JP2001179109A - 光触媒顆粒体およびその製造方法 - Google Patents
光触媒顆粒体およびその製造方法Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01J21/063—Titanium; Oxides or hydroxides thereof
-
- B01J35/30—
-
- B01J35/39—
-
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- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/0009—Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い光活性を有し、光効率、分解効率、耐久
性に優れ、かつ、固形物上に固定することができる光触
媒顆粒体を提供する。 【解決手段】 光触媒粒子とコロイダルシリカを含む混
合物を成形および乾燥してなり、前記光触媒顆粒体中の
光触媒粒子含有率が、１０重量％以上の光触媒顆粒体で
ある。混合物中には、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アル
ミニウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸ナトリウム、硫酸
カルシウム、炭酸カルシウム、石灰、粘度鉱物、アルミ
ニウム塩、セラミックス、活性炭、ゼオライト、無機ウ
ィスカー、無機繊維等からなる充填剤が含まれていても
よい。成形は、造粒機、ペレタイザー、押出成形機、射
出成形機等の成形機で行う。光触媒粒子と外気との接触
が阻害されず、光触媒粒子が有機物や酸素、紫外線と十
分に接触できるため、取り扱いが容易で、固形物上に固
定することができ、かつ、光触媒活性が高い。
性に優れ、かつ、固形物上に固定することができる光触
媒顆粒体を提供する。 【解決手段】 光触媒粒子とコロイダルシリカを含む混
合物を成形および乾燥してなり、前記光触媒顆粒体中の
光触媒粒子含有率が、１０重量％以上の光触媒顆粒体で
ある。混合物中には、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アル
ミニウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸ナトリウム、硫酸
カルシウム、炭酸カルシウム、石灰、粘度鉱物、アルミ
ニウム塩、セラミックス、活性炭、ゼオライト、無機ウ
ィスカー、無機繊維等からなる充填剤が含まれていても
よい。成形は、造粒機、ペレタイザー、押出成形機、射
出成形機等の成形機で行う。光触媒粒子と外気との接触
が阻害されず、光触媒粒子が有機物や酸素、紫外線と十
分に接触できるため、取り扱いが容易で、固形物上に固
定することができ、かつ、光触媒活性が高い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光エネルギーを利用
して有機物を分解する光触媒顆粒体およびその製造方法
に関し、詳しくは光触媒粒子の持つ大きな表面積、高い
光活性を維持したまま、光効率が良く、耐久性に優れ、
かつ、取り扱いが容易で固形物上に固定することができ
る光触媒顆粒体およびその製造方法に関する。
して有機物を分解する光触媒顆粒体およびその製造方法
に関し、詳しくは光触媒粒子の持つ大きな表面積、高い
光活性を維持したまま、光効率が良く、耐久性に優れ、
かつ、取り扱いが容易で固形物上に固定することができ
る光触媒顆粒体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光触媒反応は光エネルギーの存在下で光
触媒を用いて、有機物を分解する反応である。この反応
は、太陽光や蛍光灯、白熱灯等の室内照明から発せられ
る光に含まれる紫外線を利用して有害な有機物を分解す
る技術として、水や空気の浄化や建材、タイル等の建築
材料への応用等広く研究されている。
触媒を用いて、有機物を分解する反応である。この反応
は、太陽光や蛍光灯、白熱灯等の室内照明から発せられ
る光に含まれる紫外線を利用して有害な有機物を分解す
る技術として、水や空気の浄化や建材、タイル等の建築
材料への応用等広く研究されている。
【０００３】光触媒としては一般に二酸化チタンが用い
られ、二酸化チタンの存在下、有害有機物に紫外線を照
射することによって、有機物は分解され、無害化され
る。二酸化チタンの原料としては二酸化チタンの微粒子
や、金属チタンのアルコキシド溶液等が利用されてき
た。二酸化チタン微粒子を使用する場合には、二酸化チ
タン微粒子をそのまま用いる方法、バインダー等で固形
物上に固定して用いる方法、塗料や水和物等に混合した
後、固形物上に塗布、乾燥し、固定化して用いる方法等
がある。金属チタンのアルコキシド溶液を使用する場合
には、固形物上に塗布した後、乾燥、焼成して二酸化チ
タン薄膜を生成させて使用する、いわゆるゾルゲル法等
がある。その他、ＣＶＤ法、スパッタ法等で固形物上に
二酸化チタン薄膜を生成させて使用する方法もある。
られ、二酸化チタンの存在下、有害有機物に紫外線を照
射することによって、有機物は分解され、無害化され
る。二酸化チタンの原料としては二酸化チタンの微粒子
や、金属チタンのアルコキシド溶液等が利用されてき
た。二酸化チタン微粒子を使用する場合には、二酸化チ
タン微粒子をそのまま用いる方法、バインダー等で固形
物上に固定して用いる方法、塗料や水和物等に混合した
後、固形物上に塗布、乾燥し、固定化して用いる方法等
がある。金属チタンのアルコキシド溶液を使用する場合
には、固形物上に塗布した後、乾燥、焼成して二酸化チ
タン薄膜を生成させて使用する、いわゆるゾルゲル法等
がある。その他、ＣＶＤ法、スパッタ法等で固形物上に
二酸化チタン薄膜を生成させて使用する方法もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】二酸化チタン微粒子を
そのまま用いる場合には、表面積が大きく光活性が高
く、有機物の吸着性が高いという長所がある。しかしな
がら、微粒子であるために扱いにくく、気中や液中で使
用する場合に微粒子の位置を制御することが困難であ
る。また、飛散あるいは分散した場合には、紫外線を散
乱してしまい、光効率が悪いうえ、回収することも困難
である。バインダー等で固形物上に固定して使用する場
合には、微粒子がバインダーに覆われたり、埋没したり
してしまうため、微粒子が、有機物や酸素、紫外線と接
触する表面積が低下し、その結果、有機物の分解効率が
低下してしまうという問題がある。また、有機バインダ
ーを使用した場合には、バインダー自身が二酸化チタン
微粒子で分解されるという問題が新たに生じる。金属チ
タンのアルコキシド溶液から、ゾルゲル法によって固形
物上に薄膜を生成させて使用する場合には、固形物の形
態にほとんど影響を与えず、また、わずかな隙間にも膜
を形成できるという長所がある。また、６００℃以下の
温度で焼成することによって、光触媒活性の高いアナタ
ース型結晶を形成できる。しかしながら、アナタース型
結晶の薄膜の調製には長時間を要すうえ、調製条件の制
御も困難である。さらに、薄膜であるために、二酸化チ
タンの微粒子に比べて有機物との接触面積が小さくなる
ため、分解効率が低い、耐久性が低い、有機物の吸着性
が悪い等の問題がある。
そのまま用いる場合には、表面積が大きく光活性が高
く、有機物の吸着性が高いという長所がある。しかしな
がら、微粒子であるために扱いにくく、気中や液中で使
用する場合に微粒子の位置を制御することが困難であ
る。また、飛散あるいは分散した場合には、紫外線を散
乱してしまい、光効率が悪いうえ、回収することも困難
である。バインダー等で固形物上に固定して使用する場
合には、微粒子がバインダーに覆われたり、埋没したり
してしまうため、微粒子が、有機物や酸素、紫外線と接
触する表面積が低下し、その結果、有機物の分解効率が
低下してしまうという問題がある。また、有機バインダ
ーを使用した場合には、バインダー自身が二酸化チタン
微粒子で分解されるという問題が新たに生じる。金属チ
タンのアルコキシド溶液から、ゾルゲル法によって固形
物上に薄膜を生成させて使用する場合には、固形物の形
態にほとんど影響を与えず、また、わずかな隙間にも膜
を形成できるという長所がある。また、６００℃以下の
温度で焼成することによって、光触媒活性の高いアナタ
ース型結晶を形成できる。しかしながら、アナタース型
結晶の薄膜の調製には長時間を要すうえ、調製条件の制
御も困難である。さらに、薄膜であるために、二酸化チ
タンの微粒子に比べて有機物との接触面積が小さくなる
ため、分解効率が低い、耐久性が低い、有機物の吸着性
が悪い等の問題がある。
【０００５】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、光触媒微粒子の大きな表面積、高い有機物吸着性、
光活性を維持したまま、耐久性に優れ、かつ、取り扱い
が容易で固形物上に固定することができる光触媒顆粒体
を得ることを課題とする。
で、光触媒微粒子の大きな表面積、高い有機物吸着性、
光活性を維持したまま、耐久性に優れ、かつ、取り扱い
が容易で固形物上に固定することができる光触媒顆粒体
を得ることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の光触媒顆粒体
は、光触媒粒子とコロイダルシリカを含む混合物を成形
および乾燥してなる光触媒顆粒体であって、前記光触媒
顆粒体中の光触媒粒子含有率が、１０重量％以上である
ことを特徴とする。上記混合物中には、充填剤が含まれ
ていることが好ましい。上記充填剤は、ケイ酸マグネシ
ウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸
ナトリウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、石灰、
粘度鉱物、アルミニウム塩、セラミックス、活性炭、ゼ
オライト、無機ウィスカー、無機繊維から選ばれる１種
以上からなることが好ましい。上記コロイダルシリカ
は、アモルファスシリカ１０〜５０重量％と、アルカリ
成分０．２重量％以下と、水からなることが好ましい。
上記光触媒顆粒体は、最大長さが１〜１０ｍｍで、最小
長さが０．１〜１０ｍｍであることが好ましい。上記光
触媒顆粒体の表面が凹凸形状を有することを特徴とする
請求項１ないし５のいずれかに記載の光触媒顆粒体。本
発明の製造方法は、光触媒粒子とコロイダルシリカを含
む混合物を成形し、ついで、乾燥することを特徴とす
る。上記成形は、造粒機、ペレタイザー、押出成形機、
射出成形機から選ばれるいずれかの成形機で行うことが
好ましい。上記成形および乾燥は、６００℃以下の温度
で行うことが好ましい。
は、光触媒粒子とコロイダルシリカを含む混合物を成形
および乾燥してなる光触媒顆粒体であって、前記光触媒
顆粒体中の光触媒粒子含有率が、１０重量％以上である
ことを特徴とする。上記混合物中には、充填剤が含まれ
ていることが好ましい。上記充填剤は、ケイ酸マグネシ
ウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸
ナトリウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、石灰、
粘度鉱物、アルミニウム塩、セラミックス、活性炭、ゼ
オライト、無機ウィスカー、無機繊維から選ばれる１種
以上からなることが好ましい。上記コロイダルシリカ
は、アモルファスシリカ１０〜５０重量％と、アルカリ
成分０．２重量％以下と、水からなることが好ましい。
上記光触媒顆粒体は、最大長さが１〜１０ｍｍで、最小
長さが０．１〜１０ｍｍであることが好ましい。上記光
触媒顆粒体の表面が凹凸形状を有することを特徴とする
請求項１ないし５のいずれかに記載の光触媒顆粒体。本
発明の製造方法は、光触媒粒子とコロイダルシリカを含
む混合物を成形し、ついで、乾燥することを特徴とす
る。上記成形は、造粒機、ペレタイザー、押出成形機、
射出成形機から選ばれるいずれかの成形機で行うことが
好ましい。上記成形および乾燥は、６００℃以下の温度
で行うことが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明で用いられる光触媒粒子は、光触媒反応を行うこ
とができるものであれば特に制限はないが、通常、二酸
化チタン、酸化亜鉛、セレン化カドミウム、ガリウムヒ
素、チタン酸ストロンチウム等の公知の光触媒からなる
粒子であり、好ましくは二酸化チタン粒子である。さら
に好ましくは平均粒径が３００ｎｍ以下であり、粒度分
布が３〜５００ｎｍの光触媒粒子である。このような平
均粒径および粒度分布を示す光触媒粒子は、表面積が大
きく光活性が高いため好ましい。
本発明で用いられる光触媒粒子は、光触媒反応を行うこ
とができるものであれば特に制限はないが、通常、二酸
化チタン、酸化亜鉛、セレン化カドミウム、ガリウムヒ
素、チタン酸ストロンチウム等の公知の光触媒からなる
粒子であり、好ましくは二酸化チタン粒子である。さら
に好ましくは平均粒径が３００ｎｍ以下であり、粒度分
布が３〜５００ｎｍの光触媒粒子である。このような平
均粒径および粒度分布を示す光触媒粒子は、表面積が大
きく光活性が高いため好ましい。
【０００８】本発明で用いられるコロイダルシリカは、
バインダーとして作用するものである。コロイダルシリ
カは、アモルファスシリカのコロイド粒子が水溶液中に
安定に分散しているものであり、乾燥することによっ
て、このコロイド粒子の凝集結合力が作用して、シリカ
の３次元長鎖状網目構造となる。このようなコロイダル
シリカをバインダーとして使用してすると、シリカの３
次元長鎖状網目構造の隙間に光触媒微粒子が挟み込まれ
た状態で保持され、光触媒粒子と、分解対象物質である
有機物、紫外線、酸素との接触を阻害せずに顆粒体状に
成形できる。また、光触媒粒子の表面積や光活性も高く
維持できる。さらに、得られた光触媒顆粒体は、機械的
強度や耐久性にも優れたものとなる。
バインダーとして作用するものである。コロイダルシリ
カは、アモルファスシリカのコロイド粒子が水溶液中に
安定に分散しているものであり、乾燥することによっ
て、このコロイド粒子の凝集結合力が作用して、シリカ
の３次元長鎖状網目構造となる。このようなコロイダル
シリカをバインダーとして使用してすると、シリカの３
次元長鎖状網目構造の隙間に光触媒微粒子が挟み込まれ
た状態で保持され、光触媒粒子と、分解対象物質である
有機物、紫外線、酸素との接触を阻害せずに顆粒体状に
成形できる。また、光触媒粒子の表面積や光活性も高く
維持できる。さらに、得られた光触媒顆粒体は、機械的
強度や耐久性にも優れたものとなる。
【０００９】コロイダルシリカとしては、特に制限はな
いが、アモルファスシリカの含有率が、１０〜５０重量
％であるものが好ましい。アモルファスシリカの含有率
が１０重量％未満のコロイダルシリカを使用すると、得
られた光触媒顆粒体の機械的強度が不十分となる場合が
ある。一方、５０重量％以上のコロイダルシリカは、ア
モルファスシリカの含有率が大きすぎて、安定な分散状
態が維持できず、使用に適さない場合がある。また、ア
モルファスシリカの粒径は３０〜５０ｎｍ程度が好まし
い。粒径が１０ｎｍ未満では、顆粒体の強度不足となる
場合があり、５０ｎｍを超えると、光触媒粒子の保持性
能低下となる場合がある。さらに、コロイダルシリカ
は、コロイド粒子の分散状態を安定化させるために、通
常、アルカリ性になっていて、Ｎａ2 Ｏ等のアルカリ成
分がコロイダルシリカ中、０．２重量％以下の範囲で含
まれている。このようなコロイダルシリカのうち、特に
乾燥時に連鎖状結合体を形成し、通気性の大きな形状と
なるものが好ましく、具体例としては、日産化学工業
（株）製のスノーテックスＰＳシリーズが挙げられる。
いが、アモルファスシリカの含有率が、１０〜５０重量
％であるものが好ましい。アモルファスシリカの含有率
が１０重量％未満のコロイダルシリカを使用すると、得
られた光触媒顆粒体の機械的強度が不十分となる場合が
ある。一方、５０重量％以上のコロイダルシリカは、ア
モルファスシリカの含有率が大きすぎて、安定な分散状
態が維持できず、使用に適さない場合がある。また、ア
モルファスシリカの粒径は３０〜５０ｎｍ程度が好まし
い。粒径が１０ｎｍ未満では、顆粒体の強度不足となる
場合があり、５０ｎｍを超えると、光触媒粒子の保持性
能低下となる場合がある。さらに、コロイダルシリカ
は、コロイド粒子の分散状態を安定化させるために、通
常、アルカリ性になっていて、Ｎａ2 Ｏ等のアルカリ成
分がコロイダルシリカ中、０．２重量％以下の範囲で含
まれている。このようなコロイダルシリカのうち、特に
乾燥時に連鎖状結合体を形成し、通気性の大きな形状と
なるものが好ましく、具体例としては、日産化学工業
（株）製のスノーテックスＰＳシリーズが挙げられる。
【００１０】本発明の光触媒顆粒体は、光触媒粒子とコ
ロイダルシリカを含む混合物を成形および乾燥してなる
光触媒顆粒体であって、前記光触媒顆粒体中の光触媒粒
子含有率は、１０重量％以上である。光触媒顆粒体中の
光触媒粒子の含有率が１０重量％未満では、光触媒活性
が不十分となる。また、光触媒粒子とコロイダルシリカ
を含む混合物中には、充填剤が添加されてもいてもよ
い。充填剤が添加されることによって、光触媒顆粒体の
成形性、機械強度、耐久性等が向上するとともに、有機
物の吸着性も向上する。また、充填剤の添加により、光
触媒顆粒体の体積、密度等を適宜調節することもでき
る。
ロイダルシリカを含む混合物を成形および乾燥してなる
光触媒顆粒体であって、前記光触媒顆粒体中の光触媒粒
子含有率は、１０重量％以上である。光触媒顆粒体中の
光触媒粒子の含有率が１０重量％未満では、光触媒活性
が不十分となる。また、光触媒粒子とコロイダルシリカ
を含む混合物中には、充填剤が添加されてもいてもよ
い。充填剤が添加されることによって、光触媒顆粒体の
成形性、機械強度、耐久性等が向上するとともに、有機
物の吸着性も向上する。また、充填剤の添加により、光
触媒顆粒体の体積、密度等を適宜調節することもでき
る。
【００１１】充填剤としては特に制限はないが、無機系
の充填剤が好ましく、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アル
ミニウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸ナトリウム、硫酸
カルシウム、炭酸カルシウム、石灰、粘度鉱物、アルミ
ニウム塩、セラミックス、活性炭、ゼオライト、無機ウ
ィスカー、無機繊維から選ばれる１種以上からなること
が好ましい。充填剤の大きさは、その形状が粉末の場合
は０．１〜１００μｍ程度の平均粒径であり、ウィスカ
ーの場合は、０．１〜１０μｍ程度の長さであり、無機
繊維の場合は、０．１〜５ｍｍ程度の長さであることが
好ましい。また、光触媒顆粒体中の充填剤含有率は、６
０重量％未満である。６０重量％以上では、光触媒粒子
の活性が阻害され、光触媒活性が不十分となり、実用に
は適さない。
の充填剤が好ましく、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アル
ミニウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸ナトリウム、硫酸
カルシウム、炭酸カルシウム、石灰、粘度鉱物、アルミ
ニウム塩、セラミックス、活性炭、ゼオライト、無機ウ
ィスカー、無機繊維から選ばれる１種以上からなること
が好ましい。充填剤の大きさは、その形状が粉末の場合
は０．１〜１００μｍ程度の平均粒径であり、ウィスカ
ーの場合は、０．１〜１０μｍ程度の長さであり、無機
繊維の場合は、０．１〜５ｍｍ程度の長さであることが
好ましい。また、光触媒顆粒体中の充填剤含有率は、６
０重量％未満である。６０重量％以上では、光触媒粒子
の活性が阻害され、光触媒活性が不十分となり、実用に
は適さない。
【００１２】光触媒顆粒体の大きさは、扱いやすく、用
途に応じた大きさであれば特に制限はないが、最大長さ
が１〜１０ｍｍで、最小長さが０．１〜１０ｍｍである
と、製造しやすく、生産性にも優れるため好ましい。
途に応じた大きさであれば特に制限はないが、最大長さ
が１〜１０ｍｍで、最小長さが０．１〜１０ｍｍである
と、製造しやすく、生産性にも優れるため好ましい。
【００１３】このような光触媒顆粒体は次にようにして
製造できる。まず、光触媒粒子とコロイダルシリカをよ
く混練して混合物を得る。この場合、必要に応じて充填
剤を添加してもよい。ついで、得られた混合物を、造粒
機、ペレタイザー、押出成形機、射出成形機等の成形機
に充填して成形し、得られた成形体を乾燥して硬化す
る。成形体の形状には制限はなく、例えば、円柱状、角
柱状、球状等、用途に応じて適宜選択できる。また、成
形体の乾燥条件は、光触媒粒子が二酸化チタンの場合に
は、その結晶型がアナタース型の場合に特に光触媒活性
が高いため、乾燥温度を６００℃以下として、アナター
ス型の結晶型を維持することが特に好ましい。光触媒粒
子が二酸化チタン以外の場合には、乾燥条件には特に制
限はないが、通常、５〜２００℃程度で、２〜４時間乾
燥させる。得られた光触媒顆粒体の表面には、さらにエ
ンボス、レリーフ等の凹凸形状を付与し、光触媒顆粒体
の表面積を大きくし、より有機物の分解効率を向上させ
てもよい。このような凹凸形状は、光触媒顆粒体の表面
に機械加工、サンドブラスト処理等を施すことによって
形成できる。
製造できる。まず、光触媒粒子とコロイダルシリカをよ
く混練して混合物を得る。この場合、必要に応じて充填
剤を添加してもよい。ついで、得られた混合物を、造粒
機、ペレタイザー、押出成形機、射出成形機等の成形機
に充填して成形し、得られた成形体を乾燥して硬化す
る。成形体の形状には制限はなく、例えば、円柱状、角
柱状、球状等、用途に応じて適宜選択できる。また、成
形体の乾燥条件は、光触媒粒子が二酸化チタンの場合に
は、その結晶型がアナタース型の場合に特に光触媒活性
が高いため、乾燥温度を６００℃以下として、アナター
ス型の結晶型を維持することが特に好ましい。光触媒粒
子が二酸化チタン以外の場合には、乾燥条件には特に制
限はないが、通常、５〜２００℃程度で、２〜４時間乾
燥させる。得られた光触媒顆粒体の表面には、さらにエ
ンボス、レリーフ等の凹凸形状を付与し、光触媒顆粒体
の表面積を大きくし、より有機物の分解効率を向上させ
てもよい。このような凹凸形状は、光触媒顆粒体の表面
に機械加工、サンドブラスト処理等を施すことによって
形成できる。
【００１４】このようにして得られた光触媒顆粒体にあ
っては、バインダーとして３次元長鎖状網目構造を形成
するコロイダルシリカが使用されているため、光触媒粒
子の高い表面積を維持でき、外気との接触が阻害され
ず、高い光触媒活性を保つことができる。よって、取り
扱いが容易で、固形物上に固定することができ、かつ、
光触媒活性にも優れた光触媒顆粒体となり、多種多様な
用途に使用できる。また、光触媒顆粒体に充填剤が添加
されることによって、光触媒顆粒体の成形性、機械的強
度、耐久性、有機物の吸着性がより向上するとともに、
光触媒顆粒体の体積、密度等を適宜調節することもで
き、用途の多様化がさらに促進される。
っては、バインダーとして３次元長鎖状網目構造を形成
するコロイダルシリカが使用されているため、光触媒粒
子の高い表面積を維持でき、外気との接触が阻害され
ず、高い光触媒活性を保つことができる。よって、取り
扱いが容易で、固形物上に固定することができ、かつ、
光触媒活性にも優れた光触媒顆粒体となり、多種多様な
用途に使用できる。また、光触媒顆粒体に充填剤が添加
されることによって、光触媒顆粒体の成形性、機械的強
度、耐久性、有機物の吸着性がより向上するとともに、
光触媒顆粒体の体積、密度等を適宜調節することもで
き、用途の多様化がさらに促進される。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を実施例をあげて詳しく説明す
る。 ［実施例１］平均粒径が約５〜３００ｎｍで粒度分布が
約３〜５００ｎｍである二酸化チタンアナタース型光触
媒微粉末５０部と、アモルファスシリカ含有率が２０重
量％で、アルカリ成分含有率が０．２重量％未満のコロ
イダルシリカ（日産化学製ＰＳ−Ｍ）５０部を配合し、
得られた混合物をよく混練した後ペレタイザーに充填
し、ついで、ダイス孔から押出成形し、長さ５ｍｍに切
断した。この際、ダイス孔の形状は、直径３ｍｍの円形
であった。こうして得られた光触媒顆粒体の前駆体を、
室温（２５〜３０℃）で４８時間放置し、自然乾燥させ
て硬化させ、光触媒粒子含有率が７０重量％である光触
媒顆粒体を得た。この顆粒体は直径２．５〜２．８ｍｍ
の円形の底面を有し、高さが４．２〜４．７ｍｍである
円柱形であり、十分な機械的強度を有し、実用に適して
いた。
る。 ［実施例１］平均粒径が約５〜３００ｎｍで粒度分布が
約３〜５００ｎｍである二酸化チタンアナタース型光触
媒微粉末５０部と、アモルファスシリカ含有率が２０重
量％で、アルカリ成分含有率が０．２重量％未満のコロ
イダルシリカ（日産化学製ＰＳ−Ｍ）５０部を配合し、
得られた混合物をよく混練した後ペレタイザーに充填
し、ついで、ダイス孔から押出成形し、長さ５ｍｍに切
断した。この際、ダイス孔の形状は、直径３ｍｍの円形
であった。こうして得られた光触媒顆粒体の前駆体を、
室温（２５〜３０℃）で４８時間放置し、自然乾燥させ
て硬化させ、光触媒粒子含有率が７０重量％である光触
媒顆粒体を得た。この顆粒体は直径２．５〜２．８ｍｍ
の円形の底面を有し、高さが４．２〜４．７ｍｍである
円柱形であり、十分な機械的強度を有し、実用に適して
いた。
【００１６】［実施例２］平均粒径が約５〜３００ｎｍ
で粒度分布が約３〜５００ｎｍである二酸化チタンアナ
タース型光触媒微粉末３０部と、ガラス短繊維の繊維長
が３０〜１００μｍであるガラス繊維３０部、アモルフ
ァスシリカ含有率が２０重量％で、アルカリ成分含有率
が０．２重量％未満のコロイダルシリカ（日産化学製Ｐ
Ｓ−Ｍ）４０部を配合し、得られた混合物をよく混練し
た後ペレタイザーに充填し、ついで、ダイス孔から押出
成形し、長さ５ｍｍに切断した。この際、ダイス孔の形
状は、直径３ｍｍの円形であった。こうして得られた光
触媒顆粒体の前駆体を、室温（２５〜３０℃）で４８時
間放置し、自然乾燥させて硬化させ、光触媒粒子含有率
が３５重量％である光触媒顆粒体を得た。この顆粒体は
直径２．８〜３．０ｍｍの円形の底面を有し、高さが
４．７〜５．０ｍｍである円柱形であった。また、この
光触媒顆粒体の機械的強度は実施例１で得られた光触媒
顆粒体の２倍程度であり、十分な機械的強度を有し、実
用に適していた。
で粒度分布が約３〜５００ｎｍである二酸化チタンアナ
タース型光触媒微粉末３０部と、ガラス短繊維の繊維長
が３０〜１００μｍであるガラス繊維３０部、アモルフ
ァスシリカ含有率が２０重量％で、アルカリ成分含有率
が０．２重量％未満のコロイダルシリカ（日産化学製Ｐ
Ｓ−Ｍ）４０部を配合し、得られた混合物をよく混練し
た後ペレタイザーに充填し、ついで、ダイス孔から押出
成形し、長さ５ｍｍに切断した。この際、ダイス孔の形
状は、直径３ｍｍの円形であった。こうして得られた光
触媒顆粒体の前駆体を、室温（２５〜３０℃）で４８時
間放置し、自然乾燥させて硬化させ、光触媒粒子含有率
が３５重量％である光触媒顆粒体を得た。この顆粒体は
直径２．８〜３．０ｍｍの円形の底面を有し、高さが
４．７〜５．０ｍｍである円柱形であった。また、この
光触媒顆粒体の機械的強度は実施例１で得られた光触媒
顆粒体の２倍程度であり、十分な機械的強度を有し、実
用に適していた。
【００１７】［比較例１］二酸化チタンアナタース型光
触媒微粉末を５部とし、ガラス短繊維を３０部とし、コ
ロイダルシリカ（日産化学製ＰＳ−Ｍ）を４０部とした
以外は実施例２と同様にして、光触媒粒子含有率が９重
量％である光触媒顆粒体を得た。
触媒微粉末を５部とし、ガラス短繊維を３０部とし、コ
ロイダルシリカ（日産化学製ＰＳ−Ｍ）を４０部とした
以外は実施例２と同様にして、光触媒粒子含有率が９重
量％である光触媒顆粒体を得た。
【００１８】［比較例２］二酸化チタンアナタース型光
触媒微粉末を３０部使用し、コロイダルシリカのかわり
に水ガラス（和光純薬製、ケイ酸カリウム）を７０部使
用した以外は実施例１と同様にして、光触媒粒子含有率
が３０重量％である光触媒顆粒体を得た。
触媒微粉末を３０部使用し、コロイダルシリカのかわり
に水ガラス（和光純薬製、ケイ酸カリウム）を７０部使
用した以外は実施例１と同様にして、光触媒粒子含有率
が３０重量％である光触媒顆粒体を得た。
【００１９】［試験例］実施例１〜２および比較例１〜
２で得られた光触媒顆粒体と、二酸化チタンアナタース
型光触媒微粉末単体をそれぞれ光触媒として使用して、
テトラクロロエチレンの分解を行った。実施例１〜２お
よび比較例１〜２で得られた光触媒顆粒体と、二酸化チ
タンアナタース型光触媒微粉末単体を使用した場合の、
分解時間（分）と、テトラクロロエチレンの分解生成し
た炭酸ガス濃度（ｐｐｍ）との関係を図１に示す。な
お、テトラクロロエチレンの分解は以下のような条件で
行った。内容積１０Ｌのガラスデシケータ内に、各光触
媒顆粒体を直径１２ｃｍ2 のガラス製シャーレに全面敷
き詰めるようにして設置して、密封した（照射面積一
定）。その中へ、シリンジでテトラクロロエチレン５０
μｌを注入した後、外部より４００Ｗのブラックライト
を照射し、１５分毎に内部ガスを採取し、テトラクロロ
エチレンと炭酸ガス濃度を計測した。なお、注入したテ
トラクロロエチレンは自然蒸発しガス化して、気体運動
することで光触媒顆粒体と接触する。
２で得られた光触媒顆粒体と、二酸化チタンアナタース
型光触媒微粉末単体をそれぞれ光触媒として使用して、
テトラクロロエチレンの分解を行った。実施例１〜２お
よび比較例１〜２で得られた光触媒顆粒体と、二酸化チ
タンアナタース型光触媒微粉末単体を使用した場合の、
分解時間（分）と、テトラクロロエチレンの分解生成し
た炭酸ガス濃度（ｐｐｍ）との関係を図１に示す。な
お、テトラクロロエチレンの分解は以下のような条件で
行った。内容積１０Ｌのガラスデシケータ内に、各光触
媒顆粒体を直径１２ｃｍ2 のガラス製シャーレに全面敷
き詰めるようにして設置して、密封した（照射面積一
定）。その中へ、シリンジでテトラクロロエチレン５０
μｌを注入した後、外部より４００Ｗのブラックライト
を照射し、１５分毎に内部ガスを採取し、テトラクロロ
エチレンと炭酸ガス濃度を計測した。なお、注入したテ
トラクロロエチレンは自然蒸発しガス化して、気体運動
することで光触媒顆粒体と接触する。
【００２０】図１から、実施例１および２で得られた光
触媒顆粒体の分解時間４５分における分解能は、二酸化
チタンアナタース型光触媒微粉末単体を使用した場合の
分解能と同程度および７０％程度であり、光触媒活性を
高く維持していて、実用に十分であった。一方、比較例
１で得られた光触媒顆粒体は、光触媒粒子の含有率が１
０重量％未満であり、分解能が二酸化チタンアナタース
型光触媒微粉末単体を使用した場合の１／３以下であっ
た。また、比較例２で得られた光触媒顆粒体は、バイン
ダーとして水ガラスを使用しているため、分解能が不十
分であった。
触媒顆粒体の分解時間４５分における分解能は、二酸化
チタンアナタース型光触媒微粉末単体を使用した場合の
分解能と同程度および７０％程度であり、光触媒活性を
高く維持していて、実用に十分であった。一方、比較例
１で得られた光触媒顆粒体は、光触媒粒子の含有率が１
０重量％未満であり、分解能が二酸化チタンアナタース
型光触媒微粉末単体を使用した場合の１／３以下であっ
た。また、比較例２で得られた光触媒顆粒体は、バイン
ダーとして水ガラスを使用しているため、分解能が不十
分であった。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光触媒顆
粒体は、光触媒粒子とコロイダルシリカを含む混合物を
成形および乾燥してなる光触媒顆粒体であって、前記光
触媒顆粒体中の光触媒粒子含有率が、１０重量％以上で
あるので、光触媒粒子と外気との接触が阻害されず、光
触媒粒子が有機物や酸素、紫外線と十分に接触できる。
そのため、取り扱いが容易で、固形物上に固定すること
ができ、かつ、光触媒活性が高い光触媒顆粒体となり、
多種多様な用途に使用できる。また、光触媒顆粒体に充
填剤が添加されることによって、光触媒顆粒体の成形
性、機械強度、耐久性、有機物の吸着性が向上し、光触
媒顆粒体の体積、密度等を適宜調節することもでき、さ
らに用途の多様化が促進される。
粒体は、光触媒粒子とコロイダルシリカを含む混合物を
成形および乾燥してなる光触媒顆粒体であって、前記光
触媒顆粒体中の光触媒粒子含有率が、１０重量％以上で
あるので、光触媒粒子と外気との接触が阻害されず、光
触媒粒子が有機物や酸素、紫外線と十分に接触できる。
そのため、取り扱いが容易で、固形物上に固定すること
ができ、かつ、光触媒活性が高い光触媒顆粒体となり、
多種多様な用途に使用できる。また、光触媒顆粒体に充
填剤が添加されることによって、光触媒顆粒体の成形
性、機械強度、耐久性、有機物の吸着性が向上し、光触
媒顆粒体の体積、密度等を適宜調節することもでき、さ
らに用途の多様化が促進される。
【図１】 実施例で得られた光触媒顆粒体の性能を示す
グラフである。
グラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｊ 20/20 Ｂ０１Ｊ 21/06 21/06 Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｊ (72)発明者 山本 潤 静岡県浜松市中沢町10番１号 ヤマハ株式 会社内 (72)発明者 室井 國昌 静岡県浜松市中沢町10番１号 ヤマハ株式 会社内 Ｆターム(参考） 4D048 AA11 AA17 AB03 BA01Y BA02Y BA03Y BA05Y BA06X BA06Y BA07X BA10Y BA11Y BA41X BB01 BB17 EA01 4G066 AA05B AA22B AA23B AA30B AA43B AA47B AA61B AA63B AA72B BA20 DA03 FA21 FA26 FA34 FA37 4G069 AA08 AA09 AA11 BA03A BA03B BA04B BA07A BA08A BA10A BA13A BA15A BA48A BA48C BB12A BB16A BC02A BC09A BC10A BC16A CA10 CA11 CA19 DA05 EA02X EA02Y EB18X EB18Y EB19 EC22Y EC26 FB57 FB61 FC04
Claims (9)
- 【請求項１】 光触媒粒子とコロイダルシリカを含む混
合物を成形および乾燥してなる光触媒顆粒体であって、 前記光触媒顆粒体中の光触媒粒子含有率が、１０重量％
以上であることを特徴とする光触媒顆粒体。 - 【請求項２】 混合物中に、充填剤が含まれていること
を特徴とする請求項１に記載の光触媒顆粒体。 - 【請求項３】 充填剤が、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸
アルミニウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸ナトリウム、
硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、石灰、粘度鉱物、ア
ルミニウム塩、セラミックス、活性炭、ゼオライト、無
機ウィスカー、無機繊維から選ばれる１種以上からなる
ことを特徴とする請求項２に記載の光触媒顆粒体。 - 【請求項４】 コロイダルシリカが、アモルファスシリ
カ１０〜５０重量％と、アルカリ成分０．２重量％以下
と、水からなることを特徴とする請求項１ないし３のい
ずれかに記載の光触媒顆粒体。 - 【請求項５】 最大長さが１〜１０ｍｍで、最小長さが
０．１〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１ない
し４のいずれかに記載の光触媒顆粒体。 - 【請求項６】 表面が凹凸形状を有することを特徴とす
る請求項１ないし５のいずれかに記載の光触媒顆粒体。 - 【請求項７】 光触媒粒子とコロイダルシリカを含む混
合物を成形し、ついで、乾燥することを特徴とする光触
媒顆粒体の製造方法。 - 【請求項８】 成形を、造粒機、ペレタイザー、押出成
形機、射出成形機から選ばれるいずれかの成形機で行う
ことを特徴とする請求項７に記載の光触媒顆粒体の製造
方法。 - 【請求項９】 成形および乾燥を、６００℃以下の温度
で行うことを特徴とする請求項７または８に記載の光触
媒顆粒体の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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