高耐久性催化剂用粘合剂组合物制造技术

技术编号:13792119 阅读:58 留言:0更新日期:2016-10-06 02:52
本发明专利技术提供一种粘合剂组合物,其包含氧化钛(TiO2)、二氧化硅(SiO2)和金属硝酸盐。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对催化剂赋予高耐久性的粘合剂组合物、包含该组合物的催化剂、和使用了该催化剂的装置以及方法。
技术介绍
臭氧分解催化剂在分解气体中的臭氧时伴有发热,特别是在高浓度的臭氧的情况下会暴露在数百度的高温中。另外,在气体中,除了臭氧以外,还含有氯、硫等的各种的催化剂中毒成分。当持续暴露在热或中毒物质(毒害物质)中时,臭氧分解催化剂的机械强度下降,其结果是催化剂寿命下降。以往就已知很多的包含作为催化剂成分的二氧化锰和作为粘合剂的氧化铝的臭氧分解催化剂(专利文献1和2)。氧化铝为碱性,容易与作为中毒物质的硫结合。其结果是,构成催化剂的粘合剂随着时间的推移被破坏,变得不能保持催化剂整体的机械强度。另外,强度低的催化剂,在实际使用之前有可能在搬运等过程中发生粉化或崩溃损坏。在先技术文献专利文献专利文献1:日本特开平5-7776号公报专利文献2:日本特开平6-154601号公报
技术实现思路
本专利技术提供用于制造高强度的催化剂、特别是用于制造难以粉化、催化剂抗中毒性提高了的催化剂的新型粘合剂。作为构成臭氧分解催化剂的粘合剂的成分,在上述专利文献等中公开
了氧化钛(TiO2)、二氧化硅(SiO2)等多种的粘合剂成分。本专利技术人发现,通过将氧化钛(TiO2)以及二氧化硅(SiO2)与金属硝酸盐组合,就能够提供强度显著地提高了的催化剂,以至于完成了本专利技术。即,本专利技术提供以下技术方案:(1)一种粘合剂组合物,包含氧化钛(TiO2)、二氧化硅(SiO2)和金属硝酸盐。(2)根据(1)所述的粘合剂组合物,所述金属硝酸盐是选自锆(Zr)、锰(Mn)、钙(Ca)、铝(Al)、铁(Fe)、铜(Cu)、镁(Mg)、铈(Ce)、钴(Co)和镍(Ni)之中的金属的硝酸盐。(3)根据(1)或(2)所述的粘合剂组合物,所述金属硝酸盐是硝酸锆、硝酸锰、和/或硝酸钙。(4)根据(1)~(3)的任一项所述的粘合剂组合物,所述氧化钛为通常结晶或针状结晶。(5)根据(1)~(4)的任一项所述的粘合剂组合物,所述氧化钛为锐钛矿型。(6)一种催化剂,包含(1)~(5)的任一项所述的粘合剂组合物和催化剂成分。(7)根据(6)所述的催化剂,是采用下述方法制造的,所述方法包括以下工序:(1)将催化剂成分、氧化钛粉末和二氧化硅溶胶(silica sol)混合的工序;(2)将在工序(1)中得到的混合物成型的工序;和(3)将在工序(2)中得到的成型物在300℃以上的温度下加热的工序,金属硝酸盐被添加到所述混合物或成型物中。(8)根据(6)或(7)所述的催化剂,其用于分解臭氧,所述催化剂成分为二氧化锰(MnO2)。(9)根据(8)所述的催化剂,由70~90质量%的二氧化锰、15~5质量%的氧化钛、9~3质量%的二氧化硅和6~2质量%的金属硝酸盐构
成。(10)一种臭氧分解装置,具备(8)或(9)所述的催化剂。(11)一种臭氧分解方法,使用了(8)或(9)所述的催化剂。(12)一种制造催化剂的方法,所述催化剂是(6)~(9)的任一项所述的催化剂,所述方法包括:(1)将催化剂成分、氧化钛粉末和二氧化硅溶胶混合的工序;(2)将在工序(1)中得到的混合物成型的工序;和(3)将在工序(2)中得到的成型物在300℃以上的温度下加热的工序,金属硝酸盐被添加到所述混合物或成型物中。(13)根据(12)所述的方法,所述催化剂成分为二氧化锰粉末。臭氧分解催化剂等的暴露于苛刻的环境中的催化剂,如上所述不能避免随着时间的推移的劣化。但是,本专利技术的粘合剂组合物,通过采用了特定的粘合剂成分的组合,与以往的粘合剂组合物相比,能够使催化剂的强度提高,进而能够实现催化剂寿命的长期化,有助于成本的降低。另外,通过存在本专利技术的粘合剂组合物,催化剂的耐热性也提高,因此在制造工序中也能够在高温(例如500℃)下进行加热烧成。本专利技术的粘合剂组合物,能够特别适合地用于臭氧分解催化剂中。特别是也确认出,通过本专利技术的粘合剂组合物和二氧化锰的组合,不仅是臭氧被显著地分解,硫化氢、甲醛、以及过氧化氢也被显著地分解。具体实施方式本专利技术的第一技术方案涉及一种粘合剂组合物,其包含氧化钛(TiO2)、二氧化硅(SiO2)和金属硝酸盐。在本专利技术的粘合剂组合物中使用的金属硝酸盐,可以是选自锆(Zr)、锰(Mn)、钙(Ca)、铝(Al)、铁(Fe)、铜(Cu)、镁(Mg)、铈(Ce)、钴(Co)和镍(Ni)之中的金属的硝酸盐。具体而言,金属硝酸盐优选为硝酸锆、硝酸锰或硝酸钙,特别优选为硝酸锆。也可很适合地使用上述金属硝酸盐的任意的混合物、例如硝酸锰和硝酸钙的组合。例如,在粘合剂组合物中,相对于粘合剂组合物总量,含有10重量%~90重量%、优选含有20重量%~80重量%、更优选含有30重量%~70重量%、进一步优选含有40重量%~60重量%的氧化钛(TiO2)。另外,在粘合剂组合物中,相对于粘合剂组合物总量,含有10重量%~70重量%、优选含有12.5重量%~60重量%、更优选含有15重量%~50重量%、进一步优选含有20重量%~40重量%的二氧化硅(SiO2)。进而,在粘合剂组合物中,相对于粘合剂组合物总量,含有5重量%~50重量%、优选含有7.5重量%~40重量%、更优选含有10重量%~30重量%、进一步优选含有15重量%~25重量%的金属硝酸盐。另外,粘合剂组合物,例如能够以(10±5):(6±3):(4±2)的重量比包含氧化钛(TiO2)、二氧化硅(SiO2)和金属硝酸盐。从而,也能够以5:9:6的重量比含有氧化钛(TiO2)、二氧化硅(SiO2)和金属硝酸盐。本领域技术人员能够容易地认识理解上述的(10±5):(6±3):(4±2)的所有的组合。氧化钛可以是通常的结晶或针状结晶,但从抗压强度的观点出发,优选为针状结晶。在此,本说明书中的氧化钛的“通常的结晶”是指形状接近于立方体或长方体、不具有固有的纵横尺寸比的晶体。例如,是具有立方体状、长方体条、柱状、双锥体状等形状的晶体。“针状结晶”意指晶体呈纤维状地细长、纵横尺寸比高的晶体,例如可列举出由石原产业株式会社销售的针状氧化钛FTL系列等。氧化钛的晶体结构可以是金红石型、锐钛矿型、和板钛矿型中的任意类型。但是,在本专利技术中,优选使用锐钛矿型的氧化钛。本专利技术的粘合剂组合物,不论缺少哪种粘合剂成分都不能实现本专利技术的机械强度的提高。但是,可以在不会对催化剂本身的效果、本专利技术效果(例如催化剂的机械强度等)造成影响的范围内包含氧化钛、二氧化硅和金属硝酸盐以外的粘合剂成分、或任意的追加成分。作为这样的追加成分,例如可列举出氧化铝(特别是氧化铝溶胶)、有机粘合剂(例如聚烯烃系树脂、聚氨酯树脂)等。本专利技术的粘合剂组合物,可很适合地作为构成需要机械强度的催化剂的粘合剂使用。例如,通过使用本专利技术的粘合剂组合物而得到的催化剂的抗压强度,在用木屋式硬度计测定的情况下,优选为3kg/粒以上,更优选为6kg/粒以上。该抗压强度是将试样挤压成型为直径3.0mmФ的圆柱状、通过热处理使其具有了强度的成型物的木屋式抗压强度。当抗压强度过低时,在填充时和/或使用时会发生粉化,在催化剂被通气的情况下阻力(压力损失)变大。在此,木屋式抗压强度测定是如下强度测定方法:将被测定试样载置本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种粘合剂组合物,包含氧化钛(TiO2)、二氧化硅(SiO2)和金属硝酸盐。

【技术特征摘要】
2015.03.20 JP 2015-0582981.一种粘合剂组合物,包含氧化钛(TiO2)、二氧化硅(SiO2)和金属硝酸盐。2.根据权利要求1所述的粘合剂组合物,所述金属硝酸盐是选自锆(Zr)、锰(Mn)、钙(Ca)、铝(Al)、铁(Fe)、铜(Cu)、镁(Mg)、铈(Ce)、钴(Co)和镍(Ni)之中的金属的硝酸盐。3.根据权利要求1或2所述的粘合剂组合物,所述金属硝酸盐是硝酸锆、硝酸锰、和/或硝酸钙。4.根据权利要求1~3的任一项所述的粘合剂组合物,所述氧化钛为通常的结晶或针状结晶。5.根据权利要求1~4的任一项所述的粘合剂组合物,所述氧化钛为锐钛矿型。6.一种催化剂,包含权利要求1~5的任一项所述的粘合剂组合物和催化剂成分。7.根据权利要求6所述的催化剂,是采用下述方法制造的,所述方法包括以下工序:(1)将催化剂成分、氧化钛粉末和二氧化硅溶胶混合的工序;(2)将在工序(1...

【专利技术属性】
技术研发人员:望月雄二
申请(专利权)人:株式会社科特拉
类型:发明
国别省市:日本;JP

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