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JPH0586254B2 - - Google Patents
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JPH0586254B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0586254B2
JPH0586254B2 JP89175596A JP17559689A JPH0586254B2 JP H0586254 B2 JPH0586254 B2 JP H0586254B2 JP 89175596 A JP89175596 A JP 89175596A JP 17559689 A JP17559689 A JP 17559689A JP H0586254 B2 JPH0586254 B2 JP H0586254B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
component
water
titanium
ozone
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP89175596A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH02126938A (en
Inventor
Kiichiro Mitsui
Tooru Ishii
Sadao Terui
Kunio Sano
Akira Inoe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Shokubai Co Ltd filed Critical Nippon Shokubai Co Ltd
Publication of JPH02126938A publication Critical patent/JPH02126938A/en
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〈産業上の利用分野〉 本発明はオゾンを用いた水処理において処理後
に水中に残留する溶存オゾンを分解除去する水処
理用触媒に関する。 〈従来の技術〉 オゾン処理は水中の有害成分、臭気成分、着色
成分等の酸化的分解除去に広く用いられており、
排水、上水の処理に利用されている。特に近年ト
リハロメタンによる汚染の問題や上水道における
取水水質の悪化による臭気問題、排水規制の強化
による高度処理の必要性から重要性を増してきて
いる。一方、オゾン処理後の水中に残留するオゾ
ンの問題も生じてきている。オゾンは水中で徐々
に分解して行くが、中性から酸性域では分解スピ
ードが遅く残留が問題となる。例えばオゾン処理
後塩素処理をする場合には必要塩素量が増加する
というデメリツトをもたらす。また、オゾン処理
後活性炭処理をする場合にはオゾンが活性炭を酸
化的に消費するという問題が生じる。これらを防
ぐためには残留しているオゾンを除去することが
必要である。従来これに関する技術は少なく、触
媒を用いる方法としては、二酸化マンガン触媒皮
膜を有する濾材層を用いる方法(特開昭59−
139991)がある。 〈発明が解決しようとする問題点〉 水中の溶存オゾンはアルカリ性域では比較的速
やかに分解していくが、中性から酸性域では分解
スピードが遅く、分解するまでに時間を要し、残
留が問題となる。前述の二酸化マンガン触媒皮膜
を有する濾材層を用いる方法はオゾンの分解除去
に処理時間がかかり効率は十分なものではない。
また、濾材層の処理量に対する容積が大きいため
装置自体が大型化するという難点もある。 従つて本発明の目的は従来品に比して高オゾン
分解活性かつ長期間にわたり安定性を有し、幅広
いPH領域において水中に残存する溶存オゾンを分
解除去することができる水処理用触媒を提供する
ことにある。 〈問題点を解決するための手段〉 この目的は、触媒A成分としてチタン、ケイ
素、アルミニウムおよびジルコニウムよりなる群
から選ばれた少なくとも一種の元素の酸化物およ
び触媒B成分として、マンガン、鉄、コバルト、
ニツケル、セリウム、タングステン、銅、銀、
金、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウムお
よびイリジウムよりなる群から選ばれた少なくと
も一種の元素の水に不溶性または難溶性の化合物
を含有してなることを特徴とする水中の溶存オゾ
ンの分解除去に用いられる水処理用触媒により達
成される。また、本発明は該触媒がペレツト、パ
イプまたはハニカムの形状に成型された固定床用
触媒であることを特徴とする水中の溶存オゾンの
分解除去に用いられる水処理用触媒でもある。 本発明にかかる触媒の特徴は触媒A成分として
チタン、ケイ素、アルミニウムおよびジルコニウ
ムよりなる群から選ばれた少なくとも一種の元素
の酸化物および触媒B成分として、マンガン、
鉄、コバルト、ニツケル、セリウム、タングステ
ン、銅、銀、金、白金、パラジウム、ロジウム、
ルテニウムおよびイリジウムよりなる群から選ば
れた少なくとも一種の元素の水に不溶性または難
溶性の化合物を含有してなることである。すなわ
ち、本発明者らの検討によれば触媒A成分単独ま
たは触媒B成分単独では十分なオゾン分解活性お
よび長期間にわたる安定性は得られず、触媒A成
分と触媒B成分とが共に含有されることによりオ
ゾン分解効率が上がり、経時変化の少ない触媒と
なつているのである。 本発明で使用する触媒における各触媒成分の比
率は触媒A成分が酸化物として70〜99.99重量%、
好ましくは80〜99.95重量%であり、触媒B成分
が金属または化合物として0.01〜30重量%、好ま
しくは0.05〜20重量%であることが適当である。
好ましくは前記B成分を構成する元素の内、マン
ガン、鉄、コバルト、ニツケル、セリウム、タン
グステン、銅および銀の使用量は、化合物(例え
ば酸化物、硫化物などの水に不溶性または難溶性
の化合物)として0〜30重量%であり、金、白
金、パラジウム、ロジウム、ルテニウムおよびイ
リジウムの使用量は金属として0〜10重量%であ
る(但し、両者の合計量は0.01〜30重量%であ
る。)。なお、触媒A成分と触媒B成分との合計量
は100重量%である。触媒B成分が上記範囲未満
の量ではオゾン分解活性が不充分であり、また、
白金、パラジウムおよびロジウム等の貴金属の場
合、上記範囲を越える量では原料コストが高くな
り相応した効果が期待できない。一方、触媒A成
分を上記範囲内にすることにより触媒成型性が向
上して各種形状の成型が容易になるとともに、触
媒の長期安定性を増し、さらに活性にも良い影響
を与える。また、触媒A成分およびB成分が上記
組成範囲内において相互に分散されていることが
触媒活性の面から好ましい。 また、触媒A成分がチタン、ケイ素およびジル
コニウムよりなる群から選ばれた少なくとも二種
の元素の複合酸化物であることが好ましい。これ
らの複合酸化物は強い固体酸性や大きいBET比
表面積を持ち、触媒の活性、触媒成型性および強
度安定性の面から好ましい。 本発明で使用する触媒はペレツト、パイプまた
はハニカムの形状に成型されている固定床用触媒
であることが触媒の取り扱いを容易にし、処理水
の流通抵抗を下げるなどの面から好ましい。特に
処理水中に固形物が含有される場合においてはハ
ニカム形状が目詰りの可能性を低くできるので好
ましい。 このハニカムの形状は、貫通孔の相当直径が2
〜20mm、セル肉厚が0.1〜3mmおよび開口率が50
〜90%の範囲が好ましい。さらに、相当直径が
2.5〜15mm、セル肉厚が0.5〜3mmおよび開口率が
50〜80%の範囲にあることが特に好ましい。相当
直径が2mm未満である場合には圧力損失が大き
く、特に水中に固形分が含有される場合には目詰
りを生じやすくなる。相当直径が20mmを越える場
合には圧力損失は小さくなり目詰まりの可能性も
低くなるものの、触媒活性が充分でない。セル肉
厚が0.1mm未満の場合には圧力損失が小さくなり、
触媒を軽量化できるという利点があるが、触媒の
機械的強度が低下するために好ましくない。セル
肉厚が3mmを越える場合には機械的強度は充分で
あるが、圧力損失が大きくなる欠点を有してい
る。開口率についても上記と同様の理由から50〜
90%である。従つて、上記の好ましい形状条件を
具備したハニカム型触媒は充分な機械的強度かつ
充分な幾何学的表面積を有しているため、耐久性
に優れ、低圧力損失かつ高流速で対象水を処理す
ることができる。また、水中に固形分が含有され
ている場合にも目詰りを生じることなく長期にわ
たつて高活性を維持することができる。 本発明の触媒の調製法を述べると、以下の方法
が挙げられるが、特にこれらの調製法に限定され
るものではないことはもちろんである。すなわ
ち、触媒B成分として挙げた遷移金属、貴金属な
どの活性成分を含む水溶液に上記触媒A成分の粉
体を加えてよく混合し、これを直接成型した後、
50〜120℃で乾燥後300〜800℃、好ましくは350〜
600℃で1〜10時間、好ましくは2〜6時間焼成
して触媒とすることができる。また、この混合物
を焼成して予め触媒組成粉体を作つておき、それ
を適当な担体に担持することによつても触媒化で
きる。また、別法として触媒A成分の粉体を成
型、乾燥、焼成して予め触媒担体とし、含浸法に
よりこれに触媒B成分の金属塩水溶液を担持、焼
成しても触媒化できる。 なお、触媒A成分としてチタン、ケイ素および
ジルコニウムよりなる群から選ばれた少なくとも
二種の元素の複合酸化物を用いる場合、これらの
複合酸化物粉体は次のようにして調製することが
できる。 例えば、チタンおよびケイ素からなる二元系複
合酸化物(以下、TiO2−SiO2とする)粉体の調
製法としては以下の方法が挙げられる。 四塩化チタンをシリカゾルと共に混合し、ア
ンモニアを添加して沈殿を生成せしめ、この沈
殿を洗滌、乾燥後300〜650℃、好ましくは350
〜600℃で焼成せしめる方法。 四塩化チタンにケイ酸ナトリウム水溶液を添
加し、反応せしめて沈殿を生成させ、これを洗
滌、乾燥後300〜650℃、好ましくは350〜600℃
で焼成せしめる方法。 四塩化チタンの水−アルコール溶液にエチル
シリケート〔(C2H5O)4Si〕を添加し加水分解
反応せしめて沈殿を生成させ、これを洗滌、乾
燥後300〜650℃、好ましくは350〜600℃で焼成
せしめる方法。 酸化塩化チタン(TiOC2)とエチルシリケ
ートの水−アルコール溶液にアンモニアを加え
て沈殿を形成せしめ、これを洗滌、乾燥後300
〜650℃、好ましくは350〜600℃で焼成せしめ
る方法。 以上の好ましい方法のうちでもとくにの方法
が好ましく、この方法は具体的には以下のごとく
実施される。すなわち、上記チタン源およびケイ
素源の化合物をTiO2とSiO2のモル比が所定量に
なるようにとり、酸性の水溶液状態またはゾル状
態でチタンおよびケイ素を酸化物換算して1〜
100g/、好ましくは10〜80g/の濃度とし
て10〜100℃に保つ。その中へ攪拌下、中和剤と
してアンモニア水を滴下し、10分間ないし3時間
PH5〜10にて、チタンおよびケイ素よりなる共沈
化合物を生成せしめ、別し、よく洗滌したのち
80〜140℃で1時間〜10時間乾燥し、300〜650℃、
好ましくは350〜600℃で1〜10時間、好ましくは
2〜8時間焼成してTiO2−SiO2粉体をえること
ができる。 また、出発原料としては、チタン源として塩化
チタン類、硫酸チタン類などの無機性チタン化合
物および蓚酸チタン、テトライソプロピルチタネ
ートなどの有機性チタン化合物などから選ぶこと
ができ、またケイ素源としてはコロイド状シリ
カ、水ガラス、四塩化ケイ素など無機性のケイ素
化合物およびテトラエチルシリケートなど有機ケ
イ素化合物などから選ぶことができる。そしてこ
れら原料中には、微量の不純物、混入物のあるも
のもあるが、えられるTiO2−SiO2の物性に大き
く影響を与えるものではない限り問題とならな
い。 また、チタンおよびジルコニウム二元系複合酸
化物(以下、TiO2−ZrO2という)粉体の調製法
も同様にして行なうことができる。 そして、好ましいTiO2−ZrO2粉体の調製法と
しては、以下の方法が挙げられる。 塩化チタンをオキシ塩化ジルコニウムと共に
混合し、アンモニアを添加して沈殿を生成せし
め、この沈殿を洗滌、乾燥後300〜650℃、好ま
しくは350〜600℃で焼成せしめる方法。 四塩化チタンに硝酸ジルコニウムを添加し、
熱加水分解反応せしめて沈殿を生成させ、これ
を洗滌、乾燥後300〜650℃、好ましくは350〜
600℃で焼成せしめる方法。 また、触媒A成分と共に用いる触媒B成分の出
発原料としては、酸化物、水酸化物、無機酸塩、
有機酸塩などが挙げられ、例えばアンモニウム
塩、蓚酸塩、硝酸塩、硫酸塩またはハロゲン化物
などから適宜選ばれる。 本発明で用いる触媒はオゾンを酸素にまで分解
する能力を有している。処理温度は0〜90℃の範
囲が適当であるが、処理温度を上げるとオゾン自
体の無触媒での分解スピードも上がるが、触媒を
用いてより低温で反応を遂行することによるユー
テイリテイーの削減等のメリツトが小さくなるた
め、処理温度は0〜60℃の範囲がより好ましい。
処理水量は目的とする処理率や条件により異な
り、触媒1当り1〜1000/hrの流量条件で用
いられる。圧力条件は特に限定されないが常圧に
おいて十分に用いることができる。また、処理対
象水中の溶存オゾン濃度はオゾンの溶解飽和濃度
から0.1mg/の範囲が適当である。オゾン濃度
が0.1mg/未満では触媒を用いるメリツトが小
さい。 〈実施例〉 以下に実施例及び比較例を用いて本発明を更に
詳細に説明するが、本発明はこれら実施例のみに
限定されるものではない。 実施例 1 チタンおよびジルコニウムの二元系複合酸化物
を以下に述べる方法で調製した。チタン源として
以下の組成を有する硫酸チタニルの硫酸水溶液を
用いた。 TiOSO4(TiO2換算) 250g/ 全H2SO4 1100g/ 別に水50にオキシ塩化ジルコニウム〔ZrOC
2・8H2O〕2.77Kgを溶解させ、上記組成の硫酸
チタニルの硫酸水溶液6.4に添加しつつよく混
合した。これを温度約30℃に維持しつつよく撹拌
しながらアンモニア水を徐々に滴下し、PHが7に
なるまで加え、共沈ゲルを生成させた。さらにそ
のまま放置して15時間静置した。次いで、ろ過、
水洗後200℃で10時間乾燥した後500℃で5時間空
気雰囲気下で焼成した。得られた粉体の組成は
TiO2:ZrO2=7:3(モル比)であり、BET比
表面積は120m2/gであつた。 水850mlに前記の粉体1.5Kgおよび澱粉75gを加
えて混合し、ニーダーでよく練り合わせた。これ
を孔径(貫通孔の相当直径)4mm、セル肉厚1mm
で開口率64%のハニカム型に押出成型して120℃
で6時間乾燥した後、450℃で6時間焼成した。 かくして得られた成型体を塩化パラジウム水溶
液に含浸し、ついで120℃で6時間乾燥し、400℃
で3時間焼成し、Pdを0.5重量%含有する触媒を
得た。 実施例 2 硝酸第1セリウム〔Ce(NO33・6H2O〕0.5Kg
を水0.9に溶解し、市販の酸化チタン粉体1.8Kg
に加え、実施例1の方法に準じて5mm径のペレツ
トを成型した。得られた触媒の組成成はCeO2(10
重量%)−TiO2(90重量%)であつた。 実施例 3 実施例1に準じてオキシ塩化ジルコニウムの代
わりにコロイダルシリカを用い、TiO2:SiO2
9:1(モル比)の組成を持ち、BET比表面積が
150m2/gであるチタンおよびケイ素の二元系複
合酸化物の粉体を得た。 次いで、実施例1において塩化パラジウム水溶
液のかわりに硝酸マンガン水溶液を用いて実施例
1の方法に準じて触媒を調製し、二酸化マンガン
を7重量%含有し、孔径3mm、セル肉厚0.58mmで
開口率70%であるハニカム型触媒を得た。 実施例 4 市販の4mm径のγ−アルミナ担体を硝酸コバル
ト水溶液に含浸し、乾燥、焼成して、Co3O4(7
重量%)−Al2O3(93重量%)の組成の触媒を得
た。 実施例 5 反応管に実施例1〜4の触媒を1充填し、1
当り5mgのオゾンを含み、かつ表1に示すPHを
有する常温の処理水を50/hr流し、反応させ
た。反応器出口でのオゾン含有量測定よりオゾン
分解率を出した。処理結果については表1に示
す。 比較例 1 5mm径の電解二酸化マンガン粒子を用い、実施
例5に準じて反応を行なつた結果を表1に示す。 比較例 2 実施例5において、触媒を充填せずに1当り
5mgのオゾンを含むPH5.1の処理水を流して得ら
れた結果を表1に示す。
<Industrial Application Field> The present invention relates to a water treatment catalyst that decomposes and removes dissolved ozone remaining in water after water treatment using ozone. <Prior art> Ozone treatment is widely used for the oxidative decomposition removal of harmful components, odor components, coloring components, etc. in water.
It is used for wastewater and water treatment. Particularly in recent years, it has become increasingly important due to the problems of pollution caused by trihalomethanes, odor problems caused by deterioration in the quality of water taken into water supplies, and the need for advanced treatment due to stricter wastewater regulations. On the other hand, the problem of ozone remaining in water after ozone treatment has also arisen. Ozone gradually decomposes in water, but in neutral to acidic regions the decomposition speed is slow and residual water becomes a problem. For example, when chlorine treatment is performed after ozone treatment, the disadvantage is that the amount of chlorine required increases. Further, when the activated carbon treatment is performed after the ozone treatment, there arises a problem that the ozone consumes the activated carbon in an oxidative manner. To prevent these problems, it is necessary to remove residual ozone. Conventionally, there are few technologies related to this, and a method using a catalyst is a method using a filter layer having a manganese dioxide catalyst film (Japanese Unexamined Patent Publication No. 1983-1999).
139991). <Problems to be solved by the invention> Dissolved ozone in water decomposes relatively quickly in alkaline regions, but in neutral to acidic regions, the decomposition speed is slow, it takes time to decompose, and residual ozone remains. It becomes a problem. The above-mentioned method using a filter layer having a manganese dioxide catalyst film takes a long time to decompose and remove ozone, and the efficiency is not sufficient.
Furthermore, since the volume of the filter medium layer is large relative to the throughput, there is also the problem that the apparatus itself becomes large-sized. Therefore, the object of the present invention is to provide a water treatment catalyst that has higher ozone decomposition activity and stability over a long period of time than conventional products, and is capable of decomposing and removing dissolved ozone remaining in water in a wide PH range. It's about doing. <Means for solving the problem> This purpose is to use an oxide of at least one element selected from the group consisting of titanium, silicon, aluminum, and zirconium as a catalyst A component, and manganese, iron, and cobalt as a catalyst B component. ,
Nickel, cerium, tungsten, copper, silver,
Used for the decomposition and removal of ozone dissolved in water, characterized by containing a water-insoluble or poorly soluble compound of at least one element selected from the group consisting of gold, platinum, palladium, rhodium, ruthenium and iridium. This is achieved using a water treatment catalyst. The present invention also provides a water treatment catalyst used for decomposition and removal of ozone dissolved in water, characterized in that the catalyst is a fixed bed catalyst formed in the shape of pellets, pipes or honeycombs. The characteristics of the catalyst according to the present invention are that the catalyst A component is an oxide of at least one element selected from the group consisting of titanium, silicon, aluminum, and zirconium, and the catalyst B component is manganese,
Iron, cobalt, nickel, cerium, tungsten, copper, silver, gold, platinum, palladium, rhodium,
It contains a water-insoluble or sparingly soluble compound of at least one element selected from the group consisting of ruthenium and iridium. That is, according to the studies of the present inventors, sufficient ozonolysis activity and long-term stability cannot be obtained with catalyst A component alone or catalyst B component alone, and catalyst A component and catalyst B component are both contained. This increases the ozone decomposition efficiency and makes it a catalyst with little change over time. The ratio of each catalyst component in the catalyst used in the present invention is 70 to 99.99% by weight of catalyst A component as an oxide;
It is preferably 80 to 99.95% by weight, and suitably the catalyst B component is 0.01 to 30% by weight, preferably 0.05 to 20% by weight as a metal or compound.
Preferably, the amount of manganese, iron, cobalt, nickel, cerium, tungsten, copper, and silver used in the elements constituting the B component is based on compounds (for example, compounds insoluble or poorly soluble in water such as oxides and sulfides). ), and the amount of gold, platinum, palladium, rhodium, ruthenium and iridium used is 0 to 10% by weight as metals (however, the total amount of both is 0.01 to 30% by weight). ). Note that the total amount of catalyst A component and catalyst B component is 100% by weight. If the amount of catalyst B component is less than the above range, the ozonolysis activity will be insufficient, and
In the case of noble metals such as platinum, palladium and rhodium, if the amount exceeds the above range, the raw material cost will increase and a corresponding effect cannot be expected. On the other hand, by controlling the catalyst A component within the above range, the moldability of the catalyst is improved, making it easier to mold into various shapes, increasing the long-term stability of the catalyst, and having a positive effect on the activity. Further, from the viewpoint of catalytic activity, it is preferable that the catalyst A component and the catalyst B component are mutually dispersed within the above composition range. Further, it is preferable that the catalyst A component is a composite oxide of at least two elements selected from the group consisting of titanium, silicon, and zirconium. These composite oxides have strong solid acidity and a large BET specific surface area, and are preferable from the viewpoints of catalyst activity, catalyst formability, and strength stability. It is preferable that the catalyst used in the present invention be a fixed bed catalyst formed in the shape of pellets, pipes or honeycombs in order to facilitate the handling of the catalyst and to reduce the flow resistance of treated water. In particular, when solids are contained in the treated water, a honeycomb shape is preferred since it can reduce the possibility of clogging. This honeycomb shape has an equivalent diameter of through holes of 2
~20mm, cell thickness 0.1~3mm and aperture ratio 50
A range of ~90% is preferred. Furthermore, the equivalent diameter is
2.5-15mm, cell thickness 0.5-3mm and aperture ratio
Particularly preferred is a range of 50 to 80%. If the equivalent diameter is less than 2 mm, the pressure loss will be large, and clogging will easily occur, especially if solids are contained in the water. If the equivalent diameter exceeds 20 mm, the pressure loss will be small and the possibility of clogging will be reduced, but the catalyst activity will not be sufficient. If the cell wall thickness is less than 0.1mm, the pressure loss will be small,
Although this has the advantage of reducing the weight of the catalyst, it is not preferable because the mechanical strength of the catalyst decreases. When the cell wall thickness exceeds 3 mm, the mechanical strength is sufficient, but the disadvantage is that the pressure loss becomes large. The aperture ratio is also 50~ for the same reason as above.
It is 90%. Therefore, a honeycomb-type catalyst with the above-mentioned preferred shape conditions has sufficient mechanical strength and sufficient geometric surface area, so it has excellent durability and can treat target water with low pressure loss and high flow rate. can do. Moreover, even when solid content is contained in the water, high activity can be maintained for a long period of time without clogging. The method for preparing the catalyst of the present invention includes the following methods, but it goes without saying that the method is not particularly limited to these methods. That is, the powder of the catalyst A component is added to an aqueous solution containing active components such as transition metals and noble metals listed as the catalyst B component, mixed well, and this is directly molded.
After drying at 50-120℃, 300-800℃, preferably 350-
A catalyst can be obtained by calcining at 600°C for 1 to 10 hours, preferably 2 to 6 hours. Alternatively, the mixture can be catalyzed by preparing a catalyst composition powder in advance and supporting it on a suitable carrier. Alternatively, the powder of the catalyst A component may be molded, dried, and fired to form a catalyst carrier in advance, and an aqueous solution of the metal salt of the catalyst B component may be supported on the catalyst carrier by an impregnation method, followed by firing. Note that when a composite oxide of at least two elements selected from the group consisting of titanium, silicon, and zirconium is used as the catalyst A component, these composite oxide powders can be prepared as follows. For example, as a method for preparing powder of a binary composite oxide (hereinafter referred to as TiO 2 -SiO 2 ) consisting of titanium and silicon, the following method may be mentioned. Titanium tetrachloride is mixed with silica sol, ammonia is added to form a precipitate, and this precipitate is washed and dried at 300-650°C, preferably at 350°C.
A method of firing at ~600℃. A sodium silicate aqueous solution is added to titanium tetrachloride and reacted to form a precipitate, which is washed and dried at 300 to 650°C, preferably 350 to 600°C.
A method of firing. Ethyl silicate [(C 2 H 5 O) 4 Si] is added to a water-alcohol solution of titanium tetrachloride to cause a hydrolysis reaction to produce a precipitate, which is washed and dried at 300-650°C, preferably 350-650°C. A method of firing at 600℃. Ammonia was added to a water-alcohol solution of titanium oxide chloride (TiOC 2 ) and ethyl silicate to form a precipitate, which was washed and dried for 300 min.
A method of firing at ~650°C, preferably 350-600°C. Among the above preferred methods, this method is particularly preferred, and this method is specifically carried out as follows. That is, the above-mentioned titanium source and silicon source compounds are taken so that the molar ratio of TiO 2 and SiO 2 is a predetermined amount, and titanium and silicon are converted into oxides in an acidic aqueous solution state or sol state to 1 to 1.
The concentration is 100g/, preferably 10-80g/ and maintained at 10-100°C. Add aqueous ammonia as a neutralizing agent to the solution while stirring for 10 minutes to 3 hours.
At pH 5 to 10, a coprecipitated compound consisting of titanium and silicon is formed, separated, and thoroughly washed.
Dry at 80-140℃ for 1 hour to 10 hours, dry at 300-650℃,
TiO 2 -SiO 2 powder can be obtained by firing preferably at 350 to 600°C for 1 to 10 hours, preferably 2 to 8 hours. In addition, as a starting material, titanium sources can be selected from inorganic titanium compounds such as titanium chlorides and titanium sulfates, and organic titanium compounds such as titanium oxalate and tetraisopropyl titanate, and colloidal titanium compounds as a silicon source. It can be selected from inorganic silicon compounds such as silica, water glass, silicon tetrachloride, and organic silicon compounds such as tetraethyl silicate. Some of these raw materials may contain trace amounts of impurities or contaminants, but this does not pose a problem as long as they do not significantly affect the physical properties of the TiO 2 -SiO 2 obtained. Further, the preparation method of titanium and zirconium binary composite oxide (hereinafter referred to as TiO 2 -ZrO 2 ) powder can be performed in the same manner. A preferable method for preparing TiO 2 -ZrO 2 powder includes the following method. A method in which titanium chloride is mixed with zirconium oxychloride, ammonia is added to form a precipitate, the precipitate is washed and dried, and then calcined at 300 to 650°C, preferably 350 to 600°C. Adding zirconium nitrate to titanium tetrachloride,
A thermal hydrolysis reaction is carried out to produce a precipitate, which is washed and dried at 300-650°C, preferably 350-650°C.
A method of firing at 600℃. In addition, starting materials for catalyst B component used together with catalyst A component include oxides, hydroxides, inorganic acid salts,
Examples include organic acid salts, and are appropriately selected from ammonium salts, oxalates, nitrates, sulfates, halides, and the like. The catalyst used in the present invention has the ability to decompose ozone into oxygen. The appropriate treatment temperature range is 0 to 90℃, but increasing the treatment temperature also increases the decomposition speed of ozone itself without a catalyst, but the utility is improved by carrying out the reaction at a lower temperature using a catalyst. The treatment temperature is more preferably in the range of 0 to 60°C, since the benefits such as reduction are reduced.
The amount of treated water varies depending on the target treatment rate and conditions, and is used at a flow rate of 1 to 1000/hr per catalyst. Although the pressure conditions are not particularly limited, normal pressure can be used satisfactorily. Further, the dissolved ozone concentration in the water to be treated is suitably within a range of 0.1 mg/from the ozone dissolution saturation concentration. If the ozone concentration is less than 0.1mg/, the merits of using a catalyst are small. <Examples> The present invention will be described in more detail below using Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Example 1 A binary composite oxide of titanium and zirconium was prepared by the method described below. A sulfuric acid aqueous solution of titanyl sulfate having the following composition was used as a titanium source. TiOSO 4 (TiO 2 equivalent) 250g / Total H 2 SO 4 1100g / Separately, add zirconium oxychloride [ZrOC] to 50% water.
2.8H 2 O] was dissolved and added to 6.4 kg of an aqueous sulfuric acid solution of titanyl sulfate having the above composition and mixed well. While maintaining the temperature at about 30°C and stirring well, aqueous ammonia was gradually added dropwise until the pH reached 7 to form a coprecipitated gel. Further, it was left as it was for 15 hours. Then filtration,
After washing with water, it was dried at 200°C for 10 hours and then fired at 500°C for 5 hours in an air atmosphere. The composition of the obtained powder is
TiO 2 :ZrO 2 =7:3 (mole ratio), and the BET specific surface area was 120 m 2 /g. 1.5 kg of the above powder and 75 g of starch were added to 850 ml of water, mixed, and kneaded well with a kneader. The hole diameter (equivalent diameter of the through hole) is 4 mm, and the cell wall thickness is 1 mm.
extruded into a honeycomb mold with an open area of 64% at 120°C.
After drying for 6 hours at 450°C, it was fired for 6 hours. The molded body thus obtained was impregnated with an aqueous palladium chloride solution, then dried at 120°C for 6 hours, and then heated at 400°C.
The catalyst was fired for 3 hours to obtain a catalyst containing 0.5% by weight of Pd. Example 2 Cerous nitrate [Ce(NO 3 ) 3・6H 2 O] 0.5Kg
Dissolved in 0.9 kg of water, 1.8 kg of commercially available titanium oxide powder
In addition, pellets with a diameter of 5 mm were molded according to the method of Example 1. The composition of the obtained catalyst was CeO 2 (10
(% by weight) - TiO 2 (90% by weight). Example 3 According to Example 1, colloidal silica was used instead of zirconium oxychloride, and TiO 2 :SiO 2 =
It has a composition of 9:1 (molar ratio) and a BET specific surface area of
A powder of a binary composite oxide of titanium and silicon having an area of 150 m 2 /g was obtained. Next, a catalyst was prepared according to the method of Example 1 using a manganese nitrate aqueous solution instead of the palladium chloride aqueous solution, containing 7% by weight of manganese dioxide, and having a pore diameter of 3 mm and a cell wall thickness of 0.58 mm. A honeycomb type catalyst with a yield of 70% was obtained. Example 4 A commercially available γ-alumina carrier with a diameter of 4 mm was impregnated with an aqueous cobalt nitrate solution, dried, and fired to form a Co 3 O 4 (7
A catalyst having a composition of 93% by weight) -Al2O3 (93% by weight) was obtained. Example 5 A reaction tube was filled with one catalyst of Examples 1 to 4, and one
Treated water at room temperature containing 5 mg of ozone per hour and having the pH shown in Table 1 was flowed 50/hr to cause a reaction. The ozone decomposition rate was determined by measuring the ozone content at the reactor outlet. The treatment results are shown in Table 1. Comparative Example 1 Table 1 shows the results of a reaction conducted according to Example 5 using electrolytic manganese dioxide particles with a diameter of 5 mm. Comparative Example 2 Table 1 shows the results obtained in Example 5 when treated water with a pH of 5.1 containing 5 mg of ozone per water was flowed without being charged with a catalyst.

【表】 実施例 6 表2に示した触媒を前記実施例に準じて調製し
た。これらの触媒を反応管に1充填し、1当
り5mgのオゾンを含みPH6.8の常温の処理水を50
/hr流し反応させた。反応器出口でのオゾン含
有量測定よりオゾン分解率を求めた。処理結果を
表3に示す。
[Table] Example 6 The catalyst shown in Table 2 was prepared according to the above example. One of these catalysts was charged into a reaction tube, and 50% of treated water containing 5 mg of ozone and PH6.8 at room temperature was added to the reaction tube.
/hr to react. The ozone decomposition rate was determined by measuring the ozone content at the reactor outlet. The treatment results are shown in Table 3.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 実施例 7 実施例1〜4および6の触媒について実施例6
の条件で反応を4000時間継続した後、触媒を抜き
出した。これらの触媒の圧壊強度試験を行ない、
反応前触媒と反応後触媒との強度比を求めた。そ
の結果を表4に示す。
[Table] Example 7 Example 6 for the catalysts of Examples 1 to 4 and 6
After the reaction was continued for 4000 hours under these conditions, the catalyst was extracted. We conducted crushing strength tests on these catalysts,
The strength ratio of the pre-reaction catalyst and the post-reaction catalyst was determined. The results are shown in Table 4.

【表】【table】

【表】 実施例 8 反応管に実施例1および3の触媒を1充填
し、これにSS(懸濁物質)を500mg/含有する
水を50/hrの流量で、またオゾンを含むガスを
オゾン流量0.5g/hrの割合で流し、常温で反応
させた。その結果は、反応開始後1000時間を経過
しても触媒は閉塞を起こさなかつた。
[Table] Example 8 A reaction tube was filled with one catalyst of Examples 1 and 3, water containing 500 mg/hour of SS (suspended solids) was added at a flow rate of 50/hr, and ozone-containing gas was added to the reaction tube. The reaction was carried out at a flow rate of 0.5 g/hr at room temperature. The results showed that the catalyst did not become clogged even after 1000 hours had passed since the start of the reaction.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 触媒A成分としてチタン、ケイ素、アルミニ
ウムおよびジルコニウムよりなる群から選ばれた
少なくとも一種の元素の酸化物および触媒B成分
としてマンガン、鉄、コバルト、ニツケル、セリ
ウム、タングステン、銅、銀、金、白金、パラジ
ウム、ロジウム、ルテニウムおよびイリジウムよ
りなる群から選ばれた少なくとも一種の元素の水
に不溶性または難溶性の化合物を含有してなるこ
とを特徴とする水中の溶存オゾンの分解除去に用
いられる水処理用触媒。 2 触媒A成分が酸化物として70〜99.99重量%
であり、触媒B成分が金属または化合物として
0.01〜30重量%であることを特徴とする請求項1
記載の触媒。 3 触媒がペレツト、パイプまたはハニカムの形
状に成型された固定床用触媒であることを特徴と
する請求項1記載の触媒。 4 触媒A成分がチタン、ケイ素およびジルコニ
ウムよりなる群から選ばれた少なくとも二種の元
素の複合酸化物であることを特徴とする請求項1
記載の触媒。
[Scope of Claims] 1. An oxide of at least one element selected from the group consisting of titanium, silicon, aluminum, and zirconium as the catalyst A component, and manganese, iron, cobalt, nickel, cerium, tungsten, and copper as the catalyst B component. Decomposition of ozone dissolved in water, characterized by containing a water-insoluble or sparingly soluble compound of at least one element selected from the group consisting of silver, gold, platinum, palladium, rhodium, ruthenium and iridium. Water treatment catalyst used for removal. 2 Catalyst A component is 70 to 99.99% by weight as an oxide
and the catalyst B component is a metal or a compound.
Claim 1 characterized in that the content is 0.01 to 30% by weight.
Catalysts as described. 3. The catalyst according to claim 1, wherein the catalyst is a fixed bed catalyst formed in the shape of pellets, pipes or honeycombs. 4.Claim 1, wherein the catalyst A component is a composite oxide of at least two elements selected from the group consisting of titanium, silicon, and zirconium.
Catalysts as described.
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