金属氧化物催化剂以及除臭材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于除去室内的香烟臭、生活垃圾臭、厕所臭、存在于冰箱等内的硫化 氢臭、以及由硫醇类、胺类和醛类等引起的臭味的金属氧化物催化剂以及使用该金属氧化 物催化剂的除臭材料。
【背景技术】
[0002] 以往，在香烟臭、生活垃圾臭、厕所臭和冰箱臭等的除臭中，使用活性炭和沸石等 吸附剂。但是，存在若活性炭和沸石的微孔被臭味成分充满，则除臭效果消失，除臭材料的 更换频率增加的问题。因此，以往为了延长除臭材料的寿命，提出了包含在锰氧化物上负载 磷酸盐化合物的催化剂的除臭材料（专利文献1)。
[0003]该专利文献1中记载的除臭材料包含在作为基材的锰氧化物上负载钌化合物而 成的催化剂。另外，上述基材包含铜锰复合氧化物、铁锰复合氧化物、活性炭或沸石。而且， 该除臭材料的催化剂能够高性能地除去乙醛和甲醛等低级醛类。
[0004] 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开2008-104845号公报。
【发明内容】
[0005]发明要解决的问题 然而，存在的问题是，专利文献1公开的催化剂是在锰氧化物基材上负载钌化合物的 催化剂，对乙醛和甲醛等醛类的分解有效，为了除去甲硫醇和硫化氢等各种臭味，需要在锰 氧化物上负载磷酸化合物的催化剂与铜锰复合氧化物、铁锰复合氧化物、活性炭和沸石等 其它催化剂及吸附材料混合，其制造方法也很繁杂。另外，根据专利文献1的实施例，合适 的是锰氧化物BET比表面积为200m2/g以上，能够使用的锰氧化物也受限。
[0006]本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供即使不与BET比表面积为 200m2/g以上的锰氧化物共存，也能够长寿命、低成本并且有效地除去多种恶臭成分的金属 氧化物催化剂以及使用该金属氧化物催化剂的除臭材料。
[0007] 用于解决问题的方案 本发明涉及的金属氧化物催化剂特征在于，含有以1]1〇2换算值计50~80质量％的猛氧 化物、以CuO换算值计5~20质量％的铜氧化物、以Fe203换算值计5~20质量％的铁氧化物、 以P换算值计〇. 1~5质量％的磷化合物。
[0008]该金属氧化物催化剂中，上述磷化合物为例如选自磷酸锰、磷酸铋、磷酸锌、以及 磷酸铝中的至少一种磷化合物。
[0009]另外，本发明涉及的除臭材料特征在于，使用上述本发明涉及的金属氧化物催化 剂。
【附图说明】
[0010] 图1是表示除臭性能评价装置的示意图。
[0011] -符号说明- 1-压缩机；2-恶臭用标准气瓶；3-质量流量控制器；4-湿度调节用水；5-三通活栓； 6-入口浓度测定用取样口；7-试样；8-出口浓度测定用取样口。
【具体实施方式】
[0012] 以下，对本发明的实施方式进行具体说明。本申请发明人为了解决上述问题，反 复进行了认真的实验研究，结果发现通过使金属氧化物催化剂含有以Μη02换算计50~80质 量％的锰氧化物、以CuO换算计5~20质量％的铜氧化物、以Fe203换算计5~20质量％的铁 氧化物、以P换算计0. 1~5质量％的磷化合物，能够提高除臭性能并实现长寿命化，从而能 够解决本发明的课题。本发明的金属氧化物催化剂可以直接以粉状使用，也适宜作为粒状 或蜂窝状等的成形体使用。另外，本发明中，可以使上述组成的金属氧化物催化剂粘附于载 体上来构成除臭材料，或者在金属氧化物催化剂中适量配合公知的粘合剂，均匀混炼后通 过挤压成形来构成除臭材料。该除臭材料利用本发明涉及的金属氧化物催化剂的臭味成分 分解作用，将臭味除去。
[0013] 接着，对构成本发明涉及的金属氧化物催化剂的成分的添加理由和组成限定的理 由进行说明。
[0014] "锰氧化物：以此02换算值计50~80质量％" 锰氧化物是提高除臭性能的成分，尤其通过使锰氧化物与铜氧化物、铁氧化物和磷化 合物共存，除臭性能显著提高。如果金属氧化物催化剂中的锰氧化物以Μη02换算值计小于 50质量％，则无法得到充分的除臭效果。另一方面，如果锰氧化物以Μη02换算值计大于80 质量％，则存在金属氧化物催化剂容易从载体剥离的问题。因此，相对于金属氧化物催化剂 总质量，锰氧化物的量以Μη02换算值计为50~80质量％。
[0015] 负载该金属氧化物催化剂的载体例如为金属制或陶瓷制。作为金属制载体，例如 使用金属制膨胀泡沫、线网、蜂窝状烧结体或铝延展蜂窝（7S二々Λ展張/、二力Λ) 等，另外，作为陶瓷制载体，例如使用陶瓷膨胀泡沫多孔体、蜂窝状烧结体或陶瓷纤维纸波 纹蜂窝（七7S7夕繊維'一，一3少欠一卜/、二力Λ)等。应予说明，该载体优选蜂窝 结构体。通过使载体为蜂窝结构体，除臭滤器的压力损失降低，同时载体的表面积增加，所 负载的催化剂量增加，因此能够在短时间内处理大风量的排气。
[0016] 另外，在载体为蜂窝结构体的情况下，对于该蜂窝结构体而言，优选的是，作为贯 通蜂窝的孔的孔数（七少数）为8〇~ 5〇0cpsi。该cpsi(cellpersquareinch，每平方 英寸孔数）是表示每1平方英寸的孔数的单位。如果孔数小于SOcpsi，则孔尺寸较大，因此 排气中的臭味通过除臭滤器而不被催化剂氧化分解，故得不到充分的除臭性能。另外，如果 孔数超过500cpsi，则孔尺寸较小，因此排气中所含的油烟等附着在蜂窝内，堵塞蜂窝的孔， 发生闭塞。更优选蜂窝结构体的孔数为120~350cpsi，由此可获得性能进一步提高且不会 发生闭塞的除臭滤器。
[0017] "铜氧化物：以CuO换算值计5~20质量％" 铜氧化物是提高除臭性能的成分，如上所述，通过使铜氧化物与锰氧化物、铁氧化物和 磷化合物共存，除臭性能显著提高。如果金属氧化物催化剂中的铜氧化物以CuO换算值计 小于5质量％，则无法得到充分的除臭效果。另一方面，如果铜氧化物以CuO换算值计大于 20质量％，则会阻碍对甲醛的除臭效果，甲醛的除臭性能降低。因此，相对于金属氧化物催 化剂总质量，铜氧化物的量以CuO换算值计为5~20质量％。
[0018] "铁氧化物：以Fe203换算值计5~20质量％" 铁氧化物是提高除臭性能的成分，如上所述，通过使铁氧化物与锰氧化物、铜氧化物和 磷化合物共存，除臭性能显著提高。如果金属氧化物催化剂中的铁氧化物以Fe203换算值计 小于5质量％，则无法得到充分的除臭效果。另一方面，如果铁氧化物以Fe203换算值计大 于20质量％，则会阻碍对甲硫醇的除臭效果，含甲硫醇的恶臭的除臭性能降低。因此，相对 于金属氧化物催化剂总质量，铁氧化物的量以Fe203换算值计为5~20质量％。
[0019] "磷化合物：以P换算值计0. 1~5质量％" 磷化合物作为固体酸，是提高碱性物质的除臭性能的成分。通过使磷化合物与锰氧化 物、铜氧化物和铁氧化物共存，除臭性能显著提高。如果金属氧化物催化剂中的磷化合物以 P换算值计小于〇. 1质量％，则尤其对于具有供电子基团甲基的甲硫醇、乙醛因其吸附而被 活化的情况，需要催化剂的酸性，因此除臭性能降低。另外，如果金属氧化物催化剂中的磷 化合物以P换算值计小于0. 1质量％，则对碱性物质三甲胺的除臭效果降低。另一方面，如 果金属氧化物催化剂中的磷化合物以P换算值计大于5质量％，则会与催化剂成分反应变为 非活性物质，因此除臭效果下降。因此，相对于金属氧化物催化剂总质量，磷化合物的量以 P换算值计为〇. 1~5质量％。应予说明，作为磷化合物，包括磷酸、磷酸锰、磷酸铋、磷酸锌和 磷酸铝。
[0020] 应予说明，将本实施方式的金属氧化物催化剂负载于载体上，因此本实施方式中， 可以将水作为分散介质使用无机粘合剂。该无机粘合剂例如为选自硅溶胶、氧化铝溶胶、氧 化铈溶胶、以及氧化锆溶胶中的一种或两种以上。通过使用无机粘合剂将催化剂负载于载 体上，能够提尚除臭滤器的耐热性能和除臭性能。
[0021] 在本发明中，对于作为金属氧化物催化剂具有优异除臭性能的锰氧化物，适量含 有铜氧化物可分担尤其对甲醛的除臭性能，适量含有铁氧化物可分担尤其对甲硫醇的除臭 性能，进而适量添加磷化合物可提高尤其对甲硫醇、乙醛和三甲胺等碱性物质的除臭性能。 因此，在本发明中，实质上仅用上述四种物质，即可对乙醛和甲醛等醛类、除此之外还对甲 硫醇和硫化氢等多种臭味进行除臭。所以，在本发明中，无需BET比表面积为200m2/g以上 的锰氧化物。进而，在本发明中，可以不使用活性炭和沸石等吸附材料，因此也不会产生因 吸附物质堵塞蜂窝微孔而导致寿命下降的问题。
[0022] [实施例] 以下，将本发明的金属氧化物催化剂的实施例与本发明的范围之外的比较例进行比 较，说明本发明