JPH0523588A - 複合吸着材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 アセトアルデヒド、硫化水素等の酸性臭気お
よびアンモニア等の塩基性臭気を同時に除去することが
できる複合吸着材を提供する。 【構成】 ｍ−および／またはｐ−芳香族アミノ酸の酸
性塩と、酸と、ヨウ素および／またはヨウ化物とを有効
成分として共存させる。 【効果】 アミノ酸がアセトアルデヒド、酸が塩基性臭
気、ヨウ化物が硫化物を除去するので、多種の悪臭成分
からなる複合臭を除去できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工場排ガス、生活環境
において発生する煙草臭、体臭、し尿臭、冷蔵庫の食品
臭、あるいは自動車の排ガス等に含まれるアンモニア、
硫化水素、アセトアルデヒド等の悪臭の除去に有効な脱
臭材あるいはこれらガスを処理するための吸着材等に関
する。

【０００２】

【従来の技術】自動車、台所、居室内、事務所など生活
環境に発生する悪臭は多種の悪臭が混合した複合臭であ
る。例えば自動車内の臭いは、煙草臭、汗臭、排ガス
臭、ホコリ臭などが混合した複合臭で、その成分は数千
種類にも及ぶと言われている。悪臭防止法では、これら
の臭気中の１２種類の成分、すなわちアンモニア、メチ
ルメルカプタン、硫化水素、硫化メチル、二硫化メチ
ル、トリメチルアミン、アセトアルデヒド、スチレン、
プロピオン酸、ノルマル酪酸、ノルマル吉草酸、イソ吉
草酸が特に重要な悪臭成分として指定されている。

【０００３】従来、このような悪臭を除去する方法とし
ては、芳香剤を利用してマスキングする方法、活性炭や
シリカゲル等で吸着除去する方法、などが採られてき
た。

【０００４】しかしながら、これらの方法にはそれぞれ
欠点が存在していた。芳香剤を用いてマスキングする方
法は、悪臭の成分を根本的に除去するというものではな
く、また芳香剤そのものの臭いも気になる場合がある。
また、活性炭やシリカゲル等物理吸着を利用する方法
は、その吸着材の種類で、吸着できる悪臭成分の種類が
制限される。例えば活性炭では、アンモニア、トリメチ
ルアミンなどの塩基性の臭気に対しては全く効果を示さ
なかった。

【０００５】そこで、これらの欠点を解決する方法とし
て、化学的方法が考え出された。これは、中和反応によ
り化学的に悪臭を除去する方法であり、アセトアルデヒ
ド、硫化水素等の酸性臭気、アンモニア、トリメチルア
ミン等の塩基性臭気の両者を同時に除去できる。即ち、
酸性臭気は塩基性吸着剤、塩基性臭気は酸性吸着剤によ
り中和して除去する。

【０００６】しかしながら、塩基性吸着剤と酸性吸着剤
はその性質上、同一担体に同時に担持させた状態や、同
一液体中に同時に分散させた状態では、お互いに反応を
起こし、失活してしまうものであり、これが化学反応を
利用した複合吸着材の欠点となっていた。

【０００７】また、特公昭５７─２３６８号公報には
（１）ヨウ素または（および）ヨウ素化合物ならびに
（２）硼素化合物または（および）リン化合物を活性炭
に担持させた硫黄化合物の除去方法が開示されている。
しかし、この方法は硼素化合物または（および）りん化
合物によってヨウ素担持活性炭触媒の耐熱性を向上さ
せ、再生処理時のヨウ素またはヨウ素化合物の脱離を減
少させたものであり、アルデヒド類、アンモニア、アミ
ン類の除去はほとんど不可能であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、アセトアルデヒド、硫化水素等の酸性臭気、アンモ
ニア、トリメチルアミン等の塩基性臭気の両者を同時に
除去できる複合吸着材を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な従来の欠点を克服し、多種の悪臭成分を含む複合臭に
対し、優れた除去性能を発揮する複合吸着材を開発すべ
く鋭意研究を重ねた結果、次に示す複合吸着材を発明す
るに到った。

【００１０】本第１発明の複合吸着材はｍ−および／ま
たはｐ−芳香族アミノ酸の酸性塩と、酸と、ヨウ素およ
び／またはヨウ化物と、を有効成分として共存させた構
成である。

【００１１】ｍ−またはｐ−芳香族アミノ酸の酸性塩と
しては、ｍ−またはｐ−芳香族アミノ酸の酸性塩そのも
のを使用することができる。さらには、ｍ−またはｐ−
芳香族アミノ酸、あるいは該アミノ酸のアルカリ塩から
出発し、これに酸を加えることにより、ｍ−またはｐ−
芳香族アミノ酸のアミノ基をアンモニウムイオン化し、
芳香族アミノ酸の酸性塩とすることもできる。さらにこ
の時、酸を過剰に加えることにより、ｍ−、またはｐ−
芳香族アミノ酸の酸性塩と酸との共存物をつくることが
できる。

【００１２】本第１発明の酸としては、塩酸、硝酸、硫
酸などの無機酸のほか、クエン酸、マロン酸、リンゴ
酸、蓚酸などの有機酸が挙げられ、高温下で使用する場
合においては硫酸、蓚酸などの不揮発性の酸を用いるこ
とが好ましい。また、ヨウ化物としては、ヨウ化アンモ
ニウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム等が使用で
きる。

【００１３】さらに、前記芳香族アミノ酸として芳香族
モノアミノモノカルボン酸が適当である。芳香族モノア
ミノモノカルボン酸としては、ｍ−またはｐ−アミノ安
息香酸、およびｐ−アミノサリチル酸が好適である。

【００１４】次に、本第１発明の複合吸着材を製造する
時の具体的な方法の１例を示す。ｍ−芳香族アミノ酸、
ｐ−芳香族アミノ酸、該アミノ酸の塩の少なくとも一つ
に酸を過剰添加するとともに、ヨウ素および／またはヨ
ウ化物の少なくとも一つを添加することにより、アミノ
酸の酸性塩と、酸と、ヨウ素および／またはヨウ化物の
少なくとも一つとを共存させた複合吸着材を製造する。

【００１５】ここで、酸がアミノ酸の酸性塩とヨウ素お
よび／またはヨウ化物との反応を抑制するため、アミノ
酸の酸性塩、酸、ヨウ素および／またはヨウ化物の少な
くとも一つは容易に共存する。

【００１６】本第２発明の複合吸着材（請求項３に相当
する）は多孔性担体に、請求項１記載の複合吸着材を高
分散状態で担持させたことを特徴とする構成である。

【００１７】本第２発明の多孔性担体としては、セピオ
ライト、パリゴルスカイト、活性炭、ゼオライト、活性
炭素繊維、活性アルミナ、セピオライト混合紙、シリカ
ゲル、活性白土、バーミキュライト、ケイソウ土などの
無機質多孔性担体のほか、パルプ、繊維、布、高分子多
孔体などの有機質多孔性担体などが使用できる。好まし
くは、セピオライト、パリゴルスカイト、活性炭、活性
アルミナまたはゼオライトが使用される。また、担体の
種類は発生する悪臭の種類によって自由に選択すること
ができる。

【００１８】本第１発明の有効成分をこれら多孔性担体
に高分散状態で共存担持させる。多孔性担体は、有効成
分をその構造中に有する細孔内に均一に保持し、悪臭ガ
スとの接触面積を広げ、これら有効成分による悪臭ガス
の吸着性能を向上させる。また、多孔性担体自身が有す
る吸着能により吸着材の悪臭除去性能がさらに向上す
る。例えば、活性炭は炭化水素類に基づく悪臭ガスを、
セピオライトは低級脂肪酸類に基づく悪臭ガスをよく吸
着する。

【００１９】多孔性担体の形状は、シート状、ハニカム
状、粉末状、粒状、顆粒状、板状、繊維状のいずれでも
よい。

【００２０】さらに、本願にかかる発明の複合吸着材の
使用形態は特に制限されるものではない。これらを粉末
のまま使用することもできるが、その効果を高めるため
には任意の濃度の溶液として使用することも有効であ
る。

【００２１】次に、本第２発明の複合吸着材を製造する
時の具体的な方法の１例を示す。本第２発明の複合吸着
材を多孔性担体に担持する手法は特に問わないが、好ま
しくはｍ−芳香族アミノ酸の酸性塩および／またはｐ−
芳香族アミノ酸の酸性塩と、酸と、ヨウ素および／また
はヨウ化物の少なくとも一つとからなる混合物を微粉砕
して多孔性担体の微粉末に混合し成形して担持する。よ
り好ましくは、水またはその他の可溶性溶媒に溶解し、
その溶液を多孔性担体に含浸させ、担持する。このよう
に溶液状で使用することにより、複合吸着材中の各成分
を多孔性担体に同時に均一に高分散状態で担持させるこ
とができ、これらの有する脱臭性能を最大限に発揮させ
ることができる。

【００２２】複合吸着材の担持総量は担体に対し0.１〜
３０重量％の範囲とすることが好ましい。担持量が0.１
重量％未満であるとアンモニア、アセトアルデヒド、お
よび硫化水素等の臭気の除去効果が小さく、３０重量％
を超えると多孔性担体への分散性が悪くなり、アンモニ
ア、アセトアルデヒド、および硫化水素等の臭気に対す
る除去性能も低下するばかりか、多孔性担体それ自体が
有する各種ガス吸着性能も低下する。より好ましくは0.
５〜１５重量％の範囲で担持するのがよい。

【００２３】また、複合吸着材各成分の配合割合は、発
生する悪臭の成分によって、その配合割合を自由に選択
することができる。

【００２４】

【作用】第１発明の作用を説明する。ｍ−、ｐ−芳香族
アミノ酸の酸性塩は、酸性物質であるにもかかわらず、
酸性臭気である低級アルデヒド類に基づく悪臭ガスの除
去に有効である。この性質は、アミノ酸中の酸性塩化し
たアミノ基とカルボキシル基が同時的且つ協奏的に作用
し、低級アルデヒド類を化学的に吸着除去あるいは化学
的に不活性化することによって生ずると推定される。ま
た、酸性塩化していることによりアミノ基とカルボキシ
ル基がカップリングして双性イオン化することがなく吸
着除去材としての活性が低下しない。

【００２５】酸は、一般によく知られている酸塩基反応
により、アンモニア、トリメチルアミンなど塩基性の悪
臭ガスを除去する。さらに、共存するアミノ酸の酸性塩
化を持続させるとともに、共存するヨウ素あるいはヨウ
化物が硫化物を酸化除去することによって生じたヨウ素
イオンを酸化もしくは酸性化して酸化されやすくし、硫
化物の吸着除去に活性なヨウ素を再び生成する働きをす
る。このような作用により、共存するアミノ酸およびヨ
ウ素あるいはヨウ化物の吸着除去活性を持続させるもの
と考えられる。

【００２６】さらに、アミノ酸を酸性塩化し、ヨウ素あ
るいはヨウ化物をヨウ素酸化するためアミノ酸とヨウ素
あるいはヨウ化物が反応して不活性化することを防ぐ。

【００２７】ヨウ素あるいはヨウ化物は、硫化水素やメ
チルメルカプタンなど硫化物系の悪臭ガスを酸化除去す
る。その反応機構は次のように推定される。

【００２８】即ち、ヨウ化物は共存する酸との反応で沃
化水素酸を生じる。できた沃化水素酸は雰囲気中の酸素
あるいは他の酸化剤により酸化されてヨウ素となる。こ
のヨウ素が硫化物を酸化除去する。この時ヨウ素は再び
ヨウ化物となるが、これは反応の始めに戻り再びヨウ素
を形成するという循環系を構成し、硫化物が酸化されて
できた硫黄、スルフィド等の生成物が過度に蓄積しない
限りこの反応は永遠に継続する。

【００２９】吸着材としてヨウ素そのものを使用した場
合でも硫化物を酸化除去した後はヨウ化物を形成するた
め、その後は上記と同様の循環系を形成する。

【００３０】また、芳香族モノアミノモノカルボン酸は
構造が簡単であるため、低級アルデヒド類の吸着除去材
として特に有効である。また、安定な構造であるため、
活性が長期間持続する。

【００３１】さらに、第２発明の作用を説明する。本第
２発明の複合吸着材は多孔性担体に、アミノ酸の酸性塩
と、酸と、ヨウ素および／またはヨウ化物の少なくとも
一つとが大きな比表面積を有した担体に高分散状態で共
存担持されているので各成分がその能力を最大限に発揮
する。また、担体が吸着特性等の活性を有しておれば、
担持した成分の活性に担体の特性も加味されるため複合
吸着材全体の活性がさらに高まる。

【００３２】さらには、各成分を満遍なく均一に分散保
持しており成分間の相互作用を円滑に進行させ各成分の
活性を持続させる。

【００３３】

【発明の効果】本発明の複合吸着材は、低級アルデヒド
類に基づく悪臭ガス、メチルメルカプタン、硫化水素な
どの硫化物系の悪臭ガス、およびアンモニア、トリメチ
ルアミンなどの塩基性の悪臭ガスなどのいずれに対して
も優れた吸着除去性能を示す。

【００３４】

【実施例】

（実施例１） ｐ−アミノ安息香酸６重量部、硫酸９重
量部、ヨウ化カリウム６重量部を水１００重量部に溶解
し、ｐ−アミノ安息香酸、硫酸およびヨウ化カリウムが
共存する水溶液を作製した。なお、本実施例では、該共
存物をつくる際、ｐ−アミノ安息香酸の酸性塩を直接に
用いず、ｐ−アミノ安息香酸に過剰の硫酸を加えること
によってｐ−アミノ安息香酸のアミノ基にプロトンを供
与し、アンモニウムイオンを形成させ、ｐ−アミノ安息
香酸の酸性塩を形成させた。 次に、この水溶液（添着
液No.1）を粒度４〜６メッシュのヤシガラ活性炭１５０
ｇに含浸させた後、１００℃で１０時間加熱乾燥して本
実施例の複合吸着材を得た（試料No．１）。

【００３５】ｐ−アミノ安息香酸の代わりにｍ−アミノ
安息香酸を用いた添着液No.2、硫酸の代わりにシュウ酸
を用いた添着液No.3、およびヨウ化カリウムの代わりに
ヨウ化アンモニウムを用いた添着液No.4を用いて本実施
例の複合吸着材を作製した（試料No．２〜４）。得られ
た複合吸着材について、アセトアルデヒド、アンモニ
ア、および硫化水素の除去性能試験を次のようにして行
った。

【００３６】各複合吸着材を１ｇ秤量し、５ｌ容量のガ
ス非透過性の袋に入れた。この袋に４２５ｐｐｍアセト
アルデヒド、９００ｐｐｍアンモニア、および１０００
０ｐｐｍ硫化水素をそれぞれ導入して密封し、室温で放
置した。２４時間後に袋内に残留したアセトアルデヒ
ド、アンモニアおよび硫化水素の濃度を測定した。結果
を除去率（％）として求めた。測定は、アセトアルデヒ
ドについてはガスクロマトグラフ、アンモニアおよび硫
化水素については北川式ガス検知管によった。表２にガ
スクロマトグラフの測定条件を、表１に測定結果を示し
た。

【００３７】比較のため、ヨウ化アンモニウムおよびリ
ン酸を担持したもの、ｐ−アミノ安息香酸、リン酸およ
び塩化第二銅を担持したものもそれぞれについて、同様
にアセトアルデヒド、アンモニアおよび硫化水素に対す
る除去性能試験を行った。結果を試料No. Ｃ−１、Ｃ−
２（この時の添着液を添着液No.C-1,C-2とする）として
表１に併記する。なお、除去率は数１により求めた。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【数１】

【００４０】

【表２】

【００４１】ここでブランク濃度は、吸着材を袋に入れ
ないで同様の処理を行った場合の残留濃度であり、アセ
トアルデヒド、アンモニアおよび硫化水素のブランク濃
度はそれぞれ４０1.１ｐｐｍ、８２０ｐｐｍ、および７
２００ｐｐｍであった。

【００４２】表１の結果から明らかなように本実施例の
複合吸着材は、比較品に比べ、飛躍的に性能が向上し
た。

【００４３】本実施例の複合吸着材は、自動車、台所、
居室内、事務所など生活環境に発生する多種の悪臭成分
を含む複合臭に対し、優れた効果を発揮する実用上極め
て有用性の高い複合吸着材になるとともに、これらガス
を処理するための優れた吸着材、担体等としても使用で
きる。

【００４４】本実施例の芳香族モノアミノモノカルボン
酸は低級アルデヒド類の吸着除去材として特に有効であ
り、その効果も長期間安定して持続する。また、毒性が
少ないため、自動車、台所、居室内、事務所など生活環
境に発生する多種の悪臭成分を含む複合臭に対し、優れ
た効果を発揮する実用上極めて有用性の高い複合吸着材
になる。

【００４５】本実施例の複合吸着材は多孔性担体に、ア
ミノ酸の酸性塩と、酸と、ヨウ化物とを高分散状態で共
存担持しているため、機械的強度が優れており取扱いも
簡便である。従って、自動車、台所、居室内、事務所な
ど生活環境に発生する多種の悪臭成分を含む複合臭を吸
着除去できる実用上極めて有用性の高い複合吸着材とな
る。

【００４６】（実施例２）実施例１で調製した添着液中
におけるＳＵＳ３１６Ｌステンレス鋼の耐食性を次のよ
うな実験により調べた。

【００４７】試験槽として還流冷却器を取り付けた容量
１ｌのガラス製容器を用いた。容器の側面にはリボンヒ
ータを巻きつけ、液温は８０℃で一定とした。試料の寸
法形状は直径１０ｍｍ、長さ５０ｍｍの丸棒であり、表
面をＳｉＣエメリーペーパで順次１２００番まで湿式研
磨、水洗および脱脂し、その後、それぞれの試料が接触
しないように添着液No.1〜No.4の入った試験槽（液量６
００ｍｌ）に入れた。試料数は各試料ともに３個とし
た。また、試験時間は１００時間とした。試験後、試料
表面の腐食生成物を除去し、重量減を測定した。試料が
全面腐食すると仮定して、試料３個の平均腐食速度をｍ
ｍ／年の単位で求めた。また、比較のために添着液Ｎ
ｏ．Ｃ−２中でも試験を行った。結果を表３に示す。

【００４８】

【表３】

【００４９】本実施例の添着液は比較例の添着液に比べ
ステンレス鋼に対する腐食性が少なく、製造装置や複合
吸着材の装着装置を傷めることがない。

【００５０】本実施例の添着液は腐食性の成分を使用し
ていないため、腐食等により製造装置を傷めるようなこ
とがなく、製造装置を頻繁に清掃したり部品を絶えず取
り替える必要が生じない。このため、製造コストが上昇
する事が少ない。従って、アミノ酸の酸性塩と、酸と、
ヨウ素および／またはヨウ化物の少なくとも一つとが共
存した複合吸着剤を容易に安価に製造することが可能と
なる。

フロントページの続き (72)発明者 杉浦 正洽 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 杉山 悦夫 静岡県小笠郡大東町千浜7800番地 キヤタ ラー工業株式会社内 (72)発明者 田中 晋 静岡県小笠郡大東町千浜7800番地 キヤタ ラー工業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ｍ−および／またはｐ−芳香族アミノ酸
   の酸性塩と、酸と、ヨウ素および／またはヨウ化物と、
   を有効成分として共存させた複合吸着材。
2. 【請求項２】 芳香族アミノ酸が芳香族モノアミノモノ
   カルボン酸であることを特徴とする請求項１記載の複合
   吸着材。
3. 【請求項３】 多孔性担体に、請求項１記載の複合吸着
   材を高分散状態で担持させたことを特徴とする複合吸着
   材。