JP2014100638A - Method for manufacturing carbon monoxide purging filter, carbon monoxide purging filter, and carbon monoxide purging apparatus - Google Patents

Method for manufacturing carbon monoxide purging filter, carbon monoxide purging filter, and carbon monoxide purging apparatus Download PDF

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聡 鈴木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a carbon monoxide purging filter in which a catalyst for purging carbon monoxide is fixed to a filter substrate while avoiding the congestion, mechanical damages, and thermal melting of the filter substrate and to provide the carbon monoxide purging filter thus obtained and a carbon monoxide purging apparatus using the same.SOLUTION: A carbon monoxide purging filter 10 in which gold catalyst nanoparticles are flocculated and adhered to the surface of a filter substrate 4 is manufactured by contacting and coating the filter substrate with a catalyst ink comprising: a gold nanoparticle catalyst 1 obtained by supporting gold nanoparticles 2 on inorganic particles 3; and a solvent for dispersing the gold nanoparticle catalyst and by subsequently drying and removing the solvent. It is desirable for the gold nanoparticle catalyst to abide in an ultimately deflocculated state within the catalyst ink and to be reflocculated atop the filter substrate 4. It is desirable, from the standpoint of adhesiveness, for the average particle diameter of the gold nanoparticle catalyst within the catalyst ink to be 5 μm or less. A carbon monoxide purging apparatus is provided by using such a carbon monoxide purging filter.

Description

本発明は、一酸化炭素浄化フィルタの製造方法、一酸化炭素浄化フィルタ及び一酸化炭素浄化装置に関する。   The present invention relates to a method for producing a carbon monoxide purification filter, a carbon monoxide purification filter, and a carbon monoxide purification device.

一酸化炭素は極めて毒性の強いガスで、低濃度でも、頭痛、吐き気、めまいなどの症状があらわれる。室内においては、石油ストーブ、ガスストーブなどの暖房器具、給湯器、調理器具などを使用時に、換気に注意しないと、一酸化炭素濃度が高くなることがある。
また、タバコの喫煙によっても、一酸化炭素は生じている。タバコの煙は、その受動喫煙による健康への影響も危惧されており、健康増進法など法律や条例によって、多くの人が集まる施設や職場では、分煙、禁煙などによる対策が義務化されてきている。
Carbon monoxide is an extremely toxic gas that can cause headaches, nausea and dizziness even at low concentrations. In a room, when using heating appliances such as oil stoves and gas stoves, water heaters, cooking appliances, etc., the concentration of carbon monoxide may increase unless attention is paid to ventilation.
Carbon monoxide is also generated by tobacco smoking. Tobacco smoke is also concerned about the health effects of passive smoking, and due to laws and regulations such as the Health Promotion Act, measures such as smoke smoking and smoking cessation have become mandatory in facilities and workplaces where many people gather. Yes.

一方、一酸化炭素の浄化などに適用できる技術に関連して、酸化触媒の一種として一酸化炭素を二酸化炭素に酸化し得る金ナノ粒子触媒が提案されている(特許文献1)。本来、貴金属である金は反応性に乏しいために非常に安定な金属であるが、金の粒子を、粒子径10nm以下の超微粒なナノ粒子にすることで、さまざまな触媒活性を示すようになる。そこで、こうした金ナノ粒子を使いやすくするために、金ナノ粒子を、金ナノ粒子よりも粒子径の大きい無機物粒子に担持させたのが金ナノ粒子触媒である。   On the other hand, a gold nanoparticle catalyst capable of oxidizing carbon monoxide to carbon dioxide has been proposed as a kind of oxidation catalyst in relation to a technique applicable to carbon monoxide purification (Patent Document 1). Originally gold, which is a noble metal, is a very stable metal because of its poor reactivity. However, by making gold particles into ultrafine nanoparticles with a particle diameter of 10 nm or less, various catalytic activities are exhibited. Become. Therefore, in order to make it easy to use such gold nanoparticles, a gold nanoparticle catalyst has gold nanoparticles supported on inorganic particles having a particle diameter larger than that of the gold nanoparticles.

金ナノ粒子触媒を用いて一酸化炭素浄化フィルタを製造しようとする場合、金ナノ粒子触媒をフィルタ基材に固定すると、さらに使いやすい。例えば、不織布などのフィルタ基材の表面に、金ナノ粒子触媒の触媒粒子を固定することで、触媒作用を持つフィルタを製造することができる。   When a carbon monoxide purification filter is to be manufactured using a gold nanoparticle catalyst, it is easier to use if the gold nanoparticle catalyst is fixed to a filter substrate. For example, a catalyst having a catalytic action can be manufactured by fixing catalyst particles of a gold nanoparticle catalyst on the surface of a filter substrate such as a nonwoven fabric.

金ナノ粒子触媒のような触媒粒子を不織布などのフィルタ基材へ固定する際に、触媒粒子を樹脂中へ混練したり結着剤などを用いて塗布したりすると、触媒粒子の表面が樹脂や結着剤などで覆われることによって、触媒粒子の触媒活性が阻害され低下してしまう。これを避けるために、結着剤を用いずに触媒粒子をフィルタ基材上へ固定する方法が開発されている。  When fixing catalyst particles such as gold nanoparticle catalyst to a filter substrate such as a nonwoven fabric, if the catalyst particles are kneaded into a resin or applied using a binder, the surface of the catalyst particles becomes resin or By being covered with a binder or the like, the catalytic activity of the catalyst particles is hindered and reduced. In order to avoid this, a method of fixing the catalyst particles on the filter base material without using a binder has been developed.

例えば、特許文献2では、フィルタ基材の表面に予め付着性を出すための樹脂塗膜を形成して、触媒粒子をフィルタ基材に付着させる方法が開示されている。
特許文献3では、フィルタ基材に該当する長さ10mm程度、長くても100mm程度の繊維と触媒粒子とを、溶媒無しで共存させた系に、乾式法により、高速撹拌ミルなどで、圧縮力、撹拌衝撃力、摩砕力、剪断力などの機械的エネルギーを加えることにより、フィルタ基材の表面に触媒粒子を付着させる方法が開示されている。
特許文献4では、フィルタ基材に熱可塑性樹脂を用い、その融点より高い融点又は分解温度を有する触媒粒子を、熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱し、加熱された触媒粒子を含む気流をフィルタ基材の表面に吹き付けることによって、フィルタ基材の表面に触媒粒子を付着させる方法が開示されている。
For example, Patent Document 2 discloses a method in which a resin coating film is formed in advance on the surface of a filter base material to attach catalyst particles to the filter base material.
In Patent Document 3, a compressive force is applied to a system in which fibers and catalyst particles having a length of about 10 mm corresponding to a filter substrate and about 100 mm at the maximum are coexisting without a solvent by a high-speed stirring mill or the like by a dry method. A method of attaching catalyst particles to the surface of a filter substrate by applying mechanical energy such as stirring impact force, grinding force, and shearing force is disclosed.
In Patent Document 4, a thermoplastic resin is used as a filter substrate, catalyst particles having a melting point or decomposition temperature higher than the melting point thereof are heated to a temperature higher than the melting point of the thermoplastic resin, and an air flow including the heated catalyst particles is generated. A method is disclosed in which catalyst particles are attached to the surface of a filter substrate by spraying the surface of the filter substrate.

特許平3−12934号公報Japanese Patent No. 3-12934 特開2009−61404号公報JP 2009-61404 A 特開2008−179934号公報JP 2008-179934 A 特許第4300006号公報Japanese Patent No. 4300006

しかしながら、特許文献2では、フィルタ基材の表面に触媒粒子に対する付着性を付与するために樹脂塗膜を形成しているために、フィルタ基材が目詰まりしてしまうことがあるという問題がある。
特許文献3では、樹脂のような結着剤こそ使用しないが、機械的エネルギーを利用して触媒をフィルタ基材に付着させているために、フィルタ基材に機械的負荷や衝撃が加わる結果、フィルタ基材が損傷しやすく、また、繊維素に対して行うため、例えば300mm角の形状などフィルタ基材の形状を維持したまま触媒粒子を付着させることができないという問題がある。
特許文献4では、フィルタ基材に熱可塑性樹脂を用い、その融点温度以上に加熱し融着により、触媒粒子をフィルタ基材に付着させているために、フィルタ基材が融着するような高い温度が必要であるという問題がある。
However, in patent document 2, since the resin coating film is formed in order to provide the adhesiveness with respect to a catalyst particle on the surface of a filter base material, there exists a problem that a filter base material may be clogged. .
In Patent Document 3, a binder such as a resin is not used, but a mechanical load or impact is applied to the filter base material because the catalyst is attached to the filter base material using mechanical energy. There is a problem that the filter base material is easily damaged, and the catalyst particles cannot be adhered while maintaining the shape of the filter base material such as a 300 mm square shape because the filter base material is easily damaged.
In Patent Document 4, a thermoplastic resin is used for the filter base material, and the catalyst particles are attached to the filter base material by heating and melting to a temperature higher than the melting point thereof. There is a problem that temperature is required.

すなわち、本発明の課題は、触媒粒子をフィルタ基材に付着させる際に、フィルタ基材の目詰まりや損傷を生じさせずに、且つフィルタ基材が溶融するような高温も必要としない一酸化炭素浄化フィルタの製造方法を提供することである。
また、本発明の課題は、結着剤や融着によらずに触媒粒子がフィルタ基材に付着している一酸化炭素浄化フィルタを提供することである。
また、本発明の課題は、前記一酸化炭素浄化フィルタを備えた一酸化炭素浄化装置を提供することである。
That is, the problem of the present invention is that when the catalyst particles are attached to the filter base material, the filter base material is not clogged or damaged, and a high temperature at which the filter base material melts is not required. It is providing the manufacturing method of a carbon purification filter.
Another object of the present invention is to provide a carbon monoxide purification filter in which catalyst particles adhere to a filter base material without depending on a binder or fusion.
Moreover, the subject of this invention is providing the carbon monoxide purification apparatus provided with the said carbon monoxide purification filter.

そこで、本発明では、次のような構成の、一酸化炭素浄化フィルタの製造方法、一酸化炭素浄化フィルタ及び一酸化炭素浄化装置とした。
(1)金ナノ粒子を無機物粒子に担持した金ナノ粒子触媒と、前記金ナノ粒子触媒を分散する溶媒とからなる触媒インキを、
フィルタ基材に接触させた後、前記溶媒を乾燥除去することで、前記フィルタ基材の表面に凝集された前記金ナノ粒子触媒を付着させる、
一酸化炭素浄化フィルタの製造方法。
(2)前記触媒インキ中の金ナノ粒子触媒の平均粒子径が、5μm以下である、前記(1)の一酸化炭素浄化フィルタの製造方法。
(3)金ナノ粒子を無機物粒子に担持した金ナノ粒子触媒と、フィルタ基材とを含み、前記金ナノ粒子触媒が前記フィルタ基材の表面に凝集されて付着している、一酸化炭素浄化フィルタ。
(4)前記(3)の一酸化炭素浄化フィルタを備える、一酸化炭素浄化装置。
Therefore, in the present invention, a carbon monoxide purification filter manufacturing method, a carbon monoxide purification filter, and a carbon monoxide purification device having the following configurations are provided.
(1) A catalyst ink comprising a gold nanoparticle catalyst having gold nanoparticles supported on inorganic particles and a solvent in which the gold nanoparticle catalyst is dispersed,
After contacting the filter base material, the gold nanoparticle catalyst aggregated on the surface of the filter base material is attached by removing the solvent by drying.
A method for producing a carbon monoxide purification filter.
(2) The method for producing a carbon monoxide purification filter according to (1), wherein an average particle diameter of the gold nanoparticle catalyst in the catalyst ink is 5 μm or less.
(3) Carbon monoxide purification comprising a gold nanoparticle catalyst in which gold nanoparticles are supported on inorganic particles and a filter base material, wherein the gold nanoparticle catalyst is aggregated and adhered to the surface of the filter base material. filter.
(4) A carbon monoxide purification device comprising the carbon monoxide purification filter (3).

本発明による一酸化炭素浄化フィルタの製造方法によれば、一酸化炭素の酸化触媒としての触媒粒子をフィルタ基材に付着して一酸化炭素浄化フィルタとする際に、フィルタ基材の目詰まりや損傷を生じさせずに、且つフィルタ基材が溶融するような高温も必要とせずに、製造することができる。
本発明の一酸化炭素浄化フィルタによれば、結着剤や融着によらずに触媒粒子がフィルタ基材に付着しているものとすることができる。
本発明の一酸化炭素浄化装置によれば、結着剤や融着によらずに触媒粒子がフィルタ基材に付着している一酸化炭素浄化フィルタによって一酸化炭素を浄化することができる。
According to the carbon monoxide purification filter manufacturing method of the present invention, when the catalyst particles as the carbon monoxide oxidation catalyst are attached to the filter base material to form the carbon monoxide purification filter, the filter base material is clogged. It can be produced without causing damage and without the need for such high temperatures that the filter substrate melts.
According to the carbon monoxide purification filter of the present invention, the catalyst particles can be attached to the filter base material without depending on the binder or the fusion.
According to the carbon monoxide purification apparatus of the present invention, carbon monoxide can be purified by the carbon monoxide purification filter in which the catalyst particles are attached to the filter base material without depending on the binder or fusion.

本発明による一酸化炭素浄化フィルタの一例を模式的に説明する図。The figure which illustrates typically an example of the carbon monoxide purification filter by this invention. 金ナノ粒子触媒の一例を模式的に示す図。The figure which shows an example of a gold nanoparticle catalyst typically. 金ナノ粒子触媒の一例の透過型電子顕微鏡による拡大写真。The enlarged photograph by the transmission electron microscope of an example of a gold nanoparticle catalyst. 本発明による一酸化炭素浄化フィルタの一実施形態の走査型電子顕微鏡による拡大写真。The enlarged photograph by the scanning electron microscope of one Embodiment of the carbon monoxide purification | cleaning filter by this invention. 本発明による一酸化炭素浄化装置の第1の実施形態を模式的に示す図。The figure which shows typically 1st Embodiment of the carbon monoxide purification apparatus by this invention. 本発明による一酸化炭素浄化装置の第2の実施形態を模式的に示す図。The figure which shows typically 2nd Embodiment of the carbon monoxide purification apparatus by this invention. 本発明による一酸化炭素浄化装置の第3の実施形態を模式的に示す図。The figure which shows typically 3rd Embodiment of the carbon monoxide purification apparatus by this invention. 金ナノ粒子触媒を付着させる前のフィルタ基材の走査型電子顕微鏡による拡大写真。The enlarged photograph by the scanning electron microscope of the filter base material before making a gold nanoparticle catalyst adhere. 本発明による一酸化炭素浄化フィルタの別の実施形態の走査型電子顕微鏡による拡大写真。The enlarged photograph by the scanning electron microscope of another embodiment of the carbon monoxide purification | cleaning filter by this invention.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。     Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

《1》一酸化炭素浄化フィルタの製造方法と一酸化炭素浄化フィルタ
先ず、一酸化炭素浄化フィルタの製造方法と一酸化炭素浄化フィルタから説明する。
<< 1 >> Method for Producing Carbon Monoxide Purification Filter and Carbon Monoxide Purification Filter First, a method for producing a carbon monoxide purification filter and a carbon monoxide purification filter will be described.

図1は、本発明による一酸化炭素浄化フィルタ10を模式的に説明する図であり、図2は、金ナノ粒子触媒1の一例を模式的に示す図であり、図3は、金ナノ粒子触媒1の一例を透過型電子顕微鏡で撮影した拡大写真である。図4は、本発明による一酸化炭素浄化フィルタの一実施形態の走査型電子顕微鏡による拡大写真である。   FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a carbon monoxide purification filter 10 according to the present invention, FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of a gold nanoparticle catalyst 1, and FIG. 3 is a gold nanoparticle. It is the enlarged photograph which image | photographed one example of the catalyst 1 with the transmission electron microscope. FIG. 4 is an enlarged photograph taken by a scanning electron microscope of one embodiment of the carbon monoxide purification filter according to the present invention.

本発明による一酸化炭素浄化フィルタの製造方法は、金ナノ粒子を無機物粒子に担持した金ナノ粒子触媒と、金ナノ粒子触媒を分散する溶媒とからなる触媒インキを、フィルタ基材に接触させた後、溶媒を乾燥除去することで、フィルタ基材の表面に凝集された金ナノ粒子触媒を付着させる製造方法である。
このように、本発明による一酸化炭素浄化フィルタの製造方法は、前記した従来の機械的エネルギーを用いる方法が乾式であるのに対して、溶媒を用いる湿式法による製造方法である。
In the method for producing a carbon monoxide purification filter according to the present invention, a catalyst ink comprising a gold nanoparticle catalyst having gold nanoparticles supported on inorganic particles and a solvent in which the gold nanoparticle catalyst is dispersed is brought into contact with the filter substrate. Thereafter, the method is a production method in which the agglomerated gold nanoparticle catalyst is attached to the surface of the filter substrate by removing the solvent by drying.
Thus, the carbon monoxide purification filter manufacturing method according to the present invention is a manufacturing method by a wet method using a solvent, whereas the conventional method using mechanical energy is a dry method.

本発明による一酸化炭素浄化フィルタ10は、金ナノ粒子2を無機物粒子3に担持した金ナノ粒子触媒1と、フィルタ基材4とを含み、金ナノ粒子触媒1がフィルタ基材4の表面に凝集されて付着しているフィルタである。   A carbon monoxide purification filter 10 according to the present invention includes a gold nanoparticle catalyst 1 in which gold nanoparticles 2 are supported on inorganic particles 3 and a filter base 4, and the gold nanoparticle catalyst 1 is on the surface of the filter base 4. The filter is agglomerated and adhered.

《金ナノ粒子触媒1》
金ナノ粒子触媒1は、金ナノ粒子2が無機物粒子3に担持されて形成されている触媒である。この金ナノ粒子触媒1は、一酸化炭素を二酸化炭素に酸化させる酸化触媒としての触媒機能を有する。
図2の模式図及び図3の拡大写真に示すように、金ナノ粒子触媒1は、金ナノ粒子2が無機物粒子3の表面に担持されて形成されている。
<< Gold nanoparticle catalyst 1 >>
The gold nanoparticle catalyst 1 is a catalyst formed by supporting gold nanoparticles 2 on inorganic particles 3. The gold nanoparticle catalyst 1 has a catalytic function as an oxidation catalyst that oxidizes carbon monoxide to carbon dioxide.
As shown in the schematic diagram of FIG. 2 and the enlarged photograph of FIG. 3, the gold nanoparticle catalyst 1 is formed by supporting gold nanoparticles 2 on the surface of the inorganic particles 3.

金ナノ粒子触媒1の一酸化炭素を二酸化炭素に酸化させる触媒機能は、追加的な光や熱は必要としない。このため、金ナノ粒子触媒は、その触媒機能を発揮させるために、光触媒のように紫外線や可視光が不要で、また、白金触媒のように150℃以上の高温も不要である。
そのため、金ナノ粒子触媒1を用いた一酸化炭素浄化フィルタ10は、特別な光源や熱源を用いることなく、常温でも一酸化炭素を浄化できるので、空気清浄機や空調機器の内部のような暗所に取り付けて用いることができる。前記常温とは、JIS Z 8703によれば、25℃±15℃を意味する。
The catalytic function of oxidizing the carbon monoxide of the gold nanoparticle catalyst 1 to carbon dioxide does not require additional light or heat. For this reason, the gold nanoparticle catalyst does not require ultraviolet rays or visible light like a photocatalyst in order to exert its catalytic function, and does not require a high temperature of 150 ° C. or more like a platinum catalyst.
Therefore, the carbon monoxide purification filter 10 using the gold nanoparticle catalyst 1 can purify carbon monoxide even at room temperature without using a special light source or heat source. It can be used by attaching to a place. The normal temperature means 25 ° C. ± 15 ° C. according to JIS Z 8703.

〔金ナノ粒子2〕
金ナノ粒子2は、その粒子径がナノメータオーダーの金のナノ粒子である。金ナノ粒子2は、金ナノ粒子触媒1の活性部位となる。
[Gold nanoparticles 2]
The gold nanoparticle 2 is a gold nanoparticle having a particle size of nanometer order. The gold nanoparticle 2 becomes an active site of the gold nanoparticle catalyst 1.

金ナノ粒子2の粒子径は、平均粒子径で、好ましくは1〜20nm、より好ましくは1〜5nmである。前記平均粒子径が前記範囲内であると、金ナノ粒子2の安定的な生産性を維持しつつ、金ナノ粒子2と無機物粒子3との接合界面(いわゆる「ペリメータ」のことである。)を多くすることができ、その結果、触媒活性の効率性及び経済性の点で有利にできるからである。
前記平均粒子径は、例えば、透過型電子顕微鏡を用いて金ナノ粒子触媒1に担持された複数の金ナノ粒子2の粒子径を測長して算出した平均値を採用することができる。
The particle diameter of the gold nanoparticle 2 is an average particle diameter, preferably 1 to 20 nm, more preferably 1 to 5 nm. When the average particle diameter is within the above range, the bonding interface between the gold nanoparticles 2 and the inorganic particles 3 (so-called “perimeter”) while maintaining stable productivity of the gold nanoparticles 2. This is because, as a result, it is advantageous in terms of the efficiency and economical efficiency of the catalyst activity.
As the average particle diameter, for example, an average value calculated by measuring the particle diameter of the plurality of gold nanoparticles 2 supported on the gold nanoparticle catalyst 1 using a transmission electron microscope can be adopted.

〔無機物粒子3〕
無機物粒子3は、金ナノ粒子2を担持するための粒子である。無機物粒子3としては、金ナノ粒子2を担持して金ナノ粒子触媒1としての触媒活性を発揮し得る物質であり、且つ、好ましくは、後述する触媒インキの溶媒に不溶な物質であれば、特に制限はない。
[Inorganic particles 3]
The inorganic particles 3 are particles for supporting the gold nanoparticles 2. The inorganic particles 3 are substances capable of supporting the gold nanoparticles 2 and exhibiting the catalytic activity as the gold nanoparticle catalyst 1, and preferably a substance insoluble in the solvent of the catalyst ink described later. There is no particular limitation.

このような無機物粒子3としては、無機酸化物粒子、無機物質粒子、金属粒子などを挙げることができる。
前記無機酸化物粒子を形成する無機酸化物としては、例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化第二銅、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化セリウム、酸化イットリウム、酸化ビスマス、酸化鉄、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化ジルコニウム、酸化銀、酸化マンガン、酸化マグネシウムなどの金属酸化物、酸化ケイ素などの非金属酸化物が挙げられる。
前記無機物質粒子を形成する無機物質としては、ゼオライト、ベントナイト、ハロイサイト、イモゴライトなどの粘土鉱物が挙げられる。また、無機物質粒子としては、酸化鉄や酸化ニッケルなどの金属酸化物をゼオライトなどの粘土鉱物に担持した複合物質粒子、フュームドシリカなどの無機物粒子表面を有機置換基で被覆した複合物質粒子なども挙げられる。
前記金属粒子を形成する金属としては、例えば、鉄、銅、アルミニウムなどが挙げられる。
無機物粒子3としては、これらの物質の粒子を、単独で用いてもよいし、複数種類を組み合わせて用いてもよい。
Examples of the inorganic particles 3 include inorganic oxide particles, inorganic material particles, and metal particles.
Examples of the inorganic oxide forming the inorganic oxide particles include aluminum oxide, titanium oxide, cupric oxide, zinc oxide, tin oxide, cerium oxide, yttrium oxide, bismuth oxide, iron oxide, cobalt oxide, and nickel oxide. And metal oxides such as zirconium oxide, silver oxide, manganese oxide, and magnesium oxide, and nonmetal oxides such as silicon oxide.
Examples of the inorganic substance forming the inorganic substance particles include clay minerals such as zeolite, bentonite, halloysite, and imogolite. In addition, as inorganic particles, composite material particles in which metal oxides such as iron oxide and nickel oxide are supported on clay minerals such as zeolite, composite material particles in which the surface of inorganic particles such as fumed silica is coated with organic substituents, etc. Also mentioned.
Examples of the metal forming the metal particles include iron, copper, and aluminum.
As the inorganic particles 3, particles of these substances may be used singly or in combination of a plurality of types.

無機物粒子3として、これらのなかでも、金ナノ粒子2を担持し一酸化炭素に対する酸化触媒機能を効果的に発揮し得るものとしては、酸化チタン、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化コバルト、酸化ニッケルなどが好ましく、より好ましくは、酸化チタン、酸化セリウム、酸化ジルコニウムである。さらに、無機物粒子3として、金ナノ粒子触媒1を形成したときの触媒活性が高い上、安定性及び経済性に優れる点では、酸化チタンが好ましい。特別な熱源や光源を用いることなく、しかも常温で、空気清浄機や空調機器の内部のような暗所でも、高い触媒活性が得られるからである。   Among these, as the inorganic particles 3, those capable of supporting the gold nanoparticles 2 and effectively exhibiting the oxidation catalyst function for carbon monoxide include titanium oxide, cerium oxide, zirconium oxide, iron oxide, cobalt oxide, Nickel oxide and the like are preferable, and titanium oxide, cerium oxide, and zirconium oxide are more preferable. Furthermore, titanium oxide is preferable in terms of high catalytic activity when the gold nanoparticle catalyst 1 is formed as the inorganic particles 3 and excellent stability and economy. This is because high catalytic activity can be obtained without using a special heat source or light source and at room temperature even in a dark place such as the inside of an air purifier or an air conditioner.

無機物粒子3の粒子形状は、特に限定されないが、例えば、球状、回転楕円体状、多角形状、鱗片状、その他の形状等が挙げられる。   The particle shape of the inorganic particles 3 is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, a spheroid shape, a polygonal shape, a scale shape, and other shapes.

無機物粒子3の粒子径は、金ナノ粒子触媒1を担持可能であれば特に制限はないが、後述のインキ化の操作にて、粒子径を小径化できるよう、0.01〜100μmであることが好ましく、0.01〜10μmであることがより好ましい。粒子径がこの範囲を超えると、金ナノ粒子触媒1を形成したときに、金ナノ粒子触媒1がフィルタ基材4から脱落しやすくなることがあるからである。粒子径が、この範囲未満であると、金ナノ粒子触媒1を担持するための表面積が小さくなりすぎて、金ナノ粒子2を充分に担持できなくなることがあるからである。
無機物粒子3の粒子径は、無機物粒子3が凝集している場合は、凝集粒子の粒子径のことを意味する。ちなみに、図3の透過型電子顕微鏡による拡大写真で示された金ナノ粒子触媒1における無機物粒子3は、凝集粒子である。
The particle diameter of the inorganic particles 3 is not particularly limited as long as the gold nanoparticle catalyst 1 can be supported, but is 0.01 to 100 μm so that the particle diameter can be reduced by an inking operation described later. Is preferable, and it is more preferable that it is 0.01-10 micrometers. This is because if the particle diameter exceeds this range, the gold nanoparticle catalyst 1 may easily fall off from the filter substrate 4 when the gold nanoparticle catalyst 1 is formed. This is because if the particle diameter is less than this range, the surface area for supporting the gold nanoparticle catalyst 1 becomes too small, and the gold nanoparticles 2 cannot be fully supported.
The particle diameter of the inorganic particles 3 means the particle diameter of the aggregated particles when the inorganic particles 3 are aggregated. Incidentally, the inorganic particles 3 in the gold nanoparticle catalyst 1 shown in the enlarged photograph of the transmission electron microscope in FIG. 3 are aggregated particles.

無機物粒子3の粒子径を平均粒子径からとらえれば、平均粒子径は、特に制限はないが、例えば、0.1〜30μmである。無機物粒子3の平均粒子径をこの範囲にすることで、金ナノ粒子触媒1は生産性に優れるものになる。
なお、前記粒子径及び平均粒子径は、例えば、光散乱式粒度分布測定装置によって測定された値を採用することができる。
If the particle diameter of the inorganic particles 3 is taken from the average particle diameter, the average particle diameter is not particularly limited, but is, for example, 0.1 to 30 μm. By making the average particle diameter of the inorganic particles 3 within this range, the gold nanoparticle catalyst 1 is excellent in productivity.
In addition, the value measured by the light-scattering particle size distribution measuring apparatus can be employ | adopted for the said particle diameter and average particle diameter, for example.

〔金ナノ粒子触媒1の形成〕
金ナノ粒子2を無機物粒子3の表面に担持して金ナノ粒子触媒1を形成する方法としては、以下の公知の形成法などを採用することができる。例えば、共沈法(特許第1623540号公報など)、析出沈殿法(特公平6−29137号公報(特許第1904258号))などの形成法を採用することができる。
[Formation of gold nanoparticle catalyst 1]
As a method for forming the gold nanoparticle catalyst 1 by supporting the gold nanoparticles 2 on the surface of the inorganic particles 3, the following known formation methods can be employed. For example, a forming method such as a coprecipitation method (Japanese Patent No. 1623540) or a precipitation method (Japanese Patent Publication No. 6-29137 (Japanese Patent No. 1904258)) can be employed.

《インキ化》
インキ化の操作では、金ナノ粒子触媒1を溶媒中に分散させた触媒インキを調製する。本発明による触媒インキが、特徴的なのは、当該触媒インキが、金ナノ粒子2を無機物粒子3に担持した金ナノ粒子触媒1と、この金ナノ粒子触媒1を分散する溶媒とからなることである。
通常のインキでは、溶媒と、この溶媒に不溶性の物質とを含むインキを調製する場合、分散剤や結着剤も含ませることが必須である。しかし、本発明による触媒インキでは分散剤も結着剤も用いる必要はない。溶媒に溶解しない金ナノ粒子触媒1と溶媒のみを用いて、金ナノ粒子触媒1を溶媒中に分散させることで、触媒インキを調製することができる。
《Ink conversion》
In the inking operation, a catalyst ink in which the gold nanoparticle catalyst 1 is dispersed in a solvent is prepared. The catalyst ink according to the present invention is characterized in that the catalyst ink comprises a gold nanoparticle catalyst 1 in which gold nanoparticles 2 are supported on inorganic particles 3 and a solvent in which the gold nanoparticle catalyst 1 is dispersed. .
In a normal ink, when preparing an ink containing a solvent and a substance insoluble in the solvent, it is essential to include a dispersant and a binder. However, it is not necessary to use a dispersant or a binder in the catalyst ink according to the present invention. A catalyst ink can be prepared by dispersing the gold nanoparticle catalyst 1 in a solvent using only the gold nanoparticle catalyst 1 and the solvent that do not dissolve in the solvent.

インキ化に用いる溶媒としては、フィルタ基材4及び金ナノ粒子触媒1を溶解しないものが好ましい。フィルタ基材4及び金ナノ粒子触媒1を溶解させるものは、溶解物が金ナノ粒子触媒1の表面を覆うと触媒活性を低下させることがあるからである。フィルタ基材4及び金ナノ粒子触媒1を溶解しない溶媒としては、特に制限はない。例えば、エタノールやイソプロパノールなどのアルコール、水、またはアルコールと水の混合物を好適に用いることができる。とりわけ、触媒インキのフィルタ基材4への馴染み性を高めることができる点で、溶媒としてアルコールを用いることが好ましい。   As a solvent used for inking, a solvent that does not dissolve the filter substrate 4 and the gold nanoparticle catalyst 1 is preferable. The reason why the filter substrate 4 and the gold nanoparticle catalyst 1 are dissolved is that when the dissolved material covers the surface of the gold nanoparticle catalyst 1, the catalytic activity may be lowered. There is no restriction | limiting in particular as a solvent which does not melt | dissolve the filter base material 4 and the gold nanoparticle catalyst 1. FIG. For example, alcohols such as ethanol and isopropanol, water, or a mixture of alcohol and water can be suitably used. In particular, it is preferable to use alcohol as the solvent in that the compatibility of the catalyst ink with the filter base material 4 can be improved.

触媒インキ中の金ナノ粒子触媒1の濃度は、金ナノ粒子触媒1と溶媒との総量に対する金ナノ粒子触媒1の質量%で、0.1〜30%、好ましくは0.5〜20%、より好ましくは1〜15%である。濃度が前記範囲未満であると、フィルタ基材4に充分な量の金ナノ粒子触媒1を付着できないことがあり、濃度が前記範囲を超えると、触媒インキ中での金ナノ粒子触媒1の分散安定性が低下することがあるからである。   The concentration of the gold nanoparticle catalyst 1 in the catalyst ink is 0.1 to 30%, preferably 0.5 to 20%, by mass% of the gold nanoparticle catalyst 1 with respect to the total amount of the gold nanoparticle catalyst 1 and the solvent. More preferably, it is 1 to 15%. If the concentration is less than the above range, a sufficient amount of the gold nanoparticle catalyst 1 may not be attached to the filter substrate 4, and if the concentration exceeds the above range, the gold nanoparticle catalyst 1 is dispersed in the catalyst ink. This is because the stability may decrease.

インキ化の際に、金ナノ粒子触媒1が凝集しているときは、この凝集を解いてインキ化することが好ましい。金ナノ粒子触媒1同士が凝集したままよりは、凝集が解けて微細化した粒子となった方が、フィルタ基材4の表面に再凝集された金ナノ粒子触媒1が生成し易くなり、金ナノ粒子触媒1のフィルタ基材4への付着性を高めることができるからである。その理由は、想像するに、既にフィルタ基材4の表面に接触し付着した金ナノ粒子触媒1に、別の金ナノ粒子触媒1が接触して凝集する過程で付着性が高められる、或いは、フィルタ基材4の表面に接近する過程で或る程度凝集している金ナノ粒子触媒1が、フィルタ基材4の表面に接触するときに付着性が高められる等の理由が推測される。ただ、現在のところ、なぜ、フィルタ基材4の表面上で凝集されている金ナノ粒子触媒1がフィルタ基材4に対する付着性がよいのか、そのメカニズムの詳細は判っていない。
本発明においては、前記付着性とは、金ナノ粒子触媒1がフィルタ基材4から、外力などによって容易に脱落しないことを意味し、金ナノ粒子触媒1のフィルタ基材4に対する固定力とも言える。
金ナノ粒子触媒1の触媒インキ中での粒子径は、凝集された凝集粒子も含めた平均粒子径で捉えて、好ましくは10μm以下、より好ましくは5μm以下、さらに好ましくは3μm以下である。平均粒子径が、前記範囲を超えると、フィルタ基材4の表面に付着している金ナノ粒子2の凝集粒子が大きくなりすぎて、フィルタ基材4の表面への固定力が弱くなり、付着性が低下することがあるからである。
金ナノ粒子触媒1の前記平均粒子径の下限は、特に制限はないが、金ナノ粒子2及び無機物粒子3の平均粒子径に依存し、例えば0.1μmである。
前記平均粒子径は、メジアン径を採用することができる。
前記平均粒子径は、例えば、光散乱式粒度分布測定装置によって測定された値を採用することができる。
When the gold nanoparticle catalyst 1 is agglomerated at the time of inking, it is preferable to release the agglomeration to make an ink. The gold nanoparticle catalyst 1 re-aggregated on the surface of the filter substrate 4 is more likely to be produced when the gold nanoparticle catalyst 1 is agglomerated and becomes finer than when the gold nanoparticle catalyst 1 is agglomerated. This is because the adhesion of the nanoparticle catalyst 1 to the filter substrate 4 can be enhanced. The reason is that, as can be imagined, the adhesion is enhanced in the process in which another gold nanoparticle catalyst 1 contacts and agglomerates with the gold nanoparticle catalyst 1 that has already contacted and adhered to the surface of the filter substrate 4, or It is presumed that the gold nanoparticle catalyst 1 aggregated to some extent in the process of approaching the surface of the filter base 4 is improved in adhesion when contacting the surface of the filter base 4. However, at present, the details of the mechanism of why the gold nanoparticle catalyst 1 aggregated on the surface of the filter substrate 4 has good adhesion to the filter substrate 4 are not known.
In the present invention, the adhesion means that the gold nanoparticle catalyst 1 is not easily detached from the filter base material 4 by an external force or the like, and can be said to be a fixing force of the gold nanoparticle catalyst 1 to the filter base material 4. .
The particle diameter of the gold nanoparticle catalyst 1 in the catalyst ink is preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm or less, and even more preferably 3 μm or less, taking the average particle diameter including aggregated aggregated particles. When the average particle diameter exceeds the above range, the aggregated particles of the gold nanoparticles 2 adhering to the surface of the filter base 4 become too large, and the fixing force to the surface of the filter base 4 becomes weak, and adheres. This is because the properties may deteriorate.
The lower limit of the average particle diameter of the gold nanoparticle catalyst 1 is not particularly limited, but depends on the average particle diameter of the gold nanoparticles 2 and the inorganic particles 3 and is, for example, 0.1 μm.
As the average particle diameter, a median diameter can be adopted.
As the average particle diameter, for example, a value measured by a light scattering particle size distribution measuring apparatus can be adopted.

触媒インキ中で、凝集している金ナノ粒子触媒1の凝集をほどいて、金ナノ粒子触媒1を微細化するには、例えば、ビーズミル、サンドミル、ボールミル、ポットミルアトライター、ペイントミキサー、などの分散微細化装置を用いることができる。ビーズミルなどに用いるメディアとしてはジルコニアビーズやガラスビーズなどを用いることができる。   To disaggregate the agglomerated gold nanoparticle catalyst 1 in the catalyst ink and make the gold nanoparticle catalyst 1 finer, for example, bead mill, sand mill, ball mill, pot mill attritor, paint mixer, etc. A miniaturization apparatus can be used. As media used for a bead mill or the like, zirconia beads or glass beads can be used.

触媒インキ中で、金ナノ粒子触媒1の凝集をほどいて微細化を進める程、フィルタ基材4の表面上で金ナノ粒子触媒1の再凝集が起こりやすくなり、再凝集によって、金ナノ粒子触媒1のフィルタ基材4への付着性を高めることができる。   In the catalyst ink, as the gold nanoparticle catalyst 1 is agglomerated and further refined, the gold nanoparticle catalyst 1 is more likely to reaggregate on the surface of the filter substrate 4. Adhesion to 1 filter base material 4 can be improved.

一般的には、触媒インキ中の金ナノ粒子触媒1の分散安定性の点では、インキ化の際には界面活性剤などの分散剤を使用することが好ましい。しかし、本発明においては、フィルタ基材4に触媒インキを接触させて溶媒を乾燥除去して金ナノ粒子触媒1を付着させる際の金ナノ粒子触媒1の再凝集をよりよく進めて付着性を高める点で、インキ化の際には界面活性剤などの分散剤を使用しないことが好ましい。   Generally, from the viewpoint of the dispersion stability of the gold nanoparticle catalyst 1 in the catalyst ink, it is preferable to use a dispersant such as a surfactant in the ink. In the present invention, however, the catalyst ink is brought into contact with the filter substrate 4 to remove the solvent and remove the solvent to adhere the gold nanoparticle catalyst 1, thereby further promoting the re-aggregation of the gold nanoparticle catalyst 1 to improve the adhesion. From the standpoint of enhancing, it is preferable not to use a dispersant such as a surfactant during ink production.

《フィルタ基材4への触媒インキの接触》
触媒インキをフィルタ基材4に接触させるには、塗布法によって行うことができる。
触媒インキをフィルタ基材4に接触させた後、触媒インキ中の溶媒を乾燥し除去することにより、本発明の一酸化炭素浄化フィルタ10を得ることができる。
本発明における触媒インキには、前述したとおり、分散剤や結着剤が使用されることは好ましくなく、分散剤や結着剤が使用されていないと、インキの分散状態が、分散剤や結着剤が使用されている場合に比べて、不安定である。このため、触媒インキは、金ナノ粒子触媒1を分散させる触媒インキ化直後にフィルタ基材4に塗布することが好ましい。
直後とは、触媒インキを作製後、30分以内、好ましくは15分以内、より好ましくは10分以内のことを言う。
<< Contact of catalyst ink to filter substrate 4 >>
The catalyst ink can be brought into contact with the filter substrate 4 by a coating method.
After bringing the catalyst ink into contact with the filter substrate 4, the carbon monoxide purification filter 10 of the present invention can be obtained by drying and removing the solvent in the catalyst ink.
As described above, it is not preferable to use a dispersant or a binder in the catalyst ink in the present invention. If the dispersant or the binder is not used, the dispersed state of the ink changes to the dispersant or binder. It is unstable compared to the case where a dressing is used. For this reason, it is preferable to apply the catalyst ink to the filter substrate 4 immediately after the catalyst ink in which the gold nanoparticle catalyst 1 is dispersed.
Immediately refers to within 30 minutes, preferably within 15 minutes, more preferably within 10 minutes after preparing the catalyst ink.

塗布方法は特に限定されないが、ディプコート法、フローコート法、コンマナイフ法、コンマリバース法、キスコート法、グラビアコート法など公知の塗工方法を採用することができる。或いは、染色分野で用いられている、ジッカー染色機、パドル染色機などの染色機によって塗布する方法を採用しても良い。これらの染色機は、ディプコート法の一種であるとも言える。   The coating method is not particularly limited, and a known coating method such as a dip coating method, a flow coating method, a comma knife method, a comma reverse method, a kiss coating method, or a gravure coating method can be employed. Or you may employ | adopt the method of apply | coating with dyeing machines, such as a zicker dyeing machine and a paddle dyeing machine, which are used in the dyeing field. It can be said that these dyeing machines are a kind of dip coat method.

触媒インキがフィルタ基材4に接触し溶媒が乾燥する際に、触媒インキ中の金ナノ粒子触媒1が、フィルタ基材4の表面上で凝集することによって金ナノ粒子触媒1が、フィルタ基材4の表面に付着する。この凝集の程度が大きいほど、付着は強固となり、フィルタ基材4からの金ナノ粒子触媒1の脱落が起こりにくくなって、付着性を高めることができる。ただ、フィルタ基材4が繊維からなる場合、その繊維径よりも大きい径の凝集粒子は、かえって付着性が低下する。したがって、凝集の程度は、凝集した金ナノ粒子触媒1の粒子径が、フィルタ基材4の繊維径以下であることが好ましく、繊維径の50%以下であることが、より好ましい。   When the catalyst ink comes into contact with the filter substrate 4 and the solvent dries, the gold nanoparticle catalyst 1 in the catalyst ink aggregates on the surface of the filter substrate 4, whereby the gold nanoparticle catalyst 1 becomes a filter substrate. 4 adheres to the surface. The greater the degree of aggregation, the stronger the adhesion, and the gold nanoparticle catalyst 1 is less likely to drop off from the filter base material 4 and the adhesion can be enhanced. However, when the filter substrate 4 is made of fibers, the adhesiveness of aggregated particles having a diameter larger than the fiber diameter is rather reduced. Therefore, the degree of aggregation is preferably such that the particle diameter of the aggregated gold nanoparticle catalyst 1 is equal to or less than the fiber diameter of the filter substrate 4, and more preferably equal to or less than 50% of the fiber diameter.

金ナノ粒子触媒1の凝集は触媒インキが乾燥によって濃縮され、金ナノ粒子触媒1の濃度が高くなることにより行われる。従って、フィルタ基材4へのプライマー処理、触媒インキ中への結着剤の添加などを必要とせずに、フィルタ基材4に金ナノ粒子触媒1を固定することができる。
触媒インキ中に存在する金ナノ粒子触媒1の再凝集は、溶媒を乾燥させればいかなる材料のフィルタ基材4でも起こるため、触媒粒子をイオン結合で吸着させる化学構造を有しないフィルタ基材4、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンなどポリオレフィン系繊維のフィルタ基材4に対しても、本発明では、金ナノ粒子触媒1を付着させることができる。
Aggregation of the gold nanoparticle catalyst 1 is performed by concentrating the catalyst ink by drying and increasing the concentration of the gold nanoparticle catalyst 1. Therefore, the gold nanoparticle catalyst 1 can be fixed to the filter base 4 without requiring primer treatment on the filter base 4 or addition of a binder into the catalyst ink.
The re-aggregation of the gold nanoparticle catalyst 1 present in the catalyst ink occurs in any material of the filter base material 4 if the solvent is dried. Therefore, the filter base material 4 does not have a chemical structure for adsorbing the catalyst particles by ionic bonds. For example, in the present invention, the gold nanoparticle catalyst 1 can be adhered to the filter base 4 made of polyolefin fiber such as polyethylene or polypropylene.

インキ化の際には、金ナノ粒子触媒1のほかには溶媒のみを使用することで、また、触媒インキに使用する溶媒は乾燥により失われるため、塗布乾燥後のフィルタ基材4の表面に付着し固定している金ナノ粒子触媒1は、その表面が樹脂、結着剤、シランカップリング剤などで覆われることなく、フィルタ基材4との接触面を除いて全て露出している。このため、こうして製造された一酸化炭素浄化フィルタ10は、金ナノ粒子触媒1の表面の触媒活性発現を阻害する要因がない。したがって、この一酸化炭素浄化フィルタ10は、その金ナノ粒子触媒1の触媒活性を効果的に発揮することが可能となる。   At the time of inking, since only the solvent is used in addition to the gold nanoparticle catalyst 1, and the solvent used for the catalyst ink is lost by drying, it is applied to the surface of the filter substrate 4 after coating and drying. The gold nanoparticle catalyst 1 adhered and fixed is completely exposed except for the contact surface with the filter substrate 4 without being covered with a resin, a binder, a silane coupling agent or the like. For this reason, the carbon monoxide purification filter 10 manufactured in this way has no factor that inhibits the expression of the catalytic activity on the surface of the gold nanoparticle catalyst 1. Therefore, this carbon monoxide purification filter 10 can effectively exhibit the catalytic activity of the gold nanoparticle catalyst 1.

《フィルタ基材》
フィルタ基材4としては、通気性を有するものであれば特に制限はない。フィルタ基材4が、通気性を有するということは、フィルタ基材4は、3次元網目構造を有している材料であるということもできる。
フィルタ基材4としては、具体的には、例えば、織物、編み物、紙、不織布、網状体、多孔質体などを用いることができる。これらのなかでも、通気性に優れている点で、不織布がフィルタ基材4として、好ましい。
<Filter substrate>
The filter substrate 4 is not particularly limited as long as it has air permeability. The fact that the filter base 4 has air permeability means that the filter base 4 is a material having a three-dimensional network structure.
Specifically, for example, woven fabric, knitted fabric, paper, non-woven fabric, net-like body, porous body or the like can be used as the filter base 4. Among these, the nonwoven fabric is preferable as the filter base material 4 because it is excellent in air permeability.

フィルタ基材4の材質は、特に制限はない。触媒インキに使用する溶媒に対して不溶なフィルタ基材4を使用する限りにおいて、フィルタ基材4を構成する繊維などの材料の融点による制限もなく、フィルタ基材4を選択することができる。フィルタ基材4は、必ずしも熱溶融性である必要がなく、熱溶融性でない材料も用いることができ、また、熱溶融性を有するフィルタ基材4を用いてもよい。   The material of the filter substrate 4 is not particularly limited. As long as the filter base material 4 that is insoluble in the solvent used for the catalyst ink is used, the filter base material 4 can be selected without any limitation due to the melting point of the material such as fibers constituting the filter base material 4. The filter base 4 does not necessarily need to be heat-meltable, and a material that is not heat-meltable can also be used. Alternatively, the filter base 4 having heat-meltability may be used.

フィルタ基材4の材質としては、例えば、フィルタ基材4が不織布から形成されている場合、不織布の繊維の材質には、無機物を用いた無機繊維と、高分子を用いた有機繊維がある。無機繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維などを用いることができる。有機繊維としては、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系繊維、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系繊維、ナイロン(登録商標)などのポリアミド系繊維などを用いることができる。これらの繊維は、単独で用いてもよいし、複数種類を組み合わせて用いてもよい。
これらの繊維を用いた不織布のなかでも、経済性に優れている点で、有機繊維、それも合成高分子を用いた有機繊維、換言すると合成繊維を用いた不織布が好ましい。
As a material of the filter base material 4, for example, when the filter base material 4 is formed of a nonwoven fabric, the material of the nonwoven fabric fiber includes an inorganic fiber using an inorganic substance and an organic fiber using a polymer. As the inorganic fiber, glass fiber, carbon fiber, metal fiber, or the like can be used. As the organic fibers, polyolefin fibers such as polyethylene and polypropylene, polyester fibers such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyamide fibers such as nylon (registered trademark), and the like can be used. These fibers may be used alone or in combination of a plurality of types.
Among these non-woven fabrics using these fibers, organic fibers, organic fibers using synthetic polymers, in other words, non-woven fabrics using synthetic fibers, are preferred because they are economical.

フィルタ基材4は、触媒インキの溶媒に対して濡れ性があることが好ましい。これは、濡れ性がないと、触媒インキを塗布したときに、触媒インキがフィルタ基材4の表面に満遍なく接触しないことがあるからである。
フィルタ基材4は、触媒インキの溶媒に対して、不溶であることが好ましい。これは、溶け出したフィルタ基材4の成分が、金ナノ粒子触媒1の表面を覆ってしまうことがないようにするためである。
The filter substrate 4 is preferably wettable with respect to the solvent of the catalyst ink. This is because if there is no wettability, the catalyst ink may not uniformly contact the surface of the filter substrate 4 when the catalyst ink is applied.
The filter substrate 4 is preferably insoluble in the solvent of the catalyst ink. This is to prevent the dissolved components of the filter base material 4 from covering the surface of the gold nanoparticle catalyst 1.

フィルタ基材4として、不織布など繊維から形成されるものを用いる場合、その繊維の繊維径としては、特に限定されないが、例えば、5〜30μmである。繊維径がこの範囲内であると、通気性及び実用的な強度を両立させることが容易になるからである。   When using what is formed from fibers, such as a nonwoven fabric, as the filter base material 4, although the fiber diameter of the fiber is not specifically limited, For example, it is 5-30 micrometers. It is because it becomes easy to make air permeability and practical strength compatible when the fiber diameter is within this range.

フィルタ基材4の形状、厚さは特に限定されず、用途に応じて適宜選択される。例えば、フィルタ基材4の形状は、円柱状、シート乃至は板状である。円柱状の場合、一酸化炭素浄化フィルタ10は、円筒状の配管内部に配置される用途に好適に適用され、シート乃至は板状の場合、一酸化炭素浄化フィルタ10は、例えば、平面状に開口した吸気口乃至は送風口部分に配置される用途に好適に適用される。   The shape and thickness of the filter substrate 4 are not particularly limited, and are appropriately selected according to the application. For example, the filter substrate 4 has a columnar shape, a sheet or a plate shape. In the case of a columnar shape, the carbon monoxide purification filter 10 is suitably applied to an application disposed inside a cylindrical pipe. In the case of a sheet or plate, the carbon monoxide purification filter 10 is, for example, planar. The present invention is suitably applied to applications that are arranged in the opened intake port or blower port portion.

フィルタ基材4の空隙率は、特に限定されないが、例えば、50〜90%であることが好ましい。空隙率がこの範囲内であると、一酸化炭素浄化フィルタ10としての実用的な通気性と、実用的な強度を両立させることが容易になるからである。このような空隙率は、不織布により容易に実現できる。
上記空隙率は、フィルタ基材4が繊維を用いたものである場合で言えば、フィルタ基材4を構成する繊維の総体積とフィルタ基材4の体積とを測定し、{1−(フィルタ基材4を構成する繊維の総体積/フィルタ基材4の体積)}×100、として定義される値である。
Although the porosity of the filter base material 4 is not specifically limited, For example, it is preferable that it is 50 to 90%. This is because when the porosity is within this range, it is easy to achieve both practical air permeability and practical strength as the carbon monoxide purification filter 10. Such a porosity can be easily realized by a nonwoven fabric.
The porosity is measured by measuring the total volume of fibers constituting the filter base 4 and the volume of the filter base 4 in the case where the filter base 4 uses fibers, and {1- (filter The total volume of fibers constituting the substrate 4 / volume of the filter substrate 4)} × 100.

《一酸化炭素浄化フィルタの製造方法の効果》
以上のような本発明による一酸化炭素浄化フィルタの製造方法では、一酸化炭素の酸化触媒である金ナノ粒子触媒1の触媒粒子を、フィルタ基材4に付着させて一酸化炭素浄化フィルタ10とする際に、フィルタ基材4の目詰まりや損傷を生じさせずに、且つフィルタ基材が溶融するような高温も必要とせずに、製造することができる。
<< Effects of carbon monoxide purification filter manufacturing method >>
In the method for producing a carbon monoxide purification filter according to the present invention as described above, the catalyst particles of the gold nanoparticle catalyst 1 which is an oxidation catalyst for carbon monoxide are attached to the filter base 4 to form the carbon monoxide purification filter 10 and In doing so, the filter base material 4 can be produced without clogging or damage, and without requiring a high temperature at which the filter base material melts.

すなわち、本発明の製造方法においては、金ナノ粒子触媒1をフィルタ基材4に付着させて一酸化炭素浄化フィルタ10を作製する工程を、フィルタ基材4に触媒インキを塗布するなど接触させて乾燥する工程のみとすることができるため、従来の機械的エネルギーを用いたときのような機械的負荷がフィルタ基材4に加わることを回避できる。そのため、触媒インキに使用する溶媒に対して不溶なフィルタ基材4を使用する限りにおいて、フィルタ基材4の傷みも発生しない。
しかも、フィルタ基材4の熱溶融や結着剤によらずに、金ナノ粒子触媒1をフィルタ基材4に付着させることができるので、フィルタ基材4が目詰まりすることもない。
また、フィルタ基材4の熱溶融によらずに、金ナノ粒子触媒1をフィルタ基材4に付着させることができるので、金ナノ粒子触媒1を構成する無機物粒子3には、フィルタ基材4よりも融点の低い材料を用いることもできるので、材料設計の自由度を高めることができる。
That is, in the production method of the present invention, the step of preparing the carbon monoxide purification filter 10 by attaching the gold nanoparticle catalyst 1 to the filter base 4 is brought into contact with the filter base 4 by applying a catalyst ink or the like. Since only the step of drying can be performed, it is possible to avoid applying a mechanical load to the filter substrate 4 as when using conventional mechanical energy. Therefore, as long as the filter base 4 insoluble in the solvent used for the catalyst ink is used, the filter base 4 is not damaged.
And since the gold nanoparticle catalyst 1 can be made to adhere to the filter base material 4 irrespective of the heat melting and binder of the filter base material 4, the filter base material 4 is not clogged.
Further, since the gold nanoparticle catalyst 1 can be attached to the filter base material 4 without depending on the heat melting of the filter base material 4, the inorganic base material 3 constituting the gold nanoparticle catalyst 1 includes the filter base material 4. Since a material having a lower melting point can also be used, the degree of freedom in material design can be increased.

また、触媒インキ中の微細化された金ナノ粒子触媒1が、凝集された金ナノ粒子触媒1となってフィルタ基材4に付着し固定されるため、触媒粒子表面に付着した結着剤成分など粒子の一部が溶媒に溶解することによって付着力を発揮するような粒子ではない金ナノ粒子触媒1という触媒活性に優れた触媒粒子を使用することができる。
また、フィルタ基材4の熱溶融や結着剤によらずに、金ナノ粒子触媒1をフィルタ基材4に付着させることができ、フィルタ基材4に付着された金ナノ粒子触媒1は、その表面が結着剤などで覆われないようにすることができるので、金ナノ粒子触媒1の表面が結着剤などで覆われ触媒活性が低下せず、その触媒活性を効果的に発揮させることができる。
In addition, since the fine gold nanoparticle catalyst 1 in the catalyst ink becomes an agglomerated gold nanoparticle catalyst 1 and is adhered and fixed to the filter substrate 4, the binder component adhered to the surface of the catalyst particles For example, a gold nanoparticle catalyst 1 that is not a particle that exhibits an adhesive force when a part of the particle is dissolved in a solvent can be used.
Further, the gold nanoparticle catalyst 1 can be attached to the filter base material 4 without depending on the heat melting or the binder of the filter base material 4, and the gold nanoparticle catalyst 1 attached to the filter base material 4 Since the surface can be prevented from being covered with a binder or the like, the surface of the gold nanoparticle catalyst 1 is covered with the binder or the like so that the catalytic activity does not decrease, and the catalytic activity is effectively exhibited. be able to.

《一酸化炭素浄化フィルタ10としての効果》
以上のような製造方法で得ることができる本発明による一酸化炭素浄化フィルタ10は、結着剤や融着によらずに触媒粒子がフィルタ基材に付着しているものとすることができる。したがって、その金ナノ粒子触媒1の触媒活性を効果的に発揮させることができる。しかも、常温でも暗所でも触媒活性を発揮させることができる。
<< Effects as carbon monoxide purification filter 10 >>
The carbon monoxide purification filter 10 according to the present invention that can be obtained by the manufacturing method as described above can have the catalyst particles attached to the filter base material without depending on the binder or fusion. Therefore, the catalytic activity of the gold nanoparticle catalyst 1 can be effectively exhibited. Moreover, the catalytic activity can be exhibited at room temperature or in a dark place.

《2》一酸化炭素浄化装置
本発明による一酸化炭素浄化装置は、前述した一酸化炭素浄化フィルタを備え、一酸化炭素を酸化することにより浄化し得る浄化装置である。
<< 2 >> Carbon Monoxide Purification Device A carbon monoxide purification device according to the present invention includes the carbon monoxide purification filter described above, and is a purification device that can be purified by oxidizing carbon monoxide.

《第1の実施形態》
図5に、本発明による一酸化炭素浄化装置の第1の実施形態としての基本的構成例を示す。同図に示す一酸化炭素浄化装置100は、本体51と、本体51に設けられた吸気口52と、吸気口52の下流側に設けられ吸気口52から吸気される空気を浄化する一酸化炭素浄化フィルタ10と、一酸化炭素浄化フィルタ10の下流側に設けられ、吸気口52から空気を吸気するファン53と、ファン53の下流側に設けられ一酸化炭素浄化フィルタ10で浄化された空気を吹き出す本体51に設けられた送風口54とを備える。
<< First Embodiment >>
FIG. 5 shows a basic configuration example as the first embodiment of the carbon monoxide purifier according to the present invention. A carbon monoxide purification apparatus 100 shown in the figure includes a main body 51, an intake port 52 provided in the main body 51, and carbon monoxide that is provided on the downstream side of the intake port 52 and purifies air taken in from the intake port 52. The purification filter 10, the fan 53 that is provided on the downstream side of the carbon monoxide purification filter 10 and sucks air from the intake port 52, and the air that is provided on the downstream side of the fan 53 and purified by the carbon monoxide purification filter 10. And an air outlet 54 provided in the main body 51 to be blown out.

図5に示す一酸化炭素浄化装置100において、一酸化炭素浄化フィルタ10は、前述した本発明による一酸化炭素浄化フィルタ10である。これ以外の構成要素、例えば、本体51、ファン53などは、用途に応じ、従来の空気浄化装置において公知のものを適宜採用することができる。   In the carbon monoxide purification device 100 shown in FIG. 5, the carbon monoxide purification filter 10 is the carbon monoxide purification filter 10 according to the present invention described above. Other components such as the main body 51 and the fan 53 can be appropriately selected from those known in the conventional air purifying apparatus according to the application.

そして、この一酸化炭素浄化装置100は、ファン53によって、一酸化炭素で汚染された汚染空気Adを吸気口52から取り込んで、一酸化炭素浄化フィルタ10によって浄化した後、送風口54から一酸化炭素が浄化された浄化空気Acを吹き出すようになっている。   The carbon monoxide purification apparatus 100 takes in the contaminated air Ad contaminated with carbon monoxide from the intake port 52 by the fan 53 and purifies it by the carbon monoxide purification filter 10. Purified air Ac purified from carbon is blown out.

このような構成の一酸化炭素浄化装置100とすることによって、結着剤や融着によらずに触媒粒子が付着している一酸化炭素浄化フィルタ10の酸化触媒作用によって、常温で、空気中の一酸化炭素を酸化して二酸化炭素にすることで、二酸化炭素に比べて極めて毒性の強い一酸化炭素を浄化することが可能となる。   By using the carbon monoxide purification device 100 having such a configuration, the oxidation catalyst action of the carbon monoxide purification filter 10 to which the catalyst particles are attached without depending on the binder or fusion is used at room temperature in the air. By oxidizing carbon monoxide to carbon dioxide, it becomes possible to purify carbon monoxide, which is extremely toxic compared to carbon dioxide.

《第2の実施形態》
図6に、本発明による一酸化炭素浄化装置の第2の実施形態を示す。本実施形態では、前記第1の実施形態に対して、その構成要素を、より具体的に示した形態例である。
同図に示す一酸化炭素浄化装置100は、側面の前面から吸気し、上面から送風する前面吸気上面送風型の装置の構成例である。
<< Second Embodiment >>
FIG. 6 shows a second embodiment of the carbon monoxide purification apparatus according to the present invention. The present embodiment is a form example in which the constituent elements are shown more specifically than the first embodiment.
A carbon monoxide purification device 100 shown in the figure is a configuration example of a front intake top surface blowing type device that sucks air from the front surface of the side surface and blows air from the top surface.

同図に示す一酸化炭素浄化装置100は、本体51と、本体51の側面の前面側に設けられた吸気口52と、吸気口52に設けられた吸気口ルーバー52rと、
吸気口52の下流側に設けられ吸気口52から吸気される空気中の塵埃を浄化する集塵フィルタ55と、集塵フィルタ55を固定する集塵フィルタ固定枠55aと、
集塵フィルタ55の下流側に設けられ集塵フィルタ55通過後の空気中の臭いを浄化する脱臭フィルタ56と、脱臭フィルタ56を固定する脱臭フィルタ固定枠56aと、
脱臭フィルタ56の下流側に設けられ脱臭フィルタ56通過後の空気中の一酸化炭素を浄化する一酸化炭素浄化フィルタ10と、一酸化炭素浄化フィルタ10を固定する一酸化炭素浄化フィルタ固定枠57aと、
一酸化炭素浄化フィルタ10の下流側に設けられ、吸気口52から空気を吸気し各フィルタに通すファン53と、ファン53を駆動するモーター53mと、
本体51の上面であってファン53の下流側に設けられ浄化された空気を吹き出す送風口54と、送風口54に設けられた送風口ルーバー54rと、
ファンの駆動及び風量、駆動時間など、装置の運転を制御する制御部58と、制御部58に設けられ運転状況を指定する制御パネル58pと、
本体を支持する足59と、を備える。
ファン53は、本実施形態ではプロペラファンである。
The carbon monoxide purification apparatus 100 shown in the figure includes a main body 51, an intake port 52 provided on the front side of the side surface of the main unit 51, an intake port louver 52r provided in the intake port 52,
A dust collection filter 55 provided on the downstream side of the intake port 52 for purifying dust in the air sucked from the intake port 52; a dust collection filter fixing frame 55a for fixing the dust collection filter 55;
A deodorizing filter 56 provided on the downstream side of the dust collecting filter 55 for purifying odors in the air after passing through the dust collecting filter 55; a deodorizing filter fixing frame 56a for fixing the deodorizing filter 56;
A carbon monoxide purification filter 10 provided on the downstream side of the deodorization filter 56 for purifying carbon monoxide in the air after passing through the deodorization filter 56; a carbon monoxide purification filter fixing frame 57a for fixing the carbon monoxide purification filter 10; ,
A fan 53 that is provided on the downstream side of the carbon monoxide purification filter 10 and sucks air from the intake port 52 and passes through each filter; a motor 53m that drives the fan 53;
An air outlet 54 provided on the upper surface of the main body 51 on the downstream side of the fan 53 and blowing out purified air; an air outlet louver 54r provided in the air outlet 54;
A control unit 58 for controlling the operation of the device, such as the driving of the fan, the air volume, and the driving time, and a control panel 58p provided in the control unit 58 for designating the operation status;
And a foot 59 for supporting the main body.
The fan 53 is a propeller fan in this embodiment.

前記実施形態1に対して追加された各構成要素、例えば、集塵フィルタ55、脱臭フィルタ56、制御部58などは、用途に応じ、従来の空気浄化装置において公知のものを適宜採用することができる。   Each component added to the first embodiment, for example, a dust collection filter 55, a deodorizing filter 56, a control unit 58, and the like may be appropriately selected from known air purification devices according to the application. it can.

本実施形態における一酸化炭素浄化装置100においても、前記第1の実施形態と同様に、一酸化炭素浄化フィルタ10の酸化触媒作用によって、常温で、空気中の一酸化炭素を酸化して二酸化炭素にすることで、二酸化炭素に比べて極めて毒性の強い一酸化炭素を浄化することが可能となる。   Also in the carbon monoxide purification apparatus 100 in the present embodiment, as in the first embodiment, the carbon monoxide in the air is oxidized by the oxidation catalytic action of the carbon monoxide purification filter 10 to oxidize carbon dioxide in the air. By doing so, it becomes possible to purify carbon monoxide, which is extremely toxic compared to carbon dioxide.

さらに、本実施形態における一酸化炭素浄化装置100は、一酸化炭素浄化フィルタ10で空気を浄化する前に、その空気中の塵埃を集塵フィルタ55で浄化し、さらにこの後、脱臭フィルタ56で臭気を浄化し、なるべく一酸化炭素浄化フィルタ10の前で、一酸化炭素以外の浄化すべき成分は除去できるようにしてある。このため、一酸化炭素浄化フィルタ10が、塵埃や臭気成分によって汚染されて、一酸化炭素浄化フィルタ10の寿命が短くなるのを防ぐことが可能となる。   Furthermore, the carbon monoxide purification apparatus 100 according to the present embodiment purifies dust in the air with the dust collection filter 55 before purifying the air with the carbon monoxide purification filter 10, and thereafter, with the deodorization filter 56. Odor is purified, and components to be purified other than carbon monoxide can be removed in front of the carbon monoxide purification filter 10 as much as possible. For this reason, it becomes possible to prevent the carbon monoxide purification filter 10 from being contaminated by dust and odor components and shortening the life of the carbon monoxide purification filter 10.

《第3の実施形態》
図7に、本発明による一酸化炭素浄化装置の第3の実施形態を示す。本実施形態でも、前記第2の実施形態と同様に、前記第1の実施形態に対して、その構成要素を、より具体的に示した形態例である。
同図に示す一酸化炭素浄化装置100は、装置の下面から吸気し、側面の前面から送風する下面吸気前面送風型の装置の構成例である。
<< Third Embodiment >>
FIG. 7 shows a third embodiment of the carbon monoxide purification apparatus according to the present invention. In the present embodiment, like the second embodiment, the constituent elements of the first embodiment are shown more specifically than the first embodiment.
A carbon monoxide purification apparatus 100 shown in the figure is a configuration example of a bottom intake front blower type apparatus that sucks air from the lower surface of the apparatus and blows air from the front surface of a side surface.

同図に示す一酸化炭素浄化装置100は、本体51と、本体51の下面側に設けられた吸気口52と、吸気口52に設けられた吸気口ルーバー52rと、
吸気口52の下流側に設けられ吸気口52から吸気される空気中の塵埃を浄化する集塵フィルタ55と、集塵フィルタ55を固定する集塵フィルタ固定枠55aと、
集塵フィルタ55の下流側に設けられ集塵フィルタ55通過後の空気中の臭いを浄化する脱臭フィルタ56と、脱臭フィルタ56を固定する脱臭フィルタ固定枠56aと、
脱臭フィルタ56の下流側に設けられ脱臭フィルタ56通過後の空気中の一酸化炭素を浄化する一酸化炭素浄化フィルタ10と、一酸化炭素浄化フィルタ10を固定する一酸化炭素浄化フィルタ固定枠57aと、
一酸化炭素浄化フィルタ10の下流側に設けられ、吸気口52から空気を吸気し各フィルタに通すファン53と、ファン53を駆動するモーター53mと、
本体51の側面の前面であってファン53の下流側に設けられ浄化された空気を吹き出す送風口54と、送風口54に設けられた送風口ルーバー54rと、
ファンの駆動及び風量、駆動時間など、装置の運転を制御する制御部58と、制御部58に設けられ運転状況を指定する制御パネル58pと、
本体を支持する足59と、を備える。
ファン53は、本実施形態ではシロッコファンである。
足59は、足59間の空隙から空気が吸気口52に吸い込まれるようになっている。
The carbon monoxide purification apparatus 100 shown in the figure includes a main body 51, an intake port 52 provided on the lower surface side of the main unit 51, an intake port louver 52r provided in the intake port 52,
A dust collection filter 55 provided on the downstream side of the intake port 52 for purifying dust in the air sucked from the intake port 52; a dust collection filter fixing frame 55a for fixing the dust collection filter 55;
A deodorizing filter 56 provided on the downstream side of the dust collecting filter 55 for purifying odors in the air after passing through the dust collecting filter 55; a deodorizing filter fixing frame 56a for fixing the deodorizing filter 56;
A carbon monoxide purification filter 10 provided on the downstream side of the deodorization filter 56 for purifying carbon monoxide in the air after passing through the deodorization filter 56; a carbon monoxide purification filter fixing frame 57a for fixing the carbon monoxide purification filter 10; ,
A fan 53 that is provided on the downstream side of the carbon monoxide purification filter 10 and sucks air from the intake port 52 and passes through each filter; a motor 53m that drives the fan 53;
A blower port 54 that blows out purified air that is provided on the downstream side of the fan 53 on the front surface of the side surface of the main body 51; a blower port louver 54r that is provided in the blower port 54;
A control unit 58 for controlling the operation of the device, such as the driving of the fan, the air volume, and the driving time, and a control panel 58p provided in the control unit 58 for designating the operation status
And a foot 59 for supporting the main body.
The fan 53 is a sirocco fan in this embodiment.
The foot 59 is configured such that air is sucked into the air inlet 52 from the gap between the feet 59.

本実施形態における一酸化炭素浄化装置100においても、前記第1の実施形態と同様に、一酸化炭素浄化フィルタ10の酸化触媒作用によって、常温で、空気中の一酸化炭素を酸化して二酸化炭素にすることで、二酸化炭素に比べて極めて毒性の強い一酸化炭素を浄化することが可能となる。 Also in the carbon monoxide purification apparatus 100 in the present embodiment, as in the first embodiment, the carbon monoxide in the air is oxidized by the oxidation catalytic action of the carbon monoxide purification filter 10 to oxidize carbon dioxide in the air. By doing so, it becomes possible to purify carbon monoxide, which is extremely toxic compared to carbon dioxide.

さらに、本実施形態における一酸化炭素浄化装置100も、一酸化炭素浄化フィルタ10で空気を浄化する前に、その空気中の塵埃を集塵フィルタ55で浄化し、さらにこの後、脱臭フィルタ56で臭気を浄化し、なるべく一酸化炭素浄化フィルタ10の前で、一酸化炭素以外の浄化すべき成分は除去できるようにしてある。このため、一酸化炭素浄化フィルタ10が、塵埃や臭気成分によって汚染されて、一酸化炭素浄化フィルタ10の寿命が短くなるのを防ぐことが可能となる。   Further, the carbon monoxide purification apparatus 100 in the present embodiment also purifies dust in the air with the dust collection filter 55 before purifying the air with the carbon monoxide purification filter 10, and thereafter, with the deodorization filter 56. Odor is purified, and components to be purified other than carbon monoxide can be removed in front of the carbon monoxide purification filter 10 as much as possible. For this reason, it becomes possible to prevent the carbon monoxide purification filter 10 from being contaminated by dust and odor components and shortening the life of the carbon monoxide purification filter 10.

《3》用途
本発明による一酸化炭素浄化フィルタ10の用途は、種々の場面で一酸化炭素を浄化する用途に広く用いられ得る。例えば、一酸化炭素浄化フィルタは、自動車、船舶、航空機などの乗り物の室内、或いは建物の室内なとにおける空気清浄機、エアコン、分煙機等の空調装置の空気浄化フィルタ等に好適に用いられ得る。
本発明による一酸化炭素浄化装置100は、例えば、前記空調装置として好適に用いられ得る。
<< 3 >> Applications Applications of the carbon monoxide purification filter 10 according to the present invention can be widely used for applications for purifying carbon monoxide in various situations. For example, a carbon monoxide purification filter is suitably used as an air purification filter for an air purifier, an air conditioner, a smoke distributor, or the like in a vehicle, a vehicle, a vehicle, or a vehicle. obtain.
The carbon monoxide purification apparatus 100 according to the present invention can be suitably used, for example, as the air conditioner.

以下に本発明を実施例によってさらに詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例により限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

〔実施例1〕
(金ナノ粒子触媒1の作製)
金ナノ粒子触媒1として、金ナノ粒子2を酸化チタン粒子の無機物粒子3に担持したものを、酸化チタン粒子(日本アエロジル株式会社製、AEROXIDE(登録商標)TiO2 P25、平均一次粒子径約21nm、比表面積50±15m2/g、平均粒子径4μm)と四塩化金酸を用いて、析出沈殿法(特公平6−29137号公報(特許第1904258号)など参照)によって合成した。
前記平均粒子径は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(株式会社堀場製作所製 LA−920)にて分散媒にイオン交換水を用いて測定したメジアン径である。
[Example 1]
(Preparation of gold nanoparticle catalyst 1)
As the gold nanoparticle catalyst 1, gold nanoparticle 2 supported on inorganic particles 3 of titanium oxide particles was prepared by using titanium oxide particles (Nippon Aerosil Co., Ltd., AEROXIDE (registered trademark) TiO 2 P25, average primary particle diameter of about 21 nm). And a specific surface area of 50 ± 15 m 2 / g, an average particle diameter of 4 μm) and tetrachloroauric acid were synthesized by a precipitation method (see Japanese Patent Publication No. 6-29137 (Patent No. 1904258)).
The average particle diameter is a median diameter measured using ion-exchanged water as a dispersion medium with a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer (LA-920, manufactured by Horiba, Ltd.).

(インキ化:触媒インキの調製)
上記金ナノ粒子触媒1を20mlのサンプル管に0.12g計り取った。次に、計り取った金ナノ粒子触媒1の重量の19倍の重量の無水エタノールを溶媒として加えることで、固形分濃度を5wt%とした。そこに直径1.0mmのジルコニアビーズを4.0g投入して15分間振ることで、金ナノ粒子触媒1をエタノールに分散させた分散液を調製した。この分散液中のジルコニアビーズを沈降させて除去して、触媒インキを調製した。
(Inking: Preparation of catalyst ink)
0.12 g of the gold nanoparticle catalyst 1 was weighed into a 20 ml sample tube. Next, absolute ethanol having a weight 19 times the weight of the weighed gold nanoparticle catalyst 1 was added as a solvent, so that the solid concentration was 5 wt%. Then, 4.0 g of zirconia beads having a diameter of 1.0 mm was added and shaken for 15 minutes to prepare a dispersion liquid in which the gold nanoparticle catalyst 1 was dispersed in ethanol. The zirconia beads in this dispersion were settled and removed to prepare a catalyst ink.

(塗布:フィルタ作製)
上記で調製した触媒インキを、分散直後にフィルタ基材4に塗布した。フィルタ基材4としては、スパンボンド法及びサーマルボンド法で作製されたポリプロピレン製の不織布(旭化成せんい株式会社製、エルタスクリンプ(登録商標)PC8045、目付45g/m2)を用いた。触媒インキのフィルタ基材4に対する塗布は、約10cm角にカットしたフィルタ基材4を、ガラス基板上に置き、分散直後の触媒インキをスポイトで満遍なく振り掛けて塗布した後、110℃のホットプレート上でガラス基板ごと10分間乾燥させて溶媒を除去することで、一酸化炭素浄化フィルタ10を得た。
(Coating: filter production)
The catalyst ink prepared above was applied to the filter substrate 4 immediately after dispersion. As the filter substrate 4, a polypropylene nonwoven fabric (manufactured by Asahi Kasei Fibers Co., Ltd., Ertask Limp (registered trademark) PC8045, weight per unit area: 45 g / m 2 ) produced by a spunbond method and a thermal bond method was used. Application of the catalyst ink to the filter base material 4 is performed by placing the filter base material 4 cut to about 10 cm square on a glass substrate, sprinkling the catalyst ink just after dispersion evenly with a dropper, and then applying it on a hot plate at 110 ° C. The carbon monoxide purification filter 10 was obtained by drying the whole glass substrate for 10 minutes and removing the solvent.

図4は、得られた一酸化炭素浄化フィルタ10を、走査型電子顕微鏡(SEM)で観察した拡大写真を示す。図8は、同一条件で観察した、触媒インキ塗布前のフィルタ基材4の拡大写真を示す。
図4に示されているように、凝集した金ナノ粒子触媒1の粒子が、フィルタ基材4の不織布の繊維表面を、略満遍なく付着した状態で、フィルタ基材4に固定されていることが確認された。また、フィルタ基材4は、断面が偏平形状で繊維径が約40μmであることがわかる。
FIG. 4 shows an enlarged photograph of the obtained carbon monoxide purification filter 10 observed with a scanning electron microscope (SEM). FIG. 8 shows an enlarged photograph of the filter base 4 before application of the catalyst ink, observed under the same conditions.
As shown in FIG. 4, the aggregated gold nanoparticle catalyst 1 particles are fixed to the filter base material 4 in a state where the non-woven fiber surface of the filter base material 4 is substantially uniformly attached. confirmed. Moreover, it turns out that the filter base material 4 has a flat cross section and a fiber diameter of about 40 μm.

〔実施例2〕
(金ナノ粒子触媒1)
金ナノ粒子触媒1には実施例1において作製したものを用いた。
[Example 2]
(Gold nanoparticle catalyst 1)
The gold nanoparticle catalyst 1 used in Example 1 was used.

(インキ化:触媒インキの調製)
上記金ナノ粒子触媒1を20mlのサンプル管に0.12g計り取った。次に、計り取った金ナノ粒子触媒1の重量の19倍の重量の無水エタノールを溶媒として加えることで、固形分濃度を5wt%とした。そこに撹拌子を投入し、マグネティックスターラーを用いて15分間撹拌することで、金ナノ粒子触媒1をエタノールに分散させた触媒インキを調製した。
(Inking: Preparation of catalyst ink)
0.12 g of the gold nanoparticle catalyst 1 was weighed into a 20 ml sample tube. Next, absolute ethanol having a weight 19 times the weight of the weighed gold nanoparticle catalyst 1 was added as a solvent, so that the solid concentration was 5 wt%. A stir bar was introduced therein and stirred for 15 minutes using a magnetic stirrer to prepare a catalyst ink in which the gold nanoparticle catalyst 1 was dispersed in ethanol.

(塗布:フィルタ作製)
上記で調製した触媒インキを、分散直後にフィルタ基材4に塗布した。塗布及びその後の乾燥は、実施例1と同様にして行って、一酸化炭素浄化フィルタ10を得た。
(Coating: filter production)
The catalyst ink prepared above was applied to the filter substrate 4 immediately after dispersion. Application and subsequent drying were performed in the same manner as in Example 1 to obtain a carbon monoxide purification filter 10.

図9は、得られた一酸化炭素浄化フィルタ10を、走査型電子顕微鏡(SEM)で観察した拡大写真を示す。図9は、図に示すように、実施例1の拡大写真の図4とは観察倍率が異なる。
一酸化炭素浄化フィルタ10は、図9に示されているように、実施例1の場合に比べてより大きな固まりとなって凝集した金ナノ粒子触媒1が、フィルタ基材4の不織布の繊維間に、からみつくような状態で、フィルタ基材4に付着しているものがあることが確認された。
FIG. 9 shows an enlarged photograph of the obtained carbon monoxide purification filter 10 observed with a scanning electron microscope (SEM). As shown in FIG. 9, the observation magnification is different from that of the enlarged photograph of Example 1 shown in FIG.
As shown in FIG. 9, in the carbon monoxide purification filter 10, the gold nanoparticle catalyst 1 aggregated in a larger mass than that in Example 1 is formed between the fibers of the nonwoven fabric of the filter base 4. In addition, it was confirmed that there was something adhering to the filter substrate 4 in a tangled state.

フィルタ基材4に付着している金ナノ粒子触媒1の凝集粒子の大きさが、実施例1に比べて大きい理由は、触媒インキを作製時の分散力が弱いために、インキ化の過程で金ナノ粒子触媒1の分散が弱く、凝集状態が大きいものが存在するためである。そして、この凝集の大きな金ナノ粒子触媒1が、そのまま、或いは再度凝集してさらに大きな粒子となって、フィルタ基材4に付着したことによる。   The reason why the size of the agglomerated particles of the gold nanoparticle catalyst 1 adhering to the filter substrate 4 is larger than that of Example 1 is that the dispersion force at the time of preparing the catalyst ink is weak, so This is because the gold nanoparticle catalyst 1 is weakly dispersed and has a large aggregation state. This is because the highly aggregated gold nanoparticle catalyst 1 is adhered to the filter substrate 4 as it is or agglomerated again to form larger particles.

〔性能評価〕
上記で得た一酸化炭素浄化フィルタ10について、一酸化炭素浄化性能、及び、金ナノ粒子触媒1の付着性を評価した。
[Performance evaluation]
About the carbon monoxide purification filter 10 obtained above, carbon monoxide purification performance and adhesion of the gold nanoparticle catalyst 1 were evaluated.

(一酸化炭素浄化性能の評価)
ジグに固定した一酸化炭素浄化フィルタ10に、窒素と酸素とが大気と同じ割合に混合され、さらに800ppmの濃度の一酸化炭素を混合した合成空気を、室温23℃で、時間あたり面積あたりでの流量1cm3/(min・cm2)で通気し、通気後での一酸化炭素の減少量及び二酸化炭素の増加量を測定することで一酸化炭素から二酸化炭素への変換率を求めた。
その結果、実施例1及び実施例2ともに、変換率は0.09であり、一酸化炭素を酸化除去して浄化する性能があることが確認された。
上記変換率は、一酸化炭素に対して、通気前濃度〔ppm〕及び通気後濃度〔ppm〕から下式により算出した値である。
変換率=(通気前濃度−通気後濃度)/通気前濃度
(Evaluation of carbon monoxide purification performance)
Synthetic air in which nitrogen and oxygen are mixed at the same ratio as the atmosphere and carbon monoxide at a concentration of 800 ppm is mixed with carbon monoxide purification filter 10 fixed to a jig at a room temperature of 23 ° C. per area per hour. The flow rate was 1 cm 3 / (min · cm 2 ), and the conversion rate from carbon monoxide to carbon dioxide was determined by measuring the decrease amount of carbon monoxide and the increase amount of carbon dioxide after aeration.
As a result, in both Example 1 and Example 2, the conversion rate was 0.09, and it was confirmed that the carbon monoxide was capable of purifying by oxidation removal.
The said conversion rate is the value computed with the following formula from the density | concentration [ppm] before ventilation | gas_flowing, and the density | concentration [ppm] after ventilation | gas_flowing with respect to carbon monoxide.
Conversion rate = (concentration before ventilation-concentration after ventilation) / concentration before ventilation

(付着性の評価)
金ナノ粒子触媒1のフィルタ基材4に対する付着性は、一酸化炭素浄化フィルタ10を、清浄な洗浄済みガラス基板上で軽く振り、ガラス基板の表面に落下した金ナノ粒子触媒1の脱落粒子数を計数することで評価した。
その結果、実施例2では100個以上の脱落粒子が確認されたのに対して、実施例1では脱落粒子が確認されなかった。
(Evaluation of adhesion)
The adhesion property of the gold nanoparticle catalyst 1 to the filter base 4 is determined by the number of dropped particles of the gold nanoparticle catalyst 1 dropped on the surface of the glass substrate by lightly shaking the carbon monoxide purification filter 10 on a clean glass substrate. Was evaluated by counting.
As a result, 100 or more shed particles were confirmed in Example 2, whereas no shed particles were confirmed in Example 1.

(評価総括)
実施例1の一酸化炭素浄化フィルタ10は、金ナノ粒子触媒1がフィルタ基材4によく付着していた。一方、実施例2の一酸化炭素浄化フィルタは、実施例1に比べると、脱落粒子が認められ付着性は劣った。
ただし、一酸化炭素の浄化性能は、実施例1及び実施例2ともに同じであった。
このため、実施例2のものは、フィルタ表裏を、不織布や多孔質体などのフィルタ基材4を保護用として挟むなど、金ナノ粒子触媒1が脱落するような外力が加えられないようにして用いれば、実施例1と同様な浄化性能を維持できると判断される。
(Summary of evaluation)
In the carbon monoxide purification filter 10 of Example 1, the gold nanoparticle catalyst 1 was well attached to the filter base 4. On the other hand, compared with Example 1, the carbon monoxide purification filter of Example 2 was found to have fallen particles and poor adhesion.
However, the purification performance of carbon monoxide was the same in both Example 1 and Example 2.
For this reason, in Example 2, the filter front and back are sandwiched with a filter base 4 such as a nonwoven fabric or a porous material for protection so that an external force that causes the gold nanoparticle catalyst 1 to fall off is not applied. If it uses, it will be judged that the purification performance similar to Example 1 can be maintained.

なお、実施例1が実施例2に比べて付着性がよくなる理由は、インキ化のときに、金ナノ粒子触媒1の分散をよりよくして、凝集を減らして微細化した方が、フィルタ基材4表面での再凝集の傾向が大きくなり、また、フィルタ基材4の不織布の繊維径よりも凝集した金ナノ粒子触媒1の粒子径を小さくでき、フィルタ基材4が金ナノ粒子触媒1を担持しやすくなるためであると判断される。   In addition, the reason why Example 1 has better adhesion than Example 2 is that the gold nanoparticle catalyst 1 is more well dispersed and reduced in agglomeration to reduce the size of the filter base when inking. The tendency of reaggregation on the surface of the material 4 is increased, and the particle diameter of the aggregated gold nanoparticle catalyst 1 can be made smaller than the fiber diameter of the nonwoven fabric of the filter base material 4. It is judged that this is because it becomes easier to carry the.

1 金ナノ粒子触媒
2 金ナノ粒子
3 無機物粒子
4 フィルタ基材
10 一酸化炭素浄化フィルタ
51 本体
52 吸気口
52r 吸気口ルーバー
53 ファン
53m モーター
54 送風口
54r 送風口ルーバー
55 集塵フィルタ
55a 集塵フィルタ固定枠
56 脱臭フィルタ
56a 脱臭フィルタ固定枠
57a 一酸化炭素浄化フィルタ固定枠
58 制御部
58p 制御パネル
59 足
100 一酸化炭素浄化装置
Ac 浄化空気
Ad 汚染空気
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gold nanoparticle catalyst 2 Gold nanoparticle 3 Inorganic particle 4 Filter base material 10 Carbon monoxide purification filter 51 Main body 52 Inlet 52r Inlet louver 53 Fan 53m Motor 54 Air outlet 54r Air outlet louver 55 Dust collection filter 55a Dust collection filter Fixed frame 56 Deodorizing filter 56a Deodorizing filter fixing frame 57a Carbon monoxide purification filter fixing frame 58 Control unit 58p Control panel 59 Foot 100 Carbon monoxide purification device Ac Purified air Ad Contaminated air

Claims (4)

金ナノ粒子を無機物粒子に担持した金ナノ粒子触媒と、前記金ナノ粒子触媒を分散する溶媒とからなる触媒インキを、
フィルタ基材に接触させた後、前記溶媒を乾燥除去することで、前記フィルタ基材の表面に凝集された前記金ナノ粒子触媒を付着させる、
一酸化炭素浄化フィルタの製造方法。
A catalyst ink comprising a gold nanoparticle catalyst having gold nanoparticles supported on inorganic particles, and a solvent in which the gold nanoparticle catalyst is dispersed,
After contacting the filter base material, the gold nanoparticle catalyst aggregated on the surface of the filter base material is attached by removing the solvent by drying.
A method for producing a carbon monoxide purification filter.
前記触媒インキ中の金ナノ粒子触媒の平均粒子径が、5μm以下である、請求項1に記載の一酸化炭素浄化フィルタの製造方法。   The manufacturing method of the carbon monoxide purification filter of Claim 1 whose average particle diameter of the gold nanoparticle catalyst in the said catalyst ink is 5 micrometers or less. 金ナノ粒子を無機物粒子に担持した金ナノ粒子触媒と、フィルタ基材とを含み、前記金ナノ粒子触媒が前記フィルタ基材の表面に凝集されて付着している、一酸化炭素浄化フィルタ。   A carbon monoxide purification filter comprising a gold nanoparticle catalyst in which gold nanoparticles are supported on inorganic particles and a filter base material, wherein the gold nanoparticle catalyst is aggregated and adhered to the surface of the filter base material. 請求項3に記載の一酸化炭素浄化フィルタを備える、一酸化炭素浄化装置。   A carbon monoxide purification device comprising the carbon monoxide purification filter according to claim 3.
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