氯气分解用催化剂、排出气体处理装置和氯气的分解方法与流程

本发明涉及氯气分解用催化剂、以及使用该催化剂的排出气体处理装置和氯气的分解方法。


背景技术：

在从化合物的制造过程、各种产业工艺等排出的气体之中，有时含有氯气。氯气有毒，因此需要除去，以往，通过各种手段来除去。例如，专利文献1、2公开了使含有氯气的排出气体与碱性溶液接触而除去氯气的方法。另外，专利文献3、4公开了使氯气等卤素系气体吸附在含有沸石的吸附剂(除害剂)上而除去氯气的方法。现有技术文献专利文献1：日本特开2005-305414号公报专利文献2：日本特开2008-110339号公报专利文献3：日本特开2008-229610号公报专利文献4：日本特开2016-155072号公报


技术实现要素：

但是，以往的氯气除去方法中，在提高氯气除去效率方面还存在进一步改善的余地。另外，使用吸附剂的氯气除去方法在不得不频繁更换吸附剂方面产生不便。因此，本发明的目的在于提供一种能够以高效率除去排出气体等所含的氯气、且无需频繁更换的氯气除去装置和氯气除去方法等。本发明涉及例如以下的[1]～[16]。
[0001]
一种氯气分解用催化剂，含有金属氧化物(x)，所述金属氧化物(x)含有选自ce和co中的至少一种元素的氧化物(x1)。
[0002]
根据前述[1]的氯气分解用催化剂，所述氧化物(x1)含有氧化铈。
[0003]
根据前述[1]或[2]的氯气分解用催化剂，所述氧化物(x1)含有由ce与选自mg、cr、mn、fe、co、ni、cu和zr中的至少1种元素m形成的复合氧化物。
[0004]
根据前述[3]的氯气分解用催化剂，所述金属氧化物(x)还含有所述元素m(但将co除外)的氧化物。
[0005]
根据前述[1]～[4]中任一项的氯气分解用催化剂，所述氧化物(x1)含有氧化钴。
[0006]
根据前述[1]～[5]中任一项的氯气分解用催化剂，包含载体和担载于所述载体上的所述金属氧化物(x)。
[0007]
根据前述[1]～[6]中任一项的氯气分解用催化剂，用于分解排出气体中所含的氯气。
[0008]
一种排出气体处理装置，具备导入含有氯气的排出气体的反应器，在所述反应器中具备前述[1]～[7]中任一项的氯气分解用催化剂。
[0009]
根据前述[8]的排出气体处理装置，所述排出气体含有全氟化合物。
[0010]
根据前述[9]的排出气体处理装置，所述反应器中具备全氟化合物分解用催化剂。
[0011]
根据前述[8]～[10]中任一项的排出气体处理装置，具备向所述排出气体供给水的装置。
[0012]
根据前述[8]～[11]中任一项的排出气体处理装置，具备加热所述排出气体的加热装置。
[0013]
根据前述[8]～[12]中任一项的排出气体处理装置，具备对从所述反应器排出的气体进行冷却的冷却装置。
[0014]
根据前述[8]～[13]中任一项的排出气体处理装置，具备从由所述反应器排出的气体中除去酸性气体的除去装置。
[0015]
根据前述[8]～[14]中任一项的排出气体处理装置，具备温度检测器和控制装置，所述温度检测器检测向所述反应器供给的所述排出气体的温度，所述控制装置基于所述温度检测器的测定温度控制所述加热装置。
[0016]
一种氯气的分解方法，使含有氯气的气体在水的存在下与前述[1]～[7]中任一项的氯气分解用催化剂接触。如果使用本发明的氯气分解用催化剂，则能够以高效率除去排出气体等所含的氯气。另外，本发明的氯气分解用催化剂可以不用频繁更换地使用。
附图说明
图1是实施例1中制造出的氯气分解用催化剂的xrd图谱。图2是实施例2中制造出的氯气分解用催化剂的xrd图谱。图3是实施例3中制造出的氯气分解用催化剂的xrd图谱。图4是实施例4中制造出的氯气分解用催化剂的xrd图谱。图5是实施例5中制造出的氯气分解用催化剂的xrd图谱。图6是实施例6中制造出的氯气分解用催化剂的xrd图谱。图7是实施例7中制造出的氯气分解用催化剂的xrd图谱。图8是实施例8中制造出的氯气分解用催化剂的xrd图谱。图9是实施例9中制造出的氯气分解用催化剂的xrd图谱。图10是实施例10中制造出的氯气分解用催化剂的xrd图谱。图11是实施例11中制造出的氯气分解用催化剂的xrd图谱。图12是实施例12中制造出的氯气分解用催化剂的xrd图谱。图13是实施例13中制造出的氯气分解用催化剂的xrd图谱。图14是实施例14中制造出的氯气分解用催化剂的xrd图谱。图15是实施例15中制造出的氯气分解用催化剂的xrd图谱。图16是比较例1中制造出的氯气分解用催化剂的xrd图谱。图17是比较例2中制造出的氯气分解用催化剂的xrd图谱。图18是本发明的排出气体处理装置一方式的构成图。
具体实施方式
以下，更详细地说明本发明。[氯气分解用催化剂]本发明的氯气分解用催化剂是含有金属氧化物(x)的氯气分解用催化剂，其特征在于，所述金属氧化物(x)含有选自ce(铈)和co(钴)中至少1种元素的氧化物(x1)(即ce(铈)和/或co(钴)的氧化物(x1))。(金属氧化物(x))所述金属氧化物(x)含有选自ce和co中至少1种元素的氧化物(x1)。所述氧化物(x1)优选含有：(1)选自氧化铈以及下述复合氧化物中至少一种的铈系氧化物，所述复合氧化物是ce与选自mg、cr、mn、fe、co、ni、cu和zr中的至少一种元素m的复合氧化物；(2)氧化钴、或者(3)铈系氧化物(1)和氧化钴(2)这两者。在所述氧化物(x1)含有所述复合氧化物(将含有co的复合氧化物除外)的情况下，所述金属氧化物(x)也可以还含有所述元素m(将co除外)的氧化物(x2)。所述氧化铈优选含有ceo2。所述金属元素m优选为选自cr、mn、fe、co、ni和cu中的至少1种，更优选为cr、co、cu。在所述氧化物(x1)含有ce与所述金属元素m的复合氧化物的情况下，所述金属氧化物(x)中的金属元素m的原子比例，相对于1摩尔ce原子，可以优选为0.001～2.0摩尔，更优选为0.1～1.8摩尔。金属元素m的原子比例在所述上限值以下时，金属氧化物(x)对于氯气分解的活性高，因此本发明的氯气分解用催化剂能够以高效率除去排出气体等所含的氯气。所述氧化钴(2)优选含有co3o4。作为所述(3)的方式中氧化钴(2)的比例，也可以相对于铈系氧化物(1)中的铈原子1摩尔，氧化钴(2)中的钴原子优选为2.0摩尔以下，更优选为0.1～2.0摩尔，更优选为1.0～1.8摩尔的比例。(载体)本发明的氯气分解用催化剂可以还含有载体，即也可以是包含载体和担载于所述载体上的所述金属氧化物(x)的氯气分解用催化剂(以下也记为"担载型催化剂")。作为担载型催化剂的氯气分解用催化剂一般比表面积变大，因此从提高催化剂活性的观点出发优选。作为所述载体的形状和尺寸，没有特别限制，例如优选珠状、丸粒(pellet)状、粉末状、颗粒状、整料状等结构体。特别优选丸粒状。另外，所述载体优选由多孔质材料构成，其采用bet法测定的比表面积例如为100～500cm2/g，优选为100～300cm2/g。作为所述载体的构成成分，优选对于氯气和由氯气的分解反应产生的氯化氢为惰性或缺乏反应性的成分，例如可举出氧化铝(al2o3)、二氧化硅(sio2)、堇青石、沸石等，优选举出氧化铝。
所述载体的平均粒径(直径)例如为1～10mm，优选为2～5mm。(氯气分解用催化剂的制造方法)作为本发明的氯气分解用催化剂中不含载体的催化剂的制造方法的例子，可举出包含以下工序的氯气分解用催化剂的制造方法：将金属氧化物(x)的粉末(例如氧化铈粉末、氧化钴粉末)粉碎并混合的工序；以及任选地将粉碎且混合后所述粉末以500～900℃在空气中烧成的工序。在金属氧化物(x)的粉末的粉碎和混合中，可以使用球磨机等采用以往公知的方法。作为本发明的氯气分解用催化剂中所述担载型催化剂的制造方法的例子，可举出包含以下工序的氯气分解用催化剂的制造方法：准备使所述金属氧化物(x)的原料成分浸渗于所述载体而成的担载体(即在所述载体上担载有所述原料成分或含有所述原料成分中的金属的成分的担载体)的工序(1)；以及对所述担载体进行烧成而得到氯气分解用催化剂的工序(2)。《工序(1)》作为所述金属氧化物(x)的原料成分的例子，可举出ce、co、其他金属元素各自的盐。所述盐可以是水合物。作为所述盐的例子，可举出硝酸盐、氯化物、溴化物、硫酸盐和碳酸盐，其中优选硝酸盐、氯化物，更优选硝酸盐。作为所述硝酸盐的具体例，可举出硝酸铈(iii)六水合物、硝酸钴(ii)六水合物、硝酸镍(ii)六水合物、硝酸铬(iii)九水合物、硝酸铁(iii)九水合物、硝酸锰(ii)六水合物、硝酸镁六水合物、硝酸锆二水合物和硝酸铜(ii)三水合物。所述金属氧化物(x)的原料成分可以是所述金属氧化物(x)本身或者所述金属氧化物(x)中的部分氧化物。作为这种氧化物的例子，可举出氧化钴(co3o4)。另外，作为原料成分的氧化物的平均粒径，例如通过实施例中采用的方法测定的d
50
的值优选为0.1～10μm。所述工序(1)例如采用以下方法(a)、方法(b)或方法(c)来实施，方法(a)包含：使所述原料成分溶解于水中，制备浸渗液的工序(11a)，以及使所述浸渗液与所述载体接触，接着回收得到的担载体的工序(12a)；方法(b)包含：使所述原料成分分散于水中，制备浸渗液的工序(11b)，以及使所述浸渗液与所述载体接触，接着回收得到的担载体的工序(12b)；方法(c)包含：使所述原料成分溶解于水中，制备浸渗液的工序(11a)，使所述原料成分分散于水中，制备浸渗液的工序(11b)，以及使2种所述浸渗液与所述载体接触，接着回收得到的担载体的工序(12c)。在仅使用所述盐作为所述原料成分的情况下，优选实施所述方法(a)。在仅使用所述氧化物作为所述原料成分的情况下，优选实施所述方法(b)。在使用所述盐和所述氧化物作为所述原料成分的情况下，优选实施所述方法(c)。
作为所述工序(12c)的方式例，可举出将2种所述浸渗液混合，使得到的混合液与所述载体接触，接着回收得到的担载体的方式；以及使一方的所述浸渗液与所述载体接触，接着回收得到的担载体，使该担载体与另一方的所述浸渗液接触，接着回收得到的担载体的方式。作为使所述浸渗液与所述载体接触而将所述原料成分担载于所述载体上的方法，可以使用以往公知的方法，例如浸渗法(例如加热浸渗法、常温浸渗法、真空浸渗法、常压浸渗法、浸渗干燥法、孔隙填充法)、浸渍法、湿式吸附法、喷雾法，涂布法或它们的组合。在这些方法中，从以高分散性将所述原料成分担载于所述载体上、提高催化剂活性、以及工业上容易实施的观点出发，优选孔隙填充法。通过使所述浸渗液与所述载体接触，能够将所述原料成分以高分散性稳定地担载于载体的表面，在所述载体由多孔质材料构成的情况下能够进一步担载于细孔内。所述浸渗液与所述载体的接触可以在大气压下或减压下进行。所述浸渗液与所述载体的接触可以在室温附近(例如5～40℃)进行，也可以通过加热在更高温度(例如40～85℃)下进行。回收后的担载体优选进行干燥。干燥可以通过风干、加热等以往公知的方法进行。干燥例如在以下条件下进行。温度：被担载的原料成分不分解的温度(例如室温～300℃)时间：0.5～50小时压力：常压或减压下气氛：空气、惰性气体(例如氩气、氮气、氦气)、氧气或它们的混合气体《工序(2)》在工序(2)中，对工序(1)中得到的担载体进行烧成，得到氯气分解用催化剂。烧成例如在以下条件下进行。温度：300～1200℃、优选400～800℃时间：0.5～10小时、优选1～3小时压力：常压、减压或加压气氛：空气、惰性气体(例如氩气、氮气、氦气)、氧气或它们的混合气体在通过该烧成得到的催化剂中，金属成分以氧化物或复合氧化物的形态在高度分散状态下担载于载体上。[排出气体处理装置]本发明的排出气体处理装置的特征在于，具备导入含有氯气的排出气体的容器、即反应器，在所述反应器具备本发明的氯气分解用催化剂。参照附图对本发明的排出气体处理装置进行说明。图18是本发明的排出气体处理装置一方式的构成图。本方式的排出气体处理装置1具备：通过喷雾器2对排出气体(含有氯气的全氟化合物气体(以下也记为"pfc气体")或酸性气体)进行注水的第1洗涤器3；导入穿过第1洗涤器3的排出气体、纯水和空气并进行排出气体中的氯气分解反应的反应器5；对穿过反应器5的排出气体进行冷却的冷却器7；通过喷雾器9对穿过冷却器7的排出气体进行注水的第2洗涤器10；用于将穿过第2洗涤器10的处理
完毕的排出气体向系统外送出的鼓风机11；以及回收从冷却器7回收了的排水的罐13。在反应器5的内部填充氯气分解用催化剂4，在反应器5的周围设置有加热器6。所述反应器5可以根据排出气体的种类、排出气体处理装置的规模等适当设定。作为排出气体，可举出从化合物的制造过程、各种产业工艺等排出的气体。作为具体例，可举出在半导体或液晶的制造工序中使用的蚀刻气体、或在cvd装置中使用的清洁气体，在这些排出气体中有时含有全氟化合物。作为所述全氟化合物的例子，可举出cf4、chf3、c2f6、c3f8、c4f8、sf6和nf3。所述反应器5也可以与所述氯气分解用催化剂4一起具备全氟化合物分解用催化剂14(未图示)。全氟化合物分解用催化剂14也可以是以往公知的催化剂，例如镍氧化物催化剂。通过使用本发明的氯气分解用催化剂作为氯气分解用催化剂4，能够高效地分解氯气而无需将含有氯气分解用催化剂4的反应器5和含有全氟化合物分解用催化剂14的反应器5分开。所述氯气分解用催化剂4和所述全氟化合物分解用催化剂14可以分别填充到所述反应器5的内部，也可以作为催化剂层设置在所述反应器5的内壁上。所述氯气分解用催化剂4和所述全氟化合物分解用催化剂14可以混合填充到反应器5中，也可以分开填充到反应器5中。本发明的排出气体处理装置1优选具备向导入到上述反应器5的排出气体供给水的装置。通过具备该装置，即使在排出气体原本不含水的情况下，也能够顺利地进行后述的氯气的分解反应。所述排出气体处理装置1优选具备用于将含有氯气的排出气体加热到进行氯气分解反应的温度的加热装置6(例如加热器)。例如，所述反应器5可以具备用于将反应器5内加热到进行氯气分解反应的温度的加热装置6(例如设置在反应器周围的加热器)，或者，所述排出气体处理装置1可以具备用于将含有氯气的排出气体在导入所述反应器5之前加热到进行氯气分解反应的温度的加热装置6(例如加热器)。所述排出气体处理装置1优选具备对从所述反应器5排出的气体进行冷却的冷却装置8。作为该冷却装置8的例子，优选举出在冷却器7内使冷却水与所述气体接触的装置(例如喷射水的喷雾器8)。通过使冷却水与所述气体接触，可以使所述气体所含的作为氯气分解物的氯化氢、以及在排出气体含有全氟化合物时使作为其分解物的氟化氢溶解在冷却水中将其除去。溶解有氯化氢等的冷却水通过泵12向罐13排出。所述排出气体处理装置1优选具备从由所述反应器5排出并通过了所述冷却装置的气体中除去酸性气体(氯化氢气体、氟化氢气体)的除去装置(例如第2洗涤器10)。所述排出气体处理装置优选具备：检测向所述反应器5供给的所述排出气体的温度的温度检测器、以及基于所述温度检测器的测定温度控制所述加热装置6的控制装置。[氯气的分解方法]本发明的氯气的分解方法的特征在于，使含有氯气的气体在水的存在下与本发明的氯气分解用催化剂接触。
通过使含有氯气的气体在水(该水通常是水蒸气)的存在下与本发明的氯气分解用催化剂接触，发生以下反应，能够分解氯气。cl2+h2o
→
2hcl+1/2o2含有氯气的气体中的氯气比例在25℃且1个大气压下为例如0.1～10体积％，优选为0.1～1体积％。在含有氯气的气体中，优选含有水。含有氯气的气体中的水比例例如为1～40体积％，优选为10～25体积％。在此记载的体积是在标准状态(0℃、1.01
×
105pa)下换算得到的值。作为含有氯气的气体中的除氯气和水蒸气以外的气体，例如可举出氮气、氩气等。氯气的分解反应例如在以下条件下进行。温度：300～1000℃、优选400～800℃压力：常压或加压、优选常压根据本发明的氯气的分解方法，能够以高分解率分解氯气，特别是分解排出气体中所含的氯气。实施例以下，基于实施例对本发明更具体地说明，但本发明并不限定于这些实施例。(原料)以下的实施例等中使用的原料如下所示。
·
硝酸铈(iii)六水合物(富士胶片和光纯药(株)制)
·
氧化钴(co3o4、富士胶片和光纯药(株)制)
·
硝酸钴(ii)六水合物(富士胶片和光纯药(株)制)
·
硝酸镍(ii)六水合物(富士胶片和光纯药(株)制)
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硝酸铬(iii)九水合物(strem chemicals公司制)
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硝酸铁(iii)九水合物(富士胶片和光纯药(株)制)
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硝酸锰(ii)六水合物(富士胶片和光纯药(株)制)
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硝酸镁六水合物(富士胶片和光纯药(株)制)
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硝酸锆二水合物(富士胶片和光纯药(株)制)
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硝酸铜(ii)三水合物(富士胶片和光纯药(株)制)
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硝酸钇(iii)六水合物(富士胶片和光纯药(株)制)
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硝酸镧(iii)六水合物(富士胶片和光纯药(株)制)
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γ-氧化铝多孔体(直径3mm、球状、γ-al2o3)
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堇青石多孔体(直径3mm、球状、2mgo
·
2al2o3·
5sio2)
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二氧化硅多孔体(直径3mm、球状、sio2)(催化剂制作)[实施例1]将24.4g硝酸铈(iii)六水合物溶解于53ml纯水中，得到水溶液(浸渗液)。通过填孔法，即在该水溶液(浸渗液)中加入39.0g作为载体的γ-氧化铝多孔体，使γ-氧化铝多孔体与硝酸铈接触，得到担载体(1)(在γ-氧化铝多孔体上担载有硝酸铈的物质)。将所述担载体(1)在室温下风干1小时，再在60℃干燥24小时后，以500℃在空气中
烧成2小时，得到氯气分解用催化剂(1)。[实施例2]用行星球磨机以采用平均粒度分布激光衍射
·
散射法测定的粒度分布中d
50
达到1μm的方式，将3.5g氧化钴破碎，加入到53mg纯水中，照射超声波使其分散，得到分散液。使用该分散液作为浸渗液。粒度分布中的d
50
如下测定。将氧化钴粉体以极小型刮勺1勺的量放入小型玻璃瓶，向其中添加2ml的98％乙醇，用超声波分散5分钟。将该溶液投入microtrac bel公司制激光衍射式粒度分布测定器(microtrac mt-3000)中，测定体积基准累积粒度分布，确认到50％粒径(d
50
)为1μm。接着，通过填孔法，即在该浸渗液中加入39.0g作为载体的γ-氧化铝多孔体，使γ-氧化铝多孔体与氧化钴接触，得到担载体(2)。将所述担载体(1)变更为所述担载体(2)，除此以外与实施例1同样地得到氯气分解用催化剂(2)。[实施例3]将24.4g硝酸铈(iii)六水合物变更为19.2g硝酸铈(iii)六水合物和5.8g硝酸钴(ii)六水合物，除此以外与实施例1同样地得到氯气分解用催化剂(3)。[实施例4]将24.4g硝酸铈(iii)六水合物变更为19.2g硝酸铈(iii)六水合物和9.7g硝酸镍(ii)六水合物，除此以外与实施例1同样地得到氯气分解用催化剂(4)。[实施例5]将24.4g硝酸铈(iii)六水合物变更为24.4g硝酸铈(iii)六水合物和13.3g硝酸铬(iii)九水合物，除此以外与实施例1同样地得到氯气分解用催化剂(5)。[实施例6]将24.4g硝酸铈(iii)六水合物变更为19.2g硝酸铈(iii)六水合物和14.1g硝酸铁(iii)九水合物，除此以外与实施例1同样地得到氯气分解用催化剂(6)。[实施例7]将24.4g硝酸铈(iii)六水合物变更为24.2g硝酸铈(iii)六水合物和9.4g硝酸锰(ii)六水合物，除此以外与实施例1同样地得到氯气分解用催化剂(7)。[实施例8]将24.4g硝酸铈(iii)六水合物变更为19.2g硝酸铈(iii)六水合物和20.6g硝酸镁六水合物，除此以外与实施例1同样地得到氯气分解用催化剂(8)。[实施例9]将24.4g硝酸铈(iii)六水合物变更为24.4g硝酸铈(iii)六水合物和7.8g硝酸锆二水合物，除此以外与实施例1同样地得到氯气分解用催化剂(9)。[实施例10]将24.4g硝酸铈(iii)六水合物变更为19.2g硝酸铈(iii)六水合物、5.8g硝酸钴(ii)六水合物和0.1g硝酸铜(ii)三水合物，除此以外与实施例1同样地得到氯气分解用催化剂(10)。[实施例11]
将13.8g硝酸铈(iii)六水合物、3.5g硝酸钴(ii)六水合物和0.1g硝酸铜(ii)三水合物溶解于53ml纯水中，得到水溶液(浸渗液)。通过填孔法，即在该水溶液(浸渗液)中加入39.0g作为载体的γ-氧化铝多孔体，使γ-氧化铝多孔体与硝酸铈、硝酸钴和硝酸铜接触，得到担载体(11a)。将担载体(11a)在室温下风干1小时，再在60℃干燥24小时后，以500℃在空气中烧成2小时，得到担载体(11b)。接着，与实施例2同样地用行星式球磨机，以平均粒度分布达到1μm的方式将3.5g氧化钴破碎，加入到53mg纯水中，照射超声波使其分散，得到分散液(浸渗液)。通过填孔法，即在该分散液中加入担载体(11b)，使氧化钴进一步与γ-氧化铝多孔体接触，得到担载体(11)。将担载体(1)变更为担载体(11)，除此以外与实施例1同样地得到氯气分解用催化剂(11)。[实施例12]将39.0g的γ-氧化铝多孔体变更为39.0g二氧化硅多孔体，除此以外与实施例3同样地得到氯气分解用催化剂(12)。[实施例13]将39.0g的γ-氧化铝多孔体变更为39.0g堇青石多孔体，除此以外与实施例3同样地得到氯气分解用催化剂(13)。[实施例14]将24.4g硝酸铈(iii)六水合物变更为19.2g硝酸铈(iii)六水合物和8.4g硝酸钇(iii)六水合物，除此以外与实施例1同样地得到氯气分解用催化剂(14)。[实施例15]将24.4g硝酸铈(iii)六水合物变更为19.2g硝酸铈(iii)六水合物和6.1g硝酸镧(iii)六水合物，除此以外与实施例1同样地得到氯气分解用催化剂(15)。[实施例16]变更为13.8g硝酸铈(iii)六水合物、3.5g硝酸钴(ii)六水合物和0.1g硝酸铜(ii)三水合物，除此以外与实施例1同样地得到氯气分解用催化剂(16)。[比较例1]将24.4g硝酸铈(iii)六水合物变更为16.3g硝酸镍(ii)六水合物，除此以外与实施例1同样地得到氯气分解用催化剂(17)。[比较例2]将24.4g硝酸铈(iii)六水合物变更为22.6g硝酸铁(iii)九水合物，除此以外与实施例1同样地得到氯气分解用催化剂(18)。(催化剂的分析)对各实施例和比较例中得到的氯气分解用催化剂进行xrd测定，结果如图1～19所示，能够确认含有各成分的氧化物或含有这些成分的复合氧化物。对于无法确认的催化剂，可以通过元素分析(电感耦合等离子法(icp-aes法))进行确认。(粉末x射线衍射(xrd)测定)利用xrd进行的测定方法如下所述。使用玛瑙研钵将得到的催化剂破碎10分钟，得到xrd测定用的粉末。使用粉末x射
线衍射测定装置(panalytical mpd spectris株式会社制)，对得到的xrd测定用的粉末进行x射线衍射测定(cu-kα射线(输出功率45kv、40ma)、衍射角度2θ＝10～80
°
的范围、步进幅度：0.013
°
、入射侧索勒狭缝(soller slit)：0.04rad、入射侧抗散射狭缝(anti scatter slit)：2
°
、受光侧索勒狭缝：0.04rad、受光侧抗散射狭缝：5mm)，得到x射线衍射(xrd)图形。(元素分析(电感耦合等离子法(icp-aes法)))将约0.01g用玛瑙研钵磨碎了的催化剂量取到石英烧杯中，用hcl、h2so4、hno3中的任一种进行酸分解使其溶解。放冷后定容至100ml，利用icp-aes法进行定性分析，将催化剂中含有0.05重量％以上的所述金属元素m的量换算成相对于1摩尔ce原子的比例。再者，分析在n＝1的条件下进行。(装置：agilent5110(agilent technology))(氯气分解测定)在英可镍(inconel)制反应管(体积70cc)中填充各实施例和比较例中得到的氯气分解用催化剂。反应时，调整各气体量以使得反应管内的氯气：氮气：水蒸气的体积比成为0.5：74.5：25(0℃、1.01
×
105pa换算)的混合气体，将混合气体以5000cc/分钟(0℃、1.01
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105pa换算)在常压下向反应管供给。具体而言，用质量流量控制器调整体积比将氯气和氮气混合，将调整了流量的该气体导入反应管。将常温的纯水从与混合气体的流入口不同的流入口，一边以成为上述体积比的方式测定重量，一边用泵导入预热部(400℃)使其气化，导入反应管，与上述氯气和氮气的混合气体合流。用电炉将反应管加热到500℃，在反应开始1小时后的时刻，使反应管出口的气体在碘化钾水溶液中流通，由此进行取样，采用碘滴定法对氯气定量，测定由下式定义的氯气的分解率。分解率(％)＝{(0.5－出口气体中的氯气比例(体积％))/0.5}
×
100(其中，出口气体中的氯气比例换算成标准状态(0℃、1.01
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105pa)下的比例)再者，通过使调整了流量的气体在反应开始前流通1小时，确认到从反应管出口排出的气体的组成大致恒定。后述的pfc混合时的情况也是同样的。将结果示于表1。(pfc混合时的氯气分解测定)为了测定pfc混合时的氯气分解率，在英可镍制反应管(体积70cc)中填充实施例16中得到的氯气分解用催化剂。反应时，调整各气体量以使得反应管内的c4f8气体：氯气：氮气：水蒸气的体积比成为0.5：0.5：84：15(0℃、1.01
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105pa换算)的混合气体，使混合气体以5000cc/分钟(0℃、1.01
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105pa换算)在常压下供给到反应管中。具体而言，用质量流量控制器调整体积比来混合c4f8气体、氯气和氮气，将该调整了流量的气体导入反应管。将常温的纯水从与混合气体的流入口不同的流入口，一边以成为上述体积比的方式测定重量，一边用泵导入预热部(400℃)使其气化，导入反应管，与上述c4f8气体、氯气和氮气的混合气体合流。以得到作为pfc气体的c4f8气体的高分解率的方式，用电炉将反应管加热至750℃，在反应开始1小时后的时刻，通过使反应管出口的气体在碘化钾水溶液中流通来进行取样，采用碘滴定法对氯气定量，测定由下式定义的氯气的分解率。分解率(％)＝{(0.5－出口气体中的氯气比例(体积％))/0.5}
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100(其中，出口气体中的氯气比例换算成标准状态(0℃、1.01
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105pa)下的比例)将结果示于表2。表1
如表1所示，对于ce氧化物、co氧化物、含有ce的复合氧化物的催化剂，确认到氯气分解率为70％以上。表2附图标记说明1
…
排出气体处理装置2
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喷雾器3
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第1洗涤器4
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氯气分解用催化剂5
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反应容器6
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加热装置7
…
冷却器8
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冷却装置(喷雾器)9
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喷雾器
10
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第2洗涤器11
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鼓风机12
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泵13
…
罐。

技术特征：
1.一种氯气分解用催化剂，含有金属氧化物(x)，所述金属氧化物(x)含有选自ce和co中的至少一种元素的氧化物(x1)。2.根据权利要求1所述的氯气分解用催化剂，所述氧化物(x1)含有氧化铈。3.根据权利要求1或2所述的氯气分解用催化剂，所述氧化物(x1)含有由ce与选自mg、cr、mn、fe、co、ni、cu和zr中的至少1种元素m形成的复合氧化物。4.根据权利要求3所述的氯气分解用催化剂，所述金属氧化物(x)还含有所述元素m的氧化物，所述元素m将co除外。5.根据权利要求1～4中任一项所述的氯气分解用催化剂，所述氧化物(x1)含有氧化钴。6.根据权利要求1～5中任一项所述的氯气分解用催化剂，包含载体和担载于所述载体上的所述金属氧化物(x)。7.根据权利要求1～6中任一项所述的氯气分解用催化剂，用于分解排出气体中所含的氯气。8.一种排出气体处理装置，具备导入含有氯气的排出气体的反应器，在所述反应器中具备权利要求1～7中任一项所述的氯气分解用催化剂。9.根据权利要求8所述的排出气体处理装置，所述排出气体含有全氟化合物。10.根据权利要求9所述的排出气体处理装置，在所述反应器中具备全氟化合物分解用催化剂。11.根据权利要求8～10中任一项所述的排出气体处理装置，具备向所述排出气体供给水的装置。12.根据权利要求8～11中任一项所述的排出气体处理装置，具备对所述排出气体进行加热的加热装置。13.根据权利要求8～12中任一项所述的排出气体处理装置，具备对从所述反应器排出的气体进行冷却的冷却装置。14.根据权利要求8～13中任一项所述的排出气体处理装置，具备从由所述反应器排出的气体中除去酸性气体的除去装置。15.根据权利要求8～14中任一项所述的排出气体处理装置，具备温度检测器和控制装置，所述温度检测器检测向所述反应器供给的所述排出气体的温度，所述控制装置基于所述温度检测器的测定温度控制所述加热装置。16.一种氯气的分解方法，使含有氯气的气体在水的存在下与权利要求1～7中任一项所述的氯气分解用催化剂接触。

技术总结
提供一种能够以高效率除去排出气体等所含的氯气、且不需要频繁更换的氯气除去手段。一种氯气分解用催化剂，是含有金属氧化物(X)的氯气分解用催化剂，所述金属氧化物(X)含有选自Ce和Co中至少1种元素的氧化物(X1)。选自Ce和Co中至少1种元素的氧化物(X1)。选自Ce和Co中至少1种元素的氧化物(X1)。


技术研发人员：李建灿 岩垣一规 守屋敏典 跡边仁志
受保护的技术使用者：株式会社力森诺科
技术研发日：2021.12.23
技术公布日：2023/8/24