JP2002282704A

JP2002282704A - 酸化チタン担持光触媒シリカゲルおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2002282704A
Application number: JP2001093726A
Authority: JP
Inventors: Harumitsu Nishikawa; 治光西川; Satoshi Takeuchi; 聡竹内; Masaaki Maekawa; 正明前川; Chisako Shirai; 千佐子白井; Zenichi Yamada; 善市山田
Original assignee: SHINTO V CERAX Ltd; SHINTO V-CERAX Ltd; Gifu Prefecture
Current assignee: SHINTO V CERAX Ltd; SHINTO V-CERAX Ltd; Gifu Prefecture
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2002-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】ＮＯx、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒ
ド、トルエン、キシレンなどの環境汚染物質や硫化メチ
ル、二硫化メチル、スチレン、トリメチルアミン、硫化
水素、メチルメルカプタンなどの悪臭物質を選択的に吸
着し、これらを効率よく分解することができる酸化チタ
ン担持光触媒シリカゲルを提供する。【構成】平均細孔径が６〜１００ｎｍの範囲にあるシリ
カゲルの細孔内に酸化チタン光触媒を担持したのち、該
細孔内にアルカリ金属化合物、銅族元素化合物、アルカ
リ土金属化合物、亜鉛族元素化合物、土類元素化合物、
クロム族元素化合物、マンガン族元素化合物、鉄族元素
化合物の少なくとも一種を含ませることにより、ＮＯ
x、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、トルエン、
キシレンなどの環境汚染物質や硫化メチル、二硫化メチ
ル、スチレン、トリメチルアミン、硫化水素、メチルメ
ルカプタンなどの悪臭物質を効率よく分解できる酸化チ
タン担持光触媒シリカゲルを実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、酸化チタンを担持
した光触媒シリカゲルの細孔内に、アルカリ金属化合
物、銅族元素化合物、アルカリ土金属化合物、亜鉛族元
素化合物、土類元素化合物、クロム族元素化合物、マン
ガン族元素化合物、鉄族元素化合物の少なくとも一種を
含ませることにより、ＮＯx、ホルムアルデヒド、アセ
トアルデヒド、トルエン、キシレンなどの環境汚染物質
や硫化メチル、二硫化メチル、スチレン、硫化水素、メ
チルメルカプタンなどの悪臭物質を、選択的に吸着せし
めることにより、細孔内に含まれる酸化チタン光触媒と
の接触頻度を高め、これらを効率よく分解することがで
きる酸化チタン担持光触媒シリカゲルおよびその製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】水溶液に半導体の粉末を分散し、その物
質のバンドギャップ以上のエネルギーを持つ光を照射す
ると、光励起により生成した電子と正孔が半導体粒子表
面に移動し、水溶液中のイオン種や分子種に作用して、
水の分解など様々な反応を引き起こすことは、半導体光
触媒反応としてよく知られている。酸化チタンが代表的
な光触媒として挙げられる。これらに太陽光、蛍光灯、
白熱灯、ブラックライト、紫外線ランプ、水銀灯、キセ
ノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、
冷陰極蛍光ランプなどの光を照射することにより、空気
中の悪臭や有害物質の分解除去、廃水処理、浄水処理あ
るいは水中の微生物殺菌など環境汚染物質の分解除去を
行うことができる。

【０００３】これら用途には微粉末では取り扱いが困難
であるため、特開平６−６５０１２号公報には、チタン
のアルコキシドから酸化チタンのゾルを作り、ディップ
コーティング法によってガラス基板上にコーティングし
た後、乾燥、焼成し、透明で耐水性、耐熱性、耐久性に
優れた酸化チタン膜光触媒および更に光電着法などによ
りその上に金属をコートした酸化チタン膜光触媒が提案
されている。しかし、これはガラス、セラミックスなど
形状的に制約がある無機物質にしか利用できない上に、
分解反応は光触媒の表面でしか生じないため、環境汚染
物質の分解除去を連続的に行うには非常に大きな面積を
必要とするなど実用上大きな問題点があった。

【０００４】これらの問題点を解決するために、特開平
１１−１３８０１７号公報には、大きな比表面積を有す
るシリカゲルを用い、その表面に固定された酸化チタン
光触媒薄膜の平均膜厚が０〜０．４μｍの範囲にあり、
２００℃で乾燥した状態で０．０５〜７５重量％の酸化
チタンをシリカゲル細孔内に含ませたことを特徴とする
光触媒シリカゲルが開示されている。

【０００５】また、特開２０００−２１８１６０号公報
には、平均細孔径が大きな６〜１００ｎｍの範囲にある
シリカゲルを用いた酸化チタン光触媒を高濃度に担持し
たシリカゲルが開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のシリカゲルに酸
化チタン光触媒を担持したものは、酸性ガスや中性ガス
を吸着し難い性質を有するため、これらガスが酸化チタ
ン光触媒と接触する確率が小さくなって分解効率が悪く
なったり、場合によっては分解生成物が酸化チタン光触
媒の表面を覆ってしまって反応を阻害することもあった
ことから、分解対象ガスをよく吸着し、効率よく分解で
きる酸化チタン光触媒担持シリカゲルが望まれていた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、平均細孔径が６〜１００ｎｍの範囲にあるシリカ
ゲルの細孔内にアルカリ金属化合物、銅族元素化合物、
アルカリ土金属化合物、亜鉛族元素化合物、土類元素化
合物、クロム族元素化合物、マンガン族元素化合物、鉄
族元素化合物の少なくとも一種と酸化チタンを含ませた
ことを特徴とする酸化チタン担持光触媒シリカゲル、お
よび平均細孔径が６〜１００ｎｍの範囲にあるシリカゲ
ルの細孔内に、当該シリカゲルが有する全細孔容積の７
０容量％以上のチタン含有溶液を含ませてから加熱焼成
して、溶媒に可溶なアルカリ金属化合物、銅族元素化合
物、アルカリ土金属化合物、亜鉛族元素化合物、土類元
素化合物、クロム族元素化合物、マンガン族元素化合
物、鉄族元素化合物のうちから選ばれた少なくとも一種
を含む溶液を、該焼成物の全細孔容積の７０容量％以上
含ませてから溶媒を除去することを特徴とする酸化チタ
ン担持光触媒シリカゲルの製造方法を提供するものであ
る。

【０００８】本発明に用いられるシリカゲルは非晶質の
二酸化ケイ素であり、特公平７−６４５４３号公報など
公知の方法により、シリカゲルを構成するコロイド粒子
の大きさを制御することにより、平均細孔径が６〜１０
０ｎｍの範囲にあり、かつ水や有機溶媒に浸漬しても割
れない本発明に用いられるシリカゲルを得ることができ
る。なお、これらシリカゲルは、包装用乾燥剤（ＪＩＳ
Ｚ０７０１包装用乾燥剤Ａ型規格品またはＢ型規格
品）として一般的に使用されているものとは全く異なる
もので、機械的強度もあり、吸着性能に優れ、水あるい
は有機溶剤に浸漬しても割れない性質もあることからク
ロマトグラフィー用や触媒担持用などに用いられている
もので、微粉末から粒状品まで各種のものが可能であ
る。また、上述の包装用乾燥剤は水あるいは有機溶剤に
浸漬すると粉々に割れるという致命的な欠点があり、本
発明に用いることはできない。

【０００９】また、平均細孔径が６ｎｍ未満ではチタン
含有溶液がシリカゲルの表面近傍の細孔内で目詰まりを
起こし、内部まで十分に含浸されず、平均細孔径が１０
０ｎｍを越えるシリカゲルは製造が困難であり、非常に
高価なため望ましくない。

【００１０】本発明に関わるシリカゲルの細孔内に含ま
せる酸化チタンは、結晶構造が光触媒活性が高いアナタ
ーゼであることがより望ましい。

【００１１】本発明に関わるシリカゲルの表面近傍の細
孔内に含ませる酸化チタンの量を７〜７０重量％とし、
かつ当該酸化チタン量を当該シリカゲル中心部付近の細
孔内に含ませる酸化チタン量の１．５倍以上となるよう
に濃度勾配を持たせたほうがより望ましい。

【００１２】本発明に用いられるチタン含有溶液として
は、四塩化チタンや金属チタンとアルコールとの反応な
どによって得られるテトライソプロピルチタネート、テ
トラブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テ
トラキス（２−エチルへキシルオキシ)チタン、テトラ
ステアリルチタネート、トリエタノールアミンチタネー
ト、ジイソプロポキシ・ビス（アセチルアセトナト）チ
タン、ジブトキシ・ビス（トリエタノールアミナト）チ
タン、チタニウムエチルアセトアセテート、チタニウム
イソプロポキシオクチレングリコレート、チタニウムラ
クテートなどのチタンのアルコキシド、およびイソプロ
ピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルト
リドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピ
ルトリス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネー
ト、テトライソプロピルビス（ジオクチルホスファイ
ト）チタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホ
スファイト）チタネート、テトラ（２、２−ジアリルオ
キシメチル−１−ブチル）ビス（ジトリデシル）ホスフ
ァイトチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェー
ト）オキシアセテートチタネート、ビス（ジオクチルパ
イロホスフェート）エチレンチタネート、イソプロピル
トリ（ジオクチルホスフェート）チタネート、イソプロ
ピルトリクミルフェニルチタネート、イソプロピルトリ
（Ｎ−アミドエチル・アミノエチル）チタネートなどの
チタネート系カップリング剤などの有機チタン含有溶
液、並びに硫酸チタン、塩化チタン、臭化チタンなどの
無機チタン含有溶液などが挙げられるが、これらに限ら
れるものではない。

【００１３】また、上述のチタン含有溶液は単独でも混
合物でも制限なく利用できるが、これらに限定されるも
のではなく、相溶性のある溶剤で稀釈して用いてもよ
い。相溶性のある溶剤としては、アセト酢酸エチル、ア
セチルアセトン、ジエタノールアミン、エタノール、１
−プロパノール、２−プロパノール、Ｎ−ヘキサン、ベ
ンゼン、トルエン、キシレン、トリクレン、プロピレン
ジクロライド、水などチタン含有溶液と相溶性のあるも
のであれば何でも、単独でも混合物でも制限なく利用で
きる。

【００１４】本発明に用いられるアルカリ金属化合物、
銅族元素化合物、アルカリ土金属化合物、亜鉛族元素化
合物、土類元素化合物、クロム族元素化合物、マンガン
族元素化合物、および鉄族元素化合物は、溶媒に可溶で
シリカゲルに含ませることができるものであれば、単独
でも混合物でも制限なく利用でき、溶媒としては水、酸
を含む水、アルカリを含む水、有機溶剤などを、単独で
も混合物でも制限なく用いることができる。

【００１５】本発明に用いられるアルカリ金属化合物と
しては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素
ナトリウム、重クロム酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウ
ム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウ
ム、重クロム酸カリウムなどを利用することができ、こ
れらは単独でも混合物でも制限なく利用できる。

【００１６】本発明に用いられる銅族元素化合物として
は、水酸化銅、塩化銅、酸化銅、水酸化銀等が利用で
き、これらは単独でも混合物でも制限なく利用できる。

【００１７】本発明に用いられるアルカリ土金属化合物
としては、リン酸カルシウム、水酸アパタイト、炭酸ア
パタイト、フッ化アパタイト、水酸化カルシウム、リン
酸マグネシウム、炭酸マグネシウム等が利用でき、これ
らは単独でも混合物でも制限なく利用できる。

【００１８】本発明に用いられる亜鉛族化合物として
は、水酸化亜鉛、塩化亜鉛、リン酸亜鉛、炭酸亜鉛等が
利用でき、これらは単独でも混合物でも制限なく利用で
きる。

【００１９】本発明に用いられる土類金属化合物として
は、水酸化スカンジウム、水酸化イットリウム、水酸化
ランタン等が利用でき、これらは単独でも混合物でも制
限なく利用できる。

【００２０】本発明に用いられるクロム族元素化合物と
しては、水酸化クロム等が利用でき、これらは単独でも
混合物でも制限なく利用できる。

【００２１】本発明に用いられるマンガン族元素化合物
としては、水酸化マンガン、塩化マンガン等が利用で
き、これらは単独でも混合物でも制限なく利用できる。

【００２２】本発明に用いられる鉄族元素化合物として
は、水酸化鉄、塩化鉄、硫酸鉄、水酸化コバルト、塩化
コバルト、水酸化ニッケル等が利用でき、これらは単独
でも混合物でも制限なく利用できる。

【００２３】本発明に用いる酸化チタン光触媒を担持し
たシリカゲルは、平均細孔径が６〜１００ｎｍの範囲に
あるシリカゲルと、当該シリカゲルが有する全細孔容積
の７０容量％以上、より好ましくは９５〜１００容量％
のチタン含有溶液とを、例えば蓋付の円筒状の容器に入
れて容器を回転、振動あるいは振とうなどすることによ
り、当該チタン含有溶液をシリカゲルに含ませてから、
加熱焼成することによって得られる。なお、チタン含有
溶液を含ませたシリカゲルの加熱焼成は、例えば室温か
ら徐々に加熱昇温して４００〜１０００℃の最終温度で
一定時間保持した後、室温まで冷却して行う。焼成温度
が４００℃未満では光触媒として活性の低い非晶質の混
じった酸化チタンとなるので好ましくなく、１０００℃
を越えるとシリカゲルそのものが変質するので好ましく
ない。また、担持および焼成を２回以上行うことによ
り、酸化チタンの担持量をより多くすることができる。

【００２４】本発明に関わる酸化チタン光触媒担持シリ
カゲルは、前述のようにして得られた酸化チタン光触媒
を担持したシリカゲルと、溶媒に可溶なアルカリ金属化
合物、銅族元素化合物、アルカリ土金属化合物、亜鉛族
元素化合物、土類元素化合物、クロム族元素化合物、マ
ンガン族元素化合物、鉄族元素化合物のうちから選ばれ
た少なくとも一種を含む溶液を、シリカゲルが有する全
細孔容積の７０容量％以上、より好ましくは９５〜１０
０容量％とを、例えば蓋付の円筒状の容器に入れて容器
を回転、振動あるいは振とうなどをすることにより、シ
リカゲルの細孔内に該溶液を含ませ、これを乾燥もしく
は焼成することにより得ることができる。なお、アルカ
リ金属化合物、銅族元素化合物、アルカリ土金属化合
物、亜鉛族元素化合物、土類元素化合物、クロム族元素
化合物、マンガン族元素化合物、鉄族元素化合物のうち
から選ばれた少なくとも一種を、酸あるいはアルカリに
溶かしてから当該シリカゲルに含ませた場合は、酸の場
合はアルカリで、アルカリの場合は酸で中和してから溶
媒を除去してもよい。

【００２５】

【作用】本発明による酸化チタン光触媒担持シリカゲ
ルは細孔内に酸化チタンを含ませ、さらにアルカリ金属
化合物、銅族元素化合物、アルカリ土金属化合物、亜鉛
族元素化合物、土類元素化合物、クロム族元素化合物、
マンガン族元素化合物、鉄族元素化合物の少なくとも一
種を含ませて、ＮＯx、ホルムアルデヒド、アセトアル
デヒド、トルエン、キシレンなどの環境汚染物質や硫化
メチル、二硫化メチル、スチレン、トリメチルアミン、
硫化水素、メチルメルカプタンなどの悪臭物質を選択的
に吸着せしめることにより、細孔内に含まれる酸化チタ
ン光触媒との接触頻度を高め、これらを効率よく分解す
ることができる。

【００２６】

【実施例】本発明を次の例で詳しく説明する。［参考実施例１］酸化チタン光触媒を担持したシリカゲ
ルの作製例２００℃で乾燥した粒径が５〜１０メッシュ（１．７〜
４．０ｍｍ）上のシリカゲル（富士シリシア製、商品名
ＣＡＲＩＡＣＴ、平均細孔径１５ｎｍ、細孔容積１．０
ｍｌ、比表面積２００ｍ^２／ｇ）２５０ｇと全細孔容積
の９８容量％のジイソプロポキシ・ビス（アセチルアセ
トナト）チタン（酸化チタン換算含有量１６．５重量
％）２４７ｇをポリエチレン容器に入れて、速やかに蓋
をしてポットミル架台にこれを乗せ、２０ｒｐｍで１時
間転動した後、得られたシリカゲルを電気炉に入れ、室
温から徐々に６００℃まで加熱昇温し、７００℃で５時
間保持した後、室温まで自然放冷して、酸化チタン光触
媒を担持したシリカゲルを得た。

【００２７】得られた光触媒シリカゲルをＸ線回折によ
り調べた結果、酸化チタンの結晶構造はアナターゼ１０
０％であった。ＥＰＭＡにより表面の酸化チタン濃度を
測定したところ４３重量％で、断面の中央部分酸化チタ
ン濃度を測定したところほぼ０重量％であった。また、
得られた光触媒高担持シリカゲルの真比重測定値から求
めた酸化チタンの含有量は１３．９重量％（２００℃乾
燥重量基準）であった。

【００２８】［実施例１］参考実施例１で得られた酸化
チタン光触媒を担持したシリカゲル１００ｇ（細孔容積
０．８ｍｌ）と全細孔容積の９８容量％の１重量％炭酸
ナトリウム水溶液７８ｇをポリエチレン容器に入れて、
速やかに蓋をしてポットミル架台にこれを乗せ、２０ｒ
ｐｍで１時間転動した後、得られたシリカゲルを１２０
℃で３時間乾燥して、炭酸ナトリウムを含んだ酸化チタ
ン光触媒担持シリカゲルを得た。

【００２９】得られた酸化チタン光触媒担持シリカゲル
を用いて悪臭物質の分解除去試験を行った。まず、テド
ラーバッグ（容積５Ｌ）の中に得られた該シリカゲル１
０ｇをガラス製シャーレに入れて置いた。テドラーバッ
グ内にトリメチルアミン濃度が１００ｐｐｍとなるまで
マイクロシリンジで何回も打ち込んだ後、テドラーバッ
グの上方から２０Ｗブラックライトで紫外線を照射し、
３０分後にバッグ内の空気に含まれるトリメチルアミン
濃度をガスクロマトグラフにより測定したところ、トリ
メチルアミン濃度は０ｐｐｍであった。

【００３０】次に、参考実施例１で得られた酸化チタン
光触媒を担持したシリカゲル用いて、同様にしてトリメ
チルアミン濃度を測定したところ、トリメチルアミン濃
度は３０ｐｐｍであったことから、本発明による光触媒
シリカゲルにはトリメチルアミンの分解除去効果が顕著
に認められた。

【００３１】［実施例２］参考実施例１で得られた酸化
チタン光触媒を担持したシリカゲル１００ｇ（細孔容積
０．８ｍｌ）と全細孔容積の９８容量％の１重量％水酸
化銅水溶液（アンモニア水に水酸化銅を溶解）７５ｇを
ポリエチレン容器に入れて、速やかに蓋をしてポットミ
ル架台にこれを乗せ、２０ｒｐｍで１時間転動し、得ら
れたシリカゲルを１２０℃で３時間乾燥して水酸化銅を
含んだ酸化チタン光触媒担持シリカゲルを得た。

【００３２】得られた酸化チタン光触媒担持シリカゲル
を用いて悪臭物質の分解除去試験を行った。まず、テド
ラーバッグ（容積５Ｌ）の中に得られた該シリカゲル１
０ｇをガラス製シャーレに入れて置いた。テドラーバッ
グ内に硫化水素濃度が１００ｐｐｍとなるように調製し
た後、テドラーバッグの上方から２０Ｗブラックライト
で紫外線を照射し、３０分後にバッグ内の空気に含まれ
る硫化水素濃度を検知管により測定したところ、硫化水
素濃度は０ｐｐｍであった。

【００３３】次に、参考実施例１で得られた酸化チタン
光触媒を担持したシリカゲル用いて、同様にして硫化水
素濃度を測定したところ、硫化水素濃度は５６ｐｐｍで
あったことから、本発明による光触媒シリカゲルには硫
化水素の分解除去効果が顕著に認められた。

【００３４】［実施例３］参考実施例１で得られた酸化
チタン光触媒を担持したシリカゲル１００ｇ（細孔容積
０．８ｍｌ）と全細孔容積の９８容量％の１重量％リン
酸カルシウム水溶液（リン酸酸性水にリン酸カルシウム
を溶解）７５ｇをポリエチレン容器に入れて、速やかに
蓋をしてポットミル架台にこれを乗せ、２０ｒｐｍで１
時間転動し、得られたシリカゲルを１２０℃で３時間乾
燥してから、４．２重量％水酸化ナトリウム水溶液７０
ｇを当該シリカゲルに含ませて中和し、再度１２０℃で
３時間乾燥して、リン酸カルシウムを含んだ酸化チタン
光触媒担持シリカゲルを得た。

【００３５】得られた酸化チタン光触媒担持シリカゲル
を用いて環境汚染物質の分解除去試験を行った。まず、
テドラーバッグ（容積５Ｌ）の中に得られた該シリカゲ
ル１０ｇをガラス製シャーレに入れて置いた。テドラー
バッグ内にアセトアルデヒド濃度が１００ｐｐｍとなる
ように調製した後、テドラーバッグの上方から２０Ｗブ
ラックライトで紫外線を照射し、３０分後にバッグ内の
空気に含まれるアセトアルデヒド濃度をガスクロマトグ
ラフィーにより測定したところ、アセトアルデヒド濃度
は０ｐｐｍであった。

【００３６】次に、参考実施例１で得られた酸化チタン
光触媒を担持したシリカゲル用いて、同様にしてアセト
アルデヒド濃度を測定したところ、アセトアルデヒド濃
度は３５ｐｐｍであったことから、本発明による光触媒
シリカゲルにはアセトアルデヒドの分解除去効果が顕著
に認められた。

【００３７】［実施例４］参考実施例１で得られた酸化
チタン光触媒を担持したシリカゲル１００ｇ（細孔容積
０．８ｍｌ）と全細孔容積の９８容量％の１重量％水酸
化亜鉛水溶液（希硝酸に水酸化亜鉛を溶解）７５ｇをポ
リエチレン容器に入れて、速やかに蓋をしてポットミル
架台にこれを乗せ、２０ｒｐｍで１時間転動し、得られ
たシリカゲルを１２０℃で３時間乾燥してから、４．２
重量％水酸化ナトリウム水溶液７０ｇを当該シリカゲル
に含ませて中和し、再度１２０℃で３時間乾燥して、水
酸化亜鉛を含んだ酸化チタン光触媒担持シリカゲルを得
た。

【００３８】得られた酸化チタン光触媒担持シリカゲル
を用いて環境汚染物質の分解除去試験を行った。まず、
テドラーバッグ（容積５Ｌ）の中に得られた該シリカゲ
ル１０ｇをガラス製シャーレに入れて置いた。テドラー
バッグ内にＮＯ濃度が１００ｐｐｍとなるように調製し
た後、テドラーバッグの上方から２０Ｗブラックライト
で紫外線を照射し、３０分後にバッグ内の空気に含まれ
るＮＯ濃度をＮＯｘ計により測定したところ、ＮＯ濃度
およびＮＯ2濃度とも０ｐｐｍであった。

【００３９】次に、参考実施例１で得られた酸化チタン
光触媒を担持したシリカゲル用いて、同様にして濃度を
測定したところ、ＮＯ濃度は２６ｐｐｍでＮＯ2濃度は
３３ｐｐｍであったことから、本発明による光触媒シリ
カゲルにはＮＯの分解除去効果が顕著に認められた。

【００４０】［実施例５］参考実施例１で得られた酸化
チタン光触媒を担持したシリカゲル１００ｇ（細孔容積
０．８ｍｌ）と全細孔容積の９８容量％の１重量％水酸
化ランタン水溶液（希硝酸に水酸化ランタンを溶解）７
５ｇをポリエチレン容器に入れて、速やかに蓋をしてポ
ットミル架台にこれを乗せ、２０ｒｐｍで１時間転動
し、得られたシリカゲルを１２０℃で３時間乾燥してか
ら、４．２重量％水酸化ナトリウム水溶液７０ｇを当該
シリカゲルに含ませて中和し、再度１２０℃で３時間乾
燥して、水酸化ランタンを含んだ酸化チタン光触媒担持
シリカゲルを得た。

【００４１】得られた酸化チタン光触媒担持シリカゲル
を用いて環境汚染物質の分解除去試験を行った。まず、
テドラーバッグ（容積５Ｌ）の中に得られた該シリカゲ
ル１０ｇをガラス製シャーレに入れて置いた。テドラー
バッグ内にＮＯ濃度が１００ｐｐｍとなるように調製し
た後、テドラーバッグの上方から２０Ｗブラックライト
で紫外線を照射し、３０分後にバッグ内の空気に含まれ
るＮＯ濃度をＮＯｘ計により測定したところ、ＮＯ濃度
およびＮＯ2濃度とも０ｐｐｍであった。

【００４２】次に、参考実施例１で得られた酸化チタン
光触媒を担持したシリカゲル用いて、同様にして濃度を
測定したところ、ＮＯ濃度は２３ｐｐｍでＮＯ2濃度は
３１ｐｐｍであったことから、本発明による光触媒シリ
カゲルにはＮＯの分解除去効果が顕著に認められた。

【００４３】［実施例６］参考実施例１で得られた酸化
チタン光触媒を担持したシリカゲル１００ｇ（細孔容積
０．８ｍｌ）と全細孔容積の９８容量％の１重量％水酸
化クロム水溶液（希硝酸に水酸化クロムを溶解）７５ｇ
をポリエチレン容器に入れて、速やかに蓋をしてポット
ミル架台にこれを乗せ、２０ｒｐｍで１時間転動し、得
られたシリカゲルを１２０℃で３時間乾燥してから、
４．２重量％水酸化ナトリウム水溶液７０ｇを当該シリ
カゲルに含ませて中和し、再度１２０℃で３時間乾燥し
て、水酸化クロムを含んだ酸化チタン光触媒担持シリカ
ゲルを得た。

【００４４】得られた酸化チタン光触媒担持シリカゲル
を用いて環境汚染物質の分解除去試験を行った。まず、
テドラーバッグ（容積５Ｌ）の中に得られた該シリカゲ
ル１０ｇをガラス製シャーレに入れて置いた。テドラー
バッグ内にトルエン濃度が５０ｐｐｍとなるように調製
した後、テドラーバッグの上方から２０Ｗブラックライ
トで紫外線を照射し、３０分後にバッグ内の空気に含ま
れるトルエンガス濃度をガスクロマトグラフィーにより
測定したところ、トルエンガス濃度は３ｐｐｍであっ
た。

【００４５】次に、参考実施例１で得られた酸化チタン
光触媒を担持したシリカゲル用いて、同様にしてトルエ
ンガス濃度を測定したところ、トルエンガス濃度は３５
ｐｐｍであったことから、本発明による光触媒シリカゲ
ルにはトルエンガスの分解除去効果が顕著に認められ
た。

【００４６】［実施例７］参考実施例１で得られた酸化
チタン光触媒を担持したシリカゲル１００ｇ（細孔容積
０．８ｍｌ）と全細孔容積の９８容量％の１重量％水酸
化マンガン水溶液（希硝酸に水酸化マンガンを溶解）７
５ｇをポリエチレン容器に入れて、速やかに蓋をしてポ
ットミル架台にこれを乗せ、２０ｒｐｍで１時間転動
し、得られたシリカゲルを１２０℃で３時間乾燥してか
ら、４．２重量％水酸化ナトリウム水溶液７０ｇを当該
シリカゲルに含ませて中和し、再度１２０℃で３時間乾
燥して、水酸化マンガンを含んだ酸化チタン光触媒担持
シリカゲルを得た。

【００４７】得られた酸化チタン光触媒担持シリカゲル
を用いて環境汚染物質の分解除去試験を行った。まず、
テドラーバッグ（容積５Ｌ）の中に得られた該シリカゲ
ル１０ｇをガラス製シャーレに入れて置いた。テドラー
バッグ内に二硫化メチル濃度が１００ｐｐｍとなるまで
マイクロシリンジで何回も打ち込んだ後、テドラーバッ
グの上方から２０Ｗブラックライトで紫外線を照射し、
３０分後にバッグ内の空気に含まれる二硫化メチル濃度
をガスクロマトグラフにより測定したところ、二硫化メ
チル濃度は０ｐｐｍであった。

【００４８】次に、参考実施例１で得られた酸化チタン
光触媒を担持したシリカゲル用いて、同様にして二硫化
メチル濃度を測定したところ、二硫化メチル濃度は２４
ｐｐｍであったことから、本発明による光触媒シリカゲ
ルには二硫化メチルの分解除去効果が顕著に認められ
た。

【００４９】［実施例８］参考実施例１で得られた酸化
チタン光触媒を担持したシリカゲル１００ｇ（細孔容積
０．８ｍｌ）と全細孔容積の９８容量％の１重量％水酸
化鉄水溶液（希硝酸に水酸化鉄を溶解）７５ｇをポリエ
チレン容器に入れて、速やかに蓋をしてポットミル架台
にこれを乗せ、２０ｒｐｍで１時間転動し、得られたシ
リカゲルを１２０℃で３時間乾燥してから、４．２重量
％水酸化ナトリウム水溶液７０ｇを当該シリカゲルに含
ませて中和し、再度１２０℃で３時間乾燥して、水酸化
鉄を含んだ酸化チタン光触媒担持シリカゲルを得た。

【００５０】得られた酸化チタン光触媒担持シリカゲル
を用いて悪臭物質の分解除去試験を行った。まず、テド
ラーバッグ（容積５Ｌ）の中に得られた該シリカゲル１
０ｇをガラス製シャーレに入れて置いた。テドラーバッ
グ内にスチレン濃度が１００ｐｐｍとなるまでマイクロ
シリンジで何回も打ち込んだ後、テドラーバッグの上方
から２０Ｗブラックライトで紫外線を照射し、３０分後
にバッグ内の空気に含まれるスチレン濃度をガスクロマ
トグラフにより測定したところ、スチレン濃度は０ｐｐ
ｍであった。次に、参考実施例１で得られた酸化チタン
光触媒を担持したシリカゲル用いて、同様にしてスチレ
ン濃度を測定したところ、スチレン濃度は３６ｐｐｍで
あったことから、本発明による光触媒シリカゲルにはス
チレンの分解除去効果が顕著に認められた。

【００５１】

【発明の効果】本発明による酸化チタン光触媒担持シリ
カゲルは、分解対象とするガスの種類に応じて吸着特性
が変えられることから、空気中の悪臭や有害物質を多量
に吸着でき、従来のものよりも、迅速にかつ効率よく分
解除去できる。

───────────────────────────────────────────────────── 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 23/04 Ｂ０１Ｊ 23/26 Ｍ 23/06 23/34 Ｍ 23/10 23/72 Ｍ 23/26 27/18 Ｍ 23/34 32/00 23/72 Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｈ 23/745 Ｇ 27/18 Ｄ 32/00 ＺＡＢＪ１０２ＤＢ０１Ｊ 23/74 ３０１Ｍ (72)発明者前川正明愛知県豊川市穂ノ原３丁目１番地新東ブイセラックス株式会社内 (72)発明者白井千佐子愛知県豊川市穂ノ原３丁目１番地新東ブイセラックス株式会社内 (72)発明者山田善市愛知県豊川市穂ノ原３丁目１番地新東ブイセラックス株式会社内Ｆターム(参考） 4D048 AA01 AA03 AA05 AA06 AA17 AA19 AA22 AB03 BA02X BA06X BA07X BA14X BA15Y BA16X BA18X BA25X BA28X BA35X BA36X BA37Y BA38Y BA41X BA44X BA45X BB01 EA01 4G069 AA03 AA08 BA02A BA02B BA04A BA04B BA38 BA48A BB05B BB14B BB16B BC01A BC02B BC08A BC09B BC31A BC31B BC35A BC35B BC58A BC58B BC62A BC62B BC65A BC66B CA10 CA13 CA17 DA05 EA02Y EC03Y EC07Y EC14X EC15X EC15Y EC16X EC18Y EC22Y EC26 FA01 FA02 FB14 FB31 FC08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均細孔径が６〜１００ｎｍの範囲にあ
るシリカゲルの細孔内にアルカリ金属化合物、銅族元素
化合物、アルカリ土金属化合物、亜鉛族元素化合物、土
類元素化合物、クロム族元素化合物、マンガン族元素化
合物、鉄族元素化合物の少なくとも一種と酸化チタンを
含ませたことを特徴とする酸化チタン担持光触媒シリカ
ゲル。
【請求項２】平均細孔径が６〜１００ｎｍの範囲にあ
るシリカゲルの細孔内に、当該シリカゲルが有する全細
孔容積の７０容量％以上のチタン含有溶液を含ませてか
ら加熱焼成して、溶媒に可溶なアルカリ金属化合物、銅
族元素化合物、アルカリ土金属化合物、亜鉛族元素化合
物、土類元素化合物、クロム族元素化合物、マンガン族
元素化合物、鉄族元素化合物のうちから選ばれた少なく
とも一種を含む溶液を、該焼成物の全細孔容積の７０容
量％以上含ませてから溶媒を除去することを特徴とする
酸化チタン担持光触媒シリカゲルの製造方法。