CN116490219A - 空气净化系统及空气净化方法 - Google Patents

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Abstract

空气净化系统(1)具备生成臭氧气体的臭氧生成部(40)和将醇水溶液雾化或气化并放出的放出部(50)。醇水溶液中所含的醇相对于醇水溶液的摩尔分数为0.05以上且0.35以下。通过臭氧气体与雾化或气化后的醇水溶液反应而生成羟基自由基。

Description

空气净化系统及空气净化方法
技术领域
本公开涉及空气净化系统及空气净化方法。
背景技术
为了净化室内空间而使用了HEPA过滤器那样的过滤器的空气净化器已有销售。但是，这样的空气净化器无法对病毒和细菌等微生物进行杀菌或灭活。另一方面，由于臭氧气体具有强氧化力，因此被用于对存在于空间内和物体表面的病毒和细菌等微生物进行杀菌或灭活。然而，已知高浓度的臭氧气体会对人体健康造成损害，日本产业卫生学会建议使臭氧容许浓度为0.1ppm以下。另一方面，若室内的臭氧气体浓度为0.1ppm以下，则微生物的杀菌或灭活效果小，因此如专利文献1所记载的那样，在人不在室内的时间内熏蒸高浓度的臭氧气体。
在专利文献1中公开了一种空气净化器，其具备与室内空间连通的第一通气口、臭氧生成部、臭氧分解部以及与室内空间连通的第二通气口。臭氧生成部位于第一通气口与臭氧分解部之间。在臭氧生成部与臭氧分解部之间设置有能够开闭且在关闭时能够切断臭氧气体的流通的切断单元。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-126063号公报
发明内容
发明所要解决的课题
以往的空气净化器在人处于室内时打开切断单元而在臭氧分解部分解臭氧气体。另外，以往的空气净化器在人不在室内时关闭切断单元，利用由臭氧生成部生成的臭氧气体去除了室内空间的恶臭及恶臭源。然而，在以往的空气净化器中，在室内有人的时间内无法利用高浓度的臭氧气体。因此，在感染了感染病的感染者处于室内的情况下，由于咳嗽等，包含上述微生物那样的感染源的飞沫向室内空间飞散，附着并蓄积于物体的表面，因此有可能从感染者感染其他人的风险变高。
因此，本公开的目的在于提供一种能够通过在臭氧气体中加入添加剂而生成的羟基自由基来净化空气的空气净化系统以及空气净化方法。
用于解决课题的方法
本公开的空气净化系统具备生成臭氧气体的臭氧生成部和将醇水溶液雾化或气化并放出的放出部。醇水溶液中所含的醇相对于醇水溶液的摩尔分数为0.05以上且0.35以下。通过臭氧气体与雾化或气化后的醇水溶液反应而生成羟基自由基。
醇可以包含乙醇和异丙醇中的至少任一种。醇在换算为气体的情况下，可以以相对于臭氧气体以体积比计为12倍以下的方式放出。也可以是，空气净化系统进一步具备容纳臭氧生成部和放出部的第一壳体，臭氧气体与雾化或气化后的醇水溶液在第一壳体的内侧反应。也可以是，空气净化系统进一步具备容纳臭氧生成部和放出部的第一壳体，臭氧气体与雾化或气化后的醇水溶液在第一壳体的外侧反应。也可以是，空气净化系统进一步具备容纳臭氧生成部的第二壳体和容纳放出部的第三壳体，臭氧气体与雾化或气化后的醇水溶液在第二壳体和第三壳体的外侧反应。外部空间的臭氧气体浓度也可以控制为0.1ppm以下。
本公开的空气净化方法包括生成臭氧气体的工序、使醇水溶液雾化或气化而放出的工序以及通过臭氧气体与雾化或气化后的醇水溶液反应而生成羟基自由基的工序。醇水溶液中所含的醇相对于醇水溶液的摩尔分数为0.05以上且0.35以下。
发明效果
根据本公开，能够提供一种能够通过在臭氧气体中加入添加剂而生成的羟基自由基来净化空气的空气净化系统以及空气净化方法。
附图说明
[图1]图1是表示一实施方式的空气净化系统的概略图。
[图2]图2是表示另一实施方式的空气净化系统的概略图。
[图3]图3是表示另一实施方式的空气净化系统的概略图。
[图4]图4是示出醇的摩尔分数与羟基自由基荧光峰高之间的关系的图表。
具体实施方式
以下，参照附图对几个例示的实施方式进行说明。需要说明的是，为了便于说明，附图的尺寸比率被夸大，有时与实际的比率不同。
[第一实施方式]
首先，使用图1对第一实施方式的空气净化系统1进行说明。如图1所示，本实施方式的空气净化系统1具备空气净化装置2。空气净化装置2具备第一壳体10、过滤器部20、送风部30、臭氧生成部40、放出部50以及控制部60。但是，空气净化装置2只要具备臭氧生成部40和放出部50即可，不一定需要具备第一壳体10、过滤器部20、送风部30以及控制部60。在本实施方式的空气净化系统1中，如后所述，由臭氧生成部40生成的臭氧气体与从放出部50放出的作为添加剂的醇水溶液反应而生成羟基自由基。然后，空气净化系统1通过羟基自由基来净化空气。
臭氧(O3)的氧化还原电位高达2.07V，臭氧气体显示出极强的氧化力，因此臭氧气体可用于杀菌和病毒的灭活。另外，臭氧气体的一部分反应而在空气中生成的羟基自由基(OH·)的氧化还原电位更高，为3.85V，在含有氧原子的分子中氧化能力最强。然而，在未添加添加剂的通常的状态下，难以由臭氧气体生成羟基自由基。因此，在本实施方式的空气净化系统1中，使臭氧气体的未反应的部分与作为添加剂的醇水溶液反应而生成氧化力高的羟基自由基，使空间中的羟基自由基的浓度增大，由此提高杀菌力。
第一壳体10容纳有过滤器部20、送风部30、臭氧生成部40、放出部50以及控制部60。第一壳体10划分出空气净化装置2的内部空间和作为外部空间的室内空间。在第一壳体10设置有用于从第一壳体10的外侧吸入空气的吸气口11和用于将从吸气口11吸入的空气向第一壳体10的外侧排出的排气口12。在第一壳体10的内侧设置有连接吸气口11和排气口12的空气流路13，空气在空气流路13内从吸气口11朝向排气口12流动。在空气流路13中，从上游侧起依次配置有过滤器部20、送风部30以及臭氧生成部40。
过滤器部20设置于吸气口11，从由第一壳体10的外侧吸入的空气中去除异物。过滤器部20例如也可以包含公知的防尘过滤器。另外，过滤器部20除了防尘过滤器以外还可以包含公知的功能性过滤器。
送风部30在空气流路13中设置于过滤器部20的下游侧。送风部30使空气通过吸气口11并从第一壳体10的外侧流入第一壳体10的内侧，使流入到第一壳体10内的空气通过排气口12而排出到第一壳体10的外侧。送风部30例如也可以包含西洛克风扇。送风部30在附图中配置于过滤器部20的下游侧，但如果配置于空气流路13内，则能够生成从吸气口11朝向排气口12的气流。因此，送风部30例如也可以配置在排气口12附近。
臭氧生成部40生成臭氧气体。臭氧气体是气体的臭氧。具体而言，臭氧生成部40由从第一壳体10的外侧吸入的空气中的氧生成臭氧气体。由臭氧生成部40生成的臭氧气体通过排气口12而向第一壳体10的外侧排出。臭氧生成部40只要能够生成臭氧气体就没有特别限定，例如可以包括电晕放电和无声放电等那样的放电式臭氧发生器或紫外线灯式臭氧发生器。由臭氧生成部40生成的臭氧气体的量例如可以通过变更臭氧生成部40的输出以及臭氧生成时间等来调整。
空气净化系统1也可以具备对第一壳体10的外侧以及内侧的至少任一方的臭氧气体浓度进行测定的臭氧浓度传感器。在测定第一壳体10的外侧的臭氧气体浓度的情况下，测定臭氧气体与醇水溶液反应后的室内臭氧气体浓度，因此能够得到室内臭氧气体量的直接指标。另一方面，在测定第一壳体10的内侧的臭氧气体浓度的情况下，臭氧浓度传感器例如配置于空气流路13中的臭氧生成部40的下游侧。在该情况下，臭氧浓度传感器能够直接测定由臭氧生成部40生成的臭氧气体的浓度，因此能够得到由臭氧生成部40生成的臭氧气体量的指标。因此，能够根据臭氧生成部40的状态容易地调整臭氧气体生成量。
空气净化系统1中的外部空间的臭氧气体浓度优选控制为0.1ppm以下。由此，即使在人处于室内的情况下，也能够通过空气净化系统1来净化空气。外部空间的臭氧气体浓度可以控制为0.08ppm以下。空气净化系统1能够通过羟基自由基进行除菌，因此外部空间的臭氧气体浓度的下限没有特别限定，例如可以控制为0.01ppm以上。需要说明的是，本说明书中，ppm是指体积百万分数。
由臭氧生成部40生成的臭氧气体的浓度没有特别限定。如上所述，外部空间的臭氧气体浓度优选为0.1ppm以下。然而，由于臭氧气体与醇水溶液反应而生成羟基自由基，因此由臭氧生成部40生成的臭氧气体的至少一部分与醇水溶液反应而消失。因此，由臭氧生成部40生成的臭氧气体的浓度也可以超过0.1ppm。但是，从进一步降低第一壳体10的外侧气氛中的臭氧气体浓度的观点出发，优选将由臭氧生成部40生成的臭氧气体的浓度控制为0.1ppm以下。另外，通过将臭氧气体浓度设为0.1ppm以下，能够抑制特定的材料因臭氧气体而劣化。由臭氧生成部40生成的臭氧气体的浓度也可以控制为0.08ppm以下。另外，空气净化系统1能够通过羟基自由基来净化空气，因此由臭氧生成部40生成的臭氧气体的浓度下限没有特别限定，例如可以控制为0.01ppm以上。
放出部50使醇水溶液雾化或气化而放出。然后，由臭氧生成部40生成的臭氧气体与雾化或气化后的醇水溶液反应，由此生成羟基自由基。此时，可以将雾化或气化后的醇水溶液供给至臭氧气体，也可以将臭氧气体供给至雾化或气化后的醇。
羟基自由基是自由基的一种，例如，能够从构成微生物的蛋白质和脂质这样的有机物夺取氢而分解，对细菌进行杀菌或使病毒灭活。羟基自由基与臭氧相比氧化还原电位高，即使在羟基自由基的浓度低的情况下，也具有充分的杀菌或灭活效果。例如，若比较对大肠杆菌进行99％杀菌所需的CT值(Concentration-Time Value)，则也有人说羟基自由基是与臭氧相比为几百分之一倍以下的CT值。
因此，根据本实施方式的空气净化系统1，通过羟基自由基的作用，即使在臭氧气体浓度低的情况下，也能够有效地对细菌进行杀菌，使病毒灭活。另外，羟基自由基的反应性高，与夺取的氢结合而变为水，因此残留性低。进而，羟基自由基能够通过高氧化力来分解有机物，因此不仅能够应用于细菌的杀菌以及病毒的灭活，还能够应用于除臭、漂白以及清洗等。
需要说明的是，据说利用羟基自由基对大肠杆菌进行99％杀菌所需的CT值为4.7×10-10mol/L·min，可以预想到其他细菌和病毒等也具有同样的倾向。另一方面，在臭氧气体浓度为0.1ppm、相对湿度为80％(相当于所谓的臭氧雾)的情况下，新型冠状病毒(SARS-CoV-2)在CT(ppm×min)＝24时为27％，在CT＝42时为13％，在CT＝60时为4.6％，TCID50降低。若将该值用指数函数进行近似，则能够推测在CT为约92时TCID50为1％。即，臭氧气体浓度为0.1ppm时的99％灭活时间为920分钟即大约15小时。如后述的实施例那样，在臭氧气体浓度为0.1ppm的气体中加入添加剂而能够使羟基自由基比水分的添加多2倍的条件的情况下，99％灭活所需的时间为1/2倍，即7.5小时左右。该灭活时间与臭氧气体和添加剂的反应生成物的活化量(实质羟基自由基浓度)成反比。通过以这样的想法来控制臭氧气体和添加剂的量，能够估算到新型冠状病毒99％灭活为止的时间。另外，在使用将臭氧气体与水蒸气(水的微粒)混合而形成的臭氧雾的情况下，在使用去除了水分的臭氧气体的情况下的约1/5的时间内显示出同等的杀菌率。在使臭氧气体与醇水溶液反应的情况下，能够以使用臭氧雾的情况下的再约1/2的时间进行杀菌，因此可以说与使用去除了水分的臭氧气体的情况相比，到灭活为止的时间约为1/10。
放出部50如上所述使醇水溶液雾化或气化而放出。醇水溶液可以通过雾化或气化中的任一种而放出，也可以通过雾化及气化而放出。另外，醇水溶液也可以在雾化后立即为微小的液滴，然后使微小的液滴气化。通过使醇水溶液雾化或气化，臭氧气体与醇水溶液的反应变得容易进行，因此能够高效地生成羟基自由基。放出部50也可以包含将醇水溶液雾化的喷雾器和将醇水溶液气化的气化器中的至少任一种。喷雾器例如可以包含选自超声波式喷雾器、网式喷雾器及压缩机式喷雾器中的至少一种。气化器例如也可以包含加热式气化器。
超声波式喷雾器利用超声波的空化效应来喷雾醇水溶液。超声波式喷雾器也可以包括设置有超声波振子的外侧槽和设置于比外侧槽靠内侧的位置的内侧槽。超声波式喷雾器例如以与内侧槽接触的方式在外侧槽容纳水等那样的冷却液，通过冷却液而向容纳于内侧槽的醇水溶液传递来自超声波振子的超声波振动能量，由此能够将醇水溶液进行喷雾。
网式喷雾器使用超声波振动和网将醇水溶液喷雾。网式喷雾器也可以包括超声波振子、具有多个开口部的网以及容纳醇水溶液的罐。网式喷雾器例如通过超声波振子的振动将罐内的醇水溶液从网的多个开口部挤出。由此，网式喷雾器能够将醇水溶液进行喷雾。
压缩机式喷雾器使用由压缩机压缩后的气体来喷雾醇水溶液。压缩机式喷雾器可以包含喷雾喷嘴、罐和压缩机。容纳于罐中的醇水溶液被送至喷雾喷嘴，压缩机将空气等气体压送至喷雾喷嘴。压缩机式喷雾器能够利用由压缩机送来的气体从喷雾喷嘴喷雾醇水溶液。
加热式气化器对醇水溶液进行加热，将通过加热而气化的醇水溶液放出。加热式气化器可以包括加热器和储存醇水溶液的罐。加热式气化器也可以将储存于罐的醇水溶液送至加热器，并通过加热使送来的醇水溶液气化。加热器也可以利用焦耳热来加热醇水溶液。
醇水溶液中所含的醇相对于醇水溶液的摩尔分数为0.05以上且0.35以下。羟基自由基也可以通过使臭氧气体与水反应而生成，但若使用摩尔分数为上述范围内的醇水溶液，则使臭氧气体与醇水溶液反应而得到的羟基自由基的生成量变多。因此，能够以高效率生成氧化力比臭氧气体高的羟基自由基，因此即使将室内的臭氧气体浓度维持为较低的状态，也能够提高细菌的杀菌和病毒的灭活效果。醇水溶液中的醇的摩尔分数可以为0.1以上，也可以为0.3以下。
醇在换算为气体的情况下，可以以相对于臭氧气体以体积比计为12倍以下的方式放出。上述体积比为12倍以下时，有时使臭氧气体与醇水溶液反应而得到的羟基自由基的生成量变多。上述体积比可以为11倍以下。另外，上述体积比可以为0.1倍以上，可以为1倍以上，也可以为2倍以上。
醇水溶液中所含的醇没有特别限定。从容易地将醇水溶液雾化或气化的观点出发，优选含有碳原子数为1以上且5以下的醇。醇水溶液可以包含选自甲醇、乙醇、异丙醇等丙醇、丁醇和戊醇组成的组中的至少一种醇。其中，醇优选包含作为消毒用醇而通用使用的乙醇和异丙醇中的至少任一种。另外，从羟基自由基的生成量变多的观点出发，醇优选包含乙醇。
在本实施方式的空气净化系统1中，臭氧气体与雾化或气化后的醇水溶液在第一壳体10的内侧反应。通过在第一壳体10的内侧使臭氧气体与醇水溶液反应，臭氧气体的一部分在第一壳体10的内侧消失。因此，即使生成大量的臭氧气体，也能够抑制高浓度的臭氧气体向室内放出。放出部50例如可以向空气流路13内放出醇水溶液，也可以向与空气流路13不同的混合室内放出醇水溶液，在空气流路13或混合室内使臭氧气体与醇水溶液反应。放出部50可以将醇水溶液如图1所示那样放出到空气流路13中的比臭氧生成部40靠下游侧的位置，也可以放出到上游侧。
控制部60包括CPU、ROM以及RAM。CPU能够读入存储于ROM的程序，按照程序来执行运算以及控制等命令。RAM能够存储从送风部30、臭氧生成部40以及放出部50等取得的信息，CPU能够读出存储于RAM的信息并用于运算等处理。控制部60也可以控制送风部30、臭氧生成部40以及放出部50的驱动的开启以及关闭。控制部60可以以连续地驱动送风部30、臭氧生成部40以及放出部50的方式进行控制，也可以以在规定的时机断续地驱动的方式进行控制。送风部30、臭氧生成部40以及放出部50的驱动时机可以相同，也可以分别不同。例如，控制部60也可以以同时发生臭氧气体的生成和醇水溶液的放出的方式来控制臭氧生成部40和放出部50的驱动时机。另外，控制部60也可以控制臭氧生成部40和放出部50的驱动时机，以使得臭氧气体的生成和醇水溶液的放出在不同的时机发生。另外，控制部60也可以基于由臭氧浓度传感器测定的浓度来控制臭氧生成部40的驱动。
需要说明的是，在本实施方式中，对由臭氧生成部40生成的臭氧气体与从放出部50放出的醇水溶液反应而生成的羟基自由基不经由臭氧分解部等而从排气口12排出的例子进行了说明。然而，本实施方式的空气净化系统1通过羟基自由基来净化空气，因此也可以在空气流路13中的生成羟基自由基的区域的下游侧具备将未反应的臭氧气体分解的臭氧分解部。由此，能够在净化空气的同时降低室内的臭氧气体浓度。臭氧分解部例如可以包含通过与臭氧气体接触而将臭氧气体分解的二氧化锰那样的臭氧分解催化剂。
如以上说明的那样，本实施方式的空气净化系统1具备生成臭氧气体的臭氧生成部40和将醇水溶液雾化或气化而放出的放出部50。醇水溶液中所含的醇相对于醇水溶液的摩尔分数为0.05以上且0.35以下。然后，通过臭氧气体与雾化或气化后的醇水溶液反应而生成羟基自由基。
另外，本实施方式的空气净化方法包括生成臭氧气体的工序、使醇水溶液雾化或气化并放出的工序以及通过臭氧气体与雾化或气化后的醇水溶液反应而生成羟基自由基的工序。醇水溶液中所含的醇相对于醇水溶液的摩尔分数为0.05以上且0.35以下。
羟基自由基与臭氧气体相比氧化力高，因此即使在空间内的羟基自由基浓度低的情况下，也能够有效地对细菌进行杀菌，使病毒灭活。因此，也可以不像以往的空气净化器那样在人不在室内的时间内熏蒸高浓度的臭氧气体。另外，羟基自由基能够通过高氧化力来分解有机物，因此，也能够代替细菌的杀菌和病毒的灭活或在它们的基础上，应用于除臭、漂白和清洗等。因此，根据本实施方式的空气净化系统1或空气净化方法，能够通过在臭氧气体中加入添加剂而生成的羟基自由基来净化空气。需要说明的是，空气净化系统1或空气净化方法在人不在室内的情况下，为了提高细菌的杀菌及病毒的灭活，也可以将高浓度的臭氧气体与氢自由基并用。
[第二实施方式]
接着，使用图2对第二实施方式的空气净化系统1进行说明。在第一实施方式的空气净化系统1中，具备容纳臭氧生成部40和放出部50的第一壳体10，臭氧气体与雾化或气化后的醇水溶液在第一壳体10的内侧反应。在本实施方式的空气净化系统1中，在具备容纳臭氧生成部40和放出部50的第一壳体10这一点上与第一实施方式的空气净化系统1相同。另一方面，在本实施方式的空气净化系统1中，臭氧气体与雾化或气化后的醇水溶液在第一壳体10的外侧反应。关于除此以外的点，第二实施方式的空气净化系统1与第一实施方式的空气净化系统1同样。
如图2所示，放出部50以能够将醇水溶液放出到第一壳体10的外侧的方式设置于第一壳体10。放出部50例如朝向通过第一壳体10的排气口12排出的臭氧气体放出醇水溶液。由此，由臭氧生成部40生成的臭氧气体与从放出部50放出的醇水溶液在第一壳体10的外侧混合，生成羟基自由基。
如以上说明的那样，本实施方式的空气净化系统1进一步具备容纳臭氧生成部40和放出部50的第一壳体10，臭氧气体与雾化或气化后的醇水溶液在第一壳体10的外侧反应。根据本实施方式的空气净化系统1，由于在第一壳体10的外侧生成羟基自由基，因此能够有助于室内的墙壁、地板和天花板以及放置于室内的物体上附着的细菌和病毒的杀菌或灭活。
[第三实施方式]
接着，使用图3对第三实施方式的空气净化系统1进行说明。在第一实施方式的空气净化系统1中，具备容纳臭氧生成部40和放出部50的第一壳体10。另一方面，本实施方式的空气净化系统1具备容纳臭氧生成部40的第二壳体15和容纳放出部50的第三壳体51来代替第一壳体10。然后，臭氧气体与雾化或气化后的醇水溶液在第二壳体15和第三壳体51的外侧反应。关于除此以外的点，第三实施方式的空气净化系统1与第一实施方式的空气净化系统1同样。
本实施方式的空气净化系统1具备臭氧生成装置3和放出装置4。臭氧生成装置3具备第二壳体15、过滤器部20、送风部30、臭氧生成部40以及控制部60。第二壳体15容纳有过滤器部20、送风部30、臭氧生成部40以及控制部60。第二壳体15相当于第一壳体10，划分出臭氧生成装置3的内部空间和作为外部空间的室内空间。与第一壳体10同样地，在第二壳体15设置有吸气口11和排气口12，在第二壳体15的内侧设置有连接吸气口11和排气口12的空气流路13。臭氧生成装置3在不具备放出部50这一点上与第一实施方式的空气净化装置2不同，但除此以外的点与空气净化装置2同样。需要说明的是，臭氧生成装置3具备臭氧生成部40即可，不一定需要具备过滤器部20、送风部30以及控制部60。
放出装置4具备放出部50和第三壳体51。放出部50容纳于第三壳体51。放出部50设置于第三壳体51，向第三壳体51的外侧喷雾醇水溶液。放出部50可以使用与第一实施方式同样的放出部，使醇水溶液雾化或气化而放出。
由臭氧生成部40生成的臭氧气体向第二壳体15的外侧放出。另外，放出装置4将醇水溶液放出到第三壳体51的外侧。然后，由臭氧生成部40生成的臭氧气体与从放出部50放出的醇水溶液在第二壳体15及第三壳体51的外侧混合，生成羟基自由基。
如以上说明的那样，本实施方式的空气净化系统1进一步具备容纳臭氧生成部40的第二壳体15和容纳放出部50的第三壳体51。然后，臭氧气体与雾化或气化后的醇水溶液在第二壳体15和第三壳体51的外侧反应。根据本实施方式的空气净化系统1，臭氧气体与醇水溶液在第二壳体15和第三壳体51的外侧反应。因此，在第二壳体15及第三壳体51的外侧生成羟基自由基，因此能够有助于室内的墙壁、地板及天花板以及放置于室内的物体上附着的细菌及病毒的杀菌或灭活。另外，由于能够使容纳臭氧生成部40的第二壳体15与容纳放出部50的第三壳体51分体，因此能够使故障时的维护变得容易。
空气净化系统1例如设置于建筑物以及移动体等的室内，能够净化室内的空气。空气净化系统1例如能够在房屋、医院、学校、工厂、吸烟室、汽车、公共汽车、电车以及船舶等中使用。
需要说明的是，在第一实施方式至第三实施方式中，对能够搬运的移动式的空气净化系统1进行了说明，但空气净化系统1也可以是设置于室内的天花板或墙壁等的固定式的空气净化系统。
实施例
以下，通过实施例及比较例更详细地说明本实施方式，但本实施方式并不限定于这些实施例。
[实施例1]
首先，以富士胶片和光纯药株式会社制的特级异丙醇的摩尔分数为0.1的方式将异丙醇和水以1：9的比率混合，制备异丙醇水溶液的药剂(添加剂)。接着，换算成气体时，以成为臭氧：异丙醇＝1：2.8(体积比)左右的混合比的方式，使臭氧气体与气化后的异丙醇水溶液在反应槽中反应。具体而言，将异丙醇换算为气体时，以相对于臭氧气体以体积比计为约2.8倍的方式放出。更具体而言，将以流量20μL/分钟放出的上述药剂加热而气化。然后，将气化后的药剂与臭氧气体浓度为500ppm、流量500mL/min的气体混合，在保温于30℃的反应槽中进行反应。
在反应槽内载置装有化学传感器液的烧杯。化学传感器液是以对苯二甲酸的浓度成为2mmol/L的方式在DMF(N,N-二甲基甲酰胺)：甲醇＝4：1的混合液250mL中溶解对苯二甲酸0.084g而制备的。对苯二甲酸使用富士胶片和光纯药株式会社制的特级，DMF使用富士胶片和光纯药株式会社制的特级，甲醇使用富士胶片和光纯药株式会社制的特级。
对苯二甲酸即使照射波长310nm的紫外线也不发出荧光。然而，对苯二甲酸与羟基自由基反应而生成的2-羟基对苯二甲酸吸收波长310nm的紫外线而发出在波长425nm附近具有峰的荧光。因此，将该化学传感器液用作羟基自由基生成量的指标。化学传感器液的荧光强度使用株式会社岛津制作所制的分光荧光光度计RF-5300进行测定。具体而言，对化学传感器液照射波长310nm的紫外线，测定从化学传感器液发出的荧光的波长425nm附近的光谱的峰强度(羟基自由基荧光峰高)。
[实施例2]
以异丙醇的摩尔分数成为0.3的方式将异丙醇与水以3：7的比率混合而制备异丙醇水溶液的药剂，除此以外，与实施例1同样地测定羟基自由基荧光峰高。需要说明的是，异丙醇在换算为气体的情况下，以相对于臭氧气体以体积比计为约8.1倍的方式放出。
[实施例3]
以富士胶片和光纯药株式会社制的特级乙醇的摩尔分数成为0.1的方式将乙醇和水以1：9的比率混合而制备乙醇水溶液的药剂，除此以外，与实施例1同样地测定羟基自由基荧光峰高。需要说明的是，乙醇在换算为气体的情况下，以相对于臭氧气体以体积比计为约3.6倍的方式放出。
[实施例4]
以乙醇的摩尔分数成为0.3的方式将乙醇与水以3：7的比率混合而制备乙醇水溶液的药剂，除此以外，与实施例1同样地测定羟基自由基荧光峰高。需要说明的是，乙醇在换算为气体的情况下，以相对于臭氧气体以体积比计为约11倍的方式放出。
[比较例1]
除了使用醇的摩尔分数为0的水作为药剂以外，与实施例1同样地测定羟基自由基荧光峰高。
[比较例2]
以异丙醇的摩尔分数成为0.5的方式将异丙醇与水以1：1的比率混合而制备异丙醇水溶液的药剂，除此以外，与实施例1同样地测定羟基自由基荧光峰高。需要说明的是，异丙醇在换算为气体的情况下，以相对于臭氧气体以体积比计为约13倍的方式放出。
[比较例3]
以乙醇的摩尔分数成为0.5的方式将乙醇与水以1：1的比率混合而制备乙醇水溶液的药剂，除此以外，与实施例1同样地测定羟基自由基荧光峰高。需要说明的是，乙醇在换算为气体的情况下，以相对于臭氧气体以体积比计为约19倍的方式放出。
[表1]
药剂 羟基自由基荧光峰高(A.U.) 醇体积比
实施例1 异丙醇水溶液(摩尔分数0.1) 101 2.8
实施例2 异丙醇水溶液(摩尔分数0.3) 88 8.1
实施例3 乙醇水溶液(摩尔分数0.1) 127 3.6
实施例4 乙醇水溶液(摩尔分数0.3) 125 11
比较例1 水(摩尔分数0) 67 0
比较例2 异丙醇水溶液(摩尔分数0.5) 46 13
比较例3 乙醇水溶液(摩尔分数0.5) 75 19
如表1和图4所示，在实施例1～实施例4中，使摩尔分数为0.05以上且0.35以下的醇水溶液与臭氧气体反应。需要说明的是，在图4中追加了作为羟基自由基荧光峰高的测定误差的+5％和-5％的线。在这些实施例中，与比较例1～比较例3那样的使水和摩尔分数为0.5的醇水溶液与臭氧气体反应的情况相比，羟基自由基的产生量增加。例如，在乙醇水溶液(摩尔分数0.1)的情况下，羟基自由基的峰值比与水的情况相比为1.9倍，具有约2倍的活性(杀菌性能)。该机理尚不确定，但可根据臭氧气体的反应性来推定。首先，如果存在水分，则容易与臭氧气体反应而产生羟基自由基。
由于臭氧气体与醇的反应性比与水的反应性高，因此认为在使实施例1～实施例4那样的醇水溶液反应的情况下，与使水反应的情况相比，羟基自由基的产生量变多到约2倍。另一方面，如果醇的摩尔分数过多，则生成的羟基自由基与醇反应，生成羟基自由基的一部分会消失。因此，在摩尔分数为0.5的情况下，推定羟基自由基产生量变低了。需要说明的是，在本例中，为了装置的方便，对臭氧气体的浓度为500ppm时的羟基自由基的生成量进行了评价，但在臭氧气体的浓度为0.1ppm那样的低浓度的体系中也可以预想成为同样的结果。
另外，观察气化后的醇相对于臭氧气体的体积比(醇体积比)，在羟基自由基浓度增加后的醇的摩尔分数为0.1的实施例1中为2.8，在实施例3中为3.6。另外，在醇的摩尔分数为0.3的实施例2中为8.1，在实施例4中为11。因此，醇的添加量在换算成气体的情况下，与臭氧气体的体积比达到12倍为优选的范围。
在此引用日本特愿2020-189387号(申请日：2020年11月13日)的全部内容。
对几个实施方式进行了说明，但能够基于上述公开内容进行实施方式的修正或变形。上述实施方式的全部构成要素以及权利要求书所记载的全部特征只要它们不相互矛盾，则也可以分别提取并组合。
本公开例如能够对联合国主导的可持续发展目标(SDGs)的目标3“确保所有年龄的所有人的健康生活，促进福利”做出贡献。
符号说明
1…空气净化系统，10…第一壳体，15…第二壳体，40…臭氧生成部，50…放出部，51…第三壳体。

Claims (8)

1.一种空气净化系统，具备生成臭氧气体的臭氧生成部以及将醇水溶液雾化或气化并放出的放出部，
所述醇水溶液中所含的醇相对于所述醇水溶液的摩尔分数为0.05以上且0.35以下，
通过所述臭氧气体与雾化或气化后的所述醇水溶液反应而生成羟基自由基。
2.根据权利要求1所述的空气净化系统，其中，所述醇包含乙醇和异丙醇中的至少任一种。
3.根据权利要求1或2所述的空气净化系统，其中，所述醇在换算为气体的情况下，以相对于所述臭氧气体以体积比计为12倍以下的方式被放出。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的空气净化系统，其中，进一步具备容纳所述臭氧生成部和所述放出部的第一壳体，
所述臭氧气体与雾化或气化后的所述醇水溶液在所述第一壳体的内侧反应。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的空气净化系统，其中，进一步具备容纳所述臭氧生成部和所述放出部的第一壳体，
所述臭氧气体与雾化或气化后的所述醇水溶液在所述第一壳体的外侧反应。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的空气净化系统，其中，进一步具备容纳所述臭氧生成部的第二壳体和容纳所述放出部的第三壳体，
所述臭氧气体与雾化或气化后的所述醇水溶液在所述第二壳体及所述第三壳体的外侧反应。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的空气净化系统，其中，外部空间的臭氧气体浓度被控制为0.1ppm以下。
8.一种空气净化方法，包括：
生成臭氧气体的工序，
将醇水溶液雾化或气化并放出的工序，以及
通过所述臭氧气体与雾化或气化后的所述醇水溶液反应而生成羟基自由基的工序；
所述醇水溶液中所含的醇相对于所述醇水溶液的摩尔分数为0.05以上且0.35以下。
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