本調査研究で用いた試薬のリストを以下の表3.3-1に示す。

　本年度用いた吸着剤はMn₂O₃・2ZrO₂は荒井・江口ら(九州大学)の方法にもとづいて調製を行ったものである。また、脱硝触媒としてはV₂O₅/TiO₂を使用した。それぞれの具体的な調製手順は以下に示す。

　

　以下の手順で調製した。(H.Arai et al., Journal of Catalysis 158, 420-426 (1996).)

Mn(NO₃)₂・6H₂O 14.98g、ZrO(NO₃)₂・2H₂O 13.93gをビーカーにはかりとり、そこへH₂O 100mlを加えて撹拌した。両試薬が溶けたことを確認した後、NH₄OHaq 63mlを加え、溶液のpHが10.5になるように調製し沈殿を生成させた。次に、得られた沈殿を蒸発乾固させ乳鉢で粉砕後、マッフル炉にて550℃にて6時間焼成しMn₂O₃・2ZrO₂を得た。BELSORP 28SAを用いて求めたサンプルの比表面積は129.0(m²/g)である。

　

　実排ガス試験用ハニカムの調製を考慮して、調製方法が簡便なことからもMorikawaらの調製方法(S.Morikawa et al., Proc. 8th ICC III-661, Chem.Lett 251 (1981). )によりV₂O₅(1％)/TiO₂触媒を調製した。図3.3-2にしめすようにバナジン酸アンモニウム水溶液に日本アエロジル製二酸化チタンP−25を浸漬し、蒸発乾固したのちに、550℃で3時間焼成してV₂O₅(1％)/TiO₂触媒を得た。

　また、通常はSO₂の影響を低減させるためにタングステン等の第三成分の担持を行うが、今回は、第三成分の担持は行わず、V₂O₅(1％)/TiO₂触媒を使用した。また、担体として使用したTiO₂はP-25(SA=40m²/g、日本アエロジル)である。

　船舶からの実排ガスの処理に吸着剤を用いる場合には、吸着剤を成型し反応層に充填する必要がある。そこで吸着材ハニカムを試作し、その性能評価を行い、平成13年度の実排ガス試験用ハニカム作製のための仕様決定を行うことを目的とし、同時に今後の課題点についても検討を行った。

　

　Mn₂O₃・2ZrO₂を担持するためのハニカム担体として、最適な製品を検討するために、入手可能なハニカム担体の開口率の異なるものをそれぞれ2種類について3製品入手し、最適な担体を検討した。それぞれを図3.3-4〜3.3-6に示す。

　

　

　

　

　

　ハニカム触媒の成型方法の特許事例をもとに以下の手順にて試作調製を行った。

　ここで使用したハニカム担体は、耐熱性と強度に優れるため、試作に際して取り扱いが容易であることから、神鋼アクテック製の目開き22.7mmのコージェライトハニカムを使用した。また、バインダーとしてはスノーテックスN(日産化学製コロイダルシリカ:固形分20.3％)を用いた。

　触媒ハニカムの作製方法に関する特許事例では触媒:バインダー:水＝20〜70:70〜20:10〜30程度の事例が多い。そこで吸着剤とバインダーおよび水の混合比は種々の特許事例(例えば、特開平10-128118「窒素酸化物除去触媒およびその製造方法」日野自動車工業(株))等の配分比率を参考にして今回は、吸着剤:バインダー:水＝5:5:1(重量比)にて行った。調製工程を以下の図3.3-7および図3.3-8に示した。

　このようにして調製した担体へのMn₂O₃・2ZrO₂の担持量は2.87グラム程度である。

　

　また、上記以外にセラミックファイバーハニカム担体に関しても外部委託により、Mn₂O₃・2ZrO₂の担持を行った。試作品の外観を以下の図3.3-9に示す。それぞれへの吸着剤担持量は以下の通りである。