JP2008183522A

JP2008183522A - 光触媒式空気浄化装置

Info

Publication number: JP2008183522A
Application number: JP2007019733A
Authority: JP
Inventors: Akimasa Nakamura; 亮正仲村; Sang-Chul Moon; サンチョリムン; Akira Fujishima; 昭藤嶋
Original assignee: Central Japan Railway Co
Current assignee: Central Japan Railway Co
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2008-08-14

Abstract

【課題】発光極大の波長が３５０〜４１０ｎｍである光源を用いても、光触媒性能が高い光触媒式空気浄化装置を提供すること。
【解決手段】本発明の光触媒式空気浄化装置１は、外気と連通する浄化室３と、前記浄化室３内に設置された光触媒５と、前記光触媒５に紫外線を照射する紫外線照射部７と、を備え、前記光触媒５は、白金化合物により表面を修飾された酸化チタンであるとともに、前記紫外線照射部７が照射する紫外線における発光極大の波長が、３５０〜４１０ｎｍの範囲にあることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光触媒作用により、例えば、空気中の臭気物質、細菌等の有機物を分解する光触媒式空気浄化装置に関する。

酸化チタンを代表とする光触媒は、光吸収・励起で生じた強力な酸化還元力で、その表面に吸着した臭気物質・細菌などの有機物を二酸化炭素、水などの無機物へと分解する。この光触媒は、活性炭など従来の吸着型の環境浄化材とは異なり、汚染物質が浄化材に吸着し、残存してしまうようなことがないので、性能の経時的な低下が少なく、また、吸脱着が、より低濃度で平衡に達するので汚染物質の除去能力が高い。このような光触媒の優れた特徴を生かして、今日までに、種々の光触媒式空気浄化装置が考案されている。

光触媒の代表である酸化チタンの励起には紫外光が必要で、原理的には太陽光に含まれる紫外光でも反応は進行するが、効率的に分解反応を進行させるには紫外線光源を光触媒式空気浄化装置に搭載する必要がある。紫外線光源としては、人体に有害な波長領域の紫外線を発しないこと、広い面積を強い強度の紫外光で均一に照射できることから、ブラックライト熱陰極管(通常の蛍光管)が広く用いられている。

近年、光触媒式空気浄化装置の用途は拡がり、冷蔵庫内の脱臭、殺菌、成熟促進物質の分解、あるいは自動車内の脱臭など、小空間で使用されるものが考案されている。これらの用途に用いるためには、光触媒式空気浄化装置の小型化が必要で、光源もできるだけ小型化しなければいけない。

しかし、従来のブラックライト熱陰極管を小型化すると、管の寿命が短くなり、紫外線強度の経時的な低下が速くなるので、安定した光触媒性能を発揮させるには頻繁な管の交換が必要になってしまう。そこで、小型で長寿命の光源として、３６５ｎｍ付近に発光ピークを有する紫外発光ダイオード(ＵＶ−ＬＥＤ)や、管径の小さい冷陰極管などを用いることが考えられる。

ただし、光触媒反応を効率的に進行させるには、光触媒の光吸収スペクトルと光源の発光スペクトルとの重なりが大きいことが必要である。活性が高いとされるアナターゼ型酸化チタンの吸収極大は３１０ｎｍ付近にあり、ブラックライト熱陰極管の発光スペクトルとは十分な重なりがあるが、ＵＶ−ＬＥＤは３６５ｎｍ付近に発光強度の極大を持ち、半値幅の狭い限られた波長領域の光が放出するので、アナターゼ型酸化チタンの吸収スペクトルとＵＶ−ＬＥＤの発光スペクトルの重なりは小さく、従来の小型光触媒式空気浄化装置にＵＶ−ＬＥＤ用いた場合は、効率的な光触媒反応の進行は期待できない。

また、冷陰極管のうち、一般によく用いられる３７０ｎｍ近辺に発光極大を示すユーロピウム添加ホウ酸ストロンチウム(ＳｒＢ₄Ｏ₇:Ｅｕ²⁺)蛍光体でも、アナターゼ型酸化チタンの吸収スペクトルとの適合性は悪い。

光源としてＵＶ−ＬＥＤや冷陰極管を用いる場合に、光触媒性能を向上させるためには、酸化チタンの吸収スペクトルを、上記光源の波長に適合させる必要がある。酸化チタンの吸収スペクトルを遷移させる技術としては、ルチル型酸化チタンを用いる技術（特許文献１〜３参照）が開示されている。ルチル型酸化チタンは、アナターゼ型酸化チタンと比べて、バンドギャップがやや狭く、長波長側の紫外光も吸収するので、３６５ｎｍ付近の光吸収が良好である。
特開２００３−２９０６６４号公報特開２００１−２５９４３４号公報特開２００３−２９０６６２号公報

しかしながら、ルチル型酸化チタンは、一般に粒径が大きいため、単位重量あたりの表面積が小さく、光触媒活性は低い。特に酸化チタンによく吸着する塩基性のアンモニアなどを除去する場合には、表面積減少による性能低下が著しく大きいと考えられる。

本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、発光極大の波長が３５０〜４１０ｎｍである光源（例えば、ＵＶ−ＬＥＤ、冷陰極管等）を用いても、光触媒性能が高い光触媒式空気浄化装置を提供することを目的とする。

本発明は、
外気と連通する浄化室と、
前記浄化室内に設置された光触媒と、
前記光触媒に紫外線を照射する紫外線照射部と、
を備えた光触媒式空気浄化装置であって、
前記光触媒は、白金化合物により表面を修飾された酸化チタンであるとともに、
前記紫外線照射部が照射する紫外線における発光極大の波長が、３５０〜４１０ｎｍの範囲にあることを特徴とする光触媒式空気浄化装置を要旨とする。

本発明の光触媒式空気浄化装置は、白金化合物（例えば、ＰｔＣｌ_x）により表面を修飾された酸化チタンを光触媒として用いるので、発光極大の波長が、３５０〜４１０ｎｍの範囲にある紫外線を用いても、光触媒性能が高い。

本発明の光触媒式空気浄化装置が上記効果を奏する理由は、以下のように推測される。すなわち、白金化合物修飾酸化チタンでは、酸化チタンそのもののバンドギャップには著しい変化はないと考えられるが、本来の酸化チタンの光酸化還元反応に加えて、白金化合物の光化学反応が有機物の光分解に関与することで、長波長（波長３５０〜４１０ｎｍ）の紫外線に対して高い応答を示すと考えられる。
前記酸化チタンとしては、例えば、アナターゼ型、ルチル型、ブルッカイト型、それらから選択される２種以上の混合物が挙げられる。酸化チタンの表面積は、１０〜５００ｍ²ｇ^-1 の範囲が好ましく、５０〜５００ｍ²ｇ^-1の範囲がさらに好ましい。

酸化チタンの表面を修飾するために用いられる物質としては、例えば、塩化白金酸水和物（例えば塩化白金酸六水和物）、塩化白金、硝酸テトラアンミン白金等が挙げられる。
前記光触媒を製造する方法としては、例えば、基材へ酸化チタンを担持すると同時に、酸化チタンの表面を白金化合物で修飾する方法がある。この方法では、まず、酸化チタンを含む任意の濃度の水分散体に、塩化白金酸水和物、塩化白金、硝酸テトラアンミン白金等の水溶液を混合して懸濁液を調製する。この懸濁液において、酸化チタンの量を１００重量部としたとき、白金化合物の重量が０．１〜３重量部の範囲となる量であることが好ましい。次に、この懸濁液を、セラミックス発泡体、シリカ繊維濾紙、ガラス繊維濾紙、ガラス板、金属板、粘土造形体、金網などの基材に塗布し、１００〜５００℃、好ましくは２００〜４００℃で焼成することで光触媒を製造する。

また、前記光触媒を製造する他の方法としては、あらかじめ合成した白金化合物修飾酸化チタン粉体を、水または有機溶剤に分散して分散体を調製し、この分散体をセラミックス発泡体、シリカ繊維濾紙、ガラス繊維濾紙、ガラス板、金属板、粘土造形体、金網などに塗布する方法がある。この場合、白金化合物修飾酸化チタンの粉体は、例えば、次の方法で合成することができる。まず、ミリポア水に分散した酸化チタンに対して、塩化白金酸水和物（例えば塩化白金酸六水和物）、塩化白金、硝酸テトラアンミン白金等の水溶液を混合し、懸濁液を調製する。この懸濁液において、酸化チタンの量を１００重量部としたとき、白金化合物の重量が０．１〜３重量部の範囲となる量であることが好ましい。次に、この懸濁液を乾燥して粉体とし、さらに２００〜４００℃（好ましくは３００℃）で1時間焼成し、ミリポア水で二度洗浄することで、白金化合物修飾酸化チタンの粉末を得る。また、白金化合物修飾酸化チタンとしては、市販の白金化合物修飾酸化チタンを用いることもできる。

前記紫外線照射部としては、例えば、波長３５０〜４１０ｎｍ、望ましくは３６０〜３９５ｎｍに発光の極大を持ち、発光スペクトルの半値幅が１０ｎｍのＵＶ−ＬＥＤ、または、蛍光体としてSrB₄O₇F:Eu²⁺, SrB₄O₇:Eu²⁺, BaSi₂O₅:Pb⁺を主成分とし、３４０〜３８０ｎｍに発光の極大を持ち、発光スペクトルの半値幅が２０〜７０ｎｍである冷陰極管等が挙げられる。前記紫外線照射部としては、上述したＵＶ−ＬＥＤや冷陰極管のように小型・長寿命の光源が好ましい。そうすることにより、光触媒式空気浄化装置を小型化することができる。
前記光触媒においては、白金化合物修飾酸化チタン表面に、白金化合物に加えてPt, Pd, Rh, Au, Ag, Cu, Feなどの金属微粒子を担持することで、さらに光触媒活性を向上させ、暗所での抗菌性を付与してもよい。さらに、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウム、酸化タングステン、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化ニオブなど光触媒活性を示す酸化物半導体微粒子を酸化チタンと混合してもよい。また、活性炭、シリカ、酸化セリウム、アルミナ、セピオライト、ゼオライトなどの吸着剤を酸化チタンと混合しても良い。

本発明を実施例に基づいて説明する。

１．光触媒式空気浄化装置の全体構成
光触媒式空気浄化装置１の全体構成を、図１に基づいて説明する。
光触媒式空気浄化装置１は、断面が長方形であり、両端が開口した筒状筐体３と、筒状筐体３の側面３ａの内側に貼り付けられた光触媒担持シート５と、筒状筐体３の中心軸上に、図示しない取り付け具により取り付けられた冷陰極管７と、筒状筐体３の入り口側開口部３ｃに取り付けられたブロアー９とから構成される。なお、光触媒担持シート５は、筒状筐体３の内側における４面（２つの側面と、上下面）のうち、いずれの面に貼り付けてもよく、また、上記４面の全て、あるいは、そこから選択された１〜３面に貼り付けてもよい。

上記冷陰極管７は、波長３７０ｎｍに発光極大を示すものであり、半値幅は２０ｎｍである。冷陰極管７は、インバータを用いて直流１２Ｖで点灯される。
上記ブロアー９は、外部から取り入れた空気を、筒状筐体３の入り口側開口部３ｃに吹き出す。このことにより、筒状筐体３の内部には、入り口側開口部３ｃから出口側開口部３ｄに向かう空気流が発生する。このブロアー９は、日本サーボ製のＥ０５１５Ｈ（最大風量：０．１２５ｍ³ ｍｉｎ^-1）である。

２．光触媒担持シート５の製造方法
次に、光触媒担持シート５の製造方法を説明する。
まず、アナターゼ/ルチル混合型酸化チタン（商品名：Ｐ２５、日本アエロジル製)を、濃度が５ｗｔ％になるようにミリポア水に分散させ、そこに、塩化白金酸六水和物水溶液(濃度０．１ｍｇＬ^-1)を添加し、酸化チタン懸濁液を調製した。なお、塩化白金酸六水和物水溶液の添加量は、塩化白金酸六水和物の重量が、酸化チタンの重量に対して１ｗｔ％となるようにした。

次に、この酸化チタン懸濁液をチャックつきポリ袋に移し、その中に、３０５ｍｍ×２５ｍｍの大きさのシリカ繊維濾紙（商品名：ＱＲ−１００、ＡＤＶＡＮＴＥＣ製)を入れ、シリカ繊維濾紙に酸化チタン懸濁液を浸み込ませた。シリカ繊維濾紙を引き上げて余分な液を切って乾燥させた後、４００℃で1時間焼成し、光触媒担持シート５を完成した。なお、焼成において、４００℃に至るまでは、５℃ ｍｉｎ^-1の割合で昇温した。焼成後において、塩化白金酸六水和物は、ＰｔＣｌxのような別の塩化白金化合物に変化している可能性がある。

３．空気浄化試験
容積７０Ｌの密閉容器に、光触媒式空気浄化装置１を入れた。また、密閉容器内のアセトアルデヒド濃度が測定できるように、赤外線光音響式マルチガスモニター（ＩＮＮＯＶＡｍｏｄｅｌ１４１２−５）を取り付けた。光触媒式空気浄化装置１の冷陰極管７を消灯状態とし、ブロアー９もＯＦＦにした状態で、９％アセトアルデヒド水溶液を密閉容器内に滴下し、密閉容器内におけるアセトアルデヒド濃度を１０ｐｐｍとした。アセトアルデヒド濃度を２分間隔でモニターし、アセトアルデヒド濃度が一定になった後、冷陰極管７を点灯し、ブロアー９をＯＮにし、アセトアルデヒドの分解を行った。

また、比較例１として、筒状筐体３に、光触媒担持シート５の代わりに、光触媒シート１０５を取り付け、同様の実験を行った。この光触媒シート１０５は、塩化白金酸六水和物を添加しないという点以外は、光触媒担持シート５と同様にして製造したものである。すなわち、光触媒シート１０５は、塩化白金化合物で修飾されていないアナターゼ/ルチル混合型酸化チタン（Ｐ２５）をシリカ繊維濾紙に担持したものである。

実験結果を表１に示す。

表１から明らかなように、本実施例１の光触媒式空気浄化装置１は、アセトアルデヒドを分解する速度が非常に速かった。それに対し、塩化白金化合物で修飾されていないアナターゼ/ルチル混合型酸化チタンを用いた比較例１では、アセトアルデヒドを分解する速度が遅かった。

１．光触媒式空気浄化装置の全体構成
光触媒式空気浄化装置１１の全体構成を、図２に基づいて説明する。
光触媒式空気浄化装置１１は、断面が長方形であり、両端が開口した筒状筐体１３と、筒状筐体１３の下面１３ａの内側に貼り付けられた光触媒担持シート１５と、筒状筐体１３の上面１３ｂの内側に取り付けられた２枚の板状光源１７と、筒状筐体１３の入り口側開口部１３ｃに取り付けられたブロアー１９とから構成される。

上記板状光源１７は、１枚あたり、２５個のＵＶ−ＬＥＤを備えており、対向する位置にある光触媒担持シート１５に紫外線を照射することができる。板状光源１７が備えるＵＶ−ＬＥＤは、波長３６５ｎｍに発光極大を示すものであり、半値幅は１０ｎｍである。

上記ブロアー１９は、外部から取り入れた空気を、筒状筐体１３の入り口側開口部１３ｃに吹き出す。このことにより、筒状筐体１３の内部には、入り口側開口部１３ｃから出口側開口部１３ｄに向かう空気流が発生する。このブロアー１９は、日本サーボ製のＥ０５１５Ｈ（最大風量：０．１２５ｍ³ ｍｉｎ^-1）である。

２．光触媒担持シート１５の製造方法
次に、光触媒担持シート１５の製造方法を説明する。光触媒担持シート１５としては、光触媒担持シート１５Ａと、光触媒担持シート１５Ｂとの２種類を製造した。光触媒担持シート１５Ａは、前記実施例１の光触媒担持シート５と同様にして製造したものである。また、光触媒担持シート１５Ｂは、シリカ繊維濾紙の代わりに、アルミナ／コージェライト製のセラミックス発泡体（型番：♯１３、ブリヂストン製）を用いる点では相違するが、その他の点では光触媒担持シート１５Ａと同様のものである。

３．空気浄化試験
前記実施例１と同様にして、空気浄化試験を行った。試験は、光触媒担持シート１５として、光触媒担持シート１５Ａを用いた場合と、光触媒担持シート１５Ｂを用いた場合とで、それぞれ行った。

また、比較例２として、筒状筐体１３に、光触媒担持シート１５の代わりに、光触媒シート２０５Ａを取り付け、同様の実験を行った。この光触媒シート２０５Ａは、塩化白金酸六水和物を添加しないという点以外は、光触媒担持シート１５Ａと同様にして製造したものである。すなわち、光触媒シート２０５Ａは、塩化白金化合物で修飾されていないアナターゼ/ルチル混合型酸化チタン（Ｐ２５）をシリカ繊維濾紙に担持したものである。

また、比較例３として、筒状筐体１３に、光触媒担持シート１５の代わりに、光触媒シート２０５Ｂを取り付け、同様の実験を行った。この光触媒シート２０５Ｂは、塩化白金酸六水和物を添加しないという点以外は、光触媒担持シート１５Ｂと同様にして製造したものである。すなわち、光触媒シート２０５Ｂは、塩化白金化合物で修飾されていないアナターゼ/ルチル混合型酸化チタン（Ｐ２５）をアルミナ／コージェライト製のセラミックス発泡体に担持したものである。

実験結果を表２に示す。

表２から明らかなように、本実施例２の光触媒式空気浄化装置１１は、光触媒担持シート１５として、光触媒担持シート１５Ａ、光触媒担持シート１５Ｂのいずれを用いた場合でも、アセトアルデヒドを分解する速度が非常に速かった。それに対し、塩化白金化合物で修飾されていないアナターゼ/ルチル混合型酸化チタンを用いた比較例２、比較例３では、アルデヒドを分解する速度が遅かった。

基本的には前記実施例１と同様にして、光触媒式空気浄化装置を製造した。ただし、光触媒シート５の製造において、アナターゼ/ルチル混合型酸化チタン（商品名：Ｐ２５、日本アエロジル製)の代わりに、アナターゼ型酸化チタン（商品名：ＳＴ０１、石原産業製）を同量用いた。本実施例３の光触媒式空気浄化装置も、ほぼ、前記実施例１と同様の効果を奏する。

基本的には前記実施例２と同様にして、光触媒式空気浄化装置を製造した。ただし、光触媒シート１５の製造において、アナターゼ/ルチル混合型酸化チタン（商品名：Ｐ２５、日本アエロジル製)の代わりに、アナターゼ型酸化チタン（商品名：ＳＴ０１、石原産業製）を同量用いた。本実施例４の光触媒式空気浄化装置も、ほぼ、前記実施例２と同様の効果を奏する。
（試験例１）
前記実施例１〜４の光触媒式空気浄化装置は、下記の光触媒粉末Ａ〜Ｃを基材に担持したものを、光触媒シートとして用いてもよい。なお、後述する実験における比較対象として、比較粉末Ｄ〜Ｉも調製した。
＜光触媒粉末Ａ＞
アナターゼ/ルチル混合型酸化チタン（商品名：Ｐ２５、日本アエロジル製）０．２ｇをミリポア水２５ｍＬに懸濁し、これに０．１ｇｍＬ^-1の塩化白金酸六水和物水溶液を５９．６μＬ添加した。このとき、酸化チタンに対する白金酸六水和物の比率は３ｗｔ％である。撹拌した後、酸化チタン懸濁液をシャーレに空け、ホットプレート上で７５℃に加熱し乾燥した。乾燥して得た淡黄色の粉末をマッフル炉を用い、２００℃、 1時間の条件で焼成した。なお、焼成時の昇温速度は５℃ ｍｉｎ^-1とした。焼成後、粉末を５０％エタノール水溶液で二度洗浄し、最後にエタノールで洗浄して乾燥した。最終的に得られた光触媒粉末Ａは淡黄色であった。
＜光触媒粉末Ｂ＞
アナターゼ/ルチル混合型酸化チタンの代わりに、アナターゼ型酸化チタン（４００℃で一時間焼成したＳＴ１０１ (石原産業製)）を同量用いた点以外は、光触媒粉末Ａの場合と同様にして、光触媒粉末Ｂを製造した。
＜光触媒粉末Ｃ＞
アナターゼ/ルチル混合型酸化チタン（商品名：Ｐ２５、日本アエロジル製）０．２ｇをミリポア水２５ｍＬに懸濁し、これに０．１ｇｍＬ^-1の硝酸テトラアンミン白金（Aldrich）の水溶液を添加した。このとき、酸化チタンに対する硝酸テトラアンミン白金の比率は３ｗｔ％となるようにした。撹拌した後、酸化チタン懸濁液をシャーレに空け、ホットプレート上で７５℃に加熱し乾燥した。乾燥して得た白色の粉末をマッフル炉を用い、２００℃、 1時間の条件で焼成した。なお、焼成時の昇温速度は５℃ ｍｉｎ^-1とした。焼成後、粉末を５０％エタノール水溶液で二度洗浄し、最後にエタノールで洗浄して乾燥した。最終的に得られた光触媒粉末Ｃは淡黄褐色であった。
＜比較対象粉末Ｄ＞
白金化合物により表面を修飾されていないアナターゼ/ルチル混合型酸化チタン（商品名：Ｐ25、日本アエロジル製)である。
＜比較対象粉末Ｅ＞
白金化合物により表面を修飾されていないアナターゼ型酸化チタン（商品名：ＳＴ０１、石原産業製)である。
＜比較対象粉末Ｆ＞
白金化合物により表面を修飾されていないブルッカイト型酸化チタンゾル（商品名：ＮＴＢ−１、昭和電工製) を乾燥して得た粉末である。
である。
＜比較対象粉末Ｇ＞
特開２００３−２９０６６４号公報記載の方法を参考に合成した白金微粒子担持ルチル型酸化チタンである。その製造方法は次のとおりである。まず、アナターゼ型酸化チタンを８００℃で1時間焼成してルチル型酸化チタンとし、これを、１ｗｔ％になるように、５０ｖｏｌ％エタノール水溶液に懸濁した。次に、この懸濁液に、塩化白金酸六水和物水溶液(０．１ｇｍＬ^-1)を加えて撹拌した。このとき、酸化チタンに対して、塩化白金酸六水和物の割合は、１ｗｔ％となるようにした。次に、紫外線照射装置（商品名：ＬＡ−３１０ＵＶ、林時計工業製）で14 ｍＷｃｍ^-2 (紫外線強度計ＣＵＳＴＯＭＵＶＡ−３６５で測定)の紫外線を２０分間照射して白金微粒子を酸化チタン表面に析出させた。紫外線照射後、この白金微粒子担持ルチル型酸化チタンを二度水洗して乾燥した後、300 ℃で1時間焼成し、比較対象粉末Ｇを完成した。
＜比較対象粉末Ｈ＞
比較対象粉末Ｇにおけるルチル型酸化チタンをアナターゼ/ルチル混合型酸化チタン（商品名：Ｐ２５、日本アエロジル製)に代え、他は同じ方法で、白金微粒子を担持した比較対象粉末Ｈを製造した。
＜比較対象粉末Ｉ＞
市販されている可視光応答型酸化チタン（商品名：ＴＰ−Ｓ２０１、住友化学製)である。

これらの光触媒粉末Ａ〜Ｃが、発光極大の波長が３５０〜４１０ｎｍである光源を用いても光触媒性能が高いことを実験により確かめた。
まず、実験方法を、図３を用いて説明する。

各粉末を、濃度が１ｗｔ％となるようにエタノールに懸濁し、懸濁液を調製した。その懸濁液３０μＬを２ｍｍ角のスライドガラス片に滴下して乾燥し、さらに、１５μＬの懸濁液を重ねて滴下して乾燥することで、光触媒粒子を塗布したスライドガラス片３０１を作成した。このスライドガラス片３０１を容積６００ｍＬの密閉容器３０３に入れ、これに、９ｗｔ％アセトアルデヒド水溶液を滴下し、密閉容器３０３内のアセトアルデヒド濃度が７５ｐｐｍになるようにした。アセトアルデヒド、二酸化炭素濃度が一定になるまで暗下で放置した後、光源３０５で紫外光を照射した。実験は、光源３０５が、ＵＶ−ＬＥＤの場合、ブラックライトの場合、冷陰極管の場合のそれぞれについて行った。

ＵＶ−ＬＥＤは、３６５ｎｍに発光の極大を示すナイトライドセミコンダクターＮＳ３６５Ｃ―２ＳＡＡを用いた。このＵＶ−ＬＥＤは、縦５個 × 横５個の計２５個のＬＥＤを備えているが、そのうち一列分（計５個）のＬＥＤでスライドガラス片３０１を照射した。スライドガラス片３０１とＬＥＤとの距離は１．５ｃｍであり、紫外線強度計(ＣＵＳＴＯＭＵＶＡ−３６５)で測定したスライドガラス片３０１面上での紫外線強度は０．３ｍＷｃｍ^-2であった。

冷陰極管は、３７０ nmに発光極大を示すエレバムＭ８３９ (８ｍｍ×２４０ｍｍ)を用い、紫外線強度計で測定したスライドガラス片３０１面上での紫外線強度は０．４ｍＷｃｍ^-2であった。

ブラックライトは、３５０ｎｍに発光の極大を示す東芝ライテックＦＬ８ＢＬＢ（８Ｗ）一本を用い、紫外線強度計で測定したスライドガラス片３０１面上での紫外線強度は１．２ｍＷｃｍ^-2であった。

密閉容器３０１内のアセトアルデヒド、二酸化炭素濃度は、赤外線光音響マルチガスモニター３０７（商品名：ＩＮＮＯＶＡｍｏｄｅｌ１４１２−５）を用い、２分間隔で測定した。そして、アセトアルデヒドの濃度の推移から、分解速度（ｐｐｍ／ｍｉｎ）を算出した。光源３０５としてＵＶ−ＬＥＤを用いたときの分解速度をｋ_LEDとし、光源３０５として冷陰極管を用いたときの分解速度をｋ_CCLとし、光源３０５としてブラックライトを用いたときの分解速度をｋ_BLBとする。

試験結果を表３に示す。

表３から明らかなとおり、光触媒粉末Ａ〜Ｃは、光源としてＵＶ−ＬＥＤ、冷陰極管を使用したときのアセトアルデヒドの分解速度が、顕著に高かった。
（試験例２）
前記実施例１における光触媒担持シート５の光触媒性能が特に高くなる焼成温度を、実験により確かめた。

まず、基本的には、前記実施例１と同様の製造方法であるが、焼成温度のみを様々に変えて、光触媒シート５を製造した。その焼成温度を表４に示す。

そして、それぞれの焼成温度で製造した光触媒担持シート５について、前記試験例１と同様の方法で、アセトアルデヒド分解速度（ｐｐｍ／ｍｉｎ）を算出した。すなわち、図３に示す装置において、スライドガラス片３０１の代わりに、光触媒担持シート５を置いて試験を行った。また、比較対象として、塩化白金化合物で修飾されていない酸化チタンを担持した光触媒シート１０５についても同様に試験を行った。なお、光源としては、ＵＶ−ＬＥＤを用いた。試験結果を上記表４に示す。

表４から明らかなように、光触媒担持シート５は、焼成なしの条件でも、光触媒シート１０５よりもアセトアルデヒド分解速度が高かった。また、焼成温度が２００℃から４００℃へと高まるにつれて、光触媒担持シート５のアセトアルデヒド分解速度は一層高くなった。
（試験例３）
前記試験例１における光触媒粉末Ａの光触媒性能が特に高くなる、白金化合物の量を実験により確かめた。

まず、基本的には、前記試験例１と同様の製造方法であるが、酸化チタンに対する塩化白金酸六水和物の比率（以下、「白金化合物比率」とする）を様々に変えて、光触媒粉末Ａを製造した。そのときの白金化合物比率を表５に示す。

そして、それぞれの光触媒粉末Ａについて、前記試験例１と同様の方法で、アセトアルデヒド分解速度（ｐｐｍ／ｍｉｎ）を算出した。なお、光源としては、ＵＶ−ＬＥＤを用いた。試験結果を上記表５に示す。

表５から明らかなように、光触媒担持シート５は、白金化合物比率が０．１ｗｔ％のときに、既に、白金化合物で修飾されていない酸化チタンよりも、アセトアルデヒド分解速度が顕著に向上していた。そして、白金化合物比率が３ｗｔ％まで高まるにつれて、アセトアルデヒド分解速度は更に高まった。

光触媒式空気浄化装置１の構成を表す説明図であり、（ａ）は入り口側開口部３ｄの方向から見たときの説明図であり、（ｂ）はＡ−Ａ断面における側断面図である。光触媒式空気浄化装置１１の構成を表す説明図であり、（ａ）は入り口側開口部１３ｄの方向から見たときの説明図であり、（ｂ）はＢ−Ｂ断面における断面図である。実験装置の構成を表す説明図である。

符号の説明

１、１１・・・光触媒式空気浄化装置
３、１３・・・筒状筐体
５、１５・・・光触媒担持シート
７・・・冷陰極管
９・・・ブロワー
１７・・・板状光源
３０１・・・スライドガラス片
３０３・・・密閉容器
３０７・・・赤外線光音響マルチガスモニター

Claims

外気と連通する浄化室と、
前記浄化室内に設置された光触媒と、
前記光触媒に紫外線を照射する紫外線照射部と、
を備えた光触媒式空気浄化装置であって、
前記光触媒は、白金化合物により表面を修飾された酸化チタンであるとともに、
前記紫外線照射部が照射する紫外線における発光極大の波長が、３５０〜４１０ｎｍの範囲にあることを特徴とする光触媒式空気浄化装置。
前記白金化合物による修飾は、前記酸化チタンの表面に塩化白金酸水和物及び／又はテトラアンミン白金錯体を付着させ、２００〜４００℃の温度で焼成することにより形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の光触媒式空気浄化装置。
前記酸化チタンの表面に付着させる前記塩化白金酸水和物及び／又はテトラアンミン白金錯体の量は、前記酸化チタンの量を１００重量部としたとき、０．１〜３重量部の範囲となる量であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光触媒式空気浄化装置。
前記酸化チタンは、アナターゼ型酸化チタンを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光触媒式空気浄化装置。