JP2003024748A - Photocatalytic reaction apparatus - Google Patents

Photocatalytic reaction apparatus

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JP2003024748A
JP2003024748A JP2001215330A JP2001215330A JP2003024748A JP 2003024748 A JP2003024748 A JP 2003024748A JP 2001215330 A JP2001215330 A JP 2001215330A JP 2001215330 A JP2001215330 A JP 2001215330A JP 2003024748 A JP2003024748 A JP 2003024748A
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JP
Japan
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photocatalytic
particles
gas
treated
reaction tank
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Application number
JP2001215330A
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Japanese (ja)
Inventor
Junji Hamana
純二 浜名
Tetsuya Sato
哲也 佐藤
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Canon Electronics Inc
Original Assignee
Canon Electronics Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photocatalytic reaction apparatus having the sufficiently high decomposition capacity of gas to be treated and reducing the pressure loss of the gas to be treated passed through the photocatalytic reaction apparatus. SOLUTION: Photocatalyst particles 4 are stored in a reaction tank 1 in which the gas to be treated is allowed to flow and optically excited while floated in the reaction tank 1 to be brought into contact with the gas to be treated to treat the gas to be treated.

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、紫外線などで稼動
する光触媒性反応装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photocatalytic reaction device that operates with ultraviolet rays or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、環境汚染に対する関心の高揚に伴
い、日常生活における悪臭物質や空気汚染物質の除去の
要求が増加している。そして、これらの要求に応えるべ
く、臭気分解装置を組み込んだ空気清浄器や換気扇など
が提案されている。
2. Description of the Related Art In recent years, with increasing interest in environmental pollution, there is an increasing demand for removal of malodorous substances and air pollutants in daily life. In order to meet these demands, air purifiers, ventilation fans, etc. incorporating an odor decomposition device have been proposed.

【0003】これらの装置では、触媒燃焼方式および活
性炭吸着方式等が一般に採用されている。しかしなが
ら、触媒燃焼方式の場合、処理は確実に行われるものの
処理量の増加に伴い電力使用料が増加する場合がある。
また、活性炭吸着方式の場合、ランニングコストは低い
ものの、吸着作用が主なメカニズムであり分解作用が無
いために、活性炭の吸着量が飽和すると除去能力が不十
分となる場合がある。
In these devices, a catalytic combustion system, an activated carbon adsorption system, etc. are generally adopted. However, in the case of the catalytic combustion method, although the treatment is surely performed, the electric power usage fee may increase as the treatment amount increases.
Further, in the case of the activated carbon adsorption method, although the running cost is low, since the adsorption mechanism is the main mechanism and there is no decomposition action, the removal capacity may become insufficient when the adsorption amount of activated carbon is saturated.

【0004】以上のような不具合を回避する方法とし
て、光触媒性半導体化合物の優れた有機物分解作用を利
用した臭気分解装置などの光触媒性反応装置が提案され
ている。光触媒性半導体化合物は、そのバンドギャップ
以上のエネルギーを持つ波長の光が照射されると、伝導
帯に電子を荷電子帯に正孔を生ずる。これらの電子およ
び正孔が光触媒表面の水や酸素に作用し、スーパーオキ
サイドイオン及び水酸ラジカル等の活性酸素を発生さ
せ、その強力な酸化作用により有機物を分解する。
As a method of avoiding the above problems, a photocatalytic reaction device such as an odor decomposition device utilizing the excellent organic substance decomposition action of a photocatalytic semiconductor compound has been proposed. When the photocatalytic semiconductor compound is irradiated with light having a wavelength having an energy larger than the band gap, it produces electrons in the conduction band and holes in the valence band. These electrons and holes act on water and oxygen on the surface of the photocatalyst to generate active oxygen such as superoxide ion and hydroxyl radical, and decompose the organic matter by its strong oxidizing action.

【0005】ここで、光触媒反応は表面反応であるた
め、光触媒性反応装置において有機物などを効率よく分
解するためには、反応場の表面積を大きくし、光触媒性
半導体化合物に臭気などの被分解物が効率よく接触する
必要がある。
Since the photocatalytic reaction is a surface reaction, in order to efficiently decompose organic substances in the photocatalytic reaction apparatus, the surface area of the reaction field is increased and the photocatalytic semiconductor compound is decomposed into odorous substances. Need to contact efficiently.

【0006】このような試みとして、特開平9−225
263号公報には、ハニカム状物質に酸化チタンをコー
トすることで表面積を大きくする構造が記載されてい
る。また、特開平10−15393号公報には、酸化チ
タンをコートしたガラスビーズを容器に詰め、その隙間
を被処理ガスが通過する構造が記載されている。
[0006] As such an attempt, Japanese Patent Laid-Open No. 9-225
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 263 describes a structure in which the surface area is increased by coating the honeycomb-shaped material with titanium oxide. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 10-15393 describes a structure in which glass beads coated with titanium oxide are packed in a container, and a gas to be processed passes through the gap.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
9−225263号公報に記載の方法では、被処理ガス
の圧力損失を低減できる利点はあるものの、反応場がハ
ニカム構造をしているため、励起光を反応場全体に効率
よく照射できない場合があり、処理が不十分となる恐れ
がある。
However, the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-225263 has the advantage that the pressure loss of the gas to be treated can be reduced, but since the reaction field has a honeycomb structure, it is excited. In some cases, the entire reaction field may not be efficiently irradiated with light, and the treatment may be insufficient.

【0008】また、特開平10−15393号公報に記
載の方法では、酸化チタンがコートされたガラスビーズ
を容器に満たし、その隙間を被処理物質が通過するた
め、十分な処理能力を実現するために、ビーズ径を小さ
くして表面積を大きくすると、その隙間を通過する被処
理ガスの圧力損失が大きくなってしまう場合がある。
Further, in the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-15393, the glass beads coated with titanium oxide are filled in a container, and the substance to be treated passes through the gap, so that sufficient treatment capacity is realized. In addition, when the bead diameter is reduced and the surface area is increased, the pressure loss of the gas to be processed passing through the gap may increase.

【0009】一方、圧力損失を低下させるためにビーズ
径を大きくし、十分な表面積を確保するために反応容器
の容積を大きくすると、仮令ガラスビーズが光触媒であ
る酸化チタンの励起光に対し透過性を有していようと
も、酸化チタン自体の励起光透過性が低いため、励起光
源から離れる程酸化チタンは励起され難くなる場合があ
り、そこを通過する被処理ガスの処理は不完全となる恐
れがある。
On the other hand, if the diameter of the beads is increased to reduce the pressure loss and the volume of the reaction vessel is increased to secure a sufficient surface area, the provisional glass beads are transparent to the excitation light of titanium oxide, which is a photocatalyst. Even if it has, since the excitation light transmittance of titanium oxide itself is low, it may become difficult to excite titanium oxide as the distance from the excitation light source increases, and the treatment of the gas to be processed passing therethrough may be incomplete. There is.

【0010】以上の様な状況に鑑み、本発明は、被処理
ガスの分解性能が十分高く、光触媒性反応装置を通過す
る被処理ガスの圧力損失が少ない光触媒性反応装置を提
供することを目的とする。
In view of the above situation, it is an object of the present invention to provide a photocatalytic reaction device which has a sufficiently high decomposition performance for the gas to be processed and has a small pressure loss of the gas to be processed passing through the photocatalytic reaction device. And

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明によれば、被処理ガスが流入される反応槽に光
触媒性粒子が貯留されており、該光触媒性粒子は光励起
されると同時に該反応槽内で浮遊されて該被処理ガスと
接触することにより、該被処理ガスを処理することを特
徴とする光触媒性反応装置が提供される。
According to the present invention for achieving the above object, photocatalytic particles are stored in a reaction tank into which a gas to be treated is introduced, and the photocatalytic particles are photoexcited. At the same time, there is provided a photocatalytic reaction device characterized by treating the gas to be treated by being suspended in the reaction tank and coming into contact with the gas to be treated.

【0012】なお、光触媒性粒子としては、担持体粒子
表面に光触媒性半導体物質が結着されているものを使用
する。
As the photocatalytic particles, those having a photocatalytic semiconductor substance bound to the surface of the carrier particles are used.

【0013】本発明では、光触媒性反応装置の反応槽に
貯留される光触媒性粒子を光励起させると同時に、被処
理ガスの通過時に少なくともその粒子の一部を浮遊さ
せ、被処理ガスと接触させる。
In the present invention, the photocatalytic particles stored in the reaction tank of the photocatalytic reaction apparatus are photoexcited, and at the same time, at least a part of the particles is floated when the gas to be processed passes and is brought into contact with the gas to be processed.

【0014】光触媒性粒子を浮遊させることで、特開平
10−15393号公報に記載されるように、光触媒を
コートした球状粒子を容器に満たし、被処理ガスをその
粒子の隙間を通過させる方式に対して、被処理ガスの通
過に伴う圧力損失を低減することができる。
By suspending the photocatalytic particles, the spherical particles coated with the photocatalyst are filled in a container as described in JP-A-10-15393, and the gas to be treated is passed through the gap between the particles. On the other hand, it is possible to reduce the pressure loss accompanying the passage of the gas to be treated.

【0015】また、光触媒性粒子を浮遊させることで、
励起光を光触媒性粒子全体に均一に照射できる。更に、
光触媒性粒子を浮遊させることで、光励起された光触媒
性粒子と被処理ガスとが十分接触するため、被処理ガス
を効率よく処理できる。
By suspending the photocatalytic particles,
Excitation light can be uniformly applied to the entire photocatalytic particles. Furthermore,
By suspending the photocatalytic particles, the photocatalyst particles that have been photoexcited and the gas to be processed are sufficiently brought into contact with each other, so that the gas to be processed can be efficiently processed.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below.

【0017】図1には光触媒性反応装置の組立て例を、
図2には組立て後の光触媒性反応装置の全形を示した。
FIG. 1 shows an example of assembling a photocatalytic reactor.
FIG. 2 shows the entire shape of the photocatalytic reaction device after assembly.

【0018】反応槽1の上下端部にはフィルター2及び
3が設けられている。反応槽1内には光触媒性粒子4が
貯留され、同時に光源5から光触媒性半導体物質のバン
ドギャップエネルギー以上の光が照射され、光触媒性半
導体物質を光励起させる構造となっている。
Filters 2 and 3 are provided at the upper and lower ends of the reaction tank 1. Photocatalytic particles 4 are stored in the reaction tank 1, and at the same time, light having a bandgap energy of the photocatalytic semiconductor material or more is irradiated from a light source 5 to photoexcite the photocatalytic semiconductor material.

【0019】下端部フィルター3を通じて反応槽1に流
入してきた被処理ガス7は、浮遊し光励起された光触媒
性粒子4と接触することにより、酸化分解され上端部フ
ィルター2より流出していく。この時の、光触媒性粒子
4を浮遊させることにより、被処理ガス7の圧力損失を
低減している。
The gas to be treated 7 which has flowed into the reaction tank 1 through the lower end filter 3 floats and comes into contact with the photocatalytic particles 4 which are photoexcited, so that it is oxidized and decomposed and flows out from the upper end filter 2. At this time, by suspending the photocatalytic particles 4, the pressure loss of the gas to be treated 7 is reduced.

【0020】なお、光触媒性粒子の浮遊は、被処理ガス
の流入の気流を利用する方法、被処理ガスの流出の気流
を利用する方法、振動を利用する方法、磁場を利用する
方法などにより行うことができ、必要に応じて、これら
の方法を組合わせることもできる。
The floating of the photocatalytic particles is carried out by a method of using an inflow air stream of the gas to be treated, a method of utilizing an air flow stream of the gas to be treated, a method of utilizing vibration, a method of utilizing a magnetic field and the like. It is possible to combine these methods, if necessary.

【0021】なかでも、圧力損失が特に小さく、装置の
構造を簡単にできるなどの理由から、光触媒性粒子は被
処理ガスの気流により浮遊されることが好ましい。
Above all, it is preferable that the photocatalytic particles are suspended by the gas flow of the gas to be treated, because the pressure loss is particularly small and the structure of the apparatus can be simplified.

【0022】(担持体粒子)図3に示す様に、光触媒性
半導体物質6を担持する粒子8は、確実に反応槽1内に
貯留できるものであれば特に制限されず、流入する被処
理ガス7と、少なくともその一部が浮遊し接触する物質
であれば良い。具体的には、被処理ガス7の流入圧力に
より決められるものであるが、確実に貯留させておくに
は針状粒子よりも球状粒子が好ましく、多孔質物質や中
空球体であってもかまわない。また、粒子自体の耐久性
や反応槽内壁への傷を防止する観点からも、球状粒子が
好ましい。
(Support Particles) As shown in FIG. 3, the particles 8 supporting the photocatalytic semiconductor material 6 are not particularly limited as long as they can be reliably stored in the reaction tank 1, and the gas to be treated to flow in is not limited. 7 and at least a part of them may float and come into contact with each other. Specifically, it is determined by the inflow pressure of the gas to be treated 7, but spherical particles are preferable to acicular particles for reliable storage, and porous materials or hollow spheres may be used. . Also, spherical particles are preferable from the viewpoint of durability of the particles themselves and prevention of scratches on the inner wall of the reaction vessel.

【0023】担持体粒子8の好ましい材質としては、プ
ラスチック及びガラス材料などを挙げることができ、光
触媒性半導体物質を励起する波長の光を透過する材料
が、光触媒反応の効率からも特に好ましい。
Examples of preferable materials for the carrier particles 8 include plastics and glass materials, and a material that transmits light having a wavelength that excites the photocatalytic semiconductor substance is particularly preferable from the viewpoint of efficiency of photocatalytic reaction.

【0024】また、2次元表面反応である光触媒反応を
より効率的に行うためには、担持体粒子8の粒径を可能
な限り小さくして表面積を大きくし、浮遊し易くするの
が好ましい。このため、担持体粒子の平均粒径は10m
m以下が好ましく、5mm以下がより好ましく、1mm
以下が更に好ましい。
In order to carry out the photocatalytic reaction, which is a two-dimensional surface reaction, more efficiently, it is preferable to make the particle size of the carrier particles 8 as small as possible to increase the surface area and facilitate the floating. Therefore, the average particle size of the carrier particles is 10 m.
m or less is preferable, 5 mm or less is more preferable, and 1 mm
The following are more preferable.

【0025】一方、光触媒性粒子をフィルターで確実に
捕捉し反応槽内に貯留し、又、被処理ガスの圧力損失を
できるだけ少なくするためには、粒径は大きいことが望
ましい。このため、担持体粒子の平均粒径は、0.01
μm以上が好ましく、0.05μm以上がより好まし
く、0.1μm以上が更に好ましい。
On the other hand, in order to surely capture the photocatalytic particles with a filter and store them in the reaction tank and to minimize the pressure loss of the gas to be treated, it is desirable that the particle diameter is large. Therefore, the average particle diameter of the carrier particles is 0.01
It is preferably at least μm, more preferably at least 0.05 μm, even more preferably at least 0.1 μm.

【0026】(光触媒性粒子)図3に示す担持体粒子8
に結着される光触媒性半導体物質6としては、Ti
2、ZnO、SnO2、SrTiO3、WO2、Bi
23、Fe23からなる群から選ばれた少なくとも一つ
以上の物質が好ましく、安全性、安価な点から酸化チタ
ン(TiO2、チタニアとも言う)が好まし。特に、分
解性能の点からアナターゼ型酸化チタン及びブルッカイ
ト型酸化チタンが特に好ましい。
(Photocatalytic particles) Carrier particles 8 shown in FIG.
As the photocatalytic semiconductor material 6 bound to
O 2, ZnO, SnO2, SrTiO3, WO2, Bi
2O3, Fe2O3At least one selected from the group consisting of
The above substances are preferable, and titanium oxide is preferred because it is safe and inexpensive.
(TiO2, Also called Titania) is preferred. Especially the minutes
From the viewpoint of solution performance, anatase type titanium oxide and brookie
Toxoid titanium oxide is particularly preferred.

【0027】担持体粒子8に光触媒性半導体物質6であ
る酸化チタンを結着する方法としては、チタンアルコキ
シド溶液を担持体粒子6に塗布し焼成する方法を挙げる
ことができる。特に、焼成温度を450〜750℃の範
囲とすることにより、アナターゼ型の酸化チタンを得る
ことができる。
As a method of binding the titanium oxide which is the photocatalytic semiconductor substance 6 to the carrier particles 8, a method of applying a titanium alkoxide solution to the carrier particles 6 and baking it can be mentioned. In particular, by setting the firing temperature in the range of 450 to 750 ° C., anatase type titanium oxide can be obtained.

【0028】一方、担持体粒子8がガラス中空体やプラ
スチック担持体粒子の場合は、焼成温度で担持体粒子8
が破壊されたり融解するため、このような粒子表面には
アナターゼ型酸化チタン微粒子を結着材9で結着させる
のが好ましい。結着材9は、酸化チタン微粒子に対し、
マトリックス及びバインダーとして機能することができ
る。
On the other hand, when the carrier particles 8 are hollow glass bodies or plastic carrier particles, the carrier particles 8 are heated at the firing temperature.
Since the particles are destroyed or melted, it is preferable to bind anatase type titanium oxide fine particles to the surface of such particles with a binder 9. The binder 9 is a titanium oxide fine particle,
It can function as a matrix and a binder.

【0029】結着材9としては、低温形成ができ光触媒
性物質6を確実に担持体粒子8に結着させ、光触媒性物
質の有機物分解作用に耐え得る光触媒耐性物質であれば
特に制限されないが、テフロン(登録商標)系化合物、
シリコーン系化合物、金属アルコキシド系化合物などの
硬化物が好ましい。これらの化合物を用いれば、担持体
粒子8の耐熱性を勘案して、それより低い温度で結着で
き、光触媒性粒子を作製できる。
The binder 9 is not particularly limited as long as it is a photocatalyst resistant substance that can be formed at a low temperature and reliably binds the photocatalytic substance 6 to the carrier particles 8 and can withstand the organic substance decomposition action of the photocatalytic substance. , Teflon (registered trademark) compounds,
Cured products such as silicone compounds and metal alkoxide compounds are preferred. When these compounds are used, the heat resistance of the carrier particles 8 can be taken into consideration, and the carrier particles 8 can be bound at a lower temperature, and photocatalytic particles can be produced.

【0030】更に、結着材9としては、光触媒性半導体
物質6を励起させる波長の光を透過するものが好まし
い。結着材が光触媒励起光に対し透過性を有する場合、
励起光源からの光が光触媒性半導体物質に有効に照射さ
れ、光触媒性半導体物質を光励起するため、被処理ガス
の高い処理効率を実現できる。
Further, the binder 9 is preferably one that transmits light having a wavelength that excites the photocatalytic semiconductor substance 6. When the binder is transparent to photocatalyst excitation light,
The photocatalytic semiconductor material is effectively irradiated with the light from the excitation light source, and the photocatalytic semiconductor material is photoexcited, so that high processing efficiency of the gas to be processed can be realized.

【0031】この様な観点から、金属アルコキシド系化
合物が特に好ましく、中でもシリコンアルコキシド系化
合物が好ましい。シリコンアルコキシド系化合物の硬化
物により光触媒性半導体物質を担持体粒子に結着するこ
とにより、光励起性に優れる光触媒性粒子を作製でき
る。
From such a viewpoint, metal alkoxide compounds are particularly preferable, and silicon alkoxide compounds are particularly preferable. By binding the photocatalytic semiconductor substance to the carrier particles with a cured product of a silicon alkoxide compound, photocatalytic particles having excellent photoexcitability can be produced.

【0032】(光触媒性塗膜原料)本発明で使用される
シリコンアルコキシド系化合物としては、テトラエトキ
シシラン、テトラメトキシシラン、テトライソプロポキ
シシラン、テトラn−プロポキシシラン、テトラブトキ
シシラン等を例示することができる。これらのシリコン
アルコキシド系化合物に光触媒性半導体物質を添加し必
要に応じ、適当な溶剤に溶解または均一分散して光触媒
性塗膜原料を調製する。
(Photocatalytic coating material) Examples of the silicon alkoxide compound used in the present invention include tetraethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra-n-propoxysilane and tetrabutoxysilane. You can A photocatalytic semiconductor substance is added to these silicon alkoxide compounds and, if necessary, dissolved or uniformly dispersed in a suitable solvent to prepare a photocatalytic coating material.

【0033】溶剤としては、シリコンアルコキシド系化
合物および光触媒性半導体物質を、溶解または均一に分
散するものであれば特に限定されないが、乾燥工程にお
いて容易に気化するものが好ましい。具体的には、メチ
ルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール
等のアルコール類;酢酸メチル、酢酸エチル等のエステ
ル類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;ベ
ンゼン、トルエン、キシレン、ペンタン、ヘキサン、シ
クロヘキサン等の有機溶剤を例示することができる。
The solvent is not particularly limited as long as it dissolves or uniformly disperses the silicon alkoxide compound and the photocatalytic semiconductor substance, but a solvent that easily vaporizes in the drying step is preferable. Specifically, alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol and propyl alcohol; esters such as methyl acetate and ethyl acetate; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; organics such as benzene, toluene, xylene, pentane, hexane and cyclohexane. A solvent can be illustrated.

【0034】更に、シリコンアルコキシド系化合物を加
水分解するための水;塩酸、硫酸、硝酸、有機酸等の酸
性触媒;アンモニア、TEA、ピリジン、DMAP等の
塩基性触媒を添加する場合もある。
Further, water for hydrolyzing the silicon alkoxide compound; acidic catalysts such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid and organic acids; basic catalysts such as ammonia, TEA, pyridine and DMAP may be added.

【0035】また、必要に応じて、光触媒性塗膜原料に
は、吸着剤である活性炭やゼオライトなどの微粉末を添
加したり、又は、抗菌剤である銅や銀の微粉末を添加す
ることもできる。
If necessary, fine powder of activated carbon or zeolite which is an adsorbent, or fine powder of copper or silver which is an antibacterial agent is added to the raw material of the photocatalytic coating film. You can also

【0036】図3に、球状担持体粒子8に光触媒性半導
体物質6が結着材9で結着されている様子を示した。こ
こで、光触媒性塗膜原料中の光触媒性半導体物質6の量
は、担持体粒子8表面に形成された際の結着材9及び光
触媒性半導体物質6の合計に対する光触媒性半導体物質
6の量で規定することができる。
FIG. 3 shows a state in which the photocatalytic semiconductor substance 6 is bound to the spherical carrier particles 8 with the binder 9. Here, the amount of the photocatalytic semiconductor substance 6 in the photocatalytic coating material is the amount of the photocatalytic semiconductor substance 6 relative to the total amount of the binder 9 and the photocatalytic semiconductor substance 6 when formed on the surface of the carrier particles 8. Can be specified in.

【0037】例えば、シリコンアルコキシド系化合物を
結着材原料とする場合には、SiO 2換算した固形分
と、光触媒性半導体物質と、その他の固形分との合計に
対する光触媒性半導体物質の割合は、反応槽内での反応
効率の点から、5質量%以上が好ましく、10質量%以
上がより好ましく、15質量%以上が更に好ましい。一
方、結着材が光触媒性半導体物質を担持体粒子に確実に
結着させておくために、95質量%以下が好ましく、9
0質量%以下がより好ましく、85質量%以下が更に好
ましい。
For example, a silicon alkoxide compound is
When used as a binder raw material, SiO 2Converted solid content
And the photocatalytic semiconductor material and other solids
The ratio of the photocatalytic semiconductor material to the
From the viewpoint of efficiency, 5% by mass or more is preferable and 10% by mass or less
The above is more preferable, and 15% by mass or more is further preferable. one
On the other hand, the binder ensures that the photocatalytic semiconductor substance is carried on the carrier particles.
95% by mass or less is preferable for the purpose of binding.
0 mass% or less is more preferable, and 85 mass% or less is further preferable.
Good

【0038】また、同様の観点から、シリコンアルコキ
シド系化合物と等モルのSiO2の質量と、光触媒性半
導体物質の質量との合計に対する光触媒性半導体物質の
質量が、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がよ
り好ましく、15質量%以上が更に好ましい。一方、9
5質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好まし
く、85質量%以下が更に好ましい。
From the same viewpoint, the mass of the photocatalytic semiconductor substance with respect to the total mass of the SiO 2 equimolar to the silicon alkoxide compound and the mass of the photocatalytic semiconductor substance is preferably 5% by mass or more. Mass% or more is more preferable and 15 mass% or more is still more preferable. On the other hand, 9
5 mass% or less is preferable, 90 mass% or less is more preferable, and 85 mass% or less is further preferable.

【0039】(光触媒性粒子の作製)以上の様な化合物
を混合して得られる光触媒性塗膜原料は、ディップコー
ト法、スプレーコート法、スプレードライ法等により、
球状粒子に塗布される。
(Production of Photocatalytic Particles) The photocatalytic coating material obtained by mixing the above compounds is prepared by a dip coating method, a spray coating method, a spray drying method or the like.
Coated on spherical particles.

【0040】塗布厚みについては、結着材硬化後の光触
媒性塗膜の膜厚から決定されるべきであるが、便宜上、
塗布液中の固形分の体積を担持体粒子の表面積で除し
た、平均の膜厚で表現する。なお、塗布液中の固形分の
体積は、塗布液中の固形分の密度を2g/cm3と仮定
し、塗布液中の固形分の質量より計算する。
The coating thickness should be determined from the film thickness of the photocatalytic coating film after the binder is cured.
It is expressed as an average film thickness obtained by dividing the volume of the solid content in the coating liquid by the surface area of the carrier particles. The volume of the solid content in the coating liquid is calculated from the mass of the solid content in the coating liquid, assuming that the density of the solid content in the coating liquid is 2 g / cm 3 .

【0041】この様にして計算される平均膜厚は、光触
媒反応を効率よく行わせるために、5nm以上が好まし
く、10nm以上がより好ましい。一方、結着材が剥離
しないために、1000nm以下が好ましく、500n
m以下がより好ましい。
The average film thickness calculated in this manner is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more in order to efficiently carry out the photocatalytic reaction. On the other hand, it is preferably 1000 nm or less, and 500 n
It is more preferably m or less.

【0042】光触媒性塗膜原料が塗布された球状粒子を
加熱焼成することにより、光触媒性塗膜が形成される。
特に、低耐熱性球状粒子には放射線硬化等により低温硬
化を行うこともできる。
The spherical particles coated with the photocatalytic coating material are heated and baked to form a photocatalytic coating.
In particular, low heat-resistant spherical particles can be cured at a low temperature by radiation curing or the like.

【0043】その後、必要に応じ、光触媒性粒子は、分
級され粒度の不適確なものや粒子の破片や異物等が除か
れ、光触媒反応槽に貯留される。
Thereafter, if necessary, the photocatalytic particles are classified to remove particles having an inaccurate particle size, particle fragments, foreign matters, etc., and stored in the photocatalytic reaction tank.

【0044】(光触媒性反応装置)図1及び2に示す様
に、被処理ガス7と光触媒性粒子4とを浮遊接触させる
光触媒反応槽1は、一般的には筒体であり、光触媒性反
応装置の反応槽1の上端部にはフィルター2が、光触媒
性反応装置の反応槽1の下端部にはフィルター3が、そ
れぞれ設けてある。また、反応槽1内に通ずる被処理ガ
ス7流路には、安定的に光触媒性粒子4が浮遊するよう
ファン(不図示)を設けることもできる。また、反応槽
1内の光触媒性粒子4を光励起させる光源5が設けら
れ、図1の光触媒性反応装置を形成している。
(Photocatalytic Reaction Device) As shown in FIGS. 1 and 2, the photocatalytic reaction tank 1 for floatingly contacting the gas to be treated 7 and the photocatalytic particles 4 is generally a cylindrical body, and the photocatalytic reaction is carried out. A filter 2 is provided at the upper end of the reaction tank 1 of the apparatus, and a filter 3 is provided at the lower end of the reaction tank 1 of the photocatalytic reaction apparatus. In addition, a fan (not shown) may be provided in the flow path of the gas to be treated 7 communicating with the inside of the reaction tank 1 so that the photocatalytic particles 4 are stably suspended. Further, a light source 5 for photoexciting the photocatalytic particles 4 in the reaction tank 1 is provided to form the photocatalytic reaction device of FIG.

【0045】反応槽1は、光触媒性半導体物質の励起光
が透過する材料が好ましく、例えばガラス及びプラスチ
ック等の材質がよい。
The reaction tank 1 is preferably made of a material that allows the excitation light of the photocatalytic semiconductor material to pass therethrough, such as glass and plastic.

【0046】反応槽1の上および下端部に設けられるフ
ィルター2及び3は、メッシュフィルターやメンブレン
フィルターを用いることができ、開口径を、光触媒性粒
子の最小粒径の0.95倍以下、より好ましくは0.9
0倍以下とすることにより、被処理ガス7の圧力損失を
高めること無く、また、確実に光触媒性粒子4を反応槽
1内に貯留することができる。
As the filters 2 and 3 provided on the upper and lower ends of the reaction tank 1, a mesh filter or a membrane filter can be used, and the opening diameter is 0.95 times or less the minimum particle diameter of the photocatalytic particles. Preferably 0.9
By setting it to 0 times or less, the photocatalytic particles 4 can be reliably stored in the reaction tank 1 without increasing the pressure loss of the gas to be treated 7.

【0047】反応槽1となる筒体の径および長さは、照
射する励起光の照度や被処理ガス4の流量により最適化
される。
The diameter and length of the cylindrical body which becomes the reaction tank 1 are optimized by the illuminance of the excitation light to be applied and the flow rate of the gas 4 to be treated.

【0048】また、反応装置全体として、図4に示す様
に複数の励起光源5が反応槽1を囲む構造や、図5に示
す用に複数の反応槽1が光源5を囲む構造とすることも
できる。
As shown in FIG. 4, the reaction apparatus as a whole has a structure in which a plurality of excitation light sources 5 surround the reaction vessel 1, or a structure in which a plurality of reaction vessels 1 surround the light source 5 as shown in FIG. You can also

【0049】光触媒性粒子4を光励起させる光源5は、
光励起するエネルギーを有していれば特に限定されない
が、例えば光触媒性半導体物質が酸化チタンの場合、
3.2eV以上のエネルギーであり380nm以下の波
長の光を含む光源が使用される。この様な光源として
は、白色蛍光灯、太陽光、BLBランプ、水銀キセノン
ランプ、キセノンランプ、高圧水銀灯などを用いること
ができるが、特に好ましくは360nm付近に中心波長
を持つBLBランプである。
The light source 5 for photoexciting the photocatalytic particles 4 is
Although it is not particularly limited as long as it has energy for photoexcitation, for example, when the photocatalytic semiconductor substance is titanium oxide,
A light source having energy of 3.2 eV or more and light having a wavelength of 380 nm or less is used. As such a light source, a white fluorescent lamp, sunlight, a BLB lamp, a mercury-xenon lamp, a xenon lamp, a high-pressure mercury lamp and the like can be used, but a BLB lamp having a center wavelength around 360 nm is particularly preferable.

【0050】反応槽1に充填される光触媒性粒子4の充
填率は、光触媒性粒子4の表面積を出来るだけ大きくし
て反応効率を高めるために、見かけの容積比で1体積%
以上、より好ましくは3体積%以上、更に好ましくは5
体積%以上とされ、光触媒性粒子4を浮遊させ被処理ガ
ス7との接触を効率よく行うために、また、励起光が万
遍なく光触媒性粒子4を照射するためにも、98体積%
以下、より好ましくは97体積%以下、更に好ましくは
95体積%以下とされる。
The filling rate of the photocatalytic particles 4 filled in the reaction tank 1 is 1% by volume in terms of an apparent volume ratio in order to increase the surface area of the photocatalytic particles 4 as much as possible to enhance the reaction efficiency.
Or more, more preferably 3% by volume or more, and further preferably 5
98% by volume in order to suspend the photocatalytic particles 4 and efficiently contact with the gas to be treated 7 and to irradiate the photocatalytic particles 4 with excitation light evenly.
The amount is more preferably 97% by volume or less, further preferably 95% by volume or less.

【0051】なお、見かけの容積比(体積%)とは、反
応層の容量に対する光触媒性粒子の見掛けの体積を言
う。
The apparent volume ratio (% by volume) means the apparent volume of the photocatalytic particles with respect to the capacity of the reaction layer.

【0052】また、光触媒性粒子の見掛けの体積とは、
光触媒性粒子を十分静置した後の嵩容積を言う。
The apparent volume of the photocatalytic particles is
It refers to the bulk volume after the photocatalytic particles have been sufficiently left to stand.

【0053】以上に説明した光触媒性反応装置は、脱
臭、殺菌、浄化等を目的とする空気清浄器、換気装置、
大気汚染物質除去用フィルター等に好適に配設すること
ができる。より具体的には、生ごみ処理機の脱臭装置等
に応用できる。
The photocatalytic reaction device described above is an air purifier, a ventilation device, or the like for deodorization, sterilization, purification, etc.
It can be suitably arranged in a filter for removing air pollutants. More specifically, it can be applied to a deodorizing device of a food waste processing machine.

【0054】[0054]

【実施例】以下に実施例によって本発明を更に詳細に説
明するが、これらは、本発明を何ら限定するものではな
い。なお、以下特に明記しない限り、試薬等は市販の高
純度品を用いた。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, which are not intended to limit the present invention. Unless otherwise specified below, commercially available high-purity reagents and the like were used.

【0055】(光触媒性反応装置)図1及び2に示すよ
うに、光触媒反応槽1として、白板ガラス製の反応槽内
管10と外管11とが、上部メッシュフィルター2と下
部メッシュフィルター3とでつながれた構造のものを使
用した。反応槽1の外管11の外側には、紫外線漏洩防
止と紫外線の有効利用を図るためのアルミ製紫外線反射
板12を取付けた。
(Photocatalytic reaction apparatus) As shown in FIGS. 1 and 2, as the photocatalytic reaction tank 1, a reaction tank inner tube 10 and an outer tube 11 made of white plate glass, an upper mesh filter 2 and a lower mesh filter 3 are provided. I used a structure connected by a wire. On the outside of the outer tube 11 of the reaction tank 1, an aluminum ultraviolet reflection plate 12 for preventing ultraviolet leakage and effectively utilizing ultraviolet rays was attached.

【0056】なお、光触媒反応槽1の断面積は50cm
2、有効長は50cm、容積は2.5リットルであっ
た。
The photocatalytic reaction tank 1 has a cross-sectional area of 50 cm.
2. The effective length was 50 cm and the volume was 2.5 liters.

【0057】また、光触媒反応槽内管10の内側には、
光触媒励起光源5としてBLBランプが挿入され、上部
キャップ14には被処理ガス7の流出口13が、又、下
部キャップ16には被処理ガス7の流入口15が配置さ
れている。
Inside the photocatalytic reaction tank inner tube 10,
A BLB lamp is inserted as the photocatalyst excitation light source 5, an outlet 13 for the gas to be treated 7 is arranged in the upper cap 14, and an inlet 15 for the gas 7 to be treated is arranged in the lower cap 16.

【0058】なお、図6には、白板ガラスの紫外および
近紫外域における透過特性17を示した。また、図7に
は、アルミ反射板の紫外および近紫外域における45°
の反射特性18を示した。
Incidentally, FIG. 6 shows the transmission characteristics 17 of the white plate glass in the ultraviolet and near ultraviolet regions. In addition, FIG. 7 shows that the aluminum reflector is at 45 ° in the ultraviolet and near ultraviolet regions.
The reflective characteristic 18 of

【0059】(実施例1) (ア)光触媒性塗膜原料の調製 シリコンアルコキシド系化合物としてキシダ化学社製テ
トラエトキシシラン(TEOSとも略記する)を7.4
g、石原産業社製アナターゼ型チタニアゾル、商品名:
STS−01(酸化チタン30.0%、硝酸1.82
%、水68.0%)を9.5g、エチルアルコールを8
3.1g混合し、マグネチックスタラーで1時間攪拌し
て1週間常温放置し光触媒性塗膜原料を調製した。
Example 1 (a) Preparation of Photocatalytic Coating Material Tetraethoxysilane (abbreviated as TEOS) manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd. was used as a silicon alkoxide compound.
g, Ishihara Sangyo Anatase type titania sol, trade name:
STS-01 (titanium oxide 30.0%, nitric acid 1.82
%, Water 68.0%) and ethyl alcohol 8%
3.1 g was mixed, stirred for 1 hour with a magnetic stirrer and left at room temperature for 1 week to prepare a photocatalytic coating material.

【0060】この原料の固形分濃度は、5質量%であっ
て、そのうち酸化チタンの含有量は57.1質量%であ
った。
The solid content concentration of this raw material was 5% by mass, of which the titanium oxide content was 57.1% by mass.

【0061】(イ)光触媒性粒子の作製 担持体粒子として、富士シリシア化学社製ガラスバルー
ン、商品名:S−35(平均粒径40μm、真比重0.
35、嵩密度0.24、ガラス組成は白板ガラスと実質
的に同等)を用意した。
(A) Preparation of photocatalytic particles As the carrier particles, a glass balloon manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd., trade name: S-35 (average particle diameter 40 μm, true specific gravity: 0.
35, bulk density 0.24, glass composition was substantially equivalent to white plate glass).

【0062】この担持体粒子に平均膜厚が100nmと
なる上で調製した光触媒塗膜原料を塗布し、溶剤を揮発
後250℃で焼成した。その後、フィルターを用いて粒
径36μm以下の粒子を除去し、光触媒性粒子を作製し
た。
The photocatalyst coating material prepared so that the average film thickness was 100 nm was applied to the carrier particles, and the solvent was volatilized and then baked at 250 ° C. Then, particles having a particle size of 36 μm or less were removed using a filter to prepare photocatalytic particles.

【0063】(ウ)光触媒性反応装置 図1の光触媒反応槽の下端部に開口径30μのメッシュ
フィルターを取付け、見掛けの体積が光触媒反応槽の容
積の1/4である光触媒性粒子を投入し、反応槽の上端
部に開口径30μのメッシュフィルターを取付けた。そ
の後、光源としてBLBランプを使用して反応装置を組
立て、BLBランプを点灯し、500ppmの酢酸メチ
ル空気混合気体を、0.6L/secの流速で流入口か
ら流入させた。そして、流出口からの酢酸エチルの濃度
を検知管で計ったところ、50ppmまで低下している
ことが確認された。
(C) Photocatalytic reaction device A mesh filter having an opening diameter of 30 μ is attached to the lower end of the photocatalytic reaction tank of FIG. 1, and photocatalytic particles having an apparent volume of ¼ of the volume of the photocatalytic reaction tank are charged. A mesh filter having an opening diameter of 30 μ was attached to the upper end of the reaction tank. After that, a reaction device was assembled by using a BLB lamp as a light source, the BLB lamp was turned on, and a 500 ppm methyl acetate air mixed gas was introduced from an inlet at a flow rate of 0.6 L / sec. Then, when the concentration of ethyl acetate from the outlet was measured with a detector tube, it was confirmed that the concentration was reduced to 50 ppm.

【0064】なお、アルミ製紫外線反射板を取外し、流
速0.6L/secでの光触媒性粒子の挙動を観察した
ところ、反応槽内を浮遊していることが確認され、ま
た、圧力損失も極めて少ないことが分かった。
The aluminum ultraviolet reflector was removed, and the behavior of the photocatalytic particles at a flow rate of 0.6 L / sec was observed. As a result, it was confirmed that the photocatalytic particles were floating in the reaction tank, and the pressure loss was extremely low. Turned out to be few.

【0065】(実施例2)実施例1で使用した担持粒子
ガラスバルーンを深江工業社製ハイスピードミキサー、
商品名:LFS−GS−2J(内容積2L)に投入し、
内温度を40℃で浮遊流動をさせた。この浮遊流動して
いるガラスバルーンに実施例1で使用した光触媒性塗膜
原料をスプレー塗布し、減圧乾燥を行った。
Example 2 The supported particle glass balloon used in Example 1 was replaced with a high speed mixer manufactured by Fukae Kogyo Co., Ltd.
Product name: LFS-GS-2J (internal volume 2L),
Floating flow was carried out at an internal temperature of 40 ° C. The photocatalytic coating material used in Example 1 was spray-coated on this floating glass balloon and dried under reduced pressure.

【0066】ガラスバルーンの見かけの投入容積は、使
用したハイスピードミキサーの内容積の1/4であり、
光触媒性塗膜原料の投入量は、光触媒性塗膜の平均膜厚
が100nmとなる様にした。
The apparent input volume of the glass balloon is 1/4 of the internal volume of the high speed mixer used,
The input amount of the photocatalytic coating material was such that the average film thickness of the photocatalytic coating was 100 nm.

【0067】その後、光触媒性塗膜原料が塗布されたガ
ラスバルーンを、ハイスピードミキサーから取出し25
0℃で光触媒性塗膜原料を硬化後、フィルターで36μ
m以下の粒子を除去して光触媒性粒子を得た。
Then, the glass balloon coated with the photocatalytic coating material was taken out from the high speed mixer 25.
After curing the photocatalytic coating material at 0 ° C, 36μ with a filter
Particles of m or less were removed to obtain photocatalytic particles.

【0068】得られた光触媒性粒子を図1に示す光触媒
性反応装置の反応槽に実施例1と同量投入した。そし
て、BLBランプを点灯し、実施例1と同様に500p
pmの酢酸エチルを含有する空気を流入口から0.6L
/sec流入させ、流出口から流出してくる空気中の酢
酸エチルの濃度を検知管で測定したところ、検出限界
(25ppm)より低濃度であった。
The same amount of the obtained photocatalytic particles as in Example 1 was put into the reaction tank of the photocatalytic reaction apparatus shown in FIG. Then, the BLB lamp is turned on, and 500p as in the first embodiment.
0.6 L of air containing pm of ethyl acetate was introduced from the inlet.
/ Sec and the concentration of ethyl acetate in the air flowing out from the outlet was measured with a detector tube, and the concentration was lower than the detection limit (25 ppm).

【0069】(比較例1)光触媒性塗膜原料として、キ
シダ化学社製テトラエトキシチタン(TEOTとも略記
する)を6.1g、石原産業社製アナターゼ型チタニア
ゾル、商品名:STS−01(酸化チタン30.0%、
硝酸1.82%、水68.0%)を9.5g、エチルア
ルコールを84.4g混合し、マグネチックスタラーで
1時間攪拌して1週間常温放置し光触媒性塗膜原料を調
製した。この光触媒性塗膜原料は、実施例1及び2の光
触媒性塗膜原料と同量の固形分および酸化チタン含有し
ている。
Comparative Example 1 As a photocatalytic coating material, 6.1 g of tetraethoxy titanium (also abbreviated as TEOT) manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd., anatase type titania sol manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd., trade name: STS-01 (titanium oxide) 30.0%,
9.5 g of nitric acid (1.82%, water 68.0%) and 84.4 g of ethyl alcohol were mixed, stirred with a magnetic stirrer for 1 hour and left at room temperature for 1 week to prepare a photocatalytic coating material. This photocatalytic coating material contains the same amount of solids and titanium oxide as those of the photocatalytic coating materials of Examples 1 and 2.

【0070】以上で得られた光触媒性塗膜原料を、実施
例1で使用した担持粒子ガラスバルーンに、実施例2と
同様にハイスピードミキサーを使い同一条件で塗布およ
び減圧した。その後250℃で焼成し(この場合、結着
材はアモルファス状酸化チタンである)、フィルターを
用いて36μm以下の粒子を除去し光触媒性粒子を得
た。
The photocatalytic coating material thus obtained was applied to the supported particle glass balloon used in Example 1 under the same conditions as in Example 2 using a high speed mixer and depressurized. Then, it was baked at 250 ° C. (in this case, the binder is amorphous titanium oxide), and particles having a size of 36 μm or less were removed by using a filter to obtain photocatalytic particles.

【0071】得られた光触媒性粒子を、光触媒反応槽に
充填した。なお、充填した光触媒性粒子の見掛けの体積
は光触媒反応槽の容積と同一とし、流入口から気体が流
入されても光触媒性粒子が反応槽内を浮遊しないように
した。
The photocatalytic particles obtained were filled in a photocatalytic reaction tank. The apparent volume of the filled photocatalytic particles was set to be the same as the volume of the photocatalytic reaction tank so that the photocatalytic particles would not float in the reaction tank even when gas was introduced from the inlet.

【0072】以上の様にして作製された光触媒反応槽に
おいてBLBランプを点灯し、同一流量で500ppm
酢酸エチル含有空気を流入させ、流出口からの酢酸エチ
ル濃度を検知管にて測定したところ400ppmと高濃
度であった。
In the photocatalytic reaction tank manufactured as described above, the BLB lamp was turned on, and 500 ppm at the same flow rate.
When ethyl acetate-containing air was introduced and the concentration of ethyl acetate from the outlet was measured with a detector tube, it was a high concentration of 400 ppm.

【0073】(比較例2)光触媒性反応装置形状は図1
と同様とし、光触媒反応槽1の内管10と外管11を青
板ガラスで作製した。この反応槽に実施例1の光触媒性
粒子を充填した。なお、充填した光触媒性粒子の見掛け
の体積は光触媒反応槽の容積と同一とし、流入口から気
体が流入されても光触媒性粒子が反応槽内を浮遊しない
ようにした。
(Comparative Example 2) The shape of the photocatalytic reaction device is shown in FIG.
The inner tube 10 and the outer tube 11 of the photocatalytic reaction tank 1 were made of soda-lime glass in the same manner as in. This reaction tank was filled with the photocatalytic particles of Example 1. The apparent volume of the filled photocatalytic particles was set to be the same as the volume of the photocatalytic reaction tank so that the photocatalytic particles would not float in the reaction tank even when gas was introduced from the inlet.

【0074】以上の様にして作製された光触媒反応槽に
おいてBLBランプを点灯し、同一流量で500ppm
酢酸エチル含有空気を0.6L/secの流速で流入口
15から流入させ、流出口13からの酢酸エチル濃度を
検知管で測ったところ300ppmであった。
In the photocatalytic reaction tank manufactured as described above, the BLB lamp was turned on and 500 ppm at the same flow rate.
The ethyl acetate-containing air was introduced at a flow rate of 0.6 L / sec through the inflow port 15, and the ethyl acetate concentration from the outflow port 13 was measured by a detector tube and found to be 300 ppm.

【0075】(結着材の光学特性)実施例1及び2で使
用した結着材の光学特性を検討するため、酸化チタンを
混合しないこと以外は実施例1及び2の光触媒性塗膜原
料と同様にして、結着材塗膜原料を調整した。
(Optical Properties of Binder) In order to study the optical properties of the binders used in Examples 1 and 2, the photocatalytic coating material of Examples 1 and 2 was used except that titanium oxide was not mixed. Similarly, a binder coating material was prepared.

【0076】即ち、実施例1及び2と同じになるよう、
TEOSに対する水のモル比が10.1、TEOSに対
する酸性触媒である硝酸のモル比が0.08となるよ
う、また固形分濃度が5質量%となるようエチルアルコ
ールを混合し、マグネチックスタラーで1時間混合後、
常温で1週間放置して、結着材塗膜原料を調整した。
That is, the same as in the first and second embodiments,
Ethyl alcohol was mixed so that the molar ratio of water to TEOS was 10.1, the molar ratio of nitric acid as an acidic catalyst to TEOS was 0.08, and the solid content concentration was 5% by mass. After mixing for 1 hour,
The binder coating film raw material was prepared by leaving it at room temperature for one week.

【0077】得られた結着材塗膜原料を白板ガラスの両
面に塗布し、250℃で焼成して、膜厚100nmの結
着材膜を形成した。
The obtained binder coating material was applied on both sides of white plate glass and baked at 250 ° C. to form a binder film having a thickness of 100 nm.

【0078】以上で得られた積層体の紫外および近紫外
域における透過率を測定し、結果を図6の19に示し
た。
The transmittance of the thus obtained laminate was measured in the ultraviolet and near ultraviolet regions, and the result is shown in FIG.

【0079】次に、比較例1で使用した結着材の光学特
性を検討するために、酸化チタンを混合しないこと以外
は比較例1の光触媒性塗膜原料と同様にして、結着材塗
膜原料を調整した。
Next, in order to examine the optical characteristics of the binder used in Comparative Example 1, the binder coating was performed in the same manner as the photocatalytic coating material of Comparative Example 1 except that titanium oxide was not mixed. The film raw material was adjusted.

【0080】即ち、比較例1と同じになるよう、TEO
Tに対する水のモル比が13.3、TEOTに対する酸
性触媒である硝酸のモル比が0.10となるよう、ま
た、固形分濃度が5質量%となるようエチルアルコール
を混合し、マグネチックスタラーで1時間混合後、常温
で1週間放置して、結着材塗膜原料を調整した。
That is, TEO should be the same as in Comparative Example 1.
A magnetic stirrer was prepared by mixing ethyl alcohol so that the molar ratio of water to T was 13.3, the molar ratio of nitric acid as an acidic catalyst to TEOT was 0.10, and the solid content concentration was 5% by mass. After mixing for 1 hour at room temperature, the mixture was left at room temperature for 1 week to prepare a binder coating material.

【0081】得られた結着材塗膜原料を白板ガラスの両
面に塗布し、250℃で焼成して、膜厚100nmの結
着材膜を形成した。
The binder coating material thus obtained was applied to both sides of white plate glass and baked at 250 ° C. to form a binder film having a thickness of 100 nm.

【0082】以上で得られた積層体の紫外および近紫外
域における透過率を測定し、結果を図6の20に示し
た。
The transmittance of the laminate thus obtained in the ultraviolet and near-ultraviolet regions was measured, and the results are shown at 20 in FIG.

【0083】図6から明らかな通り、TEOTを結着材
とする場合、酸化チタンを光励起する380nm以下の
波長の紫外線透過率が低く、このような結着材を用いる
事でアナターゼ型酸化チタンに励起光が到達しにくくな
るため、光触媒の有機物分解作用が低下することが分か
る。
As is clear from FIG. 6, when TEOT is used as the binder, the ultraviolet ray transmittance at a wavelength of 380 nm or less that optically excites titanium oxide is low. By using such a binder, anatase type titanium oxide can be obtained. It can be seen that the photocatalyst is less likely to reach the excitation light, and the action of the photocatalyst to decompose the organic matter is reduced.

【0084】また、図6の21に、青板ガラスの紫外お
よび近紫外域の透過特性を示した。白板ガラスと比べ、
透過率が低いことが分る。これより、結着材の光触媒性
半導体物質を励起する光の透過性に加え、反応槽内管お
よび外管などの透過性、光触媒担持体粒子の励起光透過
性などが反応性能を大きく左右すると考えられる。
Further, 21 of FIG. 6 shows the transmission characteristics of the soda lime glass in the ultraviolet and near ultraviolet regions. Compared with white plate glass,
It can be seen that the transmittance is low. From this, in addition to the transparency of light for exciting the photocatalytic semiconductor substance of the binder, the transparency of the inner tube and outer tube of the reaction vessel, the excitation light transparency of the photocatalyst carrier particles, etc. greatly influences the reaction performance. Conceivable.

【0085】更に、図7より、反射板の反射特性も同様
に重要であると考えられる。
Further, from FIG. 7, it is considered that the reflection characteristics of the reflection plate are also important.

【0086】(実施例3)担持体粒子として、(株)ユ
ニオン社製ガラスビーズ(粒径:150〜250μm
φ)を使用した。これを、実施例2の場合と同様にハイ
スピードミキサー中で浮遊流動させ、実施例1の光触媒
性塗膜原料をスプレー塗布し減圧乾燥した。なお、光触
媒性塗膜の平均膜厚が100nmとなる様にした。
Example 3 As support particles, glass beads manufactured by Union Co., Ltd. (particle size: 150 to 250 μm) were used.
φ) was used. This was suspended and flowed in a high speed mixer in the same manner as in Example 2, the photocatalytic coating material of Example 1 was spray-coated and dried under reduced pressure. The average film thickness of the photocatalytic coating film was 100 nm.

【0087】その後、光触媒性塗膜原料が塗布されたガ
ラスバルーンを、ハイスピードミキサーから取出し25
0℃で光触媒性塗膜原料を硬化後、フィルターで100
μm以下の粒子を除去して光触媒性粒子を得た。
Then, the glass balloon coated with the photocatalytic coating material was taken out from the high speed mixer 25.
After curing the photocatalytic coating material at 0 ° C, 100 with a filter
Photocatalytic particles were obtained by removing particles having a size of μm or less.

【0088】一方、図1に示す光触媒性反応装置におい
て、上部フィルター2と下部フィルター3とを120μ
mとし、反応槽1内に光触媒性粒子を見掛けの体積が反
応槽の容積の1/4となるよう投入して光触媒性反応装
置を構成した。
On the other hand, in the photocatalytic reaction apparatus shown in FIG. 1, the upper filter 2 and the lower filter 3 are 120 μm each.
m, and the photocatalytic particles were charged into the reaction tank 1 so that the apparent volume became 1/4 of the volume of the reaction tank to form a photocatalytic reaction device.

【0089】そして、BLBランプを点灯後、実際に稼
動している生ごみ処理機(20kg処理機)の排気口か
ら排出される不快な臭気を伴う気体を、光触媒性反応器
の流入口15に耐圧ホースで接続して5L/secの流
量で送入したところ、流出口13からの気体に、不快な
臭気を殆ど感じなかった。また、反射板12を取り外し
て光触媒性粒子の動きを観察したところ、殆どの粒子が
反応槽1内を浮遊していた。更に、接続部および耐圧ホ
ース等に異常は認められなかった。
Then, after turning on the BLB lamp, the gas with an unpleasant odor discharged from the exhaust port of the food waste disposer (20 kg disposer) which is actually operating is introduced into the inflow port 15 of the photocatalytic reactor. When connected with a pressure-resistant hose and fed at a flow rate of 5 L / sec, almost no unpleasant odor was felt in the gas from the outlet 13. Further, when the movement of the photocatalytic particles was observed by removing the reflecting plate 12, most of the particles were floating in the reaction tank 1. Furthermore, no abnormality was found in the connection part, the pressure resistant hose, or the like.

【0090】(比較例3)反応槽1が満たされる様に光
触媒性粒子を充填した以外は実施例3と同様にして、生
ごみ処理機の排出口からの臭気を処理した。しかしなが
ら、流出口13からの気体には、実施例3と比較しても
明らかに不快な臭気が感じられた。また、生ごみ処理機
排出口と光触媒性反応器とをつなぐ耐圧ホースは膨張
し、圧力損失が大きいことが分った。
Comparative Example 3 The odor from the discharge port of the garbage disposal was treated in the same manner as in Example 3 except that the photocatalytic particles were filled so that the reaction tank 1 was filled. However, the gas from the outlet 13 had an obviously unpleasant odor compared with that of Example 3. It was also found that the pressure-resistant hose connecting the discharge port of the food waste disposer and the photocatalytic reactor expanded, resulting in a large pressure loss.

【0091】[0091]

【発明の効果】以上で説明したように、本発明によれ
ば、光触媒性反応装置の反応槽に貯留した光触媒性粒子
を光励起させたところに、被処理ガスの通過時に少なく
ともその粒子の一部を浮遊させ被処理ガスと接触させる
構造とすることで、被処理ガスの通過に伴う圧力損失を
低減でき、被処理ガスの分解効率を向上できる。
As described above, according to the present invention, when the photocatalytic particles stored in the reaction tank of the photocatalytic reaction device are photoexcited, at least a part of the particles is passed when the gas to be treated passes. With the structure in which the gas is suspended and brought into contact with the gas to be processed, the pressure loss accompanying the passage of the gas to be processed can be reduced, and the decomposition efficiency of the gas to be processed can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の光触媒性反応装置の組立て例の様子を
説明するための模式図である。
FIG. 1 is a schematic view for explaining a state of an example of assembling a photocatalytic reaction device of the present invention.

【図2】本発明の光触媒性反応装置の例を説明するため
の模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining an example of a photocatalytic reaction device of the present invention.

【図3】光触媒性粒子を説明するための模式的断面図で
ある。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining photocatalytic particles.

【図4】本発明の光触媒性反応装置の他の例を説明する
ための模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining another example of the photocatalytic reaction device of the present invention.

【図5】本発明の光触媒性反応装置の他の例を説明する
ための模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining another example of the photocatalytic reaction device of the present invention.

【図6】紫外および近紫外域における透過率の波長依存
性を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing wavelength dependence of transmittance in the ultraviolet and near-ultraviolet regions.

【図7】紫外および近紫外域における反射率の波長依存
性を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing wavelength dependence of reflectance in the ultraviolet and near-ultraviolet regions.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 反応槽 2 フィルター 3 フィルター 4 光触媒性粒子 5 光源 6 光触媒性半導体物質 7 被処理ガス 8 担持体粒子 9 結着材 10 反応槽内管 11 反応槽外管 12 紫外線反射板 13 流出口 14 上部キャップ 15 流入口 16 下部キャップ 17 白板ガラスの透過特性 18 アルミ反射板の反射特性 19 結着材の透過特性 20 結着材の透過特性 21 青板ガラスの透過特性 1 reaction tank 2 filters 3 filters 4 Photocatalytic particles 5 light sources 6 Photocatalytic semiconductor materials 7 Gas to be treated 8 Carrier particles 9 Binder 10 Reaction tank inner tube 11 Reaction vessel outer tube 12 UV reflector 13 Outlet 14 Upper cap 15 Inlet 16 Lower cap 17 Transmission characteristics of white plate glass 18 Reflection characteristics of aluminum reflector 19 Transmission characteristics of binder 20 Permeability of binder 21 Transmission characteristics of blue sheet glass

───────────────────────────────────────────────────── 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 35/02 B01D 53/36 ZABJ 37/02 301 H Fターム(参考) 4C080 AA07 AA10 BB02 BB05 CC01 CC15 HH05 JJ04 KK08 LL02 MM02 QQ11 4D048 AA17 AA22 BA06X BA07X BA15Y BA16Y BA21Y BA27Y BA36Y BA41X BA42Y BB01 BB18 CA07 CB03 CC38 EA01 4G069 AA03 AA08 BA02A BA02B BA04A BA04B BA21C BA48A BB04A BB06A BC12A BC22A BC25A BC35A BC50A BC60A BC66A BE06C BE32C CA17 DA08 EA02X EA04Y EC22Y FA01 FA03 FB23 FB71 FC05 4G070 AA01 AB04 BA02 BB31 BB40 CA01 CA03 CA15 CB17 DA12 DA21 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) B01J 35/02 B01D 53/36 ZABJ 37/02 301 HF term (reference) 4C080 AA07 AA10 BB02 BB05 CC01 CC15 HH05 JJ04 KK08 LL02 MM02 QQ11 4D048 AA17 AA22 BA06X BA07X BA15Y BA16Y BA21Y BA27Y BA36Y BA41X BA42Y BB01 BB18 CA07 CB03 CC38 EA01 4G069 AA03 AA08 BA02A BA02B BA04A BA04B BA21C BA48A BB04A BB06A BC12A BC22A BC25A BC35A BC50A BC60A BC66A BE06C BE32C CA17 DA08 EA02X EA04Y EC22Y FA01 FA03 FB23 FB71 FC05 4G070 AA01 AB04 BA02 BB31 BB40 CA01 CA03 CA15 CB17 DA12 DA21

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被処理ガスが流入される反応槽に光触媒
性粒子が貯留されており、該光触媒性粒子は光励起され
ると同時に該反応槽内で浮遊されて該被処理ガスと接触
することにより、該被処理ガスを処理することを特徴と
する光触媒性反応装置。
1. A photocatalytic particle is stored in a reaction tank into which a gas to be treated is introduced, and the photocatalytic particle is photoexcited and simultaneously floats in the reaction tank to come into contact with the gas to be treated. The photocatalytic reaction device, wherein the gas to be treated is treated by
【請求項2】 前記光触媒性粒子は、前記被処理ガスの
気流により浮遊されることを特徴とする請求項1記載の
光触媒性反応装置。
2. The photocatalytic reaction device according to claim 1, wherein the photocatalytic particles are suspended by an air flow of the gas to be treated.
【請求項3】 前記光触媒性粒子は、担持体粒子表面に
光触媒性半導体物質が結着されてなることを特徴とする
請求項1又は2記載の光触媒性反応装置。
3. The photocatalytic reaction device according to claim 1, wherein the photocatalytic particles are formed by binding a photocatalytic semiconductor substance to the surface of carrier particles.
【請求項4】 前記光触媒性半導体物質は、TiO2
ZnO、SnO2、SrTiO3、WO2、Bi23及び
Fe23からなる群より選ばれる少なくとも1以上の物
質であることを特徴とする請求項3記載の光触媒性反応
装置。
4. The photocatalytic semiconductor material is TiO 2 ,
The photocatalytic reaction device according to claim 3, wherein the photocatalytic reaction device is at least one substance selected from the group consisting of ZnO, SnO 2 , SrTiO 3 , WO 2 , Bi 2 O 3 and Fe 2 O 3 .
【請求項5】 前記担持体粒子は、前記光触媒性半導体
物質の励起光に対し透過性を有することを特徴とする請
求項3又は4記載の光触媒性反応装置。
5. The photocatalytic reaction device according to claim 3, wherein the carrier particles are transparent to the excitation light of the photocatalytic semiconductor material.
【請求項6】 前記光触媒性半導体物質は、結着材によ
り前記担持体粒子表面に結着されていることを特徴とす
る請求項3乃至5何れかに記載の光触媒性反応装置。
6. The photocatalytic reaction device according to claim 3, wherein the photocatalytic semiconductor material is bound to the surface of the carrier particles with a binder.
【請求項7】 前記結着材は、前記光触媒性半導体物質
の励起光に対し透過性を有することを特徴とする請求項
6記載の光触媒性反応装置。
7. The photocatalytic reaction device according to claim 6, wherein the binder is transparent to the excitation light of the photocatalytic semiconductor material.
【請求項8】 前記結着材は、シリコンアルコキシド系
化合物の硬化物であることを特徴とする請求項7記載の
光触媒性反応装置。
8. The photocatalytic reaction device according to claim 7, wherein the binder is a cured product of a silicon alkoxide compound.
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