JP2000162202A - 光触媒機能評価装置 - Google Patents
光触媒機能評価装置Info
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Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】試料の基材の材質に関係なく簡単な構成で光触
媒機能を評価できる軽便な装置を提供すること。 【解決手段】光触媒の層４を形成した試料１の表面に向
かう開口６を下面に有する遮光ケース７の内部に、ブラ
ックライト・ランプ８、該ランプの光を該開口から外部
へ導く反射鏡９、及び該試料の面に対する入射光軸と反
射光軸上に配置された発光素子１４と受光素子１５を着
脱自在に保持する１対のホルダ１０、１１を夫々設け、
該遮光ケースに該試料との相対的位置関係を固定するた
めの固定手段１２を設け、該開口の周囲に緩衝部材１３
を取り付け、該受光素子を光量測定装置２０に接続し
た。試料が透光性基材で、該基材の裏面に反射板１９を
設け、緩衝部材にゴムスプリングを使用し、固定手段に
はゴム吸盤を使用すると有利である。
媒機能を評価できる軽便な装置を提供すること。 【解決手段】光触媒の層４を形成した試料１の表面に向
かう開口６を下面に有する遮光ケース７の内部に、ブラ
ックライト・ランプ８、該ランプの光を該開口から外部
へ導く反射鏡９、及び該試料の面に対する入射光軸と反
射光軸上に配置された発光素子１４と受光素子１５を着
脱自在に保持する１対のホルダ１０、１１を夫々設け、
該遮光ケースに該試料との相対的位置関係を固定するた
めの固定手段１２を設け、該開口の周囲に緩衝部材１３
を取り付け、該受光素子を光量測定装置２０に接続し
た。試料が透光性基材で、該基材の裏面に反射板１９を
設け、緩衝部材にゴムスプリングを使用し、固定手段に
はゴム吸盤を使用すると有利である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アナターゼ型結晶
のＴｉＯ2の層を備えた試料の光触媒機能を評価する装
置に関する。
のＴｉＯ2の層を備えた試料の光触媒機能を評価する装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、アナターゼ型結晶のＴｉＯ2は紫
外線の照射を受けると、これに付着した水を分解し、そ
の時に発生する活性酸素が抗菌作用や有機物質を分解す
る防汚性をもつことが藤嶋らにより見いだされ、光触媒
機能として知られるようになった（例えば「光クリーン
革命」藤嶋昭、橋本和仁、渡部俊也共著、シーエムシー
発行）。最近はこの機能を応用した抗菌性便器、エアコ
ン用抗菌フィルターなどが開発され市販されている。
外線の照射を受けると、これに付着した水を分解し、そ
の時に発生する活性酸素が抗菌作用や有機物質を分解す
る防汚性をもつことが藤嶋らにより見いだされ、光触媒
機能として知られるようになった（例えば「光クリーン
革命」藤嶋昭、橋本和仁、渡部俊也共著、シーエムシー
発行）。最近はこの機能を応用した抗菌性便器、エアコ
ン用抗菌フィルターなどが開発され市販されている。
【０００３】この光触媒機能の活性度を評価する方法と
して、ＴｉＯ2（アナターゼ型）からなる光触媒の薄膜
層の表面にメチレンブルーを吸着させて着色し、紫外線
を該基材の表面から着色面へ照射して着色の色素が分解
される速度を吸光度の減少変化で測定し、その減少速度
を光触媒機能とすることや、反射率測定によりその分解
速度を測定することなどが提案されている（第４回シン
ポジュウム「光触媒反応の最近の展開」要旨集、１９９
７年１２月１７日）。
して、ＴｉＯ2（アナターゼ型）からなる光触媒の薄膜
層の表面にメチレンブルーを吸着させて着色し、紫外線
を該基材の表面から着色面へ照射して着色の色素が分解
される速度を吸光度の減少変化で測定し、その減少速度
を光触媒機能とすることや、反射率測定によりその分解
速度を測定することなどが提案されている（第４回シン
ポジュウム「光触媒反応の最近の展開」要旨集、１９９
７年１２月１７日）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の評価方法は、紫
外線照射により着色層が光触媒機能により分解し、吸光
度が減少する現象を利用して、光触媒機能の活性度を評
価する方法であるが、紫外線の照射中の連続的な測定で
はなく、一定時間間隔毎に紫外線照射から試料を取り出
し、吸光度を測定し、再び紫外線照射を行い、これを繰
り返すことにより、断続的な吸光度−時間の関係を求め
る方法である。このため一定位置の測定ではないために
測定値のばらつきは大きい。これを防ぐために毎回の測
定を１０ヶ所の測定の平均値をとることが必要であり、
測定に要する時間が長いという問題とともに、測定の自
動化が困難という問題もある。
外線照射により着色層が光触媒機能により分解し、吸光
度が減少する現象を利用して、光触媒機能の活性度を評
価する方法であるが、紫外線の照射中の連続的な測定で
はなく、一定時間間隔毎に紫外線照射から試料を取り出
し、吸光度を測定し、再び紫外線照射を行い、これを繰
り返すことにより、断続的な吸光度−時間の関係を求め
る方法である。このため一定位置の測定ではないために
測定値のばらつきは大きい。これを防ぐために毎回の測
定を１０ヶ所の測定の平均値をとることが必要であり、
測定に要する時間が長いという問題とともに、測定の自
動化が困難という問題もある。
【０００５】特に光触媒機能を有する材料を検査する必
要からは、簡単な設備と容易な操作によりできるだけ短
時間で、精度よく評価ができることが望まれている。
要からは、簡単な設備と容易な操作によりできるだけ短
時間で、精度よく評価ができることが望まれている。
【０００６】本発明は、試料の基材の材質に関係なく簡
単な構成で光触媒機能を評価できる軽便な装置を提供す
ることを目的とするものである。
単な構成で光触媒機能を評価できる軽便な装置を提供す
ることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明では、光触媒の層
を形成した試料の表面に向かう開口を下面に有する遮光
ケースの内部に、ブラックライト・ランプ、該ランプの
光を該開口から外部へ導く反射鏡、及び該試料の面に対
する入射光軸と反射光軸上に配置された発光素子と受光
素子を着脱自在に保持する１対のホルダを夫々設け、該
遮光ケースに該試料との相対的位置関係を固定するため
の固定手段を設け、該開口の周囲に緩衝部材を取り付
け、該受光素子を光量測定装置に接続することにより、
上記の目的を達成するようにした。該試料が透光性基材
である場合には、該基材の裏面に反射板を設け、また、
該緩衝部材にゴムスプリングを使用し、該固定手段にゴ
ム吸盤を使用することが好ましい。
を形成した試料の表面に向かう開口を下面に有する遮光
ケースの内部に、ブラックライト・ランプ、該ランプの
光を該開口から外部へ導く反射鏡、及び該試料の面に対
する入射光軸と反射光軸上に配置された発光素子と受光
素子を着脱自在に保持する１対のホルダを夫々設け、該
遮光ケースに該試料との相対的位置関係を固定するため
の固定手段を設け、該開口の周囲に緩衝部材を取り付
け、該受光素子を光量測定装置に接続することにより、
上記の目的を達成するようにした。該試料が透光性基材
である場合には、該基材の裏面に反射板を設け、また、
該緩衝部材にゴムスプリングを使用し、該固定手段にゴ
ム吸盤を使用することが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
き説明すると、図１及び図２に於いて、符号１は表面に
アナターゼ型結晶のＴｉＯ2からなる光触媒の層を形成
した試料、符号２は該光触媒の層の機能評価装置を示
す。
き説明すると、図１及び図２に於いて、符号１は表面に
アナターゼ型結晶のＴｉＯ2からなる光触媒の層を形成
した試料、符号２は該光触媒の層の機能評価装置を示
す。
【０００９】該試料１は、図３のように透明ガラス、タ
イル、金属パネルなどの透光性或いは遮光性の材料の基
材３の表面に該光触媒の層４を焼結等により形成したも
ので、その層４の光触媒機能を評価する手段として該層
４の表面に紫外線の照射により分解する性質を有するメ
チレンブルーの水溶液等を塗布することにより着色５を
施し、その着色５が紫外線で分解されて測定光の透過度
が増大することを測定することにより機能評価する。そ
の色素については、予め分光吸光度と光分解による分光
吸光度の変化を測定しておき、分光吸光度の変化量の大
きい波長が光触媒機能の評価の測定光として使用され
る。また、塗布される水溶液の濃度によって測定光の透
過量や反射量が変わるので、その濃度を特定しておく必
要があり、この実施例では濃度１ｍMol／ｌのメチレン
ブルーの水溶液で着色した。メチレンブルーの分光吸光
度は図４の如くであり、光分解によりその分光吸光度は
図５に示したように低下する性質があるから、その低下
度の大きい波長６５０ｎｍを測定光として採用した。
イル、金属パネルなどの透光性或いは遮光性の材料の基
材３の表面に該光触媒の層４を焼結等により形成したも
ので、その層４の光触媒機能を評価する手段として該層
４の表面に紫外線の照射により分解する性質を有するメ
チレンブルーの水溶液等を塗布することにより着色５を
施し、その着色５が紫外線で分解されて測定光の透過度
が増大することを測定することにより機能評価する。そ
の色素については、予め分光吸光度と光分解による分光
吸光度の変化を測定しておき、分光吸光度の変化量の大
きい波長が光触媒機能の評価の測定光として使用され
る。また、塗布される水溶液の濃度によって測定光の透
過量や反射量が変わるので、その濃度を特定しておく必
要があり、この実施例では濃度１ｍMol／ｌのメチレン
ブルーの水溶液で着色した。メチレンブルーの分光吸光
度は図４の如くであり、光分解によりその分光吸光度は
図５に示したように低下する性質があるから、その低下
度の大きい波長６５０ｎｍを測定光として採用した。
【００１０】該評価装置２は、試料１の層４を形成した
表面に向けられる開口６を下面に有するアルミニウム製
等の遮光ケース７の内部に、波長４００ｎｍ以下の光を
照射する環状のブラックライト・ランプ８を設けると共
に、該ランプ８の光を該開口６から外部へ導くアルミニ
ウム製の反射鏡９及び該表面に向けて測定光を照射する
発光素子１４とその表面からの反射光または透過光を受
光する受光素子１５を着脱自在に収容する１対のホルダ
１０、１１とを設け、該遮光ケース７の外側の複数箇所
にこれを試料１に或いは適当な固定物に固定するための
ゴム吸盤などの固定手段１２を取り付け、該遮光ケース
７を防振するためのスプリングゴム等の緩衝部材１３を
該開口６の周囲を取り巻くように設けて構成され、該ラ
ンプ８からの紫外線と発光素子からの測定光を試料１に
照射しながら該着色５が光分解されることによる受光素
子への入射光量を測定するようにした。
表面に向けられる開口６を下面に有するアルミニウム製
等の遮光ケース７の内部に、波長４００ｎｍ以下の光を
照射する環状のブラックライト・ランプ８を設けると共
に、該ランプ８の光を該開口６から外部へ導くアルミニ
ウム製の反射鏡９及び該表面に向けて測定光を照射する
発光素子１４とその表面からの反射光または透過光を受
光する受光素子１５を着脱自在に収容する１対のホルダ
１０、１１とを設け、該遮光ケース７の外側の複数箇所
にこれを試料１に或いは適当な固定物に固定するための
ゴム吸盤などの固定手段１２を取り付け、該遮光ケース
７を防振するためのスプリングゴム等の緩衝部材１３を
該開口６の周囲を取り巻くように設けて構成され、該ラ
ンプ８からの紫外線と発光素子からの測定光を試料１に
照射しながら該着色５が光分解されることによる受光素
子への入射光量を測定するようにした。
【００１１】光触媒機能が旺盛であれば、着色５が早く
光分解され、これに伴い入射光量が大きな変化率で増大
し或いは吸光度が大きな変化率で減少することになる。
この入射光量の増大或いは吸光度の減少の変化率を、標
準的な試料に於ける着色の入射光量の増大或いは吸光度
の減少の変化率と比較し、変化率の大小によりその評価
を行い、その変化率が標準に比べて大きいときは良好な
光触媒機能と判定できる。
光分解され、これに伴い入射光量が大きな変化率で増大
し或いは吸光度が大きな変化率で減少することになる。
この入射光量の増大或いは吸光度の減少の変化率を、標
準的な試料に於ける着色の入射光量の増大或いは吸光度
の減少の変化率と比較し、変化率の大小によりその評価
を行い、その変化率が標準に比べて大きいときは良好な
光触媒機能と判定できる。
【００１２】該発光素子１４には、紫外線よりも大きな
例えば６５０ｎｍ程度の波長の光を照射するＣｄＳやシ
リコンブルーセルなどの発光ダイオードが使用され、受
光素子１５には、測定回路２２、記録装置又はコンピュ
ータを有する光量測定装置２０が接続され、測定データ
から受光量の変化率の大小を判定し、その評価を行なう
ようにした。また、試料１の表面が例えば曲面であって
も、該開口６の周囲に緩衝部材１３が設けられているか
ら安定して表面に密着させ迷光の浸入をカットできる。
１６は照度計センサ、１７は電源コード、１８は信号用
コード、２１は携帯用の把手である。
例えば６５０ｎｍ程度の波長の光を照射するＣｄＳやシ
リコンブルーセルなどの発光ダイオードが使用され、受
光素子１５には、測定回路２２、記録装置又はコンピュ
ータを有する光量測定装置２０が接続され、測定データ
から受光量の変化率の大小を判定し、その評価を行なう
ようにした。また、試料１の表面が例えば曲面であって
も、該開口６の周囲に緩衝部材１３が設けられているか
ら安定して表面に密着させ迷光の浸入をカットできる。
１６は照度計センサ、１７は電源コード、１８は信号用
コード、２１は携帯用の把手である。
【００１３】該試料１が透光性の基材３であるときは、
該試料１の背面にアルミ板等の反射板１９を当てて着色
５の透過度を測定する。また、遮光ケース１内に迷光が
存在すると、正確な測定を行えないので、該発光素子１
４から一定周期のパルス光を発光させ、その発光時の受
光量と消光時の受光量の差を算出して真の反射或いは透
光量を得るようにした。
該試料１の背面にアルミ板等の反射板１９を当てて着色
５の透過度を測定する。また、遮光ケース１内に迷光が
存在すると、正確な測定を行えないので、該発光素子１
４から一定周期のパルス光を発光させ、その発光時の受
光量と消光時の受光量の差を算出して真の反射或いは透
光量を得るようにした。
【００１４】図示の装置により光触媒の層４が形成され
た板ガラスの試料の光触媒機能を検査する場合、該試料
の表面にメチレンブルーの水溶液で着色５をしておき、
その表面に遮光ケース７の開口６が面するように評価装
置を載せ、固定手段１２により該試料に一体的に取り付
け、該発光素子１４と受光素子１５との位置関係を定
め、該開口６に対向した試料の背面に反射板１９を取り
付ける。該開口６の緩衝材１３は遮光シールとして作用
し、外部からの迷光をカットする。そしてブラックライ
ト・ランプ８を所定の明るさで点灯すると共に発光素子
１４からパルス光の測定光を発光させ、該試料１の層４
が光分解して測定光の透過度が大きくなっていく変化を
受光素子１５に接続した記録装置により測定し、これを
標準値と比較することにより、該層４の光分解機能の能
力を評価できる。該試料と遮光ケース７は固定手段１２
により一定位置に固定されるので、発光素子１４が照射
する測定光の位置が一定になり、正確な測定を行える。
尚、該試料の基材が不透明な場合は、発光素子の反射光
を測定してその評価を行う。
た板ガラスの試料の光触媒機能を検査する場合、該試料
の表面にメチレンブルーの水溶液で着色５をしておき、
その表面に遮光ケース７の開口６が面するように評価装
置を載せ、固定手段１２により該試料に一体的に取り付
け、該発光素子１４と受光素子１５との位置関係を定
め、該開口６に対向した試料の背面に反射板１９を取り
付ける。該開口６の緩衝材１３は遮光シールとして作用
し、外部からの迷光をカットする。そしてブラックライ
ト・ランプ８を所定の明るさで点灯すると共に発光素子
１４からパルス光の測定光を発光させ、該試料１の層４
が光分解して測定光の透過度が大きくなっていく変化を
受光素子１５に接続した記録装置により測定し、これを
標準値と比較することにより、該層４の光分解機能の能
力を評価できる。該試料と遮光ケース７は固定手段１２
により一定位置に固定されるので、発光素子１４が照射
する測定光の位置が一定になり、正確な測定を行える。
尚、該試料の基材が不透明な場合は、発光素子の反射光
を測定してその評価を行う。
【００１５】
【発明の効果】以上のように本発明によるときは、ブラ
ックライト・ランプ、該ランプの反射鏡、及び該試料の
面に対する入射光軸と反射光軸上に発光素子と受光素子
を着脱自在に保持する１対のホルダを開口を有する遮光
ケース内に設け、該遮光ケースに設けた固定手段で該試
料との相対的位置関係を固定し、該開口の周囲に緩衝部
材を取り付け、該受光素子を光量測定装置に接続したの
で、試料の基材の材質に関係なく光触媒機能を評価で
き、その構成も簡単で軽量小型となし得るから屋外に携
行してその評価を行える等の効果があり、請求項２に記
載の構成とすることにより透光性基材の試料を簡単に測
定でき、請求項３の構成とすることにより曲面を持つ試
料の評価を正確に行える等の効果が得られる。
ックライト・ランプ、該ランプの反射鏡、及び該試料の
面に対する入射光軸と反射光軸上に発光素子と受光素子
を着脱自在に保持する１対のホルダを開口を有する遮光
ケース内に設け、該遮光ケースに設けた固定手段で該試
料との相対的位置関係を固定し、該開口の周囲に緩衝部
材を取り付け、該受光素子を光量測定装置に接続したの
で、試料の基材の材質に関係なく光触媒機能を評価で
き、その構成も簡単で軽量小型となし得るから屋外に携
行してその評価を行える等の効果があり、請求項２に記
載の構成とすることにより透光性基材の試料を簡単に測
定でき、請求項３の構成とすることにより曲面を持つ試
料の評価を正確に行える等の効果が得られる。
【図１】本発明の実施の形態を示す截断側面図
【図２】図１の２−２線部分の平面図
【図３】試料の拡大断面図
【図４】有機色素メチレンブルーの分光吸光度の線図
【図５】光分解に伴うメチレンブルーの分光吸光度の変
化の線図
化の線図
１ 試料、２ 機能評価装置、３ 基材、４ 光触媒の
層、５ 着色、６ 開口、７ 遮光ケース、８ ブラッ
クライト・ランプ、９ 反射鏡、１０・１１ ホルダ、
１２ 固定手段、１３ 緩衝部材、１４ 発光素子、１
５ 受光素子、１９ 反射板、２０ 光量測定装置、
層、５ 着色、６ 開口、７ 遮光ケース、８ ブラッ
クライト・ランプ、９ 反射鏡、１０・１１ ホルダ、
１２ 固定手段、１３ 緩衝部材、１４ 発光素子、１
５ 受光素子、１９ 反射板、２０ 光量測定装置、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前園 明一 神奈川県横浜市緑区白山一丁目９番19号 真空理工株式会社内 Ｆターム(参考） 2G042 AA04 BA07 BB20 BE03 CA02 CB03 DA07 DA08 DA09 FA11 FB05 2G054 AA02 AB10 BB06 CA10 EA04 EA06 EA07 EB01 FA01 FA20 FA23 FA32 FA33 GA02 GA03 GA08 GB01 JA05 2G059 AA03 AA05 BB10 DD01 DD13 EE01 FF05 JJ13 KK04 4G069 AA02 BA04A BA04B BA48A CA01 CA10 CA11 CC33 DA05 EA07 EC22Y
Claims (3)
- 【請求項１】光触媒の層を形成した試料の表面に向かう
開口を下面に有する遮光ケースの内部に、ブラックライ
ト・ランプ、該ランプの光を該開口から外部へ導く反射
鏡、及び該試料の面に対する入射光軸と反射光軸上に配
置された発光素子と受光素子を着脱自在に保持する１対
のホルダを夫々設け、該遮光ケースに該試料との相対的
位置関係を固定するための固定手段を設け、該開口の周
囲に緩衝部材を取り付け、該受光素子を光量測定装置に
接続したことを特徴とする光触媒機能評価装置。 - 【請求項２】上記試料が透光性基材で、該基材の裏面に
反射板を設けることを特徴とする請求項１に記載の光触
媒機能評価装置。 - 【請求項３】上記緩衝部材にゴムスプリングを使用し、
上記固定手段にゴム吸盤を使用したことを特徴とする請
求項１に記載の光触媒機能評価装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10339482A JP2000162202A (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | 光触媒機能評価装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10339482A JP2000162202A (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | 光触媒機能評価装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000162202A true JP2000162202A (ja) | 2000-06-16 |
Family
ID=18327891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10339482A Withdrawn JP2000162202A (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | 光触媒機能評価装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000162202A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1998
- 1998-11-30 JP JP10339482A patent/JP2000162202A/ja not_active Withdrawn
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| CN114113502B (zh) * | 2021-11-24 | 2023-09-26 | 安徽华辰检测技术研究院有限公司 | 一种农药残留检测用过滤装置及其使用方法 |
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