1～10的有机物分解用催化剂求出的峰强度比i(baco3(111))/i(bazro3(110))与比表面积的关系的图。峰强度比i(baco3(111))/i(bazro3(110))越小、即baco3的含量越少，则比表面积越小。如图4所示，若峰强度比i(baco3(111))/i(bazro3(110))小于0.022，则比表面积急剧变小，因此认为催化剂的活性变低。
[0070]
另一方面，若峰强度比i(baco3(111))/i(bazro3(110))大于0.052而baco3的含量变多，则伴随baco3的生成而ba(zrmn)o3量减少，而且发生异相的生成和结晶性的降低等，因此认为催化剂的活性变低。
[0071]
与此相对，峰强度比i(baco3(111))/i(bazro3(110))为满足本发明的第1要件的范围即0.022以上且0.052以下、baco3的含量在规定的范围内的情况下，异相的生成等减低，能够以ba(zrmn)o3的形式维持稳定的晶相，因此认为活性变高。
[0072]
峰强度比i(baco3(111))/i(bazro3(110))为0.022以上且0.052以下的试样编号1～7的有机物分解用催化剂的比表面积如表1所示为12.3m2/g以上且16.9m2/g以下。
[0073]
图5是表示表1的试样编号1的有机物分解用催化剂与试样编号10的有机物分解用催化剂的通过x射线衍射测定得到的x射线衍射图案的一例的图。如图5所示，峰强度比i(baco3(111))/i(bazro3(110))大于0.052、baco3的含量多的试样编号10的有机物分解用催化剂中，确认到生成ba6mn5o
16
等异相。
[0074]
一般来说，催化剂的活性受到其制造工序中的生混粉末的热处理温度、其后的烧成时的烧成温度等的影响，但如上所述，通过将baco3的含量调整到规定的范围，能够提高活性。
[0075]
另外，满足本发明的第1要件的试样编号1～7的有机物分解用催化剂之中，峰强度比(baco3(111))/i(bazro3(110))为0.022以上且0.041以下的试样编号1、2、4和5的有机物分解用催化剂的甲苯分解率成为94.5％以上这一更高的数值。因此，满足本发明的第1要件的有机物分解用催化剂优选峰强度比i(baco3(111))/i(bazro3(110))为0.022以上且0.041以下。试样编号1、2、4和5的有机物分解用催化剂的比表面积为12.3m2/g以上且13.5m2/g以
下。
[0076]
另外，满足本发明的第2要件的试样编号1～7的有机物分解用催化剂之中，比表面积为12.3m2/g以上且13.5m2/g以下的试样编号1、2、4和5的有机物分解用催化剂的甲苯分解率成为94.5％以上这一更高的数值。因此，满足本发明的第2要件的有机物分解用催化剂优选比表面积为12.3m2/g以上且13.5m2/g以下。
[0077]
本发明不限于上述实施方式，在本发明的范围内，能够加以各种的应用、变形。
[0078]
上述的说明中，举出使用本发明的有机物分解用催化剂来分解甲苯的例子，但有机物不限于甲苯。
[0079]
另外，上述实施例中，举出制作成形为颗粒的有机物分解用催化剂的例子，但有机物分解用催化剂的形态不限于颗粒。有机物分解用催化剂的形状能够设为任意的形状，例如，可以设为蜂窝结构的形状。
[0080]
附图标记说明
[0081]
10 试验装置
[0082]
11 反应管
[0083]
12 加热部
[0084]
13 控制部
[0085]
14 气体供给管
[0086]
15 气体排出管
[0087]
16 甲苯供给线路
[0088]
17 氮供给线路
[0089]
18 氧供给线路
[0090]
19 取样线路