JP2000107608A - High strength photocatalyst, its production and its use - Google Patents

High strength photocatalyst, its production and its use

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JP2000107608A
JP2000107608A JP28113798A JP28113798A JP2000107608A JP 2000107608 A JP2000107608 A JP 2000107608A JP 28113798 A JP28113798 A JP 28113798A JP 28113798 A JP28113798 A JP 28113798A JP 2000107608 A JP2000107608 A JP 2000107608A
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JP
Japan
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photocatalyst
particles
strength
agglomerate
granules
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Application number
JP28113798A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Nagaoka
茂 長岡
Tokumitsu Kurihara
得光 栗原
Masanori Ochiai
正則 落合
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Titan Kogyo KK
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Titan Kogyo KK
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Publication date
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    • Y02W10/30Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/37Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance fixability, separation workability and strength without reducing activity by agglomerating glass granules with a binding agent and fixing photocatalyst particles with an inorganic material as a bonding agent on the surface of the resultant agglomerate as a substrate. SOLUTION: Shirasu as volcanic ejecta particles is previously put in a pan type granulator and a sodium silicate solution and hydraulic cement are added while rotating the granulator to form the volcanic ejecta granules. The granules are put in a hermetically sealed vessel, gaseous carbon dioxide is injected, the granules are fired to obtain an agglomerate of the volcanic ejecta granules and the granules are further foamed to make them foamed particles. Titanium dioxide and an aqueous silica sol, together with glass beads, are charged into a mayonnaise bottle and dispersed with a paint conditioner to obtain a silica sol-containing coating material. After the agglomerate of the foamed volcanic ejecta granules is immersed as a substrate in the coating material, photocatalyst particles are fixed on the agglomerate and the coating material and the agglomerate are separated with a sieve and dried. By heat-treating it, the permeability and NOx removal rate are enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高強度光触媒体及
びその製造方法並びにその用途に関し、特に、基体とし
てガラス粒子の集塊物を用いた光触媒体及びその製造方
法並びにその用途に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-strength photocatalyst, a method for producing the same, and uses thereof, and more particularly, to a photocatalyst using an aggregate of glass particles as a substrate, a method for producing the same, and uses thereof. .

【0002】[0002]

【従来の技術】光触媒粒子にそのバンドギャップ以上の
エネルギーを持つ波長の光を照射すると光励起によって
伝導体に電子を、価電子帯に正孔を生じ、電子の強い還
元力や正孔の強い酸化力を各種反応に利用できることは
よく知られたことである。光触媒粒子それ自体は微粒子
であり、そのまま光触媒として用いると反応後の固気分
離や固液分離が困難なため、光触媒粒子より大きな基体
上に光触媒粒子を固定させて利用する試みがなされてい
る。
2. Description of the Related Art When a photocatalyst particle is irradiated with light having a wavelength having an energy greater than its band gap, electrons are generated in a conductor and holes are generated in a valence band by photoexcitation, and a strong reducing power of electrons and a strong oxidation of holes are generated. It is well known that power can be used for various reactions. The photocatalyst particles themselves are fine particles, and if used as such as a photocatalyst, solid-gas separation or solid-liquid separation after the reaction is difficult. Therefore, attempts have been made to fix and use the photocatalyst particles on a substrate larger than the photocatalyst particles.

【0003】基体上に光触媒用粒子を固定させる方法と
して、例えば以下のものが提案されている。
As a method for fixing photocatalyst particles on a substrate, for example, the following methods have been proposed.

【0004】(1)ニトロセルロース、ガラス、ポリ塩
化ビニル、ナイロン、メタクリル樹脂、ポリプロピレン
等の光透過性物質材料からなるフィルム状、ビーズ状、
ボード状、繊維状等の形状の基体に酸化チタン微粉末を
付着させる方法(特開昭62−66861号公報)。
(1) Films, beads, and the like made of a light-transmitting material such as nitrocellulose, glass, polyvinyl chloride, nylon, methacrylic resin, and polypropylene.
A method in which titanium oxide fine powder is adhered to a substrate such as a board or a fiber (Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-66861).

【0005】(2)多孔性ガラス支持体にチタン(IV)
テトラブトキシオキサイドのアルコール溶液を含浸し、
加熱して、アナターゼ型の酸化チタンにすることによっ
て多孔性ガラス支持体に保持・固定する方法(特開平2
−50154号公報)。
(2) Titanium (IV) on a porous glass support
Impregnated with an alcohol solution of tetrabutoxy oxide,
A method of heating and converting to titanium oxide of the anatase type to hold and fix it on a porous glass support (Japanese Patent Laid-Open No.
-50154).

【0006】(3)色素又は金属錯体などの光増感剤を
側鎖として持つ多孔性高分子膜(例えばポリフッ化エチ
レン樹脂)中に圧入、含浸、付着等の方法により、半導
体触媒粉末を保持・固定する方法(特開昭58−125
602号公報)。
(3) The semiconductor catalyst powder is held by a method such as press-fitting, impregnating, or adhering into a porous polymer film (for example, a polyfluoroethylene resin) having a photosensitizer such as a dye or a metal complex as a side chain. .Fixing method (Japanese Patent Laid-Open No. 58-125)
602).

【0007】(4)ポリプロピレン繊維あるいはセラミ
ックスからなる濾過フィルターに酸化チタンを固定する
方法(特開平2−68190号公報)。
(4) A method of fixing titanium oxide to a filter made of polypropylene fiber or ceramics (Japanese Patent Laid-Open No. 2-68190).

【0008】(5)石英、ガラス、プラスチックの繊維
のからみの中に酸化チタン粉末を保持・固定しその両面
を光透過性のガラスでおさえつける方法(アメリカ特許
4888101)。
(5) A method in which a titanium oxide powder is held and fixed in the entanglement of quartz, glass and plastic fibers, and both surfaces thereof are held down with a light-transmitting glass (US Pat. No. 4,888,101).

【0009】(6)アルミナ基板に白金をスパッタリン
グ法により固着させ、その上にアナターゼ型の酸化チタ
ン粉末とメチルメタクリレートの有機溶媒溶液との混合
分散液をスピンコーティング法により塗着し、しかるの
ちに結着剤としてのメチルメタクリレートを加熱分解す
るとともに、アナターゼ型の酸化チタンをルチル型の酸
化チタンにする方法(Robert E.Hetri
c,Applied Physics Communi
cations,5,(3),177−187(198
5))。
(6) Platinum is fixed on an alumina substrate by a sputtering method, and a mixed dispersion of an anatase-type titanium oxide powder and an organic solvent solution of methyl methacrylate is applied thereon by a spin coating method. A method of thermally decomposing methyl methacrylate as a binder and converting anatase type titanium oxide to rutile type titanium oxide (Robert E. Hetri
c, Applied Physics Comuni
sessions, 5, (3), 177-187 (198
5)).

【0010】(7)ポリエステル布の表面に酸化チタン
を低温溶射方法で溶射固定する方法(桜田司、表面技術
41巻、10号、P60(1990))。
(7) A method in which titanium oxide is thermally spray-fixed to the surface of a polyester cloth by a low-temperature thermal spraying method (T. Sakurada, Surface Technology Vol. 41, No. 10, P60 (1990)).

【0011】しかしながら、光触媒粒子を基体へ固定す
るための上記公知の方法には、それぞれ以下の欠点があ
った。
However, each of the above-mentioned known methods for fixing the photocatalyst particles to the substrate has the following disadvantages.

【0012】まず、(1),(3),(4),(5)など
の有機物をバインダ−とする固定では、光触媒粒子の光
触媒作用で大部分の有機物が分解されるので、長期使用
時の固定は信頼性が無い。また、(2)の方法は、高価
な有機チタン化合物を原料とする上に、破損し易いガラ
スに直接固定させているため、強度の信頼性が低い。一
方、(6)及び(7)の方法は固定の際に非常に高温に
なり、光触媒粒子の高い光触媒活性が失われるので好ま
しくない。
First, in the case where the organic substance such as (1), (3), (4) or (5) is used as a binder, most of the organic substance is decomposed by the photocatalytic action of the photocatalyst particles. Is not reliable. In the method (2), since an expensive organic titanium compound is used as a raw material and the glass is directly fixed to a glass which is easily damaged, the reliability of strength is low. On the other hand, the methods (6) and (7) are not preferable because the temperature becomes extremely high during fixing and the high photocatalytic activity of the photocatalytic particles is lost.

【0013】その他、よく使用される方法として、単に
無機多孔質体、繊維にスラリ状の酸化チタンを含浸、固
定させる方法、及びシリカ系、アルミナ系等のアルカリ
塩を加水分解や加熱溶融させたバインダ−を使用する方
法等があるが、前者では酸化チタン粒子が固定されてい
ないために、振動、衝撃で容易に脱落するし、後者では
触媒を固定するためのバインダ−によって、触媒表面が
被覆されて活性が大部分失われるという問題があった。
Other commonly used methods include simply impregnating and fixing a slurry of titanium oxide in an inorganic porous material or fiber, or hydrolyzing or heating and melting an alkali salt such as silica or alumina. There is a method of using a binder, etc., but in the former, the titanium oxide particles are not fixed, so they easily fall off due to vibration and impact, and in the latter, the catalyst surface is coated with a binder for fixing the catalyst. There is a problem that the activity is largely lost.

【0014】また、これらの方法では加工が困難なため
に、コストがかさむ一方、光エネルギ−を充分に利用で
きないという問題があった。
Further, these methods are difficult to process, so that the cost is increased and there is a problem that light energy cannot be sufficiently utilized.

【0015】一方、実用的立場からすれば、光触媒体を
使用する際の作業性、被処理物との分離操作性の点よ
り、固定化する基体が重要となってくるが、従来のもの
は必ずしもこれらを満足するものではなかった。
On the other hand, from a practical standpoint, the substrate to be immobilized is important from the viewpoint of workability when using the photocatalyst and operability in separating from the object to be treated. They were not always satisfactory.

【0016】さらに、近年、環境汚染防止と関連して光
触媒粒子の適用範囲はとみに増大している。これに関連
し、その光触媒機能を損なうことなく、安価にて強固
に、かつ長期間にわたって固定させる方法が求められて
いるが、従来の方法は必ずしも満足できるものではなか
った。また、光触媒体の基体についても安価で光触媒粒
子との固定性に優れ、実用的に十分な強度を有し、被処
理物との分離操作を容易にするものが求められるが、従
来のものはこれらの要求を十分に満足するものではなか
った。
Further, in recent years, the application range of the photocatalyst particles has been remarkably increased in connection with the prevention of environmental pollution. In this connection, there has been a demand for a method of fixing the photocatalytic function at low cost, firmly, and for a long time without impairing its photocatalytic function, but the conventional method has not always been satisfactory. In addition, the substrate of the photocatalyst is required to be inexpensive, have excellent fixability to the photocatalyst particles, have sufficient strength for practical use, and facilitate the operation of separating from the object to be treated. These requirements were not fully satisfied.

【0017】また、上記環境汚染防止に関連して、光触
媒粒子を用いてアルデヒド、メルカプタン、アンモニア
等の有害ガスを分解・除去したり、工場排水、鉱業排
水、湖沼、海水等の汚水を浄化したり、又、水耕栽培培
養液を殺菌する簡便な方法が要望されている。
In connection with the above-mentioned environmental pollution prevention, photocatalytic particles are used to decompose and remove harmful gases such as aldehydes, mercaptans, and ammonia, and purify sewage such as industrial wastewater, mining wastewater, lakes and seawater. There is also a need for a simple method for sterilizing a hydroponic culture solution.

【0018】特に、水耕栽培は、農業における省資源、
省エネルギー及び生産量の増加を目的とした野菜や花卉
の生産方式の一つであり、近年急速に普及している。
In particular, hydroponics is a resource saving in agriculture,
It is one of the production methods of vegetables and flowers for the purpose of energy saving and increase of production, and has rapidly spread in recent years.

【0019】水耕栽培では、作物を収穫した後、使用し
ていた培養液を廃棄しており、これが地下水の汚染や河
川・湖沼の富栄養化の原因となっている。従って上記培
養液のリサイクル技術を確立することは、資源の節減と
環境汚染防止の観点から有効な手法となる。培養液のリ
サイクルを考える場合、肥料成分の調整以外に栽培中に
混入した植物病原菌の除去を行うことが最も重要であ
る。
In hydroponics, after harvesting the crop, the used culture solution is discarded, which causes contamination of groundwater and eutrophication of rivers and lakes. Therefore, establishing the culture solution recycling technique is an effective method from the viewpoint of saving resources and preventing environmental pollution. When considering the recycling of the culture solution, it is most important to remove plant pathogenic bacteria mixed during cultivation in addition to adjusting the fertilizer components.

【0020】従来の水耕栽培における植物病原菌の除去
技術は、(1)薬剤投与、(2)紫外線照射、(3)オゾン、(4)
加熱法、(5)超音波法等があるが、(1)は薬剤を培養液に
混合する使用登録は認められていないこと、(2)は電
力、ランプ交換などランニングコストが高く、(3)はラ
ンニングコストは安いものの、作物の生育に必要な培養
液中の鉄やマンガンが不溶化してしまう、(4)は全処理
時間(加熱と冷却)が長く、ランニングコストが高い、
(5)は効果が明らかでない、という短所があった。
Conventional techniques for removing plant pathogens in hydroponics include (1) drug administration, (2) ultraviolet irradiation, (3) ozone, (4)
There are heating method, (5) ultrasonic method, etc., but (1) is not permitted to register the use of mixing the drug with the culture solution, (2) is high running cost such as power and lamp replacement, (3) ) Has a low running cost, but iron and manganese in the culture solution required for growing the crop are insolubilized. (4) The total processing time (heating and cooling) is long, and the running cost is high.
(5) had a disadvantage that the effect was not clear.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記問
題点に鑑み、光触媒粒子の有する活性を低下させること
なく、基体との固定性に優れ、安価であり、ガスならび
に水溶液の両者に利用でき、これら被処理物との分離・
作業性に優れた光触媒体を提供すべく、中空シラスバル
ーン等の中空状ガラス粒子を基体とし、その表面に無機
物質を結合剤として光触媒粒子を固定した光触媒体を発
明し、出願した(特願平9−61132)。
DISCLOSURE OF THE INVENTION In view of the above problems, the present inventors have found that the photocatalytic particles have excellent fixation to a substrate, are inexpensive, and can be used in both gas and aqueous solutions without lowering the activity of the photocatalytic particles. It can be used to separate
In order to provide a photocatalyst excellent in workability, a photocatalyst in which a hollow glass particle such as a hollow shirasu balloon is used as a base and a photocatalyst particle is fixed on the surface thereof with an inorganic substance as a binder has been invented and filed (Japanese Patent Application Hei 9-61132).

【0022】しかしながら、この光触媒体は強度の面で
十分でなく、実用に耐え得る程度の十分な強度を有する
光触媒体が要望されていた。
However, the photocatalyst is not sufficient in strength, and a photocatalyst having sufficient strength to withstand practical use has been demanded.

【0023】一方、従来より、火山噴出物粒子や火山噴
出物発泡粒子を結着剤としてセメントや石膏で固めて成
形した構造物用材料が知られている。このような結着剤
にセメントや石膏を用いた成形体は、養成期間(型枠に
流し込んでから固まって製品になるまでの期間)が長
い、生産回転率が悪い、固まるまでの間に傷を受けやす
い等の問題があり、また比重が大きくなるため、輸送コ
ストが高くなり、水に浮かすことが不可能となるといっ
た課題があった。
On the other hand, there has been conventionally known a structural material formed by solidifying with cement or gypsum using volcanic ejecta particles or volcanic ejecta foam particles as a binder. Molded articles using cement or gypsum as such a binder have a long training period (the period from pouring into a mold to solidifying into a product), a low production turnover rate, and damage during solidification. There is a problem that it is easy to receive the water, and because the specific gravity is large, the transportation cost is high, and it is impossible to float on water.

【0024】すなわち、本発明は、実用的視点より、光
触媒粒子の有する活性を低下させることなく、基体との
固定性に優れ、安価であり、ガスならびに水溶液の両者
に利用でき、これら被処理物との分離・作業性に優れる
と共に、実用に耐え得る十分な強度を有する光触媒体と
その製造方法、並びに上記光触媒体を利用した環境汚染
防止のための装置と方法を提供することを目的とする。
That is, from a practical point of view, the present invention is excellent in fixability to a substrate, is inexpensive, can be used for both gas and aqueous solution without deteriorating the activity of the photocatalyst particles. It is an object of the present invention to provide a photocatalyst having excellent strength for separation and workability from the material and having sufficient strength to withstand practical use, a method for producing the same, and an apparatus and method for preventing environmental pollution using the photocatalyst. .

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者らは、上記視点より鋭意研究を行った結果、火山
噴出物粒子や火山噴出物発泡粒子は軽量かつ安価な素材
であるものの、粒子径は500μm以下のものが多いた
め、光触媒体の基体としては被処理物との分離性、飛散
性の点で適さない場合が多く、また2〜3mmからこれ
以上の大きさの固まりのものもあるが、強度が不十分で
あり、かつ強度むらが大きいこと、さらには粒度分布の
調製が容易でないという問題があることを見出した。そ
こで、本発明者らはさらに検討を重ねた結果、これらの
火山噴出物粒子や火山噴出物発泡粒子を所定の結着剤を
用いて造粒して集塊物としたところ、驚くべきことにこ
れらの大きさの分布が揃い、その結果、強度が著しく向
上した実用に適するものが得られることを見出し、本発
明を完成させた。
Means for Solving the Problems and Embodiments of the Invention As a result of intensive studies from the above viewpoint, the present inventors have found that volcanic ejecta particles and volcanic ejecta foam particles are lightweight and inexpensive materials. Since the particle diameter is often 500 μm or less, the photocatalyst body is often not suitable in terms of the separation property from the object to be treated and the scattering property, and a mass of a size of 2 to 3 mm or more. Although there were some, it was found that there was a problem that the strength was insufficient, the strength unevenness was large, and further, it was not easy to adjust the particle size distribution. Therefore, the present inventors further studied and found that these volcanic ejecta particles and volcanic ejecta foam particles were granulated using a predetermined binder to form an agglomerate. The inventors have found that the distributions of these sizes are uniform, and as a result, a material having a significantly improved strength and suitable for practical use is obtained, and the present invention has been completed.

【0026】すなわち、本発明の高強度光触媒体は、ガ
ラス粒子を結着剤で集塊させたガラス粒子集塊物を基体
とし、その表面に無機物質を結合剤として光触媒粒子を
固定させたことを特徴とする。
In other words, the high-strength photocatalyst of the present invention comprises a base made of a glass particle agglomerate obtained by aggregating glass particles with a binder, and fixing the photocatalyst particles on the surface thereof using an inorganic substance as a binder. It is characterized by.

【0027】なお、本発明において、「高強度」とは、
成人が足で踏みつけても自重で破砕されない程度の、十
分実用的な強度をいう。
In the present invention, “high strength” means
It is a sufficiently practical strength that it is not crushed by its own weight when an adult steps on it.

【0028】前記ガラス粒子は、火山噴出物粒子及び/
又は火山噴出物発泡粒子であることが好ましい。
The glass particles include volcanic ejecta particles and / or
Alternatively, it is preferably a volcanic ejecta foam particle.

【0029】これらの粒子集塊物は、光触媒体の基体と
して必要な、光触媒との固定性、強度、流動性、水への
浮き沈み、及び高比表面積等の特性を備え、さらには形
状及びサイズを調製することが比較的容易であるという
特徴を有し、使用目的に応じて両者をどちらか単独か、
あるいは組み合わせて用いることができる。
These particle agglomerates have properties required as a base for the photocatalyst, such as fixability to the photocatalyst, strength, fluidity, up-and-down in water, and high specific surface area. Has the feature that it is relatively easy to prepare, depending on the purpose of use, either alone or
Alternatively, they can be used in combination.

【0030】ここでいう火山噴出物粒子集塊物とは、シ
ラス、ボラ、パーライト等の火山噴出物粒子を結着剤を
用いて造粒し、集塊物としたものであり、また火山噴出
物発泡粒子集塊物とは、前記火山噴出物粒子を加熱し発
泡させた火山噴出物発泡粒子を結着剤を用いて造粒し、
集塊物としたものである。
The agglomerate of volcanic ejecta particles as referred to herein is an agglomerate obtained by granulating volcanic ejecta particles such as shirasu, mullet, and perlite using a binder. Thing foamed particle agglomerate, the volcanic ejecta foam particles obtained by heating and foaming the volcanic ejecta particles are granulated using a binder,
It is an agglomerate.

【0031】本発明で用いる火山噴出物粒子としては、
シラスが好ましい。
The volcanic ejecta particles used in the present invention include:
Shirasu is preferred.

【0032】シラスとは、南九州地方に産出する白色〜
灰白色の火山噴出に伴う降下堆積物の総称であり、同質
のものは全国に広く分布している。シラスには、ポーラ
スなガラス塊である「軽石」のみの層と、軽石と鱗片状
の微小ガラス片とからなる層があり、前者を1次シラ
ス、後者を二次シラスといい、狭義には前者を「軽
石」、後者を「シラス」というが、本発明においては二
次シラスまで含むものである。
[0032] Shirasu is the white color produced in the southern Kyushu region.
It is a collective term for sediment fall associated with gray-white volcanic eruptions, and homogeneity is widely distributed throughout the country. Shirasu has a layer consisting of only pumice, which is a porous glass lump, and a layer consisting of pumice and scaly fine glass pieces. The former is called primary shirasu, and the latter is called secondary shirasu. The former is referred to as "pumice" and the latter as "shirasu", but includes up to secondary shirasu in the present invention.

【0033】本発明で用いる火山噴出物発泡粒子として
は、シラスバルーンが好ましい。
The volcanic ejecta foam particles used in the present invention are preferably shirasu balloons.

【0034】シラスバルーンとは、狭義にはシラス中に
含まれる火山ガラス微細粒子を1000℃前後で短時間
熱処理することによって得られた微細なガラス質(Si
260〜80%)からなる、平均粒径が10〜500μ
m、嵩比重が0.13〜0.70の球形の中空体粒子で
あり、広義には、ボラを加熱して得られたものも含む
が、本発明では広義のボラを加熱して得られたものも含
まれる。
The shirasu balloon is, in a narrow sense, a fine glass (Si) obtained by heat-treating fine particles of volcanic glass contained in shirasu at about 1000 ° C. for a short time.
0 2 60-80%), having an average particle size of 10-500 μm.
m, spherical hollow particles having a bulk specific gravity of 0.13 to 0.70, and include, in a broad sense, those obtained by heating a mullet, but in the present invention, they are obtained by heating a mullet in a broad sense. Also included.

【0035】シラスバルーンは嵩比重が極めて小さく、
かつ不燃性で、融点が高いので高温度下においても不活
性であり、有毒ガスを発生せず、軽量で断熱性、遮音
性、耐熱性等に関して優れた性質をもつ素材である。
Shirasu balloons have extremely low bulk specific gravity.
The material is nonflammable, has a high melting point, is inactive even at high temperatures, does not generate toxic gas, is lightweight, and has excellent properties in terms of heat insulation, sound insulation, heat resistance, and the like.

【0036】シラスバルーンの原料としてはシラス中に
含まれる火山ガラスのうちでも透明で平滑表面を有する
肉厚塊状火山ガラスを多く含むものがバルーンの形状、
比重、強度の点で望まれ、実用に供されている。
As a raw material for the shirasu balloon, among the volcanic glasses contained in the shirasu, those containing a large amount of thick and massive volcanic glass having a transparent and smooth surface are used to form the balloon.
It is desired in terms of specific gravity and strength, and is practically used.

【0037】次に、本発明の高強度光触媒体の基体であ
るガラス粒子集塊物を製造するための結着剤について述
べる。
Next, a binder for producing a glass particle aggregate, which is a substrate of the high-strength photocatalyst of the present invention, will be described.

【0038】本発明において使用される結着剤として
は、光触媒用基体として使用できるよう軽くて高強度の
集塊物とする観点から、珪酸ソーダ、珪酸カリウム、珪
酸リチウム等の珪酸アルカリ、第一リン酸アルミニウ
ム、フリット、水硬性セメントが好ましい。
As the binder used in the present invention, alkali silicates such as sodium silicate, potassium silicate, lithium silicate and the like are used from the viewpoint of forming a light and high-strength agglomerate so as to be used as a substrate for a photocatalyst. Aluminum phosphate, frit and hydraulic cement are preferred.

【0039】また、造粒体の強度をより高めるために、
珪酸アルカリと水硬性セメントとの組み合わせ、珪酸ア
ルカリと水硬性セメントと第一リン酸アルミニウムの組
み合わせ、珪酸アルカリと水硬性セメントとフリットの
組み合わせ、及び珪酸アルカリと水硬性セメントの組み
合わせで使用することがより好ましい。
In order to further increase the strength of the granules,
Combination of alkali silicate and hydraulic cement, combination of alkali silicate and hydraulic cement and aluminum monophosphate, combination of alkali silicate and hydraulic cement and frit, and combination of alkali silicate and hydraulic cement More preferred.

【0040】水硬性セメントとは、水を加えることによ
り硬化するセメントであり、ポルトランドセメント、ア
ルミナセメント、高炉セメント、鉱滓セメント、シリカ
セメント、及びポゾランセメント等があり、これらの中
でもアルミナセメント及びシリカセメントが好ましく、
アルミナセメントが最も好ましい。
The hydraulic cement is a cement which hardens when water is added, and includes Portland cement, alumina cement, blast furnace cement, slag cement, silica cement, pozzolan cement, etc. Among these, alumina cement and silica cement Is preferred,
Alumina cement is most preferred.

【0041】これらの結着剤を用いて得られたガラス粒
子集塊物の強度は定量的な表現は難しいが、成人が自重
で踏みつけても破砕されないほどの強度を有するため、
これを基体として得られた光触媒体も同程度の強度を有
する。
Although the strength of the glass particle aggregate obtained using these binders is difficult to express quantitatively, it has such a strength that it cannot be crushed even if an adult steps on it under its own weight.
The photocatalyst obtained using this as a substrate also has a similar strength.

【0042】ガラス集塊物の大きさは、光触媒能と被処
理物との分離性、設置のしやすさ、回収、飛散性といっ
た実際の使用面との兼ね合いから考えて、好ましくは1
〜50mm、より好ましくは1〜10mm、最も好まし
くは1〜5mmである。
The size of the glass agglomerate is preferably 1 in consideration of the practical use surface such as the photocatalytic ability and the separation property from the object to be treated, ease of installation, recovery and scattering.
5050 mm, more preferably 1-10 mm, most preferably 1-5 mm.

【0043】本発明で使用される光触媒粒子としては、
酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、チタン酸カリウム、チ
タン酸ストロンチウム、チタン酸繊維、硫化モリブデ
ン、及び酸化インジウムの少なくとも1種を用いること
ができ、中でも酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄及びチタ
ン酸ストロンチウムが好ましく、特に酸化チタンが好ま
しい。さらにそれらの光触媒粒子に適当なドーハ゜ント
を添加したものも用いることができる。
The photocatalyst particles used in the present invention include:
At least one of titanium oxide, zinc oxide, iron oxide, potassium titanate, strontium titanate, titanate fiber, molybdenum sulfide, and indium oxide can be used. Among them, titanium oxide, zinc oxide, iron oxide, and strontium titanate can be used. Are preferable, and titanium oxide is particularly preferable. Further, those obtained by adding an appropriate dopant to these photocatalyst particles can also be used.

【0044】光触媒粒子が酸化チタンの場合はアナタ−
ゼ型が好ましい。また比表面積は20〜500m2/g
が好ましく、特に100〜400m2/gがさらに好ま
しい。また酸化チタン粒子径は、一次粒径で0.01〜
1μmが好ましく、さらに好ましくは0.02〜0.1
μmであって、その造粒物や焼結体でも良い。造粒物や
焼結体にして粒径を大きくすると、用途によって無機物
質の膜厚が比較的大きい場合は、膜より頭出しするため
光触媒活性が有効に現れる。
When the photocatalyst particles are titanium oxide,
Ze type is preferred. The specific surface area is 20 to 500 m 2 / g
Is preferable, and 100 to 400 m < 2 > / g is more preferable. The titanium oxide particle diameter is 0.01 to
1 μm is preferred, and more preferably 0.02 to 0.1
μm, and may be a granulated product or a sintered body. When the particle size is increased by forming a granulated product or a sintered body, when the thickness of the inorganic substance is relatively large depending on the application, the inorganic substance is caught from the film, and the photocatalytic activity appears effectively.

【0045】また、酸化チタンには、触媒活性を向上さ
せるため、W、Sn、S、Mo、V、Mn及びZn等の
元素を含む金属酸化物を含有させることもできる。
The titanium oxide may contain a metal oxide containing an element such as W, Sn, S, Mo, V, Mn and Zn in order to improve the catalytic activity.

【0046】酸化チタン同様に他の光触媒粒子において
も純度は特に規定されず、必要によってはバンドギャッ
プの調整を目的に適当な不純物を添加して用いることが
できる。
As with titanium oxide, the purity of other photocatalyst particles is not particularly limited. If necessary, an appropriate impurity may be added for the purpose of adjusting the band gap.

【0047】また本発明の光触媒体にはAg、Cu、Z
n等の抗菌物質、及び活性炭やゼオライト等の有害物質
を吸着させる機能性物質を含有させることもできる。
The photocatalyst of the present invention includes Ag, Cu, Z
n or a functional substance that adsorbs harmful substances such as activated carbon or zeolite.

【0048】光触媒粒子を前記基体上に固定させるため
の結合剤としての無機物質としては、シリカ、アルミ
ナ、粘土、及びフリット等を用いることができるが、中
でもシリカ、フリット及び粘土が好ましく、シリカが最
も好ましい。
As the inorganic substance as a binder for fixing the photocatalyst particles on the substrate, silica, alumina, clay, frit and the like can be used. Among them, silica, frit and clay are preferable, and silica is preferable. Most preferred.

【0049】結合剤がシリカの場合、光触媒粒子含有の
シリカ膜と、シリカを主成分とする基体であるガラス粒
子集塊物との固定性は良好である。膜厚が厚くなると光
触媒効果に対して無駄であり、膜強度も低下する傾向が
あることより膜厚は100μm以下であることが好まし
い。光触媒粒子を含有したシリカ膜中の光触媒粒子の割
合は、10〜90重量%が好ましく、より好ましくは2
0〜85重量%、最も好ましくは40〜80重量%であ
る。
When silica is used as the binder, the fixability between the silica film containing the photocatalyst particles and the glass particle agglomerate, which is a substrate containing silica as a main component, is good. When the film thickness is large, it is useless for the photocatalytic effect, and the film strength tends to decrease. Therefore, the film thickness is preferably 100 μm or less. The ratio of the photocatalyst particles in the silica film containing the photocatalyst particles is preferably 10 to 90% by weight, more preferably 2 to 90% by weight.
0-85% by weight, most preferably 40-80% by weight.

【0050】粘土は特に限定されないが、フリットはリ
ンを含有する化合物が好ましく、融点を低くできる利点
から、代表的にはLi2O-Na2O-B2O3-Al2O3-P2O5の組成を
持つものがさらに好ましい。
The clay is not particularly limited, but the frit is preferably a compound containing phosphorus, and is typically Li 2 O—Na 2 OB 2 O 3 —Al 2 O 3 —P 2 O because of the advantage that the melting point can be lowered. Those having the composition of 5 are more preferred.

【0051】本発明の高強度光触媒体は紫外線の照射に
よる光触媒効果でアルデヒド、メルカプタン等の悪臭ガ
ス、NOx、ダイオキシン等の除去及び殺菌性に優れた
効果を示すとともに、実用強度を有し、光触媒体の加工
性、耐候性及び被処理物との分離操作性に優れている。
The high-strength photocatalyst of the present invention has excellent photocatalytic effects by irradiating ultraviolet rays and has excellent effects of removing odorous gases such as aldehydes and mercaptans, NOx, dioxins, etc. and sterilizing, and has practical strength. Excellent body workability, weather resistance, and separation operability from the object.

【0052】本発明において使用される基体の選択に関
し、水に沈む方が好ましい場合はガラス粒子集塊物とし
て火山噴出物粒子集塊物を用いれば良い。一方、火山噴
出物発泡粒子集塊物を用いる場合、結着剤、無機物質や
光触媒粒子の量によって、見かけ比重を水よりも大きく
も小さくも、すなわち水中に浮遊及び/又は沈降するよ
うにできるので、基体は必要によって選択でき、このよ
うな基体を用いた光触媒体は、後述する水の浄化、水の
殺菌、ならびに水耕栽培培養液の殺菌などに幅広く使用
できる。
Regarding the selection of the substrate used in the present invention, when it is preferable to sink in water, agglomerates of volcanic ejecta particles may be used as the agglomerates of glass particles. On the other hand, when using agglomerates of expanded particles of volcanic ejecta, the apparent specific gravity can be made larger or smaller than water, that is, floated and / or settled in water depending on the amount of the binder, the inorganic substance, and the photocatalyst particles. Therefore, the substrate can be selected as needed, and the photocatalyst using such a substrate can be widely used for purification of water, sterilization of water, sterilization of a culture solution for hydroponics, and the like described below.

【0053】本発明の高強度光触媒体は、例えば、水性
シリカゾル及び水に光触媒粒子を分散させた塗料に、ガ
ラス粒子集塊物(特に、火山噴出物粒子集塊物及び/又
は火山噴出物発泡粒子集塊物)を浸せきしてその表面に
前記塗料を付着させた後、100〜900℃で加熱処理
することによって製造することができる。
The high-strength photocatalyst of the present invention can be used, for example, in a coating material in which photocatalyst particles are dispersed in aqueous silica sol and water, by adding agglomerates of glass particles (particularly, agglomerates of volcanic products and / or foams of volcanic products). (Agglomerated particles), and the coating is adhered to the surface thereof, followed by heat treatment at 100 to 900 ° C.

【0054】前記製造方法は基体となるガラス粒子集塊
物の表面に光触媒粒子を含有したシリカ膜を形成させる
ものである。
In the above-mentioned production method, a silica film containing photocatalyst particles is formed on the surface of the glass particle agglomerate serving as a substrate.

【0055】使用するシリカゾルはその粒径が0.1〜
10nmの微粒子タイプであり、1〜10nmのものが
より好ましい。シリカゾルの粒径が大きいと、光触媒粒
子との接触面積が小さくなるため、接着力が弱くなるの
で好ましくない。このシリカゾルは脱Na処理した水性
シリカゾルであることが必要である。Naイオンを残存
させて塩基性のゾルとしている水性シリカゾルは、塗料
としたときにNaイオンが光触媒粒子に吸着して光触媒
能を大幅に減衰させるため、光触媒用光触媒粒子の固定
用バインダーとしては実用性がない。脱Na処理した水
性シリカゾルは、例えば、珪酸ソーダを原料にイオン交
換樹脂で脱Naして得ることができる。
The silica sol used has a particle size of 0.1 to
It is a fine particle type of 10 nm, and a particle size of 1 to 10 nm is more preferable. If the particle size of the silica sol is large, the contact area with the photocatalyst particles becomes small, so that the adhesive force becomes weak, which is not preferable. This silica sol needs to be an aqueous silica sol that has been subjected to Na removal treatment. Aqueous silica sol, in which Na ions are left as a basic sol, is practically used as a binder for fixing photocatalyst particles for photocatalysts, since Na ions are adsorbed on photocatalyst particles and greatly attenuate the photocatalytic ability when used as a paint. There is no sex. The aqueous silica sol subjected to Na removal can be obtained, for example, by removing sodium using sodium silicate as a raw material with an ion exchange resin.

【0056】シリカゾルと光触媒粒子表面の結合はゾル
粒子と光触媒粒子の接触点で生じるが、前記微粒子シリ
カゾルは本発明で好ましいと考えられる光触媒粒子の一
次粒子径0.01〜1μmに対して適度の大きさを有す
るため、光触媒粒子表面にはシリカと結合していない活
性サイトが多く存在する。このため光触媒能は高く保持
される。
The bonding between the silica sol and the surface of the photocatalyst particles occurs at the contact point between the sol particles and the photocatalyst particles, and the fine particle silica sol is suitable for the primary particle size of the photocatalyst particles of 0.01 to 1 μm considered to be preferable in the present invention. Due to the size, there are many active sites not bonded to silica on the surface of the photocatalyst particles. Therefore, the photocatalytic ability is kept high.

【0057】光触媒粒子の一次粒径(A)とシリカゾルの
粒径(B)の比(A/B)が200〜2の範囲であれば、光
触媒粒子の一次粒子に接着するシリカゾルの個数は、光
触媒固定膜としての接着力と分解能のバランス上最適な
状態となる。前記(A/B)が200より大きい場合、接
着力は強いがシリカゾルが酸化チタン表面の活性点をほ
とんど覆ってしまうため分解能はほとんど認められなく
なる。一方、(A/B)が2より小さい場合、分解能は高
いが固定膜としての接着力が極端に低下する。
When the ratio (A / B) of the primary particle size (A) of the photocatalyst particles to the particle size (B) of the silica sol is in the range of 200 to 2, the number of silica sols adhered to the primary particles of the photocatalyst particles is as follows: An optimal state is obtained in terms of the balance between the adhesive strength and the resolution as the photocatalyst fixing film. When the ratio (A / B) is more than 200, the adhesive force is strong, but the silica sol almost covers the active sites on the titanium oxide surface, and the resolution is hardly recognized. On the other hand, when (A / B) is smaller than 2, the resolution is high but the adhesive strength as the fixing film is extremely reduced.

【0058】また、塗料を作製する際の、光触媒粒子に
対する水性シリカゾルの添加比率は、SiO2基準で1
0〜900重量部が好ましく、より好ましくは15〜4
00重量部、最も好ましくは25〜150重量部であ
る。シリカゾルの添加比率が10重量部より少ないと光
触媒膜の強度が低くなり、またシリカゾルの添加比率が
900重量部より多いと塗膜中の酸化チタン濃度が低下
するため、光触媒塗膜の単位面積当たりの光触媒能が低
下するので好ましくない。
The ratio of the aqueous silica sol to the photocatalyst particles at the time of preparing the coating material is 1 based on SiO 2.
The amount is preferably from 0 to 900 parts by weight, more preferably from 15 to 4 parts by weight.
00 parts by weight, most preferably 25 to 150 parts by weight. If the addition ratio of the silica sol is less than 10 parts by weight, the strength of the photocatalytic film is reduced, and if the addition ratio of the silica sol is more than 900 parts by weight, the titanium oxide concentration in the coating film is reduced. Is not preferred because the photocatalytic ability of the compound decreases.

【0059】またシリカゾルの添加量を上記の範囲で多
くしても光触媒能はほとんど低下せず、塗膜の強度はそ
の添加量にほぼ比例して向上する。第一層を覆った後の
余分のシリカゾルはシリカゾル同士でその上にシロキサ
ン結合のネットワークを形成し、塗膜強度の強化に貢献
している。シリカゾルの積層はnmオーダーの空孔が多
く存在し、塗膜の空隙率は30〜70%と比較的高く保
たれるので、被分解ガスの吸着と反応生成ガスの脱離は
容易で光触媒反応を律速することは無いと考えられる。
Even if the amount of silica sol added is increased within the above range, the photocatalytic activity hardly decreases, and the strength of the coating film increases almost in proportion to the amount added. The extra silica sol after covering the first layer forms a siloxane bond network on the silica sols each other, thereby contributing to the enhancement of the coating film strength. The lamination of silica sol has a lot of pores of nm order and the porosity of the coating film is kept relatively high at 30 to 70%, so that adsorption of decomposed gas and desorption of reaction product gas are easy and photocatalytic reaction Is not considered to be rate-limiting.

【0060】微粒子シリカゾルの粒径が0.1nmより
小さいものは、オリゴマーの性質に近く不安定でゲル化
しやすいため長期保存での安定性が必要な塗料用のバイ
ンダーとしては適さない。また粒径が10nmより大き
いと、シリカゾル同士及びシリカゾルと光触媒粒子、更
にはシリカゾルと基体との接着層との接着力が弱く、塗
膜としての充分な剥離強度がとれないので好ましくな
い。
If the particle size of the fine particle silica sol is smaller than 0.1 nm, it is not suitable as a binder for a coating material which requires stability over a long period of storage because it is unstable and easily gelled due to its properties close to oligomers. On the other hand, if the particle size is larger than 10 nm, the adhesive strength between the silica sols and between the silica sol and the photocatalyst particles, and furthermore, the adhesion between the silica sol and the adhesive layer between the substrate is weak, and the peel strength as a coating film cannot be obtained.

【0061】シリカゾルの結合を強固にする目的で、前
出光触媒塗料に低濃度の酸、または少量の珪酸ソーダあ
るいはアルミン酸ソーダを添加することで、塗膜の剥離
強度を向上させることも可能である。
The peel strength of the coating film can be improved by adding a low-concentration acid or a small amount of sodium silicate or sodium aluminate to the above-mentioned photocatalytic paint for the purpose of strengthening the bond of the silica sol. is there.

【0062】被分解ガスの種類によっては、塗膜に光触
媒粒子以外の吸着剤を併用した方が光触媒効果が高くで
きる場合もある。例えばNOx浄化用として用いる場合
には、吸着剤としてゼオライト、酸化亜鉛微粉末、チタ
ン工業製吸着剤TZ−100等を酸化チタンに対して1
〜30重量部添加することで、NOx浄化能を大幅に向
上させることができる。
Depending on the type of the gas to be decomposed, the use of an adsorbent other than the photocatalyst particles in the coating film may improve the photocatalytic effect in some cases. For example, when used for NOx purification, zeolite, zinc oxide fine powder, titanium industrial adsorbent TZ-100 or the like is used as an adsorbent per 1 titanium oxide.
By adding up to 30 parts by weight, the NOx purification ability can be significantly improved.

【0063】本発明に係る高強度光触媒体は、光触媒粒
子、微粒子シリカゾル、及び水を混合・分散して塗料化
して本塗料中に基体を浸せきするだけでなく、基体に本
塗料を塗布することによっても製造することができる。
The high-strength photocatalyst according to the present invention can be obtained not only by mixing and dispersing photocatalyst particles, fine-particle silica sol, and water to form a coating and dipping the substrate in the coating, but also by coating the substrate with the coating. Can also be manufactured.

【0064】前記塗料を作製する際の、光触媒粒子粉末
に対する微粒子シリカゾルの添加比率は、20〜200
重量部である。20重量部より少ないと塗膜を形成する
ための光触媒粒子粒子とシリカゾルの接着、更には前記
塗膜の基体への接着力が弱く剥離が生じ、また200重
量部より多いと光触媒塗料中の酸化チタン濃度が低下
し、結果的に塗膜中の酸化チタン濃度が低下するため、
光触媒塗膜の単位面積当たりの光触媒能が低下するので
好ましくない。
In preparing the coating material, the addition ratio of the fine particle silica sol to the photocatalyst particle powder is from 20 to 200.
Parts by weight. If the amount is less than 20 parts by weight, adhesion between the photocatalyst particle particles and the silica sol for forming a coating film, and further, the adhesion of the coating film to the substrate is weak, and peeling occurs. Because the titanium concentration decreases, and as a result the titanium oxide concentration in the coating film decreases,
It is not preferable because the photocatalytic ability per unit area of the photocatalytic coating film is reduced.

【0065】固定後の加熱処理は一般的には100〜9
00℃が好ましく、100℃〜500℃がより好まし
い。この範囲に規定したのは、100℃より低くなると
シリカゾルのゲル化に長時間を要し、膜強度を得にくい
ためであり、900℃より高くなると光触媒粒子の活性
が低くなるからである。
The heat treatment after fixing is generally 100 to 9
00 ° C is preferred, and 100 ° C to 500 ° C is more preferred. The reason for defining this range is that if the temperature is lower than 100 ° C., it takes a long time for the silica sol to gel, and it is difficult to obtain a film strength. If the temperature is higher than 900 ° C., the activity of the photocatalyst particles decreases.

【0066】本発明の高強度光触媒体は、また、粘土、
フリット及び光触媒粒子、又は、フリット及び光触媒粒
子を含むペーストをガラス粒子集塊物(特に、火山噴出
物粒子集塊物及び/又は火山噴出物発泡粒子集塊物)に
付着させた後、450〜1000℃で加熱処理すること
によっても得ることができる。
The high-strength photocatalyst of the present invention also comprises clay,
After adhering the frit and the photocatalyst particles or the paste containing the frit and the photocatalyst particles to the glass particle agglomerate (particularly, the volcanic ejecta particle agglomerate and / or the volcanic ejecta foamed particle agglomerate), 450- It can also be obtained by heat treatment at 1000 ° C.

【0067】すなわち、具体的には、粘土、フリット及
び光触媒粒子、又はフリット及び光触媒粒子からなる粉
末を混合し、水又は有機溶媒を用いてペースト状に練
り、これをバットにとり、この中に火山噴出物粒子集塊
物及び/又は火山噴出物発泡粒子集塊物等のガラス粒子
集塊物の適量を入れ、横振動を与えることにより粒子集
塊物表面への光触媒粒子の固定を進行させ、これを45
0〜1000℃、好ましくは450〜800℃、さらに
好ましくは450〜600℃で加熱させる。加熱温度が
450℃より低くなるとフリットの融点より低くなるた
め光触媒粒子が基体上に固定されず、1000℃より高
くなると光触媒粒子の活性が低くなるので好ましくな
い。
That is, concretely, clay, frit and photocatalyst particles, or powder composed of frit and photocatalyst particles are mixed and kneaded into a paste using water or an organic solvent. Put an appropriate amount of glass particle agglomerates such as ejecta particle agglomerates and / or volcanic ejecta foam agglomerates, and apply lateral vibration to advance fixation of photocatalytic particles on the particle agglomerate surface, This is 45
The heating is performed at 0 to 1000 ° C, preferably 450 to 800 ° C, more preferably 450 to 600 ° C. When the heating temperature is lower than 450 ° C., the photocatalytic particles are not fixed on the substrate because the melting point is lower than the melting point of the frit, and when the heating temperature is higher than 1000 ° C., the activity of the photocatalytic particles is undesirably reduced.

【0068】この方法によれば、表面に固定させた光触
媒粒子の有効表面積は若干低下するが、使用中に光触媒
体が表面から剥離せずに光触媒能を劣化させることな
く、固体−気体、又は固体−液体分離を困難にすること
がないという特徴を有する。
According to this method, the effective surface area of the photocatalyst particles fixed on the surface is slightly reduced, but the photocatalyst does not peel off from the surface during use and the photocatalytic ability is not deteriorated, so that the solid-gas or It has the feature that solid-liquid separation is not difficult.

【0069】本発明の高強度光触媒体を、繊維、樹脂、
不織布、金属、及び合金の少なくとも1種からなる袋状
又は網目状の収納容器に入れて高強度光触媒体収納物と
することができる。
The high-strength photocatalyst of the present invention is prepared by using fiber, resin,
A high-strength photocatalyst container can be stored in a bag-like or mesh-like container made of at least one of nonwoven fabric, metal, and alloy.

【0070】ここで、前記収納容器に浮遊体を入れるこ
とが好ましく、この浮遊体として、発泡スチロール、中
空フィラー、木材、及びプラスチックの少なくとも1種
とすることができる。
Here, it is preferable to put a floating body in the storage container, and the floating body can be at least one of styrene foam, hollow filler, wood, and plastic.

【0071】さらに、本発明によれば、前述の高強度光
触媒体又は、前述の高強度光触媒体収納物に、有害ガス
を通過させると共に、紫外線を含有した光を前記容器又
は前記収納物に照射することにより、有害ガスを分解・
除去することができる。
Further, according to the present invention, the harmful gas is passed through the above-mentioned high-intensity photocatalyst or the above-mentioned high-intensity photocatalyst housing, and the container or the housing is irradiated with light containing ultraviolet rays. By decomposing harmful gas,
Can be removed.

【0072】ここでいう有害ガスとは、アルデヒド、メ
ルカフ゜タン、アンモニア、NOx、ダイオキシン等を
含むものである。
The harmful gas referred to here includes aldehyde, mercaptan, ammonia, NOx, dioxin and the like.

【0073】該高強度光触媒体は光触媒粒子や火山噴出
物粒子の種類によって、灰色、黄色、茶色、及び白色を
呈するものであるので、公園や街路樹等の適当な場所に
そのまま配置しても、美観を損ねることなく使用するこ
とができる。
Since the high-intensity photocatalyst exhibits gray, yellow, brown, and white depending on the type of photocatalyst particles and volcanic ejecta particles, it can be placed in an appropriate place such as a park or a street tree. , Can be used without spoiling aesthetics.

【0074】また、簡便かつ安価であり、しかも効率良
く有害ガスを分解・除去するためには、高強度光触媒体
をカラム中に入れて使用するのもよい。すなわち、紫外
線を透過させる材質のカラム中に該高強度光触媒体を入
れ、この中に有害ガスを強制もしくは自然通過させ、太
陽光もしくは紫外線を含有したランプを照射することに
より有害ガスを分解・除去することができる。該高強度
光触媒体において、特に火山噴出物発泡粒子集塊物を基
体とした場合、軽量かつ高強度であるので、カラム中で
使用してもガスの流動が容易であり、光触媒体の交換も
容易である。
To decompose and remove harmful gases efficiently and simply and inexpensively, a high-intensity photocatalyst may be used in a column. That is, the high-intensity photocatalyst is placed in a column made of a material that transmits ultraviolet light, and the harmful gas is forcibly or naturally passed through the column, and the harmful gas is decomposed and removed by irradiating a lamp containing sunlight or ultraviolet light. can do. In the high-strength photocatalyst, particularly when the agglomerates of expanded particles of volcanic eruptions are used as the base material, they are lightweight and high-strength, so that gas flow is easy even when used in a column, and exchange of the photocatalyst is also easy. Easy.

【0075】さらに環境中に排出されるダイオキシン類
の除去に対しても有効である。ダイオキシンは燃焼にお
ける第1次的な発生抑制が十分になされている場合で
も、排ガスが200〜600℃の温度帯で未燃分や触媒
作用を持つダストに接触するとダイオキシン類の2次生
成が起こるとされている。このような環境中に排出され
る1次生成及び2次生成のダイオキシンを排ガス側から
除去するのに、本発明の高強度光触媒体を用いることが
できる。例えば、焼却炉の煙突部に高強度光触媒体を充
填させたカラムを1段、もしくは多段的に取り付ける方
法である。紫外線が透過するカラムであれば、太陽光の
利用により吸着と同時に分解させることが可能である
が、カラムの取り外しを容易にしておけば、煙突部から
吸着カラムを取り外し、これを別の場所にて太陽光、ま
たは紫外線ランプを照射させることにより、吸着物質を
分解させることが可能となる。また、このものは繰り返
し使用してもかまわない。
Further, it is effective for removing dioxins discharged into the environment. Even when primary generation of dioxin is sufficiently suppressed in combustion, secondary generation of dioxins occurs when exhaust gas comes into contact with unburned components or dust having a catalytic action in a temperature range of 200 to 600 ° C. It has been. The high-strength photocatalyst of the present invention can be used to remove primary and secondary dioxins discharged into such an environment from the exhaust gas side. For example, there is a method in which a column filled with a high-strength photocatalyst is attached to a chimney portion of an incinerator in one stage or in multiple stages. If it is a column that transmits ultraviolet light, it can be decomposed at the same time as adsorption by using sunlight.However, if the column is easily removed, remove the adsorption column from the chimney and place it in another place. By irradiating with sunlight or an ultraviolet lamp, the adsorbed substance can be decomposed. This may be used repeatedly.

【0076】また、該光触媒体を紫外線を透過させる材
質のフレーム等に入れて使用することもできる。この場
合は、持ち運びが容易であり、設置、及び光触媒体の交
換が容易であるという特徴を有する。
Further, the photocatalyst can be used by putting it in a frame or the like made of a material which transmits ultraviolet rays. In this case, it is easy to carry, and it is easy to install and exchange the photocatalyst.

【0077】更に、前記高強度光触媒体収納物を用いて
も有害ガスの分解・除去を同様に行うことができる。
Further, the decomposition and removal of the harmful gas can be performed in the same manner by using the high-strength photocatalyst container.

【0078】さらに、本発明によれば、水中に浮遊及び
/又は沈降するように比重を調整した前述の高強度光触
媒体又は前述の高強度光触媒体収納物に水を通過させる
と共に、紫外線を含有した光を照射することにより水を
浄化することができる。
Further, according to the present invention, water is passed through the above-described high-intensity photocatalyst or the above-described high-intensity photocatalyst housing whose specific gravity is adjusted so as to float and / or settle in water, and contains ultraviolet rays. By irradiating the light, the water can be purified.

【0079】ここでいう水とは、工場排水、鉱業排水、
工業用水、農業用水、飲料水、湖沼、河川水、海水等を
含むものである。これらの存在する湖岸、川岸、海岸、
流水路、貯水槽内、濾過器内、下水道、あるいは水棲生
物の飼養域内に本発明の高強度光触媒体を用いて水の浄
化を行うに当たり、これらの水と接触しうる箇所に、前
記高強度光触媒体を設置したり、あるいは前記高強度光
触媒体を水に投入したりして配置する。次に、配置した
高強度光触媒体に紫外線を含有した光を照射させ、水を
浄化する。
The water referred to here is factory wastewater, mining wastewater,
It includes industrial water, agricultural water, drinking water, lakes and marshes, river water, seawater, and the like. These existing lake shores, river banks, shores,
In purifying water using the high-strength photocatalyst of the present invention in a flowing water channel, a water tank, a filter, a sewer, or a breeding area of aquatic organisms, at a location that can come into contact with these waters, A photocatalyst is provided, or the high-intensity photocatalyst is placed in water. Next, the disposed high-intensity photocatalyst is irradiated with light containing ultraviolet rays to purify water.

【0080】紫外線を含有した光としては、例えば、太
陽光や蛍光灯、ブラックランプ、キセノンフラッシュラ
ンプ、水銀灯などの光があげられる。この中でも、特
に、300〜400nmの紫外線を含有した光が好まし
い。紫外線を含有した光の照射量や照射時間などは汚水
の汚染の程度によって適宜設定できる。高強度光触媒体
に紫外線を含有した光を照射させる方法は適宜選択でき
るが、例えば、水面上部から照射したり、汚水の中に光
源を設置して照射したり、水槽内の汚水を浄化する場合
には、水槽の側面部から照射したりすることもできる。
また、本発明の高強度光触媒体を汚水と接触しうる前記
の箇所に配置し、次いで紫外線を含有した光を照射する
と、照射を受ける箇所では、該光触媒体の光触媒機能に
よって該汚水を浄化でき、しかも、紫外線を含有した光
の照射を受けない同じ反応系内の箇所では、反応系内で
発生した水質浄化機能を有する微生物が基体に付着した
り、予め水質浄化機能を有する微生物を光触媒体に付着
させることによって、該微生物による浄化を行うことが
できる。
The light containing ultraviolet rays includes, for example, light from sunlight, fluorescent lamps, black lamps, xenon flash lamps, mercury lamps and the like. Among them, light containing ultraviolet rays of 300 to 400 nm is particularly preferable. The irradiation amount and irradiation time of the light containing ultraviolet rays can be appropriately set depending on the degree of contamination of the wastewater. The method of irradiating the high-intensity photocatalyst with light containing ultraviolet rays can be appropriately selected.For example, when irradiating from the upper surface of the water, irradiating by installing a light source in the sewage, or purifying the sewage in the water tank Can be irradiated from the side of the water tank.
Further, when the high-intensity photocatalyst of the present invention is disposed at the above-mentioned place where it can come into contact with wastewater, and then irradiated with light containing ultraviolet rays, at the place to be irradiated, the wastewater can be purified by the photocatalytic function of the photocatalyst. In addition, in a part of the same reaction system that is not irradiated with light containing ultraviolet light, microorganisms having a water purification function generated in the reaction system may adhere to the substrate, or microorganisms having a water purification function in advance may be photocatalyzed. By adhering to the microorganism, purification by the microorganism can be performed.

【0081】前記汚水の浄化方法における対象処理物に
ついて言えば、水中に残っている遊離塩素やトリハロメ
タン等の有機物を分解・除去することができ、また、水
質汚濁防止法の改訂によって規制が強化された鉱業排水
中に含まれるセレンの除去にも利用できる。
Regarding the target treated substances in the above-mentioned sewage purification method, organic substances such as free chlorine and trihalomethane remaining in water can be decomposed and removed, and regulations have been strengthened by the revision of the Water Pollution Control Law. It can also be used to remove selenium from mining wastewater.

【0082】後者の場合、鉱業排水中に高強度光触媒体
を投入し太陽光を利用する方法、また、カラム中に本発
明の高強度光触媒体を入れ、この中に鉱業排水を通過さ
せ紫外線含有照射ランプを当てる方法等により、6価の
セレンを4価もしくは0価に還元して回収するものであ
る。
In the latter case, a method in which a high-intensity photocatalyst is put into mining wastewater and sunlight is used, or the high-intensity photocatalyst of the present invention is put in a column, and the mining wastewater is passed through the column to contain ultraviolet light Hexavalent selenium is reduced to tetravalent or zero-valent by a method of applying an irradiation lamp or the like and collected.

【0083】また、本発明の高強度光触媒体を用いた汚
水の浄化方法の応用として、該光触媒体を投入した水中
に配管を浸せきして、有害ガスを通過させバブリングさ
せることで有害ガスを分解させることもできる。
Further, as an application of the method for purifying sewage using the high-strength photocatalyst of the present invention, a pipe is immersed in water into which the photocatalyst has been charged, and the harmful gas is passed through and bubbled to decompose the harmful gas. It can also be done.

【0084】さらに装置的には紫外線を含有した光の光
触媒体への照射効率を高めるため、光の反射板を設けた
り、容器内壁面を鏡面仕上げとしたり、容器内壁面に鏡
もしくはこれに類するものを設置したりすることもでき
る。
Further, in terms of the apparatus, in order to increase the efficiency of irradiating the photocatalyst with light containing ultraviolet light, a light reflecting plate is provided, the inner wall surface of the container is mirror-finished, or the inner wall surface of the container is mirror or similar. You can also install things.

【0085】本発明の高強度光触媒体を用いて、例えば
水の浄化を行う場合、水の流出口にネット等を張って光
触媒体の流出を防止することができるが、流出口径より
も大きな前記収納容器に光触媒体を入れ、光触媒体収納
物として使用すれば、流出は防止でき、かつ、回収も容
易にできる。
In the case of purifying water, for example, using the high-strength photocatalyst of the present invention, a net or the like can be provided at the outlet of water to prevent the photocatalyst from flowing out. If the photocatalyst is put in the storage container and used as a photocatalyst storage, the outflow can be prevented and the collection can be facilitated.

【0086】また、前記高強度光触媒体収納物を水に浮
遊させて使用したい場合は、前記収納容器に浮遊体を入
れればよい。前記浮遊体は発泡スチロール、中空フィラ
ー、木材、プラスチックス等が使用できる。逆に水中に
沈めて固定したいときや、道路や街路樹等に置いたとき
に風等による移動を避けたいときは、可能であればロー
プ、針金、接着剤等で固定すればよいが、前記収納容器
に固定材として、木材、石及び金属塊を入れてもよい。
When the high-strength photocatalyst storage material is to be used in a state of being suspended in water, the floating body may be put in the storage container. Styrofoam, hollow filler, wood, plastics and the like can be used as the floating body. Conversely, when you want to submerge and fix it, or when you want to avoid movement due to wind when placed on a road or street tree, if possible, you can fix it with a rope, wire, adhesive, etc. Wood, stone and metal lump may be put in the storage container as a fixing material.

【0087】また、本発明によれば、水中に浮遊及び/
又は沈降するように比重を調整した前述の高強度光触媒
体又は前述の高強度光触媒体収納物に培養液を通過させ
ると共に、紫外線を含有した光を照射することにより水
耕栽培培養液を殺菌することができる。
Further, according to the present invention, floating in water and / or
Alternatively, the culture solution is passed through the above-described high-intensity photocatalyst or the above-described high-intensity photocatalyst housing, the specific gravity of which is adjusted to settle, and the hydroponic culture is sterilized by irradiating light containing ultraviolet rays. be able to.

【0088】本発明の高強度光触媒体は、各種菌類に対
し殺菌効果を有する酸化チタンや酸化亜鉛を用いること
ができ、かつ、見かけ比重が光触媒粒子及び無機物質の
量によって水よりも大きくも小さくも調節できるので、
培養液槽中の任意の位置に存在させて植物病原菌を効率
よく殺菌できる。
The high-strength photocatalyst of the present invention can use titanium oxide or zinc oxide having a bactericidal effect against various fungi, and has an apparent specific gravity larger or smaller than water depending on the amount of the photocatalyst particles and the inorganic substance. Can also be adjusted,
Plant pathogens can be efficiently killed by being present at any position in the culture solution tank.

【0089】光触媒活性を促す光源としては、紫外線ラ
ンプが望ましいが従来の強度は必要なく、ランニングコ
ストの削減ができる。また、本発明の高強度光触媒体を
培養液容器とは別の容器に紫外線照射装置と共に設け、
培養液容器と結合してポンプで循環させれば、殺菌効果
は一層効率的であり培養液容器のメンテナンスも向上す
る。
As a light source for promoting photocatalytic activity, an ultraviolet lamp is desirable, but the conventional intensity is not required, and the running cost can be reduced. Further, the high-intensity photocatalyst body of the present invention is provided together with the ultraviolet irradiation device in a container different from the culture solution container,
If it is connected to the culture solution container and circulated by a pump, the sterilization effect is more efficient and the maintenance of the culture solution container is improved.

【0090】更に、前記高強度光触媒体収納物を用いて
も同様にして水耕栽培培養液を殺菌することができる。
Further, the culture solution for hydroponics can be sterilized in the same manner by using the above-mentioned high-strength photocatalyst storage material.

【0091】いずれの用途においても収納容器内には当
該光触媒体のほか、光触媒効果補助剤として、活性炭や
ゼオライト等の有害物質吸着剤及びこれらの造粒物や成
形物、抗菌物質及びこれの造粒物や成形物の適量を同時
に入れることが出来る。
In any case, in addition to the photocatalyst, the adsorbent for harmful substances such as activated carbon and zeolite as well as the photocatalyst adjuvant and the granulated or molded product, the antibacterial substance and the antibacterial material for the photocatalyst effect auxiliary agent in any use. Appropriate amounts of granules and moldings can be added at the same time.

【0092】以下に実施例を挙げて、本発明の内容をよ
り詳細に説明するが、これら実施例はあくまでも例示で
あり、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。
Hereinafter, the contents of the present invention will be described in more detail with reference to examples, but these examples are merely examples, and the scope of the present invention is not limited thereto.

【0093】[0093]

【実施例】A:火山噴出物粒子集塊物の製造法 火山噴出物粒子であるシラスの100重量部をあらかじ
めパン型造粒機に投入し、回転させながら、珪酸ソーダ
溶液100重量部、及び水硬性セメント100重量部を
除々に添加し、火山噴出物粒子の造粒物を得た。次にこ
の火山噴出物粒子の造粒物を密閉容器に入れ、炭酸ガス
を注入した。これを900℃で1時間焼成することによ
り、火山噴出物粒子集塊物を得た。
Example A: Method for producing agglomerates of volcanic ejecta particles 100 parts by weight of shirasu, which are volcanic ejecta particles, were previously charged into a pan-type granulator and, while rotating, 100 parts by weight of a sodium silicate solution; 100 parts by weight of hydraulic cement was gradually added to obtain granules of volcanic ejecta particles. Next, the granules of the volcanic ejecta particles were placed in a closed container, and carbon dioxide gas was injected. This was calcined at 900 ° C. for 1 hour to obtain an agglomerate of volcanic ejecta particles.

【0094】B:火山噴出物発泡粒子集塊物の製造法 Aで火山噴出物粒子を火山噴出物発泡粒子のシラスバル
ーンとする以外は同様にして製造した。
B: Method for Producing Agglomerates of Volcanic Effluent Foamed Particles The same procedure was carried out except that the volcanic ejecta particles in Example A were replaced with shirasu balloons of foamed volcanic ejecta particles.

【0095】実施例1 酸化チタン(アナターゼ型 比表面積150m2/g)
6g、 水性シリカゾル(粒径5nm、二酸化チタンの一
次粒径/シリカゾルの粒径=4)23.5gを3mmの
ガラスビーズ60gとともに120mlのマヨネーズ瓶
に仕込み、レッドデビル社製のペイントコンディショナ
ーで30分間分散、混合して、シリカゾルを含有する塗
料とした。
Example 1 Titanium oxide (anatase type specific surface area 150 m 2 / g)
6 g, aqueous silica sol (particle diameter 5 nm, primary particle diameter of titanium dioxide / particle diameter of silica sol = 4) 23.5 g was charged into a 120 ml mayonnaise bottle together with 60 g of 3 mm glass beads, and was treated with a red Devil paint conditioner for 30 minutes. The mixture was dispersed and mixed to obtain a coating containing silica sol.

【0096】さらに、平均粒径5mmの火山噴出物発泡
粒子集塊物を基体として、前記塗料中に浸せきし、ふる
いにて塗料と光触媒粒子を固定した火山噴出物発泡粒子
集塊物とを分離した。一昼夜風乾後、150℃で焼き付
けして光触媒粒子含有のシリカ膜を基体に固定化した。
400℃で1時間の熱処理を行い光触媒体を得た。
Further, the agglomerate of expanded particles of volcanic ejecta having an average particle diameter of 5 mm was immersed in the above-mentioned paint using the substrate as a base, and the agglomerate of expanded particles of volcanic ejecta and the immobilized photocatalyst particles were separated by a sieve. did. After air drying all day and night, baking was performed at 150 ° C. to fix the silica film containing the photocatalyst particles to the substrate.
Heat treatment was performed at 400 ° C. for 1 hour to obtain a photocatalyst.

【0097】実施例2 実施例1において、塗料中の酸化チタン量を2.6gと
する以外は同様にして行った。
Example 2 Example 2 was repeated except that the amount of titanium oxide in the paint was changed to 2.6 g.

【0098】実施例3 実施例1において、光触媒粒子を酸化亜鉛とする以外は
同様にして行った。
Example 3 Example 3 was repeated except that the photocatalyst particles were changed to zinc oxide.

【0099】実施例4 実施例1において、光触媒粒子をチタン酸ストロンチウ
ムとする以外は同様にして行った。
Example 4 The procedure of Example 1 was repeated, except that the photocatalyst particles were changed to strontium titanate.

【0100】実施例5 実施例1において、基体を火山噴出物粒子集塊物とする
以外は同様にして行った。
Example 5 The procedure of Example 1 was repeated, except that the base material was a volcanic ejecta particle aggregate.

【0101】実施例6 実施例1において基体に平均粒径0.3mmの火山噴出
物発泡粒子集塊物を用いる以外は同様にして行った。
Example 6 The procedure was performed in the same manner as in Example 1 except that the agglomerate of expanded particles of volcanic ejecta having an average particle diameter of 0.3 mm was used as the substrate.

【0102】実施例7 実施例1の酸化チタン粉末6gとリン酸エステル系フリ
ット4gをコーヒーミルで混合後、この混合粉末をバッ
ト上に広げた。基体である平均粒径約2mmの火山噴出
物発泡粒子集塊物をバットに入れ、霧吹きにて水を噴霧
し転がしながら基体への酸化チタン粉末の固定を進行さ
せた。酸化チタン固定の火山噴出物発泡粒子集塊物は1
10℃で1時間乾燥後、550℃,2時間の熱処理を行
い光触媒体を得た。
Example 7 6 g of the titanium oxide powder of Example 1 and 4 g of a phosphate ester frit were mixed in a coffee mill, and the mixed powder was spread on a vat. The agglomerates of expanded particles of volcanic ejecta having an average particle size of about 2 mm, which are the base material, were put into a vat, and water was sprayed by spraying to fix the titanium oxide powder to the base while rolling. Volcanic effluent expanded particle agglomerates fixed with titanium oxide are 1
After drying at 10 ° C. for 1 hour, heat treatment was performed at 550 ° C. for 2 hours to obtain a photocatalyst.

【0103】実施例8 実施例1の試料40g、及び直径3mmの球状発泡スチ
ロール10個を10cm×10cmの不織布製袋に入れ
て光触媒収納物とした。
Example 8 40 g of the sample of Example 1 and 10 spherical polystyrene foams having a diameter of 3 mm were placed in a nonwoven fabric bag of 10 cm × 10 cm to obtain a photocatalyst container.

【0104】実施例9 実施例1の試料40gを10cm×10cm×2cmの
ステンレス製網状容器内に入れて光触媒収納物とした。
Example 9 A 40 g sample of Example 1 was placed in a stainless steel mesh container of 10 cm × 10 cm × 2 cm to form a photocatalyst container.

【0105】比較例1 実施例1の火山噴出物発泡粒子集塊物にかえて、園芸用
軽石のひゅうが土を使用した以外は実施例1と同様に行
った。
Comparative Example 1 The same procedure as in Example 1 was carried out except that porcelain pumice for horticultural use was replaced with agglomerated agglomerates of expanded particles of the volcanic ejecta of Example 1.

【0106】比較例2 火山噴出物発泡粒子集塊物のみを試料とした。Comparative Example 2 Only the agglomerates of expanded particles of volcanic products were used as samples.

【0107】比較例3 火山噴出物粒子集塊物のみを試料とした。Comparative Example 3 Only the agglomerate of volcanic ejecta particles was used as a sample.

【0108】比較例4 実施例1の酸化チタンをアクリル、アクリル−メラミン
及びウレタン樹脂に分散させた塗料を基体に塗布した。
Comparative Example 4 A coating material in which the titanium oxide of Example 1 was dispersed in acrylic, acryl-melamine and urethane resin was applied to a substrate.

【0109】比較例5 比較例2の試料をステンレス製網状容器内に入れて収納
物とした。
Comparative Example 5 The sample of Comparative Example 2 was placed in a stainless steel net-shaped container to make a storage.

【0110】試験例 1.剥離試験 走査型電子顕微鏡観察より、光触媒体における基体表面
上への光触媒粒子の固定化を確認した後、光触媒体を水
中に入れ10分間超音波をかけ、光触媒体を水と分離し
た後の、水の透過率を測定した。透過率95%以上を
○、95%未満を×とした。
Test Example 1 Peeling test After observing the fixation of the photocatalyst particles on the substrate surface in the photocatalyst from scanning electron microscope observation, the photocatalyst was placed in water, sonicated for 10 minutes, and the photocatalyst was separated from water. The water transmission was measured. A transmittance of 95% or more was rated as ○, and a transmittance of less than 95% was rated as x.

【0111】2.NOxの浄化試験 試験法、試験装置、及び試験条件を以下に記す。[0111] 2. NOx purification test The test method, test equipment, and test conditions are described below.

【0112】<試験法> 1.評価用試料を2個直列につないだシャーレ型反応容
器の両方に入れた。 2.ボンベからのNOxガスを空気に混合してバイパス
で流し、NOx濃度200ppb、空気流量1L/分で
安定させた。 3.反応容器にガスを流してから30分後、紫外線強度
0.1mW/cm2で照射を開始した。紫外線を照射す
る直前のNOx濃度(Vint)を測定した。 4.紫外線照射開始から30分後のNOx濃度(V30)
を測定した。NOx浄化率は以下のように定義した。 NOx浄化率(%)={(Vint−V30)/Vint}×1
00
<Test Method> Two evaluation samples were placed in both petri dish type reaction vessels connected in series. 2. The NOx gas from the cylinder was mixed with air and flowed by bypass, and stabilized at a NOx concentration of 200 ppb and an air flow rate of 1 L / min. 3. 30 minutes after flowing the gas into the reaction vessel, irradiation was started at an ultraviolet intensity of 0.1 mW / cm 2 . The NOx concentration (Vint) immediately before the irradiation with ultraviolet rays was measured. 4. NOx concentration 30 minutes after the start of UV irradiation (V30)
Was measured. The NOx purification rate was defined as follows. NOx purification rate (%) = {(Vint−V30) / Vint} × 1
00

【0113】<試験装置> NOx測定装置:計測器サービス(株)ML9841A 反応容器 :(有)ビドロ化学 シャーレ式光反応
容器(内径156mm、深さ32mm)ガラス蓋をテフ
ロンリングを挟んで、ボルトで本体に固定し、側面のガ
ラス管を通じてガスを流通させた。 原ガス :NO/N2 0.1%のガスボンベ 流量調整 :(株)コフロック製サーマルマスフロ
ーコントローラー 配管 :テフロン管を用いた。
<Testing Apparatus> NOx measuring apparatus: Instrument Service Co., Ltd. ML9841A Reactor: Vidro Chemical Petri dish-type photoreactor (inner diameter: 156 mm, depth: 32 mm) A glass lid is sandwiched between a Teflon ring and bolts It was fixed to the main body and gas was passed through a glass tube on the side. Raw gas: NO / N 2 0.1% gas cylinder Flow rate adjustment: Thermal mass flow controller manufactured by Kofloc Co., Ltd. Piping: Teflon pipe was used.

【0114】<試験条件> NOx濃度 :約200ppb ガス流量 :1L/min. 評価用試料 :10cm×10cm×1cmの紙製の
枠に試料40gを入れた。 紫外線強度 :0.1mW/cm2 測定温度 :20℃ 湿度 :空気はシリカゲルにより乾燥した。
(室温で約60%)
<Test conditions> NOx concentration: about 200 ppb Gas flow rate: 1 L / min. Evaluation sample: 40 g of a sample was put in a 10 cm × 10 cm × 1 cm paper frame. UV intensity: 0.1 mW / cm 2 Measurement temperature: 20 ° C. Humidity: Air was dried with silica gel.
(About 60% at room temperature)

【0115】3.かびの発生試験 水道水100mlを入れた200mlのガラスビーカー
中に炊いた米5粒、及び試験試料10gを入れた。温度
20〜30℃、湿度40〜60%の室内中に1週間放置
した。試験試料を入れていないブランクをこれと同時に
放置し、1週間後の米からのかび発生の有無を確認し
た。
3. Mold Development Test Five rice grains cooked in a 200 ml glass beaker containing 100 ml of tap water and 10 g of a test sample were placed. It was left in a room at a temperature of 20 to 30 ° C. and a humidity of 40 to 60% for one week. A blank containing no test sample was left at the same time, and one week later, the presence or absence of mold generation from rice was confirmed.

【0116】4.光触媒体耐候性試験 光触媒体にスガ試験機(株)製デューパネル光コントロ
ールウェザーメーターを使用して、500時間の紫外線照
射を行った後、光触媒体表面の色調の変化を調べ、1記
載の剥離試験条件に準じ、剥離試験を行い透過率を測定
した。視覚的に変色が認められず、剥離試験での透過率
が95%以上である場合を○とし、変色が認められるか
もしくは、剥離試験による透過率が95%未満の場合を
×とした。
4. Photocatalyst weather resistance test After exposing the photocatalyst to ultraviolet light for 500 hours using a Suga Test Machine Co., Ltd. due panel light control weather meter, the change in the color tone of the photocatalyst surface was examined, and the peeling described in 1. According to the test conditions, a peel test was performed to measure the transmittance. The case where no discoloration was visually observed and the transmittance in the peeling test was 95% or more was evaluated as ○, and the case where discoloration was observed or the transmittance in the peeling test was less than 95% was evaluated as x.

【0117】結果を表1に示す。Table 1 shows the results.

【0118】[0118]

【表1】 [Table 1]

【0119】表1の結果より、実施例の試料は、比較例
のものより、透過率、NOx浄化率に優れ、かつかびの
発生もなく、耐候性も良好であることが判明した。
From the results shown in Table 1, it was found that the samples of the examples were superior to those of the comparative examples in transmittance and NOx purification rate, had no mold, and had good weather resistance.

【0120】また、本実施例の試料は、成人が踏みつけ
ても自重で破壊されない程、強度も良好であった。
The strength of the sample of this example was so good that the sample was not destroyed by its own weight even when stepped on by an adult.

【0121】[0121]

【発明の効果】本発明の高強度光触媒体は、ガラス粒子
集塊物を基体とし、その表面に無機物質を結合剤として
光触媒粒子を固定させたことを特徴とするので、光触媒
粒子の有する活性を低下させることなく、基体との固定
性に優れ、安価であり、ガスならびに水溶液の両者に利
用でき、これら被処理物との分離・作業性に優れると共
に、実用に耐え得る十分な強度を有するものとなる。
The high-strength photocatalyst according to the present invention is characterized in that the photocatalyst particles are fixed on the surface of the agglomerate of glass particles with an inorganic substance as a binder on the surface thereof. It has excellent fixation to the substrate, is inexpensive, can be used for both gas and aqueous solution, has good separation and workability from these objects, and has sufficient strength to withstand practical use without lowering It will be.

【0122】従って、本発明の高強度光触媒体は、実用
性、作業性に優れ、特に、環境汚染防止のための装置や
方法に好適に使用することができる。
Therefore, the high-strength photocatalyst of the present invention is excellent in practicality and workability, and can be suitably used particularly in an apparatus and method for preventing environmental pollution.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 落合 正則 山口県宇部市大字小串1978番地の25 チタ ン工業株式会社内 Fターム(参考) 4C080 AA07 BB02 CC01 HH05 JJ09 KK08 LL03 MM02 NN01 NN03 NN06 QQ03 4D037 AA08 AB03 BA18 CA01 CA16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masanori Ochiai 1978, Ogushi, Ube-shi, Yamaguchi 25-Titan Industry Co., Ltd. F-term (reference) 4C080 AA07 BB02 CC01 HH05 JJ09 KK08 LL03 MM02 NN01 NN03 NN06 QQ03 4D037 AA08 AB03 BA18 CA01 CA16

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガラス粒子を結着剤で集塊させたガラス
粒子集塊物を基体とし、その表面に無機物質を結合剤と
して光触媒粒子を固定させたことを特徴とする高強度光
触媒体。
1. A high-strength photocatalyst comprising: a glass particle agglomerate obtained by aggregating glass particles with a binder; and a photocatalyst particle fixed on the surface of the substrate using an inorganic substance as a binder.
【請求項2】 前記ガラス粒子が、火山噴出物粒子及び
/又は火山噴出物発泡粒子であることを特徴とする請求
項1記載の高強度光触媒体。
2. The high-strength photocatalyst according to claim 1, wherein the glass particles are volcanic ejecta particles and / or foam particles.
【請求項3】 前記ガラス粒子集塊物の平均粒径が、1
〜50mmであることを特徴とする請求項1又は2記載
の高強度光触媒体。
3. The method of claim 1, wherein the average particle size of the glass particle aggregate is 1
The high-strength photocatalyst according to claim 1 or 2, wherein the thickness is from 50 to 50 mm.
【請求項4】 前記結着剤が、珪酸アルカリ、水硬性セ
メント、第一りん酸アルミニウム及びフリットからなる
群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の高強度光触媒
体。
4. The method according to claim 1, wherein the binder is at least one selected from the group consisting of alkali silicate, hydraulic cement, aluminum monophosphate and frit. Item 7. The high-strength photocatalyst according to item 1.
【請求項5】 前記光触媒粒子が、酸化チタン、酸化亜
鉛、酸化鉄、チタン酸カリウム、チタン酸ストロンチウ
ム、チタン酸繊維、硫化モリブデン、及び酸化インジウ
ムからなる群より選ばれる少なくとも1種であることを
特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の高強
度光触媒体。
5. The method according to claim 1, wherein the photocatalyst particles are at least one selected from the group consisting of titanium oxide, zinc oxide, iron oxide, potassium titanate, strontium titanate, titanate fiber, molybdenum sulfide, and indium oxide. The high-intensity photocatalyst according to any one of claims 1 to 4, wherein
【請求項6】 前記無機物質が、シリカ、アルミナ、粘
土、及びフリットからなる群より選ばれる少なくとも1
種であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1
項に記載の高強度光触媒体。
6. The at least one inorganic material selected from the group consisting of silica, alumina, clay, and frit.
6. The method according to claim 1, wherein the seed is a seed.
Item 7. The high-strength photocatalyst according to item 1.
【請求項7】 前記フリットの原料がリンを含有する化
合物であることを特徴とする請求項6記載の高強度光触
媒体。
7. The high-strength photocatalyst according to claim 6, wherein the raw material of the frit is a compound containing phosphorus.
【請求項8】 水性シリカゾル及び水に光触媒粒子を分
散させた塗料に、ガラス粒子集塊物を浸せきしてその表
面に前記塗料を付着させた後、100〜900℃で加熱
処理することを特徴とする高強度光触媒体の製造方法。
8. A method in which a glass particle agglomerate is immersed in a coating material in which photocatalytic particles are dispersed in an aqueous silica sol and water, and the coating material is adhered to the surface thereof, and then heat-treated at 100 to 900 ° C. A method for producing a high-strength photocatalyst.
【請求項9】 粘土、フリット及び光触媒粒子、又は、
フリット及び光触媒粒子を含むペーストをガラス粒子集
塊物に付着させた後、450〜1000℃で加熱処理す
ることを特徴とする高強度光触媒体の製造方法。
9. Clay, frit and photocatalytic particles, or
A method for producing a high-strength photocatalyst, comprising: applying a paste containing a frit and photocatalyst particles to a glass particle aggregate, followed by heat treatment at 450 to 1000 ° C.
【請求項10】 前記ガラス粒子集塊物が火山噴出物粒
子集塊物及び/又は火山噴出物発泡粒子集塊物であるこ
とを特徴とする請求項8又は9記載の高強度光触媒体の
製造方法。
10. The production of a high-strength photocatalyst according to claim 8, wherein the glass particle aggregate is a volcanic ejecta particle aggregate and / or a volcanic ejecta foam particle aggregate. Method.
【請求項11】 繊維、樹脂、不織布、金属、及び合金
の少なくとも1種からなる袋状又は網目状の収納容器に
請求項1乃至7のいずれか1項に記載の高強度光触媒体
を入れた高強度光触媒体収納物。
11. A high-strength photocatalyst according to any one of claims 1 to 7, wherein the high-strength photocatalyst according to any one of claims 1 to 7 is placed in a bag-like or mesh-like storage container made of at least one of a fiber, a resin, a nonwoven fabric, a metal, and an alloy. High-strength photocatalyst storage items.
【請求項12】 前記収納容器に浮遊体を入れた請求項
11記載の高強度光触媒体収納物。
12. The high-strength photocatalyst storage article according to claim 11, wherein a floating body is placed in the storage container.
【請求項13】 前記浮遊体が発泡スチロール、中空フ
ィラー、木材、及びプラスチックの少なくとも1種であ
る請求項12記載の高強度光触媒体収納物。
13. The high-strength photocatalyst container according to claim 12, wherein the floating body is at least one of styrene foam, hollow filler, wood, and plastic.
【請求項14】 請求項1乃至7のいずれか1項に記載
の高強度光触媒体又は、請求項11乃至13のいずれか
1項に記載の高強度光触媒体収納物に有害ガスを通過さ
せると共に、紫外線を含有した光を前記容器又は収納物
に照射することを特徴とする有害ガスの分解・除去方
法。
14. A high-intensity photocatalyst according to any one of claims 1 to 7 or a high-intensity photocatalyst housing according to any one of claims 11 to 13, wherein a harmful gas is passed. And a method of decomposing and removing harmful gases, which comprises irradiating the container or the storage object with light containing ultraviolet rays.
【請求項15】 水中に浮遊及び/又は沈降するように
比重を調整した請求項1乃至7のいずれか1項に記載の
高強度光触媒体又は請求項11乃至13のいずれか1項
に記載の高強度光触媒体収納物に水を通過させると共
に、紫外線を含有した光を照射することを特徴とする水
の浄化方法。
15. The high-intensity photocatalyst according to any one of claims 1 to 7, or the photocatalyst according to any one of claims 11 to 13, wherein the specific gravity is adjusted so as to float and / or settle in water. A method for purifying water, comprising passing water through a high-strength photocatalyst container and irradiating it with light containing ultraviolet rays.
【請求項16】 水中に浮遊及び/又は沈降するように
比重を調整した請求項1乃至7のいずれか1項に記載の
高強度光触媒体又は請求項11乃至13のいずれか1項
に記載の高強度光触媒体収納物に培養液を通過させると
共に、紫外線を含有した光を照射することを特徴とする
水耕栽培培養液の殺菌方法。
16. The high-intensity photocatalyst according to any one of claims 1 to 7, wherein the specific gravity is adjusted so as to float and / or settle in water, or according to any one of claims 11 to 13. A method for disinfecting a hydroponic culture solution, comprising irradiating the culture solution through a high-strength photocatalyst storage object and irradiating light containing ultraviolet light.
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