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DECOMPOSITION CATALYST OF HYDROGEN PEROXIDE AND OZONE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME, AND DECOMPOSITION METHOD OF HYDROGEN PEROXIDE AND OZONE

Patent code P150011895
File No. S2013-1345-N0
Posted date Apr 17, 2015
Application number P2013-173339
Publication number P2015-039684A
Patent number P6180235
Date of filing Aug 23, 2013
Date of publication of application Mar 2, 2015
Date of registration Jul 28, 2017
Inventor
  • (In Japanese)亀島 欣一
  • (In Japanese)三宅 通博
  • (In Japanese)西本 俊介
  • (In Japanese)中村 佳奈
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人岡山大学
Title DECOMPOSITION CATALYST OF HYDROGEN PEROXIDE AND OZONE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME, AND DECOMPOSITION METHOD OF HYDROGEN PEROXIDE AND OZONE
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a decomposition catalyst of hydrogen peroxide or ozone which is inexpensive, can be used in a large amount and has low toxicity.
SOLUTION: There is provided a decomposition catalyst of hydrogen peroxide or ozone which contains a layered double hydroxide represented by the formula (1): M2+1-xM3+x(OH)2][An-x/n・yH2O] (1) [wherein, M2+ is a divalent metal ion containing at least one selected from the group consisting of Mg2+, Co2+, Ni2+ and Cu2+; M3+ is a trivalent metal ion containing at least one selected from the group consisting of Al3+, Fe3+, Mn3+ and Cr3+; provided that a combination containing Mg2+ as M2+ and Al3+ as M3+ and a combination containing Ni2+ as M2+ and Al3+ as M3+ are excluded; An- is an anion containing at least one selected from the group consisting of CO32-, HCO3- and OH-; x is 1/6 to 1/2; and y is 0 to 4.]
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

過酸化水素およびオゾンは水処理に利用されているが、それらを含む廃水が環境中に排出されると活性酸素などが生じて水質悪化の原因となることから、分解処理されている。特に過酸化水素は漂白剤、殺菌剤、酸化剤、表面処理剤など広範囲で利用されていることから、安価で大量利用が可能な分解技術、特に分解触媒の開発が望まれている。

従来の過酸化水素およびオゾンの分解技術として、白金などの貴金属を用いる方法(たとえば特許文献1参照)、二酸化マンガンを用いる方法、および酵素触媒を用いる方法が知られている。しかしながら、貴金属は埋蔵量や価格が、二酸化マンガンは毒性の高いマンガンの溶出が、酵素触媒は有機物による汚染源となることが問題となっていた。

一方、一般式[M2+1-xM3+x(OH)2][An-x/n・yH2O](式中、M2+は2価の金属イオンであり、M3+は3価の金属イオンであり、An-は陰イオンである。)で表される、層状複水酸化物〔Layered Double Hydroxide: LDH〕またはハイドロタルサイト様化合物と呼ばれる物質が知られている。この物質は、前記一般式の前半部分に相当する水酸化物の層同士の間に、前記一般式の後半部分に相当する陰イオンおよび水が保持されている積層構造を有する。

層状複水酸化物は、イオン交換能や、層間に様々な分子を取り込む性質を有しており、その性質を利用したイオン交換体、吸着材、担体などの用途が提案されている。たとえば、特許文献2には、M2+8-xFe3+x(OH)16(CO32-)x/2・mH2O(式中、M2+はMg2+またはCa2+であり、0<x≦6、0<m≦5である)で表される、パイロオーライト型の構造を有する層状複水酸化物を用いて、水に含まれるアルカリ金属、アルカリ土類金属、鉛、亜鉛、アルミニウム、マンガン、リン等の金属、或いはフミン物質のような有機物の陰イオン等のヒトの健康上有害な物質を吸着等により除去する、水処理方法が記載されている。

しかしながら、特定の層状複水酸化物を過酸化水素およびオゾンの分解のために利用できることは、特許文献2およびその他の文献に記載も示唆もされていない。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、過酸化水素及びオゾンの分解技術、具体的には過酸化水素及びオゾンの分解触媒、当該分解触媒の製造方法、および当該分解触媒を使用する過酸化水素及びオゾンの分解方法などに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
式(1)で表される層状複水酸化物を含有する、過酸化水素またはオゾンの分解触媒。
[M2+1-xM3+x(OH)2][An-x/n・yH2O] ・・・(1)
式(1)中、M2+はMg2+,Co2+,Ni2+およびCu2+からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む二価の金属イオンであり、M3+はAl3+,Fe3+,Mn3+およびCr3+からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む三価の金属イオンであり、ただし、M2+としてMg2+を含みかつM3+としてAl3+を含む組み合わせおよびM2+としてNi2+を含みかつM3+としてAl3+を含む組み合わせは除外され、An-はCO32-,HCO3-およびOH-からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む陰イオンであり、xは1/6~1/2であり、yは0~4である。

【請求項2】
 
前記M2+がMg2+であり、前記M3+がFe3+である、請求項1に記載の過酸化水素またはオゾンの分解触媒。

【請求項3】
 
前記An-がHCO3-である、請求項1または2に記載の過酸化水素またはオゾンの分解触媒。

【請求項4】
 
式(1)で表される層状複水酸化物を、過酸化水素またはオゾンの水溶液と接触させる工程を含む、過酸化水素またはオゾンの分解方法。
[M2+1-xM3+x(OH)2][An-x/n・yH2O] ・・・(1)
式(1)中、M2+はMg2+,Co2+,Ni2+およびCu2+からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む二価の金属イオンであり、M3+はAl3+,Fe3+,Mn3+およびCr3+からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む三価の金属イオンであり、ただし、M2+としてMg2+を含みかつM3+としてAl3+を含む組み合わせおよびM2+としてNi2+を含みかつM3+としてAl3+を含む組み合わせは除外され、An-はCO32-,HCO3-およびOH-からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む陰イオンであり、xは1/6~1/2であり、yは0~4である。

【請求項5】
 
前記M2+がMg2+であり、前記M3+がFe3+である、請求項4に記載の過酸化水素またはオゾンの分解方法。

【請求項6】
 
前記An-がHCO3-である、請求項4または5に記載の過酸化水素またはオゾンの分解方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered
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技術移転に関しては岡山TLOが窓口になります。


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