用于热分解有机物的催化剂和方法以及制备这种催化剂的方法
【专利说明】用于热分解有机物的催化剂和方法以及制备这种催化剂的方法
[0001 ] 本申请是基于申请日为2009年8月18日、申请号为200980132197.1、发明名称为“用于热分解有机物的催化剂和方法以及制备这种催化剂的方法”的申请所提交的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及用于有效地热分解有机物的催化剂和方法，以及制备这种催化剂的方法，更详细地说，涉及用于热分解有机物的催化剂(该催化剂包含以氧化钛为代表的某种无机氧化物，且包含具有预定的粒子特性的球状颗粒)和使用这种催化剂热分解有机物的方法，以及制备这种催化剂的方法。
【背景技术】
[0003]近年来，提出了用于热分解废塑料这类有机物的各种催化剂或方法。例如，已经提出了以下方法:将微粉末状的氧化钛烧结至粒径2mm以上后，加工成具有适当的粒度分布，成为氧化钛粒状物，使用其作为废塑料的热分解催化剂。即，一边使容器中流通载气，一边在该容器中在搅拌下加热上述氧化钛粒状物和废塑料片，将废塑料热分解、气化、排出到容器外(专利文献1)。
[0004]但是，由如上所述的方法得到的氧化钛粒状物不具备足够的硬度，易磨耗、容易微粉化，因此，在如上所述的废塑料的热分解中，微粉化的氧化钛与因热分解而产生的气体一起被损耗到容器外，因此，随着时间的推移，热分解效率下降，进而，伴随着氧化钛粒状物的微粉化，其粒度分布发生变化，由这方面来看，存在废塑料的热分解效率下降的问题。
[0005]如果在用于从反应容器排出热分解气体的管道上安装过滤器时，则能够回收微粉化的氧化钛(专利文献2)，但是过滤器容易发生堵塞，废塑料的热分解效率随时间而下降。另一方面，为了避免氧化钛的微粉化，即使只使用粒径大的氧化钛颗粒，则废塑料的热分解效率会变差。
[0006]因此，为了解决这些问题，提出了将氧化钛溶胶干燥、焙烧，将其粉碎后，实施边缘加工，以兼顾磨耗性和分解性能的方法(专利文献3)。根据该方法，可以消除上述问题，但是仍然存在由于边缘加工而产生的微粉处理的问题。即，存在难以进行微粉的再利用的问题。
[0007]专利文献1:日本特开2005-306697号公报专利文献2:日本特开2002-363337号公报
专利文献3:日本特开2005-307007号公报。
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题本发明是在用于将含有废塑料的各种有机物在催化剂的存在下加热分解的催化剂或方法中为解决上述问题而完成的，其目的是提供有机物的热分解催化剂和使用这种催化剂热分解有机物的方法，以及制备这种热分解催化剂的方法，所述热分解催化剂对有机物的热分解效率显著提高，而且将由该热分解催化剂的微粉化引起的损失抑制到最小限度。
[0009]解决课题的手段
根据本发明，提供一种用于热分解有机物的催化剂，其特征在于，包含选自氧化钛、钛/铌复合氧化物、钛/硅复合氧化物、选自硅和钨的至少1种与钛的复合氧化物、选自硅和钼的至少1种与钛的复合氧化物、钛/铝复合氧化物、氧化锆、钛/锆复合氧化物以及含钛的钙钛矿化合物中的至少1种无机氧化物，且包含粒径为0.1?1.2mm的范围、孔隙容积为0.1?0.3mL/g的范围、振实密度为1.05?1.4g/mL的范围、磨耗率为2重量％以下的球状颗粒。
[0010]以下，在本发明中，只要没有特殊说明，将上述的选自氧化钛、钛/铌复合氧化物、钛/硅复合氧化物、选自硅和钨的至少1种与钛的复合氧化物、选自硅和钼的至少1种与钛的复合氧化物、钛/铝复合氧化物、氧化锆、钛/锆复合氧化物以及含钛的钙钛矿化合物中的至少1种无机氧化物简称为“(上述或前述)无机氧化物”。
[0011]优选地，本发明的用于热分解有机物的催化剂是包含上述无机氧化物的颗粒的用于热分解有机物的催化剂，上述无机氧化物的颗粒是通过将该无机氧化物的粉碎物在选自二氧化钛溶胶、硅溶胶、氧化铝溶胶和氧化锆溶胶的至少1种溶胶的存在下进行搅拌造粒，制成球状颗粒后，在400?850°C范围的温度下焙烧，筛分而得到的粒径为0.1?1.2mm的范围、孔隙容积为0.1?0.3mL/g的范围、振实密度为1.05?1.4g/mL的范围、磨耗率为2重量％以下的球状颗粒。
[0012]特别优选地，本发明的用于热分解有机物的催化剂是包含上述无机氧化物的颗粒的用于与有机物一起一边搅拌一边加热，将该有机物热分解并气化的催化剂，上述无机氧化物的颗粒是通过将该无机氧化物的粉碎物在选自二氧化钛溶胶、硅溶胶、氧化铝溶胶和氧化锆溶胶的至少1种溶胶的存在下进行搅拌造粒，制成球状颗粒后，在400?850°C范围的温度下焙烧，筛分而得到的粒径为0.1?1.2mm的范围、孔隙容积为0.1?0.3mL/g的范围、振实密度为1.05?1.4g/mL的范围、磨耗率为2重量％以下的球状颗粒。
[0013]另外，根据本发明，提供一种用于热分解有机物的方法，其特征在于，将有机物与上述催化剂一起一边搅拌一边加热，进行热分解并气化。
[0014]优选地，本发明的用于热分解有机物的方法为将有机物与催化剂一起一边搅拌一边加热，进行热分解并气化，其中，该催化剂包含上述无机氧化物的颗粒，该无机氧化物的颗粒是通过将该无机氧化物的粉碎物在选自二氧化钛溶胶、硅溶胶、氧化铝溶胶和氧化锆溶胶的至少1种溶胶的存在下进行搅拌造粒，制成球状颗粒后，在400?850°C范围的温度下焙烧，筛分而得到的粒径为0.1?1.2mm的范围、孔隙容积为0.1?0.3mL/g的范围、振实密度为1.05?1.4g/mL的范围、磨耗率为2重量％以下的球状颗粒。
[0015]进而，根据本发明，提供制备用于热分解有机物的催化剂的方法，该催化剂包含孔隙容积为0.1?0.3mL/g的范围、振实密度为1.05?1.4g/mL的范围、磨耗率为2重量％以下的球状颗粒，该方法的特征在于，将上述无机氧化物的粉碎物在选自二氧化钛溶胶、硅溶胶、氧化铝溶胶和氧化锆溶胶的至少1种溶胶的存在下进行搅拌造粒，制成球状颗粒后，在400?850°C范围的温度下焙烧，然后，通过筛分，使得粒径在0.1?1.2_的范围。
[0016]发明效果
本发明的用于热分解有机物的催化剂包含上述无机氧化物，且包含粒径、孔隙容积及振实密度在上述范围的磨耗率为2重量％以下的球状颗粒，因此，当将该催化剂与有机物一起一边搅拌一边加热，热分解该有机物时，该催化剂的流动性好，不易发生微粉化，磨耗被抑制到最小限度，因此，该催化剂长期稳定，能够有效地热分解有机物。
【附图说明】
[0017]图1是显示用于评价本发明催化剂的催化活性的装置构成的一部分截面图。
[0018]图2是显示用于测定催化剂的摩耗率的装置的图。
[0019]符号说明 1…反应容器
2…废塑料片投入口 3…载气 4…载气管 5…热分解催化剂 6…废塑料片 7…搅拌机 8…加热装置。
【具体实施方式】
[0020]本发明的用于热分解有机物的催化剂包含选自如下的至少1种无机氧化物:氧化钛、钛/铌复合氧化物、钛/硅复合氧化物、选自硅和钨的至少1种与钛的复合氧化物、选自硅和钼的至少1种与钛的复合氧化物、钛/铝复合氧化物、氧化锆、钛/锆复合氧化物以及含钛的钙钛矿化合物。
[0021]在本发明中，这些无机氧化物全部是如已经众所周知的，具有光催化活性。以氧化钛为代表的具有光催化活性的无机氧化物通过接受在该带隙以上的光能而被激发，释放电子，结果，其具有光催化活性，代表性地，具有强氧化作用。这种具有