用于热分解有机物的催化剂和方法以及制备这种催化剂的方法

专利名称：用于热分解有机物的催化剂和方法以及制备这种催化剂的方法
技术领域：
本发明涉及用于有效地热分解有机物的催化剂和方法，以及制备这种催化剂的方 法，更详细地说，涉及用于热分解有机物的催化剂(该催化剂包含以氧化钛为代表的某种无 机氧化物，且包含具有预定的粒子特性的球状颗粒)和使用这种催化剂热分解有机物的方 法，以及制备这种催化剂的方法。
背景技术：
近年来，提出了用于热分解废塑料这类有机物的各种催化剂或方法。例如，已经提 出了以下方法将微粉末状的氧化钛烧结至粒径2mm以上后，加工成具有适当的粒度分布， 成为氧化钛粒状物，使用其作为废塑料的热分解催化剂。即，一边使容器中流通载气，一边 在该容器中在搅拌下加热上述氧化钛粒状物和废塑料片，将废塑料热分解、气化、排出到容 器外(专利文献1)。但是，由如上所述的方法得到的氧化钛粒状物不具备足够的硬度，易磨耗、容易微 粉化，因此，在如上所述的废塑料的热分解中，微粉化的氧化钛与因热分解而产生的气体一 起被损耗到容器外，因此，随着时间的推移，热分解效率下降，进而，伴随着氧化钛粒状物的 微粉化，其粒度分布发生变化，由这方面来看，存在废塑料的热分解效率下降的问题。如果在用于从反应容器排出热分解气体的管道上安装过滤器时，则能够回收微粉 化的氧化钛(专利文献2)，但是过滤器容易发生堵塞，废塑料的热分解效率随时间而下降。 另一方面，为了避免氧化钛的微粉化，即使只使用粒径大的氧化钛颗粒，则废塑料的热分解 效率会变差。因此，为了解决这些问题，提出了将氧化钛溶胶干燥、焙烧，将其粉碎后，实施边缘 加工，以兼顾磨耗性和分解性能的方法(专利文献3)。根据该方法，可以消除上述问题，但是 仍然存在由于边缘加工而产生的微粉处理的问题。即，存在难以进行微粉的再利用的问题。专利文献1 日本特开2005-306697号公报 专利文献2 日本特开2002-363337号公报
专利文献3 日本特开2005-307007号公报。

发明内容
发明要解决的课题
本发明是在用于将含有废塑料的各种有机物在催化剂的存在下加热分解的催化剂或 方法中为解决上述问题而完成的，其目的是提供有机物的热分解催化剂和使用这种催化剂 热分解有机物的方法，以及制备这种热分解催化剂的方法，所述热分解催化剂对有机物的 热分解效率显著提高，而且将由该热分解催化剂的微粉化引起的损失抑制到最小限度。解决课题的手段
根据本发明，提供一种用于热分解有机物的催化剂，其特征在于，包含选自氧化钛、钛/铌复合氧化物、钛/硅复合氧化物、选自硅和钨的至少1种与钛的复合氧化物、选自硅和钼 的至少1种与钛的复合氧化物、钛/铝复合氧化物、氧化锆、钛/锆复合氧化物以及含钛的 钙钛矿化合物中的至少1种无机氧化物，且包含粒径为0. 1 1. 2mm的范围、孔隙容积为 0. 1 0. 3mL/g的范围、振实密度为1. 05 1. 4g/mL的范围、磨耗率为2重量％以下的球状颗粒。以下，在本发明中，只要没有特殊说明，将上述的选自氧化钛、钛/铌复合氧化物、 钛/硅复合氧化物、选自硅和钨的至少1种与钛的复合氧化物、选自硅和钼的至少1种与钛 的复合氧化物、钛/铝复合氧化物、氧化锆、钛/锆复合氧化物以及含钛的钙钛矿化合物中 的至少1种无机氧化物简称为“(上述或前述)无机氧化物”。优选地，本发明的用于热分解有机物的催化剂是包含上述无机氧化物的颗粒的用 于热分解有机物的催化剂，上述无机氧化物的颗粒是通过将该无机氧化物的粉碎物在选自 二氧化钛溶胶、硅溶胶、氧化铝溶胶和氧化锆溶胶的至少1种溶胶的存在下进行搅拌造粒， 制成球状颗粒后，在400 850°C范围的温度下焙烧，筛分而得到的粒径为0. 1 1. 2mm的 范围、孔隙容积为0. 1 0. 3mL/g的范围、振实密度为1. 05 1. 4g/mL的范围、磨耗率为2 重量％以下的球状颗粒。特别优选地，本发明的用于热分解有机物的催化剂是包含上述无机氧化物的颗粒 的用于与有机物一起一边搅拌一边加热，将该有机物热分解并气化的催化剂，上述无机氧 化物的颗粒是通过将该无机氧化物的粉碎物在选自二氧化钛溶胶、硅溶胶、氧化铝溶胶和 氧化锆溶胶的至少1种溶胶的存在下进行搅拌造粒，制成球状颗粒后，在400 850°C范围 的温度下焙烧，筛分而得到的粒径为0. 1 1. 2mm的范围、孔隙容积为0. 1 0. 3mL/g的范 围、振实密度为1. 05 1. 4g/mL的范围、磨耗率为2重量％以下的球状颗粒。另外，根据本发明，提供一种用于热分解有机物的方法，其特征在于，将有机物与 上述催化剂一起一边搅拌一边加热，进行热分解并气化。优选地，本发明的用于热分解有机物的方法为将有机物与催化剂一起一边搅拌一 边加热，进行热分解并气化，其中，该催化剂包含上述无机氧化物的颗粒，该无机氧化物的 颗粒是通过将该无机氧化物的粉碎物在选自二氧化钛溶胶、硅溶胶、氧化铝溶胶和氧化锆 溶胶的至少1种溶胶的存在下进行搅拌造粒，制成球状颗粒后，在400 850°C范围的温度 下焙烧，筛分而得到的粒径为0. 1 1. 2mm的范围、孔隙容积为0. 1 0. 3mL/g的范围、振 实密度为1. 05 1. 4g/mL的范围、磨耗率为2重量％以下的球状颗粒。进而，根据本发明，提供制备用于热分解有机物的催化剂的方法，该催化剂包含孔 隙容积为0. 1 0. 3mL/g的范围、振实密度为1. 05 1. 4g/mL的范围、磨耗率为2重量％ 以下的球状颗粒，该方法的特征在于，将上述无机氧化物的粉碎物在选自二氧化钛溶胶、硅 溶胶、氧化铝溶胶和氧化锆溶胶的至少1种溶胶的存在下进行搅拌造粒，制成球状颗粒后， 在400 850°C范围的温度下焙烧，然后，通过筛分，使得粒径在0. 1 1. 2mm的范围。发明效果
本发明的用于热分解有机物的催化剂包含上述无机氧化物，且包含粒径、孔隙容积及 振实密度在上述范围的磨耗率为2重量％以下的球状颗粒，因此，当将该催化剂与有机物 一起一边搅拌一边加热，热分解该有机物时，该催化剂的流动性好，不易发生微粉化，磨耗 被抑制到最小限度，因此，该催化剂长期稳定，能够有效地热分解有机物。


图1是显示用于评价本发明催化剂的催化活性的装置构成的一部分截面图。图2是显示用于测定催化剂的摩耗率的装置的图。符号说明 1…反应容器
2…废塑料片投入口 3…载气 4…载气管 5…热分解催化剂 6…废塑料片 7…搅拌机 8…加热装置。
具体实施例方式本发明的用于热分解有机物的催化剂包含选自如下的至少1种无机氧化物氧化 钛、钛/铌复合氧化物、钛/硅复合氧化物、选自硅和钨的至少1种与钛的复合氧化物、选自 硅和钼的至少1种与钛的复合氧化物、钛/铝复合氧化物、氧化锆、钛/锆复合氧化物以及 含钛的钙钛矿化合物。在本发明中，这些无机氧化物全部是如已经众所周知的，具有光催化活性。以氧化 钛为代表的具有光催化活性的无机氧化物通过接受在该带隙以上的光能而被激发，释放电 子，结果，其具有光催化活性，代表性地，具有强氧化作用。这种具有光催化活性的无机氧化 物通过热能也能同样地被激发，在温度上升的同时释放出电子，显现出强氧化作用。因此， 在本发明中，上述无机氧化物与氧化钛同样地，作为热分解催化剂而有效地发挥功能。本发明的用于热分解有机物的催化剂包含以上述氧化钛为代表的上述无机氧 化物，包含粒径为0. 1 1. 2mm的范围、孔隙容积为0. 1 0. 3mL/g的范围、振实密度为 1. 05 1. 4g/mL的范围、磨耗率为2重量％以下的球状颗粒。在本发明中，颗粒的粒径为0. 1 1. 2mm的范围是指100重量％的颗粒的粒径在 0. 1 1. 2mm的范围，颗粒的粒径是采用后述方法测定的。当作为热分解催化剂的颗粒含有粒径小于0. Imm的颗粒时，在有机物的热分解 中，其初期的分解性能良好，但是另一方面，其伴随着热分解气体从热分解装置流出而损 失，因此热分解性能随时间而下降。但是，当作为热分解催化剂的颗粒含有粒径大于1. 2mm 的颗粒时，在热分解装置内，将作为热分解催化剂的颗粒与有机物一起一边搅拌一边加热， 对有机物例如废塑料片进行热分解期间，颗粒被分级，有可能使热分解性能随时间而下降。 即，粒径大的颗粒和粒径小的颗粒相互分离，难以有效地接触有机物，结果，有可能导致热 分解性能下降。根据本发明，通过将颗粒制成球状，使其粒径在0. 1 1. 2mm的范围，由此不会发 生分级，流动性以及与有机物的接触性优异，因此，能够得到有机物的热分解性能优异的催 化剂。
进而，根据本发明，通过使包含球状颗粒的催化剂的振实密度和孔隙容积分别在 上述范围，所得催化剂在与有机物例如废塑料片一起一边搅拌一边加热以热分解有机物 期间，不仅其流动性以及与有机物的接触性更加优异，而且其不易微粉化，磨耗被良好地抑 制，有机物的热分解性能优异。根据本发明，振实密度和磨耗率是通过后述方法测定的，孔隙容积是通过在最大 压力196. 14MPa下的汞压入法测定的。本发明的用于热分解有机物的催化剂可以通过将前述无机氧化物的粉碎物在选 自二氧化钛溶胶、硅溶胶、氧化铝溶胶和氧化锆溶胶的至少1种溶胶的存在下进行搅拌造 粒，制成球状颗粒后，在400 850°C范围的温度下焙烧，然后，筛分所得颗粒，将粒径调整 至0. 1 1. 2mm而得到的。在前述无机氧化物中，作为含钛的钙钛矿化合物，例如可举出钛酸锶、锆钛酸钡、 钛酸钙，除此以外，可举出它们中的钡、锆、锶和/或钙的一部分被镧、铈、钇等取代的物质 等，但不限于此。根据本发明，在前述无机氧化物中，特优选使用氧化钛、钛/钨复合氧化物、钛/硅 复合氧化物、钛/钼复合氧化物、钛/铌复合氧化物等。搅拌造粒，如众所周知的那样，是指搅拌粉体(本发明中，是前述无机氧化物的粉 体)和液体粘合剂(本发明中，是前述的溶胶)，在用溶胶使粉体凝聚的同时，通过高速搅拌 桨的剪切效果，得到上述粉体被压密化的凝聚体，可以根据所使用的溶胶的量、搅拌桨的旋 转数、造粒时间等，任意地调整所得凝聚粒子的压密度或粒度。另外，也可以通过适当地选 择搅拌造粒装置的造粒容器内的底盘，将所得凝聚体的形状更进一步地球状化。在本发明中，如上所述，用于将前述无机氧化物搅拌造粒的造粒机没有特殊限制， 例如，优选使用(株)奈良机械制作所制造的混合造粒机NMG系列、深江"勺r ” (株)制的 高速混合机或高速搅拌机、日本^ U ^ t (株)制的^ U ^ t ^ >〒> ν 7、混合机( ^ ‘) y t逆流式高速混合机)、(有)G-LABO制的高速搅拌造粒机HSG系列、(株)夕^卜 >制 的混炼高速搅拌造粒机SPG系列或高速混合细粒机^ “ >夕> U - —廿一、(株)“ 々> ‘7夕制的垂直式造粒机VG-CT系列等。根据本发明，将前述无机氧化物在前述溶胶的存在下搅拌造粒，为了进一步提高 由此得到的颗粒的球状性，同时进一步使粒度分布精细，也可以将搅拌造粒而得的颗粒在 前述溶胶的存在下再通过选自旋转造粒和流化床造粒的至少1种方法进行进一步造粒。进行该造粒时，为了使所得颗粒更坚硬，并进一步提高其磨耗性，也可以使用前述 溶胶与前述无机氧化物的粉碎物或将前述溶胶干燥、焙烧后粉碎而得的粉碎物的混合物。旋转造粒如已经众所周知的，是指向粉体和液体粘合剂的混合物赋予转动运动， 以得到凝聚粒子的造粒法，流化床造粒如已经众所周知的，是指向粉体的流化床供给液体 粘合剂，通过粒子间的粘合剂形成交联，以得到凝聚粒子的造粒法。以如上所述方式，将前述无机氧化物进行搅拌造粒，进而，通过选自旋转造粒和流 化床造粒的至少1种方法进一步造粒后，如前所述，在400 850°C范围的温度下焙烧，然 后，通过筛分，将粒径为0. 1 1. 2mm范围的粒子集中在一起，由此可以得到作为本发明催 化剂的具有必要粒度的颗粒。另外，用于这种造粒的旋转造粒机或流化床造粒机(复合型造粒机)在本发明中也没有特殊限制，例如可举出(株)夕^卜 >制的流化床造粒装置“二 Λ — / ^ ^ ^ 7 廿一” 或者球形整粒机““^ >> 7 4廿一”、(株)'义, > ,々制的流化床造粒装置或旋转流动涂布 装置“7义子/ k 7夕7”系列等。根据本发明，用于热分解有机物的装置构造的一例如图1所示。反应容器1具备 用于将有机物例如废塑料片投入到该反应容器的投入口 2，用于将载气3导入反应容器并 将生成的热分解气体从反应容器运出的载气管4，进而，具备用于搅拌反应容器中的热分解 催化剂5和废塑料片6的搅拌机7。另外，具备用于加热反应容器中的热分解催化剂和废塑 料片的加热装置8。在图示的装置中，该加热装置设置在反应容器外部，但是也可以设置在 反应容器内。作为上述载气，通常可以使用空气，但根据需要，也可以使用惰性气体。但是， 根据本发明，在热分解废塑料时，所使用的装置不受上述示例的限制，例如也可以使用回转 炉或流化床装置。如前所述，本发明的催化剂均具有光催化活性，因此在将催化剂与有机物一起一 边搅拌一边加热而对有机物进行热分解时，根据需要，也可以在紫外线的照射下将催化剂 与有机物一起一边搅拌一边加热。本发明的有机物的热分解催化剂，如上所述，包括含有前述无机氧化物的球状颗 粒，具有由粒径、孔隙容积以及振实密度规定的预定的粒子特性和预定的磨耗率，因此，即 使与有机物一起在加热下搅拌混合，也能够长期保持上述粒子特性，因此，通过使用本发明 的热分解催化剂，可以长时间高效地热分解有机物。能够使用本发明的催化剂进行热分解的有机物没有特殊限制，除了聚乙烯、聚丙 烯等常用的热塑性树脂以外，可举出热固性树脂或医疗废弃物中所含的有机物，例如胶乳， 或者，聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮等各种塑料、纱布、脱脂绵等。另外，在本发明中，将要热分解的有机物为固体时，优选将其粉碎至数mm见方左 右的大小，但是没有特殊限制。在本发明中，热分解催化剂与有机物的加热温度根据有机物的种类而不同，但至 少为200°C，优选为300°C以上，特别优选为400 600°C的范围。
实施例以下举出实施例说明本发明，但本发明不受这些实施例的任何限定。实施例1
在利用硫酸法进行的氧化钛制备工序中，将由水解工序得到的氢氧化钛的浆料过滤、 水洗，将其再浆化，得到浆料A。向该浆料A中加入作为溶胶化剂的硝酸，得到氧化钛的溶胶 B。进而，将该溶胶B的一部分在100°C下加热、干燥，制得干燥凝胶，将其在电炉中、在500°C 下焙烧3小时，得到氧化钛焙烧物C。粉碎该氧化钛焙烧物C，对所得粉碎物，一边喷雾用水稀释5倍的前述溶胶B，一边 使用((株)义^卜 > 制的高速搅拌造粒机SPG-25型，在搅拌桨250rpm、高速切碎机3000rpm 的条件下进行造粒，得到氧化钛粒子。将该氧化钛粒子在100°C下干燥3小时，然后，在600°C下焙烧，用筛孔尺寸1. 19mm 和0. 104mm的筛筛分，制得100重量％的粒径0. 1 1. 2mm的颗粒。在本发明中，粒径0. 1 1. 2mm的颗粒是指使用由不锈钢制钢丝制成的15目(线径0. 5mm、筛孔尺寸1. 19mm)和150目(线径0. 065mm、筛孔尺寸0. 104mm)的标准筛进行筛 分，处于15目以下(通过部分)、150目以上(残留部分)。详细地说，如下所述，得到粒径0. 1 1. 2mm的颗粒。S卩，在(株)吉田制作所制造 的回转式标准筛振荡机的顶盖上安装上述15目的标准筛，在底接收盘上安装上述150目的 标准筛，在15目的标准筛上供给作为样品的IOOg氧化钛颗粒，在振荡旋转数300rpm、打击 次数150次/分钟下筛分3分钟，得到在15目以下(通过部分)、150目以上(残留部分)的 粒径0. 1 1. 2mm的颗粒。由此所得的氧化钛颗粒通过BET法测得的比表面积为60m2/g，通过汞压入法测定 的孔隙容积为0. 15mL/g，振实密度为1. 16g/mL。另外，摩耗率为0. 3%。在本发明中，颗粒的振实密度按如下所述进行测定。S卩，向200mL的玻璃制量筒中 投入约180g的颗粒，将该量筒在厚度IOmm的橡胶制片上从50mm高的位置反复10次自由 落下，然后从50mm的距离在木制板的侧面打击10次，将以上操作重复2次，然后读取量筒 的刻度，得到颗粒的容积V (mL),另外，将颗粒在110°C下干燥3小时后，测定其重量M (g)， 基于此，由式M/V求出振实密度。 另外，在本发明中，颗粒的摩耗率用图2所示的摩耗率测定装置进行测定。即，该 摩耗测定装置的为，在内径63mm、深86mm的样品容器9上安装有搅拌机10而成，该搅拌机 是在轴体11的下端部以60。的间隔从轴体沿直径方向，分别安装有3片长度为20mm的椭 圆形的搅拌桨12，搅拌桨分别相对于水平以45°的角度倾斜。该搅拌桨的最下缘位于距样 品容器底部8mm的距离的位置。在测定作为样品的颗粒的摩耗率时，用200mL量筒量取样品150mL，记录重量后， 全部投入到样品容器中，在300rpm下使用上述搅拌机搅拌30分钟后，从样品容器中取出样 品，将总量转移至筛孔尺寸0. 104mm的筛，测定通过该筛的样品的重量。在此，对于样品的 摩耗率A而言，将通过筛孔尺寸0. 104mm的筛的样品的重量设定为W，将用于测定的样品的 重量设定为 Wtl 时，A = (ff/ff0 ) XlOO (%)0然后，在包括带有搅拌机和加热装置的500mL容量杯的热分解装置的烧杯内，装 入如上所得的氧化钛的颗粒50g和粉碎成约5mm见方的聚乙烯树脂50g，一边搅拌一边加热 至400°C，测定上述聚乙烯树脂被全部热分解直至气化的时间，结果为9分钟。实施例2
将在实施例1得到的氢氧化钛的浆料A在100°C下加热、干燥，制得干燥凝胶，将其在电 炉中、在500°C下焙烧3小时，粉碎处理，得到氧化钛焙烧物D的粉碎物，混合该氧化钛焙烧 物D的粉碎物50重量份和前述氧化钛焙烧物C的粉碎物50重量份。将该氧化钛焙烧物D的粉碎物50重量份和氧化钛焙烧物C的粉碎物50重量份 的混合物进行与实施例1中同样的处理，将所得粒子干燥、焙烧、筛分，得到粒径为0. 1 1. 2mm的颗粒。由此所得的氧化钛的颗粒的比表面积为62m2/g、孔隙容积为0. ^mL/g、振实密度 为1. 06g/mL、摩耗率为1. 0%o使用该氧化钛的颗粒作为热分解催化剂，与实施例1同样操作，测定聚乙烯树脂 被全部热分解直至气化的时间，结果为7分钟。实施例3对在实施例1得到的氧化钛的颗粒，一边喷雾在实施例1得到的氧化钛C的粉碎物和 用水稀释4倍的前述溶胶B，一边以旋转造粒机“7 >> 7 4〒一”整粒为更接近球形，将所 得粒子进行与实施例1中同样的操作，得到粒径为0. 1 1. 2mm范围的颗粒。该氧化钛的 颗粒的比表面积为59m2/g、孔隙容积为0. 17mL/g、振实密度为1. 18g/mL、摩耗率为0. 3%。使用该氧化钛的颗粒作为热分解催化剂，与实施例1同样操作，测定聚乙烯树脂 被全部热分解直至气化的时间，结果为8分钟。实施例4
混合在实施例1得到的氧化钛的溶胶B和钨酸铵。将该混合物加热至100°C、干燥，制 得干燥凝胶，将其在电炉中、在500°C下焙烧3小时，得到钛/钨复合氧化物(氧化钛/氧化 钨的重量比为90 10)的焙烧物。将该钛/钨复合氧化物E的焙烧物进行粉碎，得到粉碎物。对该粉碎物，一边喷雾 用水稀释5倍的前述溶胶B，一边使用((株)夕^卜 >制的高速搅拌造粒机SPG-25型，在搅 拌桨250rpm、高速切碎机3000rpm的条件下进行造粒，得到钛/钨复合氧化物颗粒。然后，对该颗粒，一边喷雾上述钛/钨复合氧化物E的焙烧物的粉碎物和用水稀释 4倍的前述溶胶B，一边以球形整粒机“7 7 ^ Y—”整粒为更接近球形，将所得颗粒进 行与实施例1中同样的操作，得到粒径为0. 1 1. 2mm的颗粒。该颗粒的比表面积为69m2/g，孔隙容积为0. 2mL/g,振实密度为1. 20g/mL,摩耗率 为 0. 5%。使用该颗粒作为热分解催化剂，与实施例1同样操作，测定聚乙烯树脂被全部热 分解直至气化的时间，结果为5分钟。比较例1
与实施例1同样操作，得到粒径为1. 2mm以上的氧化钛的颗粒。与实施例1同样操作， 使用上述氧化钛的颗粒作为热分解催化剂，测定聚乙烯树脂被全部热分解直至气化的时 间，结果为16分钟。比较例2
与实施例1同样操作，得到粒径为0. Imm以下的氧化钛的颗粒。使用该氧化钛的颗粒 作为热分解催化剂，与实施例1同样操作，测定聚乙烯树脂被全部热分解直至气化的时间， 结果为10分钟。催化剂性能试验之后，装置内残留的颗粒的重量从50g减少到40g。比较例3
筛分实施例1中得到的氧化钛颗粒，制备粒径0. Imm以下的颗粒和粒径0. 1 0. 5mm 的颗粒，再制备包含前者20重量％和后者80重量％的氧化钛颗粒。另外，与实施例3同样操作，对上述0. 1 0. 5mm的氧化钛颗粒的一部分，一边喷 雾在实施例1得到的氧化钛C的粉碎物和用水稀释4倍的前述溶胶B，一边以旋转造粒机
7 4 Ψ 一”整粒为更接近球形，筛分所得粒子，得到包含粒径0. 5 1. 2mm的颗粒40 重量％和粒径1. 2 2. 18mm的颗粒60重量％的氧化钛颗粒。使用如上所述进行了分级的各种氧化钛颗粒，制备由粒径0. Imm以下的颗粒20重 量％、粒径0. Imm以上且1. 2mm以下的颗粒50重量％、和粒径1. 2mm以上且2. 18mm以下的 颗粒30重量％构成的氧化钛颗粒。该颗粒的比表面积为62m2/g，孔隙容积为0. 16mL/g，振 实密度为1. 20g/mL。
使用该氧化钛的颗粒作为热分解催化剂，与实施例1同样操作，测定聚乙烯树脂 被全部热分解直至气化的时间，结果为15分钟。该热分解后，观察装置内残留的颗粒层，结 果确认，粒径大的颗粒偏在于层的上部，从粒径小的颗粒分离。比较例4
将前述氢氧化钛的浆料A在100°C下加热、干燥，在电炉中、在500°C下焙烧3小时，粉 碎处理，得到氧化钛D的粉碎物。混合该氧化钛D的粉碎物70重量份和前述氧化钛C的粉 碎物30重量份，为了提高气体分解效率，相对于上述氧化钛D的粉碎物和氧化钛C的粉碎 物的总量100重量份，加入蜜胺树脂15重量份作为使孔隙容积增加的孔隙赋予剂。对这种氧化钛的粉碎物和蜜胺树脂的混合物，一边喷雾用水稀释5倍的前述溶胶 B，一边使用((株)夕^卜 >制的高速搅拌造粒机SPG-25型，在搅拌桨250rpm、高速切碎机 3000rpm的条件下进行造粒，得到氧化钛粒子。将该氧化钛粒子在100°C下干燥3小时，接着，在600°C下焙烧，然后用筛孔尺寸 1. 19mm和0. 104mm的筛筛分，得到粒径为0. 1 1. 2mm范围的颗粒。该氧化钛颗粒的比表 面积为62m2/g、孔隙容积为0. 33mL/g、振实密度为1. 01g/mL、摩耗率为3. 5%。使用该氧化钛颗粒作为热分解催化剂，与实施例1同样操作，测定聚乙烯树脂被 全部热分解直至完全气化的时间，结果为12分钟。该催化剂性能试验之后，装置内残留的 颗粒的重量从50g减少到38g。比较例5
将在实施例3得到的氧化钛颗粒浸渍在用水稀释4倍的前述溶胶B中，干燥后，再次浸 渍、干燥，然后在电炉中、在450°C下焙烧，如前所述进行筛分，得到粒径为0. 1 1. 2mm的颗 粒。所得颗粒的比表面积为66m2/g、用汞压入法测定的孔隙容积为0. 08mL/g、振实密度为 1. 17g/mL、磨耗率为 0. 4%。使用该氧化钛的颗粒作为热分解催化剂，与实施例1同样操作，测定聚乙烯树脂 被全部热分解直至气化的时间，结果为15分钟。比较例6
在实施例1中，对氧化铝的粉碎粉末，一边喷雾用水稀释5倍的氧化铝溶胶，一边使用 ((株)夕 卜 >制的高速搅拌造粒机SPG-25型，在搅拌桨250rpm、高速切碎机3000rpm的 条件下进行造粒，得到氧化铝粒子。将该氧化铝粒子在100°C下干燥3小时，然后在600°C 下焙烧，通过筛孔尺寸1. 19mm和0. 104mm的筛筛分，得到粒径为0. 1 1. 2mm范围的氧化
铝颗粒。使用该氧化铝颗粒作为热分解催化剂，与实施例1同样操作，尝试进行聚乙烯树 脂的热分解，但是聚乙烯树脂完全未分解。
权利要求
1.用于热分解有机物的催化剂，其特征在于，包含选自氧化钛、钛/铌复合氧化物、钛/ 硅复合氧化物、选自硅和钨的至少1种与钛的复合氧化物、选自硅和钼的至少1种与钛的复 合氧化物、钛/铝复合氧化物、氧化锆、钛/锆复合氧化物以及含钛的钙钛矿化合物中的至 少1种无机氧化物，包含粒径为0. 1 1. 2mm的范围、孔隙容积为0. 1 0. 3mL/g的范围、 振实密度为1.05 1.4g/mL的范围、磨耗率为2重量％以下的球状颗粒。
2.用于热分解有机物的催化剂，其是包含选自氧化钛、钛/铌复合氧化物、钛/硅复合 氧化物、选自硅和钨的至少1种与钛的复合氧化物、选自硅和钼的至少1种与钛的复合氧化 物、钛/铝复合氧化物、氧化锆、钛/锆复合氧化物以及含钛的钙钛矿化合物中的至少1种 无机氧化物的颗粒，用于热分解有机物的催化剂，其特征在于上述无机氧化物的颗粒是通 过将该无机氧化物的粉碎物在选自二氧化钛溶胶、硅溶胶、氧化铝溶胶和氧化锆溶胶的至 少1种溶胶的存在下进行搅拌造粒，制成球状颗粒后，在400 850°C范围的温度下焙烧， 筛分而得到的粒径为0. 1 1. 2mm的范围、孔隙容积为0. 1 0. 3mL/g的范围、振实密度为 1. 05 1. 4g/mL的范围、磨耗率为2重量％以下的球状颗粒。
3.用于热分解有机物的催化剂，其是包含选自氧化钛、钛/铌复合氧化物、钛/硅复合 氧化物、选自硅和钨的至少1种与钛的复合氧化物、选自硅和钼的至少1种与钛的复合氧化 物、钛/铝复合氧化物、氧化锆、钛/锆复合氧化物以及含钛的钙钛矿化合物中的至少1种 无机氧化物的颗粒的催化剂，是用于将有机物与该催化剂一起一边搅拌一边加热，热分解 该有机物并气化的催化剂，其特征在于，上述无机氧化物的颗粒是通过将该无机氧化物的 粉碎物在选自二氧化钛溶胶、硅溶胶、氧化铝溶胶和氧化锆溶胶的至少1种溶胶的存在下 进行搅拌造粒，制成球状颗粒后，在400 850°C范围的温度下焙烧，筛分而得到的粒径为0.1 1. 2mm的范围、孔隙容积为0. 1 0. 3mL/g的范围、振实密度为1. 05 1. 4g/mL的范 围、磨耗率为2重量％以下的球状颗粒。
4.权利要求2或3所述的用于热分解有机物的催化剂，其是通过将选自氧化钛、钛/铌 复合氧化物、钛/硅复合氧化物、选自硅和钨的至少1种与钛的复合氧化物、选自硅和钼的 至少1种与钛的复合氧化物、钛/铝复合氧化物、氧化锆、钛/锆复合氧化物以及含钛的钙 钛矿化合物中的至少1种无机氧化物的粉碎物在选自二氧化钛溶胶、硅溶胶、氧化铝溶胶 和氧化锆溶胶的至少1种溶胶的存在下进行搅拌造粒，制成球状颗粒后，将该颗粒在含有 上述至少1种无机氧化物的粉碎物的上述至少1种溶胶的存在下，通过选自旋转造粒和流 化床造粒的至少1种方法进一步造粒后，在400 850°C范围的温度下焙烧，筛分而得到的。
5.权利要求1至4中任一项所述的用于热分解有机物的催化剂，其中，有机物为废塑料。
6.权利要求1至4中任一项所述的用于热分解有机物的催化剂，其中，有机物为医疗废 弃物中所含的有机物。
7.用于热分解有机物的方法，其特征在于，将有机物与催化剂一起一边搅拌一边加热， 进行热分解并气化，该催化剂包含选自氧化钛、钛/铌复合氧化物、钛/硅复合氧化物、选自 硅和钨的至少1种与钛的复合氧化物、选自硅和钼的至少1种与钛的复合氧化物、钛/铝复 合氧化物、氧化锆、钛/锆复合氧化物以及含钛的钙钛矿化合物中的至少1种无机氧化物， 包含粒径为0. 1 1. 2mm的范围、孔隙容积为0. 1 0. 3mL/g的范围、振实密度为1. 05 .1.4g/mL的范围、磨耗率为2重量％以下的球状颗粒。
8.用于热分解有机物的方法，其特征在于，将有机物与催化剂一起一边搅拌一边加热， 进行热分解并气化，该催化剂包含选自氧化钛、钛/铌复合氧化物、钛/硅复合氧化物、选自 硅和钨的至少1种与钛的复合氧化物、选自硅和钼的至少1种与钛的复合氧化物、钛/铝复 合氧化物、氧化锆、钛/锆复合氧化物以及含钛的钙钛矿化合物中的至少1种无机氧化物 的颗粒，上述无机氧化物的颗粒是通过将该无机氧化物的粉碎物在选自二氧化钛溶胶、硅 溶胶、氧化铝溶胶和氧化锆溶胶的至少1种溶胶的存在下进行搅拌造粒，制成球状颗粒后， 在400 850°C范围的温度下焙烧，筛分而得到的粒径为0. 1 1. 2mm的范围、孔隙容积为 0. 1 0. 3mL/g的范围、振实密度为1. 05 1. 4g/mL的范围、磨耗率为2重量％以下的球状 颗粒。
9.权利要求7或8所述的用于热分解有机物的方法，其中，催化剂是通过将选自氧化 钛、钛/铌复合氧化物、钛/硅复合氧化物、选自硅和钨的至少1种与钛的复合氧化物、选自 硅和钼的至少1种与钛的复合氧化物、钛/铝复合氧化物、氧化锆、钛/锆复合氧化物以及 含钛的钙钛矿化合物中的至少1种无机氧化物的粉碎物在选自二氧化钛溶胶、硅溶胶、氧 化铝溶胶和氧化锆溶胶的至少1种溶胶的存在下进行搅拌造粒，制成球状颗粒后，将该颗 粒在含有上述至少1种无机氧化物的粉碎物的上述至少1种溶胶的存在下，通过选自旋转 造粒和流化床造粒的至少1种方法进一步造粒后，在400 850°C范围的温度下焙烧，筛分 而得到的。
10.权利要求7至9中任一项所述的用于热分解有机物的方法，其中，有机物为废塑料。
11.权利要求7至9中任一项所述的用于热分解有机物的方法，其中，有机物为医疗废 弃物中所含的有机物。
12.权利要求7至11中任一项所述的用于热分解有机物的方法，其中，在载气的流通下 将有机物与催化剂一起加热。
13.制备用于热分解有机物的催化剂的方法，其中，催化剂包含孔隙容积为0.1 0. 3mL/g的范围、振实密度为1. 05 1. 4g/mL的范围、磨耗率为2重量％以下的球状颗粒， 该方法的特征在于，将选自氧化钛、钛/铌复合氧化物、钛/硅复合氧化物、选自硅和钨的 至少1种与钛的复合氧化物、选自硅和钼的至少1种与钛的复合氧化物、钛/铝复合氧化 物、氧化锆、钛/锆复合氧化物以及含钛的钙钛矿化合物中的至少1种无机氧化物的粉碎物 在选自二氧化钛溶胶、硅溶胶、氧化铝溶胶和氧化锆溶胶的至少1种溶胶的存在下进行搅 拌造粒，制成球状颗粒后，在400 850°C范围的温度下焙烧，然后，通过筛分，使得粒径在 0. 1 1. 2mm范围。
14.权利要求13所述的制备用于热分解有机物的催化剂的方法，其中，将选自氧化钛、 钛/铌复合氧化物、钛/硅复合氧化物、选自硅和钨的至少1种与钛的复合氧化物、选自硅 和钼的至少1种与钛的复合氧化物、钛/铝复合氧化物、氧化锆、钛/锆复合氧化物以及含 钛的钙钛矿化合物中的至少1种无机氧化物的粉碎物在选自二氧化钛溶胶、硅溶胶、氧化 铝溶胶和氧化锆溶胶的至少1种溶胶的存在下进行搅拌造粒，制成球状颗粒，然后，将该颗 粒在含有上述至少1种无机氧化物的粉碎物的上述至少1种溶胶的存在下，通过选自旋转 造粒和流化床造粒的至少1种方法进一步造粒后，在400 850°C范围的温度下焙烧，筛分。
全文摘要
根据本发明，提供一种用于热分解有机物的催化剂，其包含通过将以氧化钛为代表的无机氧化物的粉碎物在选自二氧化钛溶胶、硅溶胶、氧化铝溶胶和氧化锆溶胶的至少1种溶胶的存在下进行搅拌造粒，制成球状颗粒后，在400～850℃范围的温度下焙烧，筛分而得到的粒径为0.1～1.2mm、孔隙容积为0.1～0.3mL/g、振实密度为1.05～1.4g/mL的范围、磨耗率为2重量％以下的球状颗粒。通过将废塑料或医疗废弃物中所含的有机物与这种催化剂一起加热，可以使上述废塑料或有机物有效地分解并使其气化。
文档编号B01J37/04GK102137717SQ20098013219
公开日2011年7月27日 申请日期2009年8月18日 优先权日2008年8月20日
发明者政次满, 樫本逸志, 马场敏胜 申请人:堺化学工业株式会社