JP2001232206A - 多孔質光触媒体とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】大気中に含まれる例えば悪臭成分やＮＯｘ等の
環境汚染物質を分解除去したり、廃水処理や浄化処理を
行うための環境浄化資材として使用する多孔質光触媒体
及びその製造方法を提供すること。 【解決手段】多孔質担体の表面を被覆した酸化チタンの
薄膜にリン酸カルシウムを島状に担持させた酸化チタン
膜、又は、多孔質担体の表面を、リン酸カルシウムが島
状に担持されている酸化チタン粒子を有する酸化チタン
膜にて被覆されているところに構成的特徴を有する多孔
質光触媒体であり、その製造方法は、特には多孔質担体
の表面に酸化チタンの薄膜を形成した後、水酸化カルシ
ウムとリン酸イオンの両方を含有する等張な疑似体液中
に浸漬し、静置することで、前記薄膜の表面に、前記水
酸化カルシウムとリン酸イオンとの反応で生成するリン
酸カルシウムを担持するところに構成的特徴を有する。
環境汚染物質を分解除去したり、廃水処理や浄化処理を
行うための環境浄化資材として使用する多孔質光触媒体
及びその製造方法を提供すること。 【解決手段】多孔質担体の表面を被覆した酸化チタンの
薄膜にリン酸カルシウムを島状に担持させた酸化チタン
膜、又は、多孔質担体の表面を、リン酸カルシウムが島
状に担持されている酸化チタン粒子を有する酸化チタン
膜にて被覆されているところに構成的特徴を有する多孔
質光触媒体であり、その製造方法は、特には多孔質担体
の表面に酸化チタンの薄膜を形成した後、水酸化カルシ
ウムとリン酸イオンの両方を含有する等張な疑似体液中
に浸漬し、静置することで、前記薄膜の表面に、前記水
酸化カルシウムとリン酸イオンとの反応で生成するリン
酸カルシウムを担持するところに構成的特徴を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大気中に含まれる
例えば悪臭成分やＮＯｘの環境汚染物質を分解除去した
り、廃水処理や浄化処理を行うための環境浄化資材とし
て使用する多孔質光触媒体及びその製造方法に関するも
のであり、特には、多孔質担体の表面を被覆した酸化チ
タンの薄膜にリン酸カルシウムを島状に担持させた酸化
チタン膜、又は、多孔質担体の表面を、リン酸カルシウ
ムが島状に担持されている酸化チタン粒子を有する酸化
チタン膜にて被覆されているところに構成的特徴を有す
る多孔質光触媒体とその製造方法に関するものである。
例えば悪臭成分やＮＯｘの環境汚染物質を分解除去した
り、廃水処理や浄化処理を行うための環境浄化資材とし
て使用する多孔質光触媒体及びその製造方法に関するも
のであり、特には、多孔質担体の表面を被覆した酸化チ
タンの薄膜にリン酸カルシウムを島状に担持させた酸化
チタン膜、又は、多孔質担体の表面を、リン酸カルシウ
ムが島状に担持されている酸化チタン粒子を有する酸化
チタン膜にて被覆されているところに構成的特徴を有す
る多孔質光触媒体とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、居住空間や作業空間での悪臭や自
動車の排気ガスなどの有害物質による大気汚染、生活排
水や産業廃水などによる水質汚染、例えば活性汚泥法で
は浄化処理し切れない有機塩素系溶剤や特にはゴルフ場
の散布農薬などによる水源汚染等様々な環境汚染問題が
顕在化している。
動車の排気ガスなどの有害物質による大気汚染、生活排
水や産業廃水などによる水質汚染、例えば活性汚泥法で
は浄化処理し切れない有機塩素系溶剤や特にはゴルフ場
の散布農薬などによる水源汚染等様々な環境汚染問題が
顕在化している。
【０００３】従来、悪臭防止法あるいは大気中の有害物
質の除去法として、酸やアルカリなどの吸収液や吸着
剤、土壌などに吸収あるいは吸着させる方法がよく行わ
れているが、この方法は廃液や使用済みの吸着剤や土壌
の処理が問題で、二次公害を起こす恐れがある。
質の除去法として、酸やアルカリなどの吸収液や吸着
剤、土壌などに吸収あるいは吸着させる方法がよく行わ
れているが、この方法は廃液や使用済みの吸着剤や土壌
の処理が問題で、二次公害を起こす恐れがある。
【０００４】また、芳香剤を使用して悪臭を隠ぺいする
方法がありこの方法によると芳香剤自体の臭いによる汚
染の問題があり、また活性汚泥法によると処理能力が低
くかつ汚泥臭の発散が避けられないという問題があり、
オソン分解法によるとオソン自体が有毒でコスト高にな
るという欠点があった(例えば、西田耕之助、平凡社
「大百科事典」、第１巻、第１３６頁（１９８４年
刊）。
方法がありこの方法によると芳香剤自体の臭いによる汚
染の問題があり、また活性汚泥法によると処理能力が低
くかつ汚泥臭の発散が避けられないという問題があり、
オソン分解法によるとオソン自体が有毒でコスト高にな
るという欠点があった(例えば、西田耕之助、平凡社
「大百科事典」、第１巻、第１３６頁（１９８４年
刊）。
【０００５】ところで、半導体に光を照射すると、その
表面に強い還元作用を持つ電子と強い酸化作用を持つ正
孔が生成し、半導体に接触した分子種を酸化還元作用に
より分解する。半導体のこのような作用、すなわち、光
触媒作用を利用することによって、水中に溶解している
有機溶剤や農薬、界面活性剤などの環境汚染物質や、大
気中の有害物質を分解除去することができる。この方法
は、半導体と光を利用するだけであり、微生物を用いる
生物処理などの方法に比べて、温度、ｐＨ、ガス雰囲
気、毒性などの反応条件の制約が少なく、しかも生物処
理法では処理しにくい有機ハロゲン化合物や有欄リン化
合物のようなものでも容易に分解・除去できるという長
所を持っている。
表面に強い還元作用を持つ電子と強い酸化作用を持つ正
孔が生成し、半導体に接触した分子種を酸化還元作用に
より分解する。半導体のこのような作用、すなわち、光
触媒作用を利用することによって、水中に溶解している
有機溶剤や農薬、界面活性剤などの環境汚染物質や、大
気中の有害物質を分解除去することができる。この方法
は、半導体と光を利用するだけであり、微生物を用いる
生物処理などの方法に比べて、温度、ｐＨ、ガス雰囲
気、毒性などの反応条件の制約が少なく、しかも生物処
理法では処理しにくい有機ハロゲン化合物や有欄リン化
合物のようなものでも容易に分解・除去できるという長
所を持っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
で行われてきた光触媒による有機物の分解除去に関する
研究は、光触媒として半導体粉末が用いられていたので
(例えば、A. L.Pruden and D. F. Ollis, Journal of C
atalysis, Vol.82,404( 1983)、H. Hidaka, H. Jou, K.
Nohara,J. Zhao, Chemoshere,Vol.25, 1589(1992)、久
永輝明，原田賢二，田中啓一，工業用水，第379号，12
(1990)）、光触媒としての取扱いや使用が難しく、特に
廃水処理や水浄化の場合には、処理した水を例えばろ過
して光触媒粉末の回収する必要があり、光触媒が微粉末
であるため目詰まりを起こ素ことが原因となって容易に
ろ過することができない傾向がある。すなわち、光触媒
の分離や回収が困難であるため連続的に水処理できない
などの問題があった。
で行われてきた光触媒による有機物の分解除去に関する
研究は、光触媒として半導体粉末が用いられていたので
(例えば、A. L.Pruden and D. F. Ollis, Journal of C
atalysis, Vol.82,404( 1983)、H. Hidaka, H. Jou, K.
Nohara,J. Zhao, Chemoshere,Vol.25, 1589(1992)、久
永輝明，原田賢二，田中啓一，工業用水，第379号，12
(1990)）、光触媒としての取扱いや使用が難しく、特に
廃水処理や水浄化の場合には、処理した水を例えばろ過
して光触媒粉末の回収する必要があり、光触媒が微粉末
であるため目詰まりを起こ素ことが原因となって容易に
ろ過することができない傾向がある。すなわち、光触媒
の分離や回収が困難であるため連続的に水処理できない
などの問題があった。
【０００７】この欠点を改善するために光触煤の固定化
が行われ、ガラス板などの担体の表面への光触媒のコー
ティングなどが行われてきたが、光触媒反応は表面反応
であり、固定化光触媒体は粉末のものに比べて比表面積
が小さいため、性能が非常に劣るという欠点があった。
が行われ、ガラス板などの担体の表面への光触媒のコー
ティングなどが行われてきたが、光触媒反応は表面反応
であり、固定化光触媒体は粉末のものに比べて比表面積
が小さいため、性能が非常に劣るという欠点があった。
【０００８】一方、光触媒の光触媒機能の向上を図るた
めに、多孔質酸化チタンの微粉末と水溶性グルカンを水
に分散、溶解した処理液の中に、又は多孔質酸化チタン
の微粉末とと水溶性グルカンとアパタイトの微粉末を水
に分散、溶解した処理液の中に担体を浸漬したのち乾燥
しヒートセットすることで得られる空気清浄材（特開平
１１−３４７４０７号公報）や、球状樹脂粒子の表面に
リン酸カルシウムと酸化チタンからなるアパタイト複合
粒子をコーティングした球状アパタイト複合粒子（特開
平７−３１９６４号公報）が公知であり、また、特開平
１１−２５６４７２号公報には、繊維類、合成樹脂製の
連泡型発泡体た多孔質フィルム、多孔質中空糸膜等の表
面にリン酸カルシウムからなる薄膜を設け、この薄膜の
表面に酸化チタンを担持する技術が開示されている。
めに、多孔質酸化チタンの微粉末と水溶性グルカンを水
に分散、溶解した処理液の中に、又は多孔質酸化チタン
の微粉末とと水溶性グルカンとアパタイトの微粉末を水
に分散、溶解した処理液の中に担体を浸漬したのち乾燥
しヒートセットすることで得られる空気清浄材（特開平
１１−３４７４０７号公報）や、球状樹脂粒子の表面に
リン酸カルシウムと酸化チタンからなるアパタイト複合
粒子をコーティングした球状アパタイト複合粒子（特開
平７−３１９６４号公報）が公知であり、また、特開平
１１−２５６４７２号公報には、繊維類、合成樹脂製の
連泡型発泡体た多孔質フィルム、多孔質中空糸膜等の表
面にリン酸カルシウムからなる薄膜を設け、この薄膜の
表面に酸化チタンを担持する技術が開示されている。
【０００９】しかしながら、酸化チタンの比表面積を大
きくするために、多孔質化した酸化チタン微粉末は公知
であるものの、多孔質担体の表面にリン酸カルシウムを
含む酸化チタン膜を形成してなる多孔質光触媒体、特に
は、多孔質担体の表面に酸化チタンの薄膜を形成し該薄
膜の表面にバラの花形状のリン酸カルシウムを島状に担
持させた多孔質光触媒体や、表面にバラの花形状のリン
酸カルシウムを島状に担持させた酸化チタン粒子を多孔
質担体の表面に備えてなる多孔質光触媒体、並びにバラ
の花形状のリン酸カルシウムを島状に担持させた酸化チ
タン粒子は知られていない。
きくするために、多孔質化した酸化チタン微粉末は公知
であるものの、多孔質担体の表面にリン酸カルシウムを
含む酸化チタン膜を形成してなる多孔質光触媒体、特に
は、多孔質担体の表面に酸化チタンの薄膜を形成し該薄
膜の表面にバラの花形状のリン酸カルシウムを島状に担
持させた多孔質光触媒体や、表面にバラの花形状のリン
酸カルシウムを島状に担持させた酸化チタン粒子を多孔
質担体の表面に備えてなる多孔質光触媒体、並びにバラ
の花形状のリン酸カルシウムを島状に担持させた酸化チ
タン粒子は知られていない。
【００１０】本発明は、以上のような課題に鑑み鋭意研
究されたものであり、その目的とするところは、大気中
の例えば悪臭成分やＮＯｘ等の環境汚染物質、廃水処理
や水浄化処理等を連続的に行うことができ、環境浄化資
材として環境汚染物質の分解消去能と抗菌能に優れ、し
かも経済性、安全性等の点にも優れた特性を有する多孔
質光触媒体とその製造方法を提供せんとするところにあ
る。
究されたものであり、その目的とするところは、大気中
の例えば悪臭成分やＮＯｘ等の環境汚染物質、廃水処理
や水浄化処理等を連続的に行うことができ、環境浄化資
材として環境汚染物質の分解消去能と抗菌能に優れ、し
かも経済性、安全性等の点にも優れた特性を有する多孔
質光触媒体とその製造方法を提供せんとするところにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】そのために本願各請求項
に記載の発明が採用した手段の要旨とするところは、叙
上の特許請求の範囲に記載の通りである。
に記載の発明が採用した手段の要旨とするところは、叙
上の特許請求の範囲に記載の通りである。
【００１２】このような構成を採用した請求項１〜６記
載の各発明に係る多孔質光触媒体によると、多孔質担体
の全面に酸化チタン膜が形成されているため、悪臭やＮ
Ｏｘ，ＳＯｘ等の大気中の環境汚染物質、汚水中の有機
溶剤や農薬などの環境汚染有機物質等と接触可能な比表
面積が大きい。すなわち、これらの環境汚染物質を効率
良く吸着でき、ついで光触媒を光励起することで発生す
る反応性に富んだ活性種（スーパーオキサイドイオン
（Ｏ2 -）や水酸ラジカル（・ＯＨ））により、環境汚染
物質を迅速かつ連続的に酸化還元分解することができ、
これらを無害化できる。
載の各発明に係る多孔質光触媒体によると、多孔質担体
の全面に酸化チタン膜が形成されているため、悪臭やＮ
Ｏｘ，ＳＯｘ等の大気中の環境汚染物質、汚水中の有機
溶剤や農薬などの環境汚染有機物質等と接触可能な比表
面積が大きい。すなわち、これらの環境汚染物質を効率
良く吸着でき、ついで光触媒を光励起することで発生す
る反応性に富んだ活性種（スーパーオキサイドイオン
（Ｏ2 -）や水酸ラジカル（・ＯＨ））により、環境汚染
物質を迅速かつ連続的に酸化還元分解することができ、
これらを無害化できる。
【００１３】また、多孔質担体の全面を被覆する酸化チ
タン膜にはリン酸カルシウムが含まれておりリン酸カル
シウムは多孔質でありしかも菌やカビなどの生体構成成
分である蛋白質や糖質などとの親和性（生体親和性）が
大きいため、菌やカビなどの微生物を効率的に吸着で
き、これらを上述した反応性に富んだ活性種によって迅
速且つ連続的に酸化還元分解することができ、最終的に
は炭酸ガスにまで分解処理できる。すなわち、菌やカビ
などの生命活動にて産生され菌体外に放出される悪臭物
質の発生を完全に防止できる。
タン膜にはリン酸カルシウムが含まれておりリン酸カル
シウムは多孔質でありしかも菌やカビなどの生体構成成
分である蛋白質や糖質などとの親和性（生体親和性）が
大きいため、菌やカビなどの微生物を効率的に吸着で
き、これらを上述した反応性に富んだ活性種によって迅
速且つ連続的に酸化還元分解することができ、最終的に
は炭酸ガスにまで分解処理できる。すなわち、菌やカビ
などの生命活動にて産生され菌体外に放出される悪臭物
質の発生を完全に防止できる。
【００１４】また、請求項１〜６記載の各発明に係る多
孔質光触媒体は、光照射だけで半永久的に機能させるこ
とができる。すなわち、低コスト・省エネルギー的であ
り、メンテナンスフリーで使用できる。
孔質光触媒体は、光照射だけで半永久的に機能させるこ
とができる。すなわち、低コスト・省エネルギー的であ
り、メンテナンスフリーで使用できる。
【００１５】つぎに、請求項７〜９記載の各発明に係る
多孔質光触媒体の製造方法によると、多孔質担体の表面
を、リン酸カルシウムを含む酸化チタン膜にて被覆した
叙上の請求項１〜６記載の各発明に係る多孔質光触媒体
をそれぞれ製造できる。
多孔質光触媒体の製造方法によると、多孔質担体の表面
を、リン酸カルシウムを含む酸化チタン膜にて被覆した
叙上の請求項１〜６記載の各発明に係る多孔質光触媒体
をそれぞれ製造できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明に係る多孔質光触媒体の実
施の形態を説明するが、これは代表的なものを示したも
のであり、その要旨を越えない限り、以下の実施例によ
り本発明が限定されるものではない。
施の形態を説明するが、これは代表的なものを示したも
のであり、その要旨を越えない限り、以下の実施例によ
り本発明が限定されるものではない。
【００１７】本発明において、多孔質光触媒体は、多孔
質担体の表面を、酸化チタン粒子とリン酸カルシウムを
含有する酸化チタン膜にて被覆したもののことであり、
多孔質担体としては、ニッケル−カドミウム、ステンレ
ス鋼、バーマロイ、アルミニウム合金、銅等の代表され
る多孔質金属や発泡金属と、活性炭、活性アルミナ、シ
リカゲル、発泡ガラス、粒状セラミックス焼結体、粘土
焼結体等に代表される多孔質セラミックスとを例示する
ことができるが、他のものにくらべて表面積が大きいこ
ととコストの観点から、活性炭、活性アルミナ、シリカ
ゲルなどの多孔質セラミックスを担体として使用するこ
とが好ましい。なお、多孔質担体の形状は、粒状、板
状、円筒状、角柱状、円錐状、球状、ラグビーボール状
などどのような形状であっても良い。
質担体の表面を、酸化チタン粒子とリン酸カルシウムを
含有する酸化チタン膜にて被覆したもののことであり、
多孔質担体としては、ニッケル−カドミウム、ステンレ
ス鋼、バーマロイ、アルミニウム合金、銅等の代表され
る多孔質金属や発泡金属と、活性炭、活性アルミナ、シ
リカゲル、発泡ガラス、粒状セラミックス焼結体、粘土
焼結体等に代表される多孔質セラミックスとを例示する
ことができるが、他のものにくらべて表面積が大きいこ
ととコストの観点から、活性炭、活性アルミナ、シリカ
ゲルなどの多孔質セラミックスを担体として使用するこ
とが好ましい。なお、多孔質担体の形状は、粒状、板
状、円筒状、角柱状、円錐状、球状、ラグビーボール状
などどのような形状であっても良い。
【００１８】光触媒とは、結晶の伝導帯と価電子帯との
間のエネルギーギャップよりも大きなエネルギー（すな
わち短い波長）の光（励起光）を照射したときに荷電子
帯中の電子の励起（光励起）が生じて、電導電子と正孔
を生成しうる物質のことであり、例えば、酸化チタン、
酸化錫、酸化亜鉛、酸化バナジウム、三酸化二ビスマ
ス、三酸化タングステン、酸化第二鉄、チタン酸ストロ
ンチウム、硫化カドミウムなどを例示することができ、
これらのうち１種又は２種以上を使用することができ
る。優れた光触媒作用を発揮するという点では、酸化チ
タンを使用することが好ましい。また、結晶性の酸化チ
タンとしては、アナターゼ型、ルチル型、ブルッカイト
型のものがあり、どれを使用しても構わないが、このう
ち最も優れた光触媒作用を発揮するという観点からは、
アナターゼ型の酸化チタンを使用することが極めて好ま
しい。
間のエネルギーギャップよりも大きなエネルギー（すな
わち短い波長）の光（励起光）を照射したときに荷電子
帯中の電子の励起（光励起）が生じて、電導電子と正孔
を生成しうる物質のことであり、例えば、酸化チタン、
酸化錫、酸化亜鉛、酸化バナジウム、三酸化二ビスマ
ス、三酸化タングステン、酸化第二鉄、チタン酸ストロ
ンチウム、硫化カドミウムなどを例示することができ、
これらのうち１種又は２種以上を使用することができ
る。優れた光触媒作用を発揮するという点では、酸化チ
タンを使用することが好ましい。また、結晶性の酸化チ
タンとしては、アナターゼ型、ルチル型、ブルッカイト
型のものがあり、どれを使用しても構わないが、このう
ち最も優れた光触媒作用を発揮するという観点からは、
アナターゼ型の酸化チタンを使用することが極めて好ま
しい。
【００１９】光触媒に対して紫外線を照射して光励起す
ると、上述したように、光触媒の表面において電子−正
孔対が生じる。このうち電子は表面酸素を還元してスー
パーオキサイドイオン（Ｏ2 -）を生成し、正孔は表面水
酸基を酸化して水酸ラジカル（・ＯＨ））を生成し、こ
れらの反応性に富んだ両活性種により悪臭や環境汚染物
質が極めて効率的にそして確実に酸化還元分解処理でき
るのである。
ると、上述したように、光触媒の表面において電子−正
孔対が生じる。このうち電子は表面酸素を還元してスー
パーオキサイドイオン（Ｏ2 -）を生成し、正孔は表面水
酸基を酸化して水酸ラジカル（・ＯＨ））を生成し、こ
れらの反応性に富んだ両活性種により悪臭や環境汚染物
質が極めて効率的にそして確実に酸化還元分解処理でき
るのである。
【００２０】ところで、本明細書において、「酸化チタ
ン」なる用語は、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛、酸化
バナジウム、三酸化二ビスマス、三酸化タングステン、
酸化第二鉄、チタン酸ストロンチウ、硫化カドミウムか
らなる群より選択されたいずれか１種又は２種以上の混
合物と、読み替えできるものとする。
ン」なる用語は、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛、酸化
バナジウム、三酸化二ビスマス、三酸化タングステン、
酸化第二鉄、チタン酸ストロンチウ、硫化カドミウムか
らなる群より選択されたいずれか１種又は２種以上の混
合物と、読み替えできるものとする。
【００２１】本発明の実施の態様において使用する光触
媒が酸化チタンである場合、光触媒体は、酸化チタン粒
子とアパタイトの混合物や、表面に例えばバラの花形状
のアパタイトにて島状に担持する酸化チタン粒子を水や
バインダーに懸濁させたもの、アルコールと四塩化チタ
ン若しくは金属チタンとの反応等により得られるチタン
のアルコキシド等のチタン化合物を加水分解したもの、
アモルファスのチタニアを、多孔質担体の表面にコーテ
ィングし、ヒト体液を模した２５℃〜６０℃の疑似体液
中に、１０〜３０日程度、より好ましく、３０℃〜４０
℃の疑似体液中に２０分〜１時間程度浸漬すると、水酸
化カルシウムとリン酸イオンとの反応で生成するリン酸
カルシウムを析出させ、これを多孔質担体の表面に島状
に固着させ、バラの花形状に成長させることができる。
疑似体液中に浸漬している時間が長すぎると、リン酸カ
ルシウムが酸化チタン粒子全面に固着して光触媒の表面
反応が妨害される傾向がある。
媒が酸化チタンである場合、光触媒体は、酸化チタン粒
子とアパタイトの混合物や、表面に例えばバラの花形状
のアパタイトにて島状に担持する酸化チタン粒子を水や
バインダーに懸濁させたもの、アルコールと四塩化チタ
ン若しくは金属チタンとの反応等により得られるチタン
のアルコキシド等のチタン化合物を加水分解したもの、
アモルファスのチタニアを、多孔質担体の表面にコーテ
ィングし、ヒト体液を模した２５℃〜６０℃の疑似体液
中に、１０〜３０日程度、より好ましく、３０℃〜４０
℃の疑似体液中に２０分〜１時間程度浸漬すると、水酸
化カルシウムとリン酸イオンとの反応で生成するリン酸
カルシウムを析出させ、これを多孔質担体の表面に島状
に固着させ、バラの花形状に成長させることができる。
疑似体液中に浸漬している時間が長すぎると、リン酸カ
ルシウムが酸化チタン粒子全面に固着して光触媒の表面
反応が妨害される傾向がある。
【００２２】ところで、本明細書において、「疑似体
液」とは、少なくともＮａとＰのイオンを含む当張水溶
液をいう。「Ｎａ」，「Ｋ」，「Ｃｌ」，「Ｃａ」，
「Ｐ」，「Ｍｇ」等のイオンを含有し且つｐＨ７〜８の
ものが好ましいが、ｐＨが７．３〜７．７のものが特に
好適である。
液」とは、少なくともＮａとＰのイオンを含む当張水溶
液をいう。「Ｎａ」，「Ｋ」，「Ｃｌ」，「Ｃａ」，
「Ｐ」，「Ｍｇ」等のイオンを含有し且つｐＨ７〜８の
ものが好ましいが、ｐＨが７．３〜７．７のものが特に
好適である。
【００２３】また、「リン酸カルシウム」とは、水酸ア
パタイト、炭酸アパタイト、フッ化アパタイト、リン酸
三カルシウム、又はリン酸八カルシウムのいずれか１種
又はこれら２種以上の混合物を指し示すものとする。
パタイト、炭酸アパタイト、フッ化アパタイト、リン酸
三カルシウム、又はリン酸八カルシウムのいずれか１種
又はこれら２種以上の混合物を指し示すものとする。
【００２４】また、多孔質担体の表面に酸化チタンの薄
膜を予め形成した後、水酸化カルシウムとリン酸イオン
の両方を含有する等張な疑似体液中に浸漬し、静置する
ことで、前記薄膜の表面に前記水酸化カルシウムとリン
酸イオンとの反応で生成するリン酸カルシウムを担持す
ることもできる。
膜を予め形成した後、水酸化カルシウムとリン酸イオン
の両方を含有する等張な疑似体液中に浸漬し、静置する
ことで、前記薄膜の表面に前記水酸化カルシウムとリン
酸イオンとの反応で生成するリン酸カルシウムを担持す
ることもできる。
【００２５】また、多孔質担体表面を被覆している酸化
チタン被膜の表面に、さらに、白金、ロジウム、ルテニ
ウム、パラジウム、鉄、銀、銅、亜鉛等の金属被膜を、
光電着法やＣＶＤ法、スパッタリングや真空蒸着法等の
ＰＶＤ法等で被覆させることができ、これにより、電子
と正孔の電荷分離を容易にして光触媒作用による酸化還
元分解を促進すると共に、前記金属触媒による酸化分解
や還元分解を補助的な手段として導入することができ
る。
チタン被膜の表面に、さらに、白金、ロジウム、ルテニ
ウム、パラジウム、鉄、銀、銅、亜鉛等の金属被膜を、
光電着法やＣＶＤ法、スパッタリングや真空蒸着法等の
ＰＶＤ法等で被覆させることができ、これにより、電子
と正孔の電荷分離を容易にして光触媒作用による酸化還
元分解を促進すると共に、前記金属触媒による酸化分解
や還元分解を補助的な手段として導入することができ
る。
【００２６】光触媒を励起するための人工抗原として
は、殺菌ランプ、ブラックライト、蛍光灯、白熱灯、水
銀灯、ＵＶライト、キセノンランプ、ハロゲンランプ、
メタルハライドランプ等が使用できる。なお、光源とし
て、２５４ｎｍ付近に極大波長を有する紫外線を放射す
る殺菌ランプと、３８０ｎｍ付近に極大波長を有する紫
外線を放射するブラックライトとを組み合せ使用する
と、殺菌ランプから放射される紫外線で光触媒表面を励
起することができ、ブラックライトから放射された紫外
線が光触媒体を通過して光触媒粒子の裏面にまで浸透す
るため、これらを相乗的に作用させることができる。す
なわち、光触媒に十分な励起光を照射でき、光触媒を効
率的に励起できる。
は、殺菌ランプ、ブラックライト、蛍光灯、白熱灯、水
銀灯、ＵＶライト、キセノンランプ、ハロゲンランプ、
メタルハライドランプ等が使用できる。なお、光源とし
て、２５４ｎｍ付近に極大波長を有する紫外線を放射す
る殺菌ランプと、３８０ｎｍ付近に極大波長を有する紫
外線を放射するブラックライトとを組み合せ使用する
と、殺菌ランプから放射される紫外線で光触媒表面を励
起することができ、ブラックライトから放射された紫外
線が光触媒体を通過して光触媒粒子の裏面にまで浸透す
るため、これらを相乗的に作用させることができる。す
なわち、光触媒に十分な励起光を照射でき、光触媒を効
率的に励起できる。
【００２７】多孔質担体の全面を被覆する酸化チタン膜
を構成する島状のリン酸カルシウムは多孔質であり、し
かも菌やカビなどの生体構成成分である蛋白質や糖質な
どとの親和性（生体親和性）が大きいため、菌やカビな
どの微生物を効率的に吸着でき、これらを上述した反応
性に富んだ活性種によって迅速且つ連続的に酸化還元分
解することができ、最終的には炭酸ガスにまで分解処理
できる。すなわち、菌やカビなどの生命活動にて産生さ
れ菌体外に放出される悪臭物質の発生を完全に防止でき
るのである。
を構成する島状のリン酸カルシウムは多孔質であり、し
かも菌やカビなどの生体構成成分である蛋白質や糖質な
どとの親和性（生体親和性）が大きいため、菌やカビな
どの微生物を効率的に吸着でき、これらを上述した反応
性に富んだ活性種によって迅速且つ連続的に酸化還元分
解することができ、最終的には炭酸ガスにまで分解処理
できる。すなわち、菌やカビなどの生命活動にて産生さ
れ菌体外に放出される悪臭物質の発生を完全に防止でき
るのである。
【００２８】
【実施例】以下、本発明をさらに具体化した代表的実施
例を説明するが、以下の実施例により本発明が限定され
るものではない。
例を説明するが、以下の実施例により本発明が限定され
るものではない。
【００２９】実施例１ ： チタンテトライソプロポキ
シドの加水分解物に、表面にリン酸カルシウムを島状に
担持した酸化チタン粒子(酸化チタンに対するアパタイ
ト量、５重量％）を等重加え、その２０ｇを１００ｃｍ
角で厚さ２ｃｍの活性炭ハニカムの表面に塗布した。こ
れを１２０℃で加熱乾燥して多孔質光触媒体を製造し
た。
シドの加水分解物に、表面にリン酸カルシウムを島状に
担持した酸化チタン粒子(酸化チタンに対するアパタイ
ト量、５重量％）を等重加え、その２０ｇを１００ｃｍ
角で厚さ２ｃｍの活性炭ハニカムの表面に塗布した。こ
れを１２０℃で加熱乾燥して多孔質光触媒体を製造し
た。
【００３０】ついで、得られた多孔質光触媒体を用い
て、ＮＯｘの分解除去を行った。先ず、内部に市販の１
００Ｗの白熱灯をセットした内容積が５０リットルの密
閉容器の中に、得られた多孔質光触媒体を置き、１０ｐ
ｐｍのＮＯｘを注射器で導入した後、白熱灯を点灯し
た。１時間後、密閉容器内の空気中に含まれるＮＯｘ濃
度をガスクロマトグラフイにて測定し、減少した分のＮ
Ｏｘを注入した。この作業を１時間毎に繰り返した。
て、ＮＯｘの分解除去を行った。先ず、内部に市販の１
００Ｗの白熱灯をセットした内容積が５０リットルの密
閉容器の中に、得られた多孔質光触媒体を置き、１０ｐ
ｐｍのＮＯｘを注射器で導入した後、白熱灯を点灯し
た。１時間後、密閉容器内の空気中に含まれるＮＯｘ濃
度をガスクロマトグラフイにて測定し、減少した分のＮ
Ｏｘを注入した。この作業を１時間毎に繰り返した。
【００３１】その結果、多孔質光触媒体を用いた場合に
は、１時間処理後の残存ＮＯｘの濃度は毎回ゼロｐｐｍ
であり、ＮＯｘは１時間の処理で完全に除去されている
ことが解った。
は、１時間処理後の残存ＮＯｘの濃度は毎回ゼロｐｐｍ
であり、ＮＯｘは１時間の処理で完全に除去されている
ことが解った。
【００３２】これに対して、多孔質光触媒体の代わりに
活性炭ハニカム体を用いた場合には、１回目は、残存Ｎ
Ｏｘ濃度がゼロｐｐｍであったが、回数を重ねるにつれ
しだいにその残存濃度が増大し、１０回目の残存ＮＯｘ
濃度は１０ｐｐｍ、すなわち開始時のそれと同一濃度で
あり、全く浄化処理されていないことが解った。
活性炭ハニカム体を用いた場合には、１回目は、残存Ｎ
Ｏｘ濃度がゼロｐｐｍであったが、回数を重ねるにつれ
しだいにその残存濃度が増大し、１０回目の残存ＮＯｘ
濃度は１０ｐｐｍ、すなわち開始時のそれと同一濃度で
あり、全く浄化処理されていないことが解った。
【００３３】実施例２ ： チタンテトライソプロポキ
シド４５ｇを４００ｍｌの無水タノールで希釈し、攪拌
しながら、1一トリエタノールアミン１５ｇと水４ｇを
添加して透明なソル液を調整し、ディップコーティング
法により１０ｃｍ角で厚さ２ｃｍの硝子屑を固めて作っ
た多孔質板の表面に、酸化チタン膜をコーティングし
た。す壮わち、このゾル液に多孔質板を浸漬して引き上
げ、乾燥した後、室温から徐々に６００℃の温度にまで
加熱昇温して焼成した。この操作を３回繰り返して多孔
質板の表面に酸化チタン膜を形成し、これを疑似体液に
２日聞浸漬してその表面に、水酸化カルシウムとリン酸
イオンとの反応で生成するリン酸カルシウムを縞状に担
持した多孔質光触媒体を製造した。
シド４５ｇを４００ｍｌの無水タノールで希釈し、攪拌
しながら、1一トリエタノールアミン１５ｇと水４ｇを
添加して透明なソル液を調整し、ディップコーティング
法により１０ｃｍ角で厚さ２ｃｍの硝子屑を固めて作っ
た多孔質板の表面に、酸化チタン膜をコーティングし
た。す壮わち、このゾル液に多孔質板を浸漬して引き上
げ、乾燥した後、室温から徐々に６００℃の温度にまで
加熱昇温して焼成した。この操作を３回繰り返して多孔
質板の表面に酸化チタン膜を形成し、これを疑似体液に
２日聞浸漬してその表面に、水酸化カルシウムとリン酸
イオンとの反応で生成するリン酸カルシウムを縞状に担
持した多孔質光触媒体を製造した。
【００３４】ついで、得られた多孔質光触媒体を用い
て、悪臭物質の分解除去を行った。先ず、内部に市販の
１００Ｗのブラックライトをセットした内容積が５０リ
ットルの密閉容器の中に、得られた多孔質光触媒体を置
き、悪臭物質としてトリメチルアミン１００ｐｐｍを注
射器で導入した後、ブラックライトを点灯した。３０分
後、密閉容器内の空気中に含まれるトリメチルアミンの
濃度をガスクロマトグラフィにて測定し、減少した分の
トリメチルアミンを注入した。この作業を３０分毎に繰
り返した。
て、悪臭物質の分解除去を行った。先ず、内部に市販の
１００Ｗのブラックライトをセットした内容積が５０リ
ットルの密閉容器の中に、得られた多孔質光触媒体を置
き、悪臭物質としてトリメチルアミン１００ｐｐｍを注
射器で導入した後、ブラックライトを点灯した。３０分
後、密閉容器内の空気中に含まれるトリメチルアミンの
濃度をガスクロマトグラフィにて測定し、減少した分の
トリメチルアミンを注入した。この作業を３０分毎に繰
り返した。
【００３５】その結果、多孔質光触媒体を用いた場合に
は、３０分処理後の残存トリメチルＮＯｘの濃度は、毎
回ゼロｐｐｍであり、トリメチルアミンは３０分の処理
で完全に除去されていることが解った。
は、３０分処理後の残存トリメチルＮＯｘの濃度は、毎
回ゼロｐｐｍであり、トリメチルアミンは３０分の処理
で完全に除去されていることが解った。
【００３６】これに対して、多孔質光触媒体の代わりに
球状シリカゲルを用いた場合には、１回目は、残存ＮＯ
ｘ濃度がゼロｐｐｍに近似していたが、回数を重ねるに
つれしだいにその残存濃度が増大し、１０回目の残存Ｎ
Ｏｘ濃度は１００ｐｐｍ、すなわち開始時のそれと同一
濃度であり、全く浄化処理されていないことが解った。
球状シリカゲルを用いた場合には、１回目は、残存ＮＯ
ｘ濃度がゼロｐｐｍに近似していたが、回数を重ねるに
つれしだいにその残存濃度が増大し、１０回目の残存Ｎ
Ｏｘ濃度は１００ｐｐｍ、すなわち開始時のそれと同一
濃度であり、全く浄化処理されていないことが解った。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
空気中の悪臭物質や水中に溶解している様々なな環境汚
染物買の分解除去能に優れると共に、菌やカビの繁殖防
止効果に優れ、しかも経済性、安全性等にも優れた特性
を有する多孔質光触媒とその製造方法を提供したもので
ある。本発明に使用された特に酸化チタンは塗料や化粧
品、歯磨き粉などにも使われており・耐候性や耐久性に
優れ、安金無害など、多くの利点を持っている。また、
リン酸カルシウムは、動物の骨や歯を形成する生体構成
物質で、安全無害なものである。
空気中の悪臭物質や水中に溶解している様々なな環境汚
染物買の分解除去能に優れると共に、菌やカビの繁殖防
止効果に優れ、しかも経済性、安全性等にも優れた特性
を有する多孔質光触媒とその製造方法を提供したもので
ある。本発明に使用された特に酸化チタンは塗料や化粧
品、歯磨き粉などにも使われており・耐候性や耐久性に
優れ、安金無害など、多くの利点を持っている。また、
リン酸カルシウムは、動物の骨や歯を形成する生体構成
物質で、安全無害なものである。
【００３８】そして、本発明に係る多孔質光触媒体は、
電灯あるいは太陽光などの外部から紫外線を照射して光
励起されると、上述したように、光触媒の表面において
電子−正孔対が生じ、このうち電子は表面酸素を還元し
てスーパーオキサイドイオン（Ｏ2 -）を生成し、正孔は
表面水酸基を酸化して水酸ラジカル（・ＯＨ））を生成
する。そして、これらの反応性に富んだ両活性種による
酸化感電反応により、悪臭やＮＯｘ，ＳＯｘ等の大気中
環境汚染物質、あるいは水中に溶解している有機溶剤や
農薬などの有機系環境汚染物質を、迅速に、かつ効率的
に分解除去することができる。しかも、従来のオゾン処
理などの方法に比べ、オソンのような有毒物質を使用せ
ず、電灯の光や太陽光を照射するだけで機能させること
ができるため、低コスト・省エネルギー的かつ安全生に
優れ、メンテナンスフリーで長期問使用できる。さら
に、本発明に係る多孔質光触媒体は、自動車内、居間や
台所、トイレなどの脱臭、廃水処理、プールや貯水の浄
化能だけではなく、薗やカビ等の微生物の繁殖を効率的
に防止できるなと、その用途は多方面的であり、極めて
実効性に優れた作用効果が得られる。
電灯あるいは太陽光などの外部から紫外線を照射して光
励起されると、上述したように、光触媒の表面において
電子−正孔対が生じ、このうち電子は表面酸素を還元し
てスーパーオキサイドイオン（Ｏ2 -）を生成し、正孔は
表面水酸基を酸化して水酸ラジカル（・ＯＨ））を生成
する。そして、これらの反応性に富んだ両活性種による
酸化感電反応により、悪臭やＮＯｘ，ＳＯｘ等の大気中
環境汚染物質、あるいは水中に溶解している有機溶剤や
農薬などの有機系環境汚染物質を、迅速に、かつ効率的
に分解除去することができる。しかも、従来のオゾン処
理などの方法に比べ、オソンのような有毒物質を使用せ
ず、電灯の光や太陽光を照射するだけで機能させること
ができるため、低コスト・省エネルギー的かつ安全生に
優れ、メンテナンスフリーで長期問使用できる。さら
に、本発明に係る多孔質光触媒体は、自動車内、居間や
台所、トイレなどの脱臭、廃水処理、プールや貯水の浄
化能だけではなく、薗やカビ等の微生物の繁殖を効率的
に防止できるなと、その用途は多方面的であり、極めて
実効性に優れた作用効果が得られる。
【手続補正書】
【提出日】平成１２年３月１６日（２０００．３．１
６）
６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】ところで、半導体に光を照射すると、その
表面に強い還元作用を持つ電子と強い酸化作用を持つ正
孔が生成し、半導体に接触した分子種を酸化還元作用に
より分解する。半導体のこのような作用、すなわち、光
触媒作用を利用することによって、水中に溶解している
有機溶剤や農薬、界面活性剤などの環境汚染物質や、大
気中の有害物質を分解除去することができる。この方法
は、半導体と光を利用するだけであり、微生物を用いる
生物処理などの方法に比べて、温度、ｐＨ、ガス雰囲
気、毒性などの反応条件の制約が少なく、しかも生物処
理法では処理しにくい有機ハロゲン化合物や有機リン化
合物のようなものでも容易に分解・除去できるという長
所を持っている。
表面に強い還元作用を持つ電子と強い酸化作用を持つ正
孔が生成し、半導体に接触した分子種を酸化還元作用に
より分解する。半導体のこのような作用、すなわち、光
触媒作用を利用することによって、水中に溶解している
有機溶剤や農薬、界面活性剤などの環境汚染物質や、大
気中の有害物質を分解除去することができる。この方法
は、半導体と光を利用するだけであり、微生物を用いる
生物処理などの方法に比べて、温度、ｐＨ、ガス雰囲
気、毒性などの反応条件の制約が少なく、しかも生物処
理法では処理しにくい有機ハロゲン化合物や有機リン化
合物のようなものでも容易に分解・除去できるという長
所を持っている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
で行われてきた光触媒による有機物の分解除去に関する
研究は、光触媒として半導体粉末が用いられていたので
(例えば、A. L.Pruden and D. F. Ollis, Journal of C
atalysis, Vol.82,404( 1983)、H. Hidaka, H. Jou, K.
Nohara,J. Zhao, Chemoshere,Vol.25, 1589(1992)、久
永輝明，原田賢二，田中啓一，工業用水，第379号，12
(1990)）、光触媒としての取扱いや使用が難しく、特に
廃水処理や水浄化の場合には、処理した水を例えばろ過
して光触媒粉末を回収する必要があり、光触媒が微粉末
であるため目詰まりを起こすことが原因となって容易に
ろ過することができない傾向がある。すなわち、光触媒
の分離や回収が困難であるため連続的に水処理できない
などの問題があった。
で行われてきた光触媒による有機物の分解除去に関する
研究は、光触媒として半導体粉末が用いられていたので
(例えば、A. L.Pruden and D. F. Ollis, Journal of C
atalysis, Vol.82,404( 1983)、H. Hidaka, H. Jou, K.
Nohara,J. Zhao, Chemoshere,Vol.25, 1589(1992)、久
永輝明，原田賢二，田中啓一，工業用水，第379号，12
(1990)）、光触媒としての取扱いや使用が難しく、特に
廃水処理や水浄化の場合には、処理した水を例えばろ過
して光触媒粉末を回収する必要があり、光触媒が微粉末
であるため目詰まりを起こすことが原因となって容易に
ろ過することができない傾向がある。すなわち、光触媒
の分離や回収が困難であるため連続的に水処理できない
などの問題があった。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】一方、光触媒の光触媒機能の向上を図るた
めに、多孔質酸化チタンの微粉末と水溶性グルカンを水
に分散、溶解した処理液の中に、又は多孔質酸化チタン
の微粉末と水溶性グルカンとアパタイトの微粉末を水に
分散、溶解した処理液の中に担体を浸漬したのち乾燥し
ヒートセットすることで得られる空気清浄材（特開平１
１−３４７４０７号公報）や、球状樹脂粒子の表面にリ
ン酸カルシウムと酸化チタンからなるアパタイト複合粒
子をコーティングした球状アパタイト複合粒子（特開平
７−３１９６４号公報）が公知であり、また、特開平１
１−２５６４７２号公報には、繊維類、合成樹脂製の連
泡型発泡体の多孔質フィルム、多孔質中空糸膜等の表面
にリン酸カルシウムからなる薄膜を設け、この薄膜の表
面に酸化チタンを担持する技術が開示されている。
めに、多孔質酸化チタンの微粉末と水溶性グルカンを水
に分散、溶解した処理液の中に、又は多孔質酸化チタン
の微粉末と水溶性グルカンとアパタイトの微粉末を水に
分散、溶解した処理液の中に担体を浸漬したのち乾燥し
ヒートセットすることで得られる空気清浄材（特開平１
１−３４７４０７号公報）や、球状樹脂粒子の表面にリ
ン酸カルシウムと酸化チタンからなるアパタイト複合粒
子をコーティングした球状アパタイト複合粒子（特開平
７−３１９６４号公報）が公知であり、また、特開平１
１−２５６４７２号公報には、繊維類、合成樹脂製の連
泡型発泡体の多孔質フィルム、多孔質中空糸膜等の表面
にリン酸カルシウムからなる薄膜を設け、この薄膜の表
面に酸化チタンを担持する技術が開示されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】ところで、本明細書において、「疑似体
液」とは、少なくともＮａとＰのイオンを含む等張水溶
液をいう。「Ｎａ」，「Ｋ」，「Ｃｌ」，「Ｃａ」，
「Ｐ」，「Ｍｇ」等のイオンを含有し且つｐＨ７〜８の
ものが好ましいが、ｐＨが７．３〜７．７のものが特に
好適である。
液」とは、少なくともＮａとＰのイオンを含む等張水溶
液をいう。「Ｎａ」，「Ｋ」，「Ｃｌ」，「Ｃａ」，
「Ｐ」，「Ｍｇ」等のイオンを含有し且つｐＨ７〜８の
ものが好ましいが、ｐＨが７．３〜７．７のものが特に
好適である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】光触媒を励起するための人工光源として
は、殺菌ランプ、ブラックライト、蛍光灯、白熱灯、水
銀灯、ＵＶライト、キセノンランプ、ハロゲンランプ、
メタルハライドランプ等が使用できる。なお、光源とし
て、２５４ｎｍ付近に極大波長を有する紫外線を放射す
る殺菌ランプと、３８０ｎｍ付近に極大波長を有する紫
外線を放射するブラックライトとを組み合せ使用する
と、殺菌ランプから放射される紫外線で光触媒表面を励
起することができ、ブラックライトから放射された紫外
線が光触媒体を通過して光触媒粒子の裏面にまで浸透す
るため、これらを相乗的に作用させることができる。す
なわち、光触媒に十分な励起光を照射でき、光触媒を効
率的に励起できる。
は、殺菌ランプ、ブラックライト、蛍光灯、白熱灯、水
銀灯、ＵＶライト、キセノンランプ、ハロゲンランプ、
メタルハライドランプ等が使用できる。なお、光源とし
て、２５４ｎｍ付近に極大波長を有する紫外線を放射す
る殺菌ランプと、３８０ｎｍ付近に極大波長を有する紫
外線を放射するブラックライトとを組み合せ使用する
と、殺菌ランプから放射される紫外線で光触媒表面を励
起することができ、ブラックライトから放射された紫外
線が光触媒体を通過して光触媒粒子の裏面にまで浸透す
るため、これらを相乗的に作用させることができる。す
なわち、光触媒に十分な励起光を照射でき、光触媒を効
率的に励起できる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２９】実施例１ ： チタンテトライソプロポキ
シドの加水分解物に、表面にリン酸カルシウムを島状に
担持した酸化チタン粒子(酸化チタンに対するアパタイ
ト量、５重量％）を等量加え、その２０ｇを１００ｃｍ
角で厚さ２ｃｍの活性炭ハニカムの表面に塗布した。こ
れを１２０℃で加熱乾燥して多孔質光触媒体を製造し
た。
シドの加水分解物に、表面にリン酸カルシウムを島状に
担持した酸化チタン粒子(酸化チタンに対するアパタイ
ト量、５重量％）を等量加え、その２０ｇを１００ｃｍ
角で厚さ２ｃｍの活性炭ハニカムの表面に塗布した。こ
れを１２０℃で加熱乾燥して多孔質光触媒体を製造し
た。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３３】実施例２ ： チタンテトライソプロポキ
シド４５ｇを４００ｍｌの無水エタノールで希釈し、攪
拌しながら、1一トリエタノールアミン１５ｇと水４ｇ
を添加して透明なソル液を調整し、ディップコーティン
グ法により１０ｃｍ角で厚さ２ｃｍの硝子屑を固めて作
った多孔質板の表面に、酸化チタン膜をコーティングし
た。す壮わち、このゾル液に多孔質板を浸漬して引き上
げ、乾燥した後、室温から徐々に６００℃の温度にまで
加熱昇温して焼成した。この操作を３回繰り返して多孔
質板の表面に酸化チタン膜を形成し、これを疑似体液に
２日間浸漬してその表面に、水酸化カルシウムとリン酸
イオンとの反応で生成するリン酸カルシウムを島状に担
持した多孔質光触媒体を製造した。
シド４５ｇを４００ｍｌの無水エタノールで希釈し、攪
拌しながら、1一トリエタノールアミン１５ｇと水４ｇ
を添加して透明なソル液を調整し、ディップコーティン
グ法により１０ｃｍ角で厚さ２ｃｍの硝子屑を固めて作
った多孔質板の表面に、酸化チタン膜をコーティングし
た。す壮わち、このゾル液に多孔質板を浸漬して引き上
げ、乾燥した後、室温から徐々に６００℃の温度にまで
加熱昇温して焼成した。この操作を３回繰り返して多孔
質板の表面に酸化チタン膜を形成し、これを疑似体液に
２日間浸漬してその表面に、水酸化カルシウムとリン酸
イオンとの反応で生成するリン酸カルシウムを島状に担
持した多孔質光触媒体を製造した。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
空気中の悪臭物質や水中に溶解している様々なな環境汚
染物質の分解除去能に優れると共に、菌やカビの繁殖防
止効果に優れ、しかも経済性、安全性等にも優れた特性
を有する多孔質光触媒とその製造方法を提供したもので
ある。本発明に使用された特に酸化チタンは塗料や化粧
品、歯磨き粉などにも使われており・耐候性や耐久性に
優れ、安全無害など、多くの利点を持っている。また、
リン酸カルシウムは、動物の骨や歯を形成する生体構成
物質で、安全無害なものである。
空気中の悪臭物質や水中に溶解している様々なな環境汚
染物質の分解除去能に優れると共に、菌やカビの繁殖防
止効果に優れ、しかも経済性、安全性等にも優れた特性
を有する多孔質光触媒とその製造方法を提供したもので
ある。本発明に使用された特に酸化チタンは塗料や化粧
品、歯磨き粉などにも使われており・耐候性や耐久性に
優れ、安全無害など、多くの利点を持っている。また、
リン酸カルシウムは、動物の骨や歯を形成する生体構成
物質で、安全無害なものである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３８】そして、本発明に係る多孔質光触媒体は、
電灯あるいは太陽光などの外部から紫外線を照射して光
励起されると、上述したように、光触媒の表面において
電子−正孔対が生じ、このうち電子は表面酸素を還元し
てスーパーオキサイドイオン（Ｏ2 -）を生成し、正孔は
表面水酸基を酸化して水酸ラジカル（・ＯＨ））を生成
する。そして、これらの反応性に富んだ両活性種による
酸化還元反応により、悪臭やＮＯｘ，ＳＯｘ等の大気中
環境汚染物質、あるいは水中に溶解している有機溶剤や
農薬などの有機系環境汚染物質を、迅速に、かつ効率的
に分解除去することができる。しかも、従来のオゾン処
理などの方法に比べ、オソンのような有毒物質を使用せ
ず、電灯の光や太陽光を照射するだけで機能させること
ができるため、低コスト・省エネルギー的かつ安全生に
優れ、メンテナンスフリーで長期問使用できる。さら
に、本発明に係る多孔質光触媒体は、自動車内、居間や
台所、トイレなどの脱臭、廃水処理、プールや貯水の浄
化能だけではなく、薗やカビ等の微生物の繁殖を効率的
に防止できるなと、その用途は多方面的であり、極めて
実効性に優れた作用効果が得られる。
電灯あるいは太陽光などの外部から紫外線を照射して光
励起されると、上述したように、光触媒の表面において
電子−正孔対が生じ、このうち電子は表面酸素を還元し
てスーパーオキサイドイオン（Ｏ2 -）を生成し、正孔は
表面水酸基を酸化して水酸ラジカル（・ＯＨ））を生成
する。そして、これらの反応性に富んだ両活性種による
酸化還元反応により、悪臭やＮＯｘ，ＳＯｘ等の大気中
環境汚染物質、あるいは水中に溶解している有機溶剤や
農薬などの有機系環境汚染物質を、迅速に、かつ効率的
に分解除去することができる。しかも、従来のオゾン処
理などの方法に比べ、オソンのような有毒物質を使用せ
ず、電灯の光や太陽光を照射するだけで機能させること
ができるため、低コスト・省エネルギー的かつ安全生に
優れ、メンテナンスフリーで長期問使用できる。さら
に、本発明に係る多孔質光触媒体は、自動車内、居間や
台所、トイレなどの脱臭、廃水処理、プールや貯水の浄
化能だけではなく、薗やカビ等の微生物の繁殖を効率的
に防止できるなと、その用途は多方面的であり、極めて
実効性に優れた作用効果が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 597039869 野浪 亨 愛知県名古屋市千種区希望ヶ丘３丁目９番 ６号 (71)出願人 597095979 渡辺 栄次 愛知県海部郡佐屋町大字善太新田字古株41 番地 (71)出願人 597095980 深谷 光春 愛知県名古屋市千種区北千種１丁目６番32 号 千種西住宅２棟501号 (74)上記５名の代理人 100083932 弁理士 廣江 武典 (72)発明者 垰田 博史 愛知県名古屋市名東区平和が丘１丁目70番 地 猪子石住宅４棟301号 (72)発明者 野浪 亨 愛知県名古屋市千種区希望ヶ丘３丁目９番 ６号 (72)発明者 渡辺 栄次 愛知県海部郡佐屋町大字善太新田字古株41 番地 (72)発明者 深谷 光春 愛知県名古屋市千種区北千種１丁目６番32 号 北千種住宅２棟501号 (72)発明者 加藤 薫一 愛知県小牧市大字岩崎400番地 株式会社 光触媒研究所内 (72)発明者 大森 誠一郎 愛知県小牧市大字岩崎400番地 株式会社 光触媒研究所内 Ｆターム(参考） 4D048 AA06 AA22 AB03 BA02X BA05X BA06X BA07X BA10X BA13X BA41X BA44X BB02 BB03 BB16 EA01 4G069 AA03 AA08 AA09 AA12 BA01A BA03A BA04A BA04B BA08A BA08B BA13A BA14A BA14B BA18 BA38 BA48A BB05C BB14A BB14B BB14C BC09A BC09B BC09C CA05 CA10 CA11 CA13 CA17 EA02X EA07 EA19 EB11 EC22Y EC26 EC27 EC29 FA03 FB05 FB08 FB78 FC02
Claims (9)
- 【請求項１】多孔質担体の表面が、リン酸カルシウムを
含む酸化チタン膜にて被覆されていることを特徴とする
多孔質光触媒体。 - 【請求項２】前記酸化チタン膜が、前記多孔質担体の表
面を被覆する酸化チタンの薄膜と、該薄膜の表面に島状
に担持させたバラの花形状のリン酸カルシウムとを含み
形成されていることを特徴とする請求項１記載の多孔質
光触媒体。 - 【請求項３】前記酸化チタン膜が、表面にバラの花形状
のリン酸カルシウムを島状に担持させた酸化チタン粒子
を含み形成されていることを特徴とする請求項１又は２
記載の多孔質光触媒体。 - 【請求項４】前記リン酸カルシウムは、水酸アパタイ
ト、炭酸アパタイト、フッ化アパタイト、リン酸三カル
シウム、又はリン酸八カルシウムのいずれか１種又はこ
れらの混合物である請求項１〜３のいずれかに記載の多
孔質光触媒体。 - 【請求項５】前記酸化チタン膜に、チタン化合物の加水
分解物又はアモルファスな二酸化チタンが含まれている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の多孔
質光触媒体。 - 【請求項６】前記多孔質光触媒体において、前記多孔質
担体が、ニッケル−カドミウム、ステンレス鋼、バーマ
ロイ、アルミニウム合金及び銅等に代表されるの多孔質
金属若しくは発泡金属類、活性炭、活性アルミナ、シリ
カゲル、発泡ガラス、粒状セラミックス焼結体及び粘土
焼結体等に代表される多孔質セラミックス類のいずれか
であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載
の多孔質光触媒体。 - 【請求項７】多孔質担体の表面が、リン酸カルシウムを
含む酸化チタン膜で被覆した多孔質光触媒体の製造方法
であって、 前記多孔質担体の表面に酸化チタンの薄膜を形成した
後、水酸化カルシウムとリン酸イオンの両方を含有する
疑似体液中に浸漬し、静置することで、前記薄膜の表面
に、前記水酸化カルシウムとリン酸イオンとの反応で生
成するリン酸カルシウムを担持することを特徴とする多
孔質光触媒体の製造方法。 - 【請求項８】前記リン酸カルシウムが、前記酸化チタン
の薄膜の表面に島状に担持されていることを特徴とする
請求項６記載の多孔質光触媒体の製造方法。 - 【請求項９】前記酸化チタン膜に、チタン化合物の加水
分解物又はアモルファスな酸化チタンが含まれているこ
とを特徴とする請求項７記載の多孔質光触媒体の製造方
法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000050956A JP4621859B2 (ja) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | 多孔質光触媒体の製造方法 |
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| JP4621859B2 JP4621859B2 (ja) | 2011-01-26 |
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