JP2020049411A - フィルター - Google Patents

Abstract

【課題】優れた消臭性を有するフィルターを提供する。【解決手段】平均細孔径が１ｍｍ以上５ｍｍの範囲のフィルター本体と、前記フィルター本体に担持され、金属原子及び炭化水素基を有する金属化合物が酸素原子を介して表面に結合し、かつ可視吸収スペクトルにおいて波長４５０ｎｍ及び７５０ｎｍに吸収を持つチタン化合物粒子からなる光触媒粒子と、を有するフィルター。【選択図】図２

Description

本発明は、フィルターに関する。

空気や水を浄化する方法として、光触媒作用を利用し、汚れや臭気物質を分解除去する方法が知られている。例えば、不織布などの繊維表面にアナターゼ型酸化チタンなどの光触媒粒子を担持したフィルターにＵＶ照射することで、フィルターに吸着した汚れや臭気成分を分解する各種浄化装置が提案されている。そして、光触媒粒子を担持したフィルターとしては、種々のフィルターが提案されている。

例えば、特許文献１には、「金属が被覆された可撓性多孔質体に光触媒が担持されている、光触媒担持体であって、該金属がチタンであり、そして該光触媒が二酸化チタンである、光触媒担持体」が開示されている。
特許文献２には、「多孔質化法によって多孔質化されて複数の微細孔が設けられる有機繊維と、該有機繊維の表面に前記微細孔を埋め尽くすことがない厚みで担持される光触媒とを備えた光触媒担持体であって、前記有機繊維は、光透過性を有することを特徴とする光触媒担持体」が開示されている。
特許文献３には、「シート状のフィルター基体と、前記フィルター基体に担持された光触媒層とを備える光触媒フィルターであって、前記光触媒層は、４００ｎｍ以上の波長の光を受光することにより光触媒作用を示し、前記光触媒フィルターの開口率は、３５％以上８０％以下であることを特徴とする光触媒フィルター」が開示されている。

特許文献４には、「気孔率が８５容量％以上のスポンジ状多孔質構造体（Ａ）表面に、アナタース型の酸化チタン皮膜が形成されてなり、且つ、前記スポンジ状多孔質構造体（Ａ）が、炭化ケイ素とシリコンとからなるスポンジ状多孔質構造（Ｂ）からなるとともに、前記スポンジ状多孔質構造（Ｂ）を構成するスポンジ状骨格の架橋太さの平均が１ｍｍ以下であり、且つ、シリコンと炭化ケイ素との組成のモル比（Ｓｉ／ＳｉＣ）が０．１〜４であることを特徴とする可視光応答型３次元微細セル構造光触媒フィルター。」が開示されている。
特許文献５には、「気孔率が８５容量％以上のスポンジ状多孔質構造体（Ａ）表面に、アナタース型の酸化チタン皮膜が形成されてなり、且つ、前記スポンジ状多孔質構造体（Ａ）が、（１）アモルファス炭素、並びに、シリコン、（２）シリコン、並びに、炭化ケイ素、（３）アモルファス炭素、（４）チタン、並びに、炭素、からなる群より選ばれる何れか一種からなるスポンジ状多孔質構造（Ｂ）からなることを特徴とする可視光応答型３次元微細セル構造光触媒フィルター。」が開示されている。
特許文献６には、「平均開孔径が５０〜２００μｍ、比表面積が１００〜１５００ｍ２／ｇであり、材質がシリカゲルである透光性ハニカム構造体。」が開示されている。

特許第６０７８３３６号公報 特許第５０８３２９５号公報 特開２０１８−００４９９６号公報 特許第５３４４４８９号公報 特許第４８０３６５３号公報 特許第４２２２４８９号公報

光触媒粒子を担持した従来のフィルターでは、光透過性を確保しようと、フィルターの平均細孔径を増加させると、消臭性が低下する傾向がある。一方で、フィルターの平均細孔径を低減すると、消臭性が低下する傾向がある。

本発明の課題は、平均細孔径が１ｍｍ以上５ｍｍの範囲のフィルター本体と、フィルター本体に担持された、可視吸収スペクトルにおいて波長４５０ｎｍ及び７５０ｎｍに吸収を有しないチタン系化合物粒子からなる光触媒粒子と、を有するフィルターに比べ、優れた消臭性を有するフィルターを提供することである。

前記課題を解決するための具体的手段には、下記の態様が含まれる。

＜１＞
平均細孔径が１ｍｍ以上５ｍｍの範囲のフィルター本体と、
前記フィルター本体に担持され、金属原子及び炭化水素基を有する金属化合物が酸素原子を介して表面に結合し、かつ可視吸収スペクトルにおいて波長４５０ｎｍ及び７５０ｎｍに吸収を持つチタン化合物粒子からなる光触媒粒子と、
を有するフィルター。
＜２＞
前記光触媒粒子が、可視吸収スペクトルにおいて波長４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の全範囲に吸収を持つ＜１＞に記載のフィルター。
＜３＞
前記光触媒粒子が、赤外吸収スペクトルにおける２７００ｃｍ^−１〜３０００ｃｍ^−１に吸収ピークを持つチタン化合物粒子である＜１＞または＜2＞に記載のフィルター。
＜４＞
前記光触媒粒子が、メタチタン酸粒子、酸化チタン粒子、酸化チタンエアロゲル粒子、およびシリカチタニア複合エアロゲル粒子からなる群から選択される少なくとも１種の粒子である＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載のフィルター。
＜５＞
前記光触媒粒子の平均粒径が、０．０１μｍ以上０．５μｍ以下である＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載のフィルター。
＜６＞
前記光触媒粒子の平均粒径が、０．０２μｍ以上０．１５μｍ以下である＜５＞に記載のフィルター。
＜７＞
前記光触媒粒子の平均粒径と前記フィルター本体の平均細孔径との比（平均粒径／平均細孔径）が、０．００２×１０^−３以上０．５×１０^−３以下である＜１＞〜＜６＞のいずれか１項に記載のフィルター。
＜８＞
前記光触媒粒子の平均粒径と前記フィルター本体の平均細孔径との比（平均粒径／平均細孔径）が、０．００４×１０^−３以上０．１５×１０^−３以下である＜７＞に記載のフィルター。
＜９＞
前記光触媒粒子が、メタチタン酸粒子である＜１＞〜＜８＞のいずれか１項に記載のフィルター。
＜１０＞
前記フィルター本体が、セラミック製である＜１＞〜＜９＞のいずれか１項に記載のフィルター。
＜１１＞
フィルターの可視光透過率が１０％以上７０％以下の範囲である＜１＞〜＜１０＞のいずれか１項に記載のフィルター。
＜１２＞
前記フィルター本体の光反射率が１０％以上９０％以下の範囲である＜１＞〜＜１１＞のいずれか１項に記載のフィルター。
＜１３＞ ＣＩＥ１９７６Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系における前記フィルター本体のＬ^＊値が３５％以上９０％以下の範囲である＜１＞〜＜１２＞のいずれか１項に記載のフィルター。

＜１＞、＜２＞、＜３＞、又は＜４＞に係る発明によれば、平均細孔径が１ｍｍ以上５ｍｍの範囲のフィルター本体と、フィルター本体に担持されたアナターゼ型酸化チタン粒子からなる光触媒粒子と、を有するフィルターに比べ、優れた消臭性を有するフィルターが提供される。
＜５＞、又は＜６＞に係る発明によれば、光触媒粒子の平均粒径が０．０１μｍ未満又は０．５μｍ超えの場合に比べ、優れた消臭性を有するフィルターが提供される。
＜７＞、又は＜８＞に係る発明によれば、光触媒粒子の平均粒径とフィルター本体の平均細孔径との比（平均粒径／平均細孔径）が、０．００２×１０^−３未満又は０．５×１０^−３超えである場合に比べ、優れた消臭性を有するフィルターが提供される。
＜９＞に係る発明によれば、光触媒粒子がメタチタン酸粒子以外の光触媒粒子である場合に比べ、優れた消臭性を有するフィルターが提供される。
＜１０＞に係る発明によれば、平均細孔径が１ｍｍ以上５ｍｍの範囲のフィルター本体と、フィルター本体に担持されたアナターゼ型酸化チタン粒子からなる光触媒粒子と、を有するフィルターに比べ、優れた消臭性を有するセラミック製のフィルターが提供される。
＜１１＞に係る発明によれば、フィルターの光透過率が１０％未満である場合に比べ、優れた消臭性を有するフィルターが提供される。
＜１２＞に係る発明によれば、フィルター本体の光反射率が１０％未満又は９０％超えである場合に比べ、優れた消臭性を有するフィルターが提供される。
＜１３＞に係る発明によれば、ＣＩＥ１９７６Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系におけるフィルター本体のＬ^＊値が３５％未満又は９０％超えである場合に比べ、優れた消臭性を有するフィルターが提供される。

図１は、本実施形態に係るフィルターの一例を示す概略斜視図である。 図２は、本実施形態に係るフィルターの一例を示す概略拡大図である。 図３は、光触媒粒子の担持状態を説明するための概略構成図である。 図４は、光触媒粒子の担持状態を説明するための概略構成図である。 図５は、シリカチタニア複合粒子の元素プロファイルの一例であり、上から順に、チタンの元素プロファイル、ケイ素の元素プロファイル、炭素の元素プロファイルである。

以下に、本発明の一例である実施形態を説明する。これらの説明及び実施例は実施形態を例示するものであり、発明の範囲を制限するものではない。

本明細書において、組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
「ＸＰＳ」とは、Ｘ−ｒａｙ Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（Ｘ線光電子分光）の略である。

本実施形態に係るフィルターは、平均細孔径が１ｍｍ以上５ｍｍの範囲のフィルター本体と、フィルター本体に担持された光触媒粒子と、を有する。
そして、光触媒粒子は、金属原子及び炭化水素基を有する金属化合物が酸素原子を介して表面に結合し、かつ可視吸収スペクトルにおいて波長４５０ｎｍ及び７５０ｎｍに吸収を持つチタン化合物粒子（以下、「特定のチタン化合物粒子」とも称する。）からなる。

本実施形態に係るフィルターは、優れた消臭性を有する。その理由は、次の通りと推測される。

光触媒粒子を担持した従来のフィルターでは、光透過性を確保しようと、フィルターの平均細孔径を増加させると、光触媒粒子での臭気成分の吸着性が低下し、消臭性が低下する傾向がある。フィルターの平均細孔径を増加させると、フィルターの通気量又は通液量も増加する。そして、通気量又は通液量が増加した分、光触媒粒子の表面への臭気成分の接触機会が低減する。そのため、消臭性が低下する傾向がある。
一方で、フィルターの平均細孔径を低減すると、光透過性も低下し、光触媒粒子による光触媒能が発揮され難くなり、消臭性が低下する傾向がある。

それに対して、光触媒粒子としての「特定のチタン化合物粒子」は、金属原子及び炭化水素基を有する金属化合物が酸素原子を介して表面に結合しており、表面が高い粘着性を有することから、臭気成分の吸着性が高い。また、疎水性も高いため、分散性も高い。
その上、特定のチタン化合物粒子に、可視吸収スペクトルにおいて波長４５０ｎｍ及び７５０ｎｍに吸収を持っており、可視光領域における光触媒機能が高い。
このような、分散性および吸着性と共に光触媒機能が高い光触媒粒子を、平均細孔径が１ｍｍ以上５ｍｍの範囲のフィルター本体に担持させると、均一に近い状態で、吸着性が高い光触媒が担持されることになる。それにより、フィルターに対する気体又は液体の流通量を増加させつつ、光触媒粒子による臭気成分の吸着量も高められる。そのため、優れた消臭性を有するフィルターが実現できる。

以上から、本実施形態に係るフィルターは、優れた消臭性を有すると推測される。

また、本実施形態に係るフィルターにおいて、特定のチタン化合物粒子からなる光触媒粒子は、表面の粘着性が高いため、フィルター本体からの光触媒粒子の離脱も抑制される。その結果、消臭維持性も高い。

以下、本実施形態に係るフィルターの一例について、図面を参照しつつ説明する。

本実施形態に係るフィルター１０１は、図１に示すように、フィルター本体２０と、フィルター本体２０に担持された光触媒粒子１０と、を有している。

［フィルター本体２０］
フィルター本体２０は、光触媒粒子１０を担持させる対象のフィルターである。
フィルター本体２０は、自身が、通気性および通液性を有し、かつフィルター機能を有する部材である。
フィルター本体２０は、柔軟性を有する部材でも、剛性を有する部材でもよい。つまり、フィルター本体２０は、自己支持性を有していても、有していなくてもよい。

フィルター本体２０の平均細孔径は、１ｍｍ以上５ｍｍの範囲であり、例えば、光触媒粒子の粒径よりも、大きい。
具体的には、フィルター本体２０の平均細孔径は、１ｍｍ以上４μｍ以下が好ましく、１．５μｍ以上３μｍ以下がより好ましい。

フィルター本体２０の平均細孔径は、次の通り測定される。
フィルター本体２０を走査型電子顕微鏡（株式会社日立製作所製、Ｓ−４１００）により観察して画像を撮影する。この際、走査型電子顕微鏡をフィルター本体２０の細孔が複数個所観察できる倍率に調整して画像を撮影し平均細孔径を測定する。
例えば、フィルター本体２０が、セラミック多孔質体等の多孔質体で構成されている場合、細孔は楕円形又は不定形であるため、細孔の長径（つまり最大径）を細孔径とする。
また、例えば、フィルター本体２０が、不織布、織物等の繊維状の材料で構成されている場合、細孔は繊維が織り重なっているため、厚み方向に貫通する細孔（すなわち表側から裏側が透けて見える空隙部）の最大径を細孔径とする。
このようにして細孔径を１０箇所から５０箇所測定し、その平均値を平均細孔径とする。

なお、フィルター本体２０の平均細孔径は、後述するフィルター本体を構成する材料（例えば、繊維状の材料、樹脂多孔質体（樹脂多孔質膜（メンブレン）、スポンジ等）、金属多孔質体、セラミック多孔質体等）自体の平均細孔径を示す。

フィルター本体２０を構成する材料は、繊維状の材料、樹脂多孔質体（樹脂多孔質膜（メンブレン）、スポンジ等）、金属多孔質体、セラミック多孔質体等が挙げられる。
繊維状の材料としては、織物、編物、不織布が挙げられる。繊維状の材料は、綿、絹、ポリエステル繊維、ナイロン繊維などの織物又は編物；綿、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、セルロース繊維、アラミド繊維、ガラス繊維などの不織布が好ましい。なお、通気性、通液性、柔軟性、剛性および光触媒粒子の付着性（担持性）などのフィルター１１０のフィルター性能の観点から、繊維状の材料の繊維径は、０．５μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、１μｍ以上２０μｍ以下がより好ましい。
樹脂多孔質体としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルスルフォンなどの樹脂多孔質膜（メンブレン）；ウレタン、ポリプロピレン等のスポンジ等が挙げられる。
紙としては、セルロースの濾紙等が挙げられる。
金属多孔質体としては、ＳＵＳ、アルミ、ニッケル等の金属又は合金を焼結させた金属多孔質体が挙げられる。
セラミック多孔質体等としては、セラミックを焼結させたセラミック多孔質体が挙げられる。

これらの中でも、フィルター本体２０は、光触媒の有機物分解性の観点から、セラミック多孔質体が好ましい。つまり、フィルター本体２０は、セラミック製であることが好ましい。

フィルター本体２０の形状は、特に制限はなく、板状、円柱状、円筒状、角柱状、角筒状の周知の形状であればよい。なお、図１は、円筒状のフィルター本体２０を示している。
また、フィルター本体２０形状は、上記フィルター本体２０を構成する材料によるハニカム構造を有していてもよい。

［光触媒粒子］
光触媒粒子１０は、例えば、フィルター本体２０の細孔の壁面（フィルター本体２０が繊維状の材料で構成されている場合、細孔の繊維の表面）に付着している（図２参照）。なお、図２中、２０Ａはフィルター本体２０の細孔を示す。

例えば、光触媒粒子１０が、メタチタン酸粒子、酸化チタン粒子の場合、光触媒粒子１０は、図３に示すように、一次粒子の状態でフィルター本体２０の細孔の壁面に付着していることが好ましい。
また、例えば、光触媒粒子１０が、酸化チタンエアロゲル粒子、およびシリカチタニア複合エアロゲル粒子の場合、光触媒粒子１０は、図４に示すように、エアロゲル構造を有する凝集体として、フィルター本体２０の細孔の壁面に付着していることが好ましい。
なお、「エアロゲル構造」とは、一次粒子が多孔構造を形成しつつ凝集した構造を指し、ナノメートルオーダー径の粒状物が集合したクラスター構造を有し、内部が３次元網目状の微細構造を示す。

以下、光触媒粒子１０の詳細について説明する。ただし、符号は省略して説明する。
光触媒粒子は、可視吸収スペクトルにおいて波長４５０ｎｍ及び７５０ｎｍに吸収を持つ光触媒粒子である。それにより、可視光による高い光触媒機能を有する。
具体的には、光触媒粒子は、金属原子及び炭化水素基を有する金属化合物が酸素原子を介して表面に結合した粒子である。

金属原子及び炭化水素基を有する金属化合物が酸素原子を介して表面に結合した粒子は、例えば、未処理の粒子（例えば、未処理の、メタチタン酸粒子、酸化チタン粒子、酸化チタンエアロゲル粒子、およびシリカチタニア複合エアロゲル粒子）を、炭化水素基を有する金属化合物により表面処理し、そして、加熱処理により前記炭化水素基の少なくとも一部を酸化してＣ−Ｏ結合又はＣ＝Ｏ結合に変化させることにより得られる。詳細な機序は不明であるが、炭素原子が適度に酸化されている有機金属化合物と酸素原子とチタン原子（又はケイ素原子）とが共有結合で順に連なっている構造が粒子の表面に存在することにより、粒子表面が波長４５０ｎｍ及び７５０ｎｍに光吸収性を示し、粒子が可視光による光触媒機能（可視光応答性）を発現すると推測される。
ここで、以下、金属原子及び炭化水素基を有する金属化合物を、単に「有機金属化合物」とも称する。

光触媒粒子は、可視光領域においても高い光触媒機能を発現することに加えて、下記の観点からも有利である。
一般的に、未処理の粒子（例えば、未処理の、メタチタン酸粒子、酸化チタン粒子、酸化チタンエアロゲル粒子、およびシリカチタニア複合エアロゲル粒子）は、親水性が高く、また粒子凝集性が高いため、フィルター本体に対する分散性および付着性が悪い傾向がある。
一方、光触媒粒子が、表面に有機金属化合物に由来する炭化水素基を有することで、疎水性が高まり、フィルター本体に対する分散性および付着性がよくなる。そのため、光触媒粒子は、フィルター本体の表面に均一に近い状態で付着し、かつフィルター本体から離脱し難くなる。

−未処理の粒子−
有機金属化合物により表面処理する対象の粒子（未処理の粒子）は、例えば、未処理のチタン化合物粒子が挙げられる。未処理のチタン化合物粒子としては、メタチタン酸粒子、酸化チタン粒子、酸化チタンエアロゲル粒子、シリカチタニア複合エアロゲル粒子等の未処理の粒子が好適に挙げられる。これらの中でも、消臭性向上の観点から、未処理のメタチタン酸粒子が好ましい。
つまり、光触媒粒子としては、メタチタン酸粒子、酸化チタン粒子、酸化チタンエアロゲル粒子、およびシリカチタニア複合エアロゲル粒子からなる群から選択される少なくとも１種の粒子が好適に挙げられる。そして、メタチタン酸粒子が好ましい。

ここで、エアロゲル構造を有する凝集体として、光触媒粒子をフィルター本体の表面に付着させる場合、未処理のチタン化合物粒子は、未処理の酸化チタンエアロゲル粒子、及びシリカチタニア複合エアロゲル粒子の少なくとも一種を適用することがよい。

−未処理のメタチタン酸粒子−
未処理のメタチタン酸粒子は、チタン酸水和物ＴｉＯ_２・ｎＨ_２Ｏのうち、ｎ＝１のチタン酸の粒子をいう。
未処理のメタチタン酸粒子の製法は、特に制限はないが、例えば、塩素法（気相法）、硫酸法（液相法）が挙げられ、硫酸法（液相法）が好ましい。
硫酸法（液相法）の一例は、次の通りである。まず、原料であるイルメナイト鉱石（ＦｅＴｉＯ_３）又はチタンスラグを濃硫酸に溶解させ、不純物である鉄成分を硫酸鉄（ＦｅＳＯ_４）として分離し、一度、オキシ硫酸チタン（ＴｉＯＳＯ_４）とする（硫酸チタニル溶液）。次に、オキシ硫酸チタン（ＴｉＯＳＯ_４）を加水分解することにより、未処理のメタチタン酸［オキシ水酸化チタン（ＴｉＯ（ＯＨ）_２）］粒子が得られる。

−未処理の酸化チタン粒子−
未処理の酸化チタン粒子としては、例えば、ブルッカイト型、アナターゼ型、ルチル型等の酸化チタンの粒子が挙げられる。酸化チタン粒子は、ブルッカイト、アナターゼ、ルチル等の単結晶構造を有してもよく、これら結晶が共存する混晶構造を有してもよい。
未処理の酸化チタン粒子の製法は、特に制限はないが、例えば、塩素法（気相法）、硫酸法（液相法）が挙げられる。

−未処理の酸化チタンエアロゲル粒子−
未処理の酸化チタンエアロゲル粒子は、チタンアルコキシドを材料に用いたゾルゲル法により製造することがよい。
なお、未処理の酸化チタンエアロゲル粒子は、チタンアルコキシドの加水分解縮合物からなることが好ましい。ただし、チタンアルコキシドのアルコキシ基の一部が未反応のまま粒子に残留していてもよい。

以下、未処理の酸化チタンエアロゲル粒子の製造方法について説明する。
未処理の酸化チタンエアロゲル粒子の製造方法は、少なくとも下記の（１）及び（２）を含むことが好ましい。
（１）酸化チタンを含む多孔質粒子をゾルゲル法により造粒し、前記多孔質粒子及び溶媒を含有する分散液を調製する工程（分散液調製工程）。
（２）超臨界二酸化炭素を用いて前記分散液から前記溶媒を除去する工程（溶媒除去工程）。

（１）分散液調製工程
分散液調製工程は、例えば、チタンアルコキシドを材料にして、チタンアルコキシドの反応（加水分解及び縮合）を生じさせて酸化チタンを生成し、酸化チタンを含む多孔質粒子が溶媒に分散した分散液を得る工程である。

分散液調製工程は、具体的には、例えば下記の工程とする。
アルコールにチタンアルコキシドを添加し、撹拌下、そこに酸水溶液を滴下してチタンアルコキシドを反応させて酸化チタンを生成し、酸化チタンを含む多孔質粒子がアルコールに分散した分散液（多孔質粒子分散液）を得る。

ここで、分散液調整工程のチタンアルコキシド添加量により、多孔質粒子の一次粒径を制御することができ、チタンアルコキシド添加量が多いほど多孔質粒子の一次粒径が小さくなる。アルコールに対するチタンアルコキシドの質量比は、０．０４以上０．６５以下が好ましく、０．１以上０．５以下がより好ましい。

分散液調製工程に用いるチタンアルコキシドとしては、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラプロポキシチタン、テトラブトキシチタン等のテトラアルコキシチタン、ジ−ｉプロポキシ・ビス（エチルアセテート）チタニウム、ジ−ｉ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナート）チタニウム等のアルコキシ基の一部をキレート化したアルコキシチタンキレート等が挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
なお、酸化チタンエアロゲル粒子は、ケイ素やアルミニウム等のチタン以外の金属元素を少量含んでも良い。この場合は、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等のテトラアルコキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン等のアルキルトリアルコキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン等のアルキルジアルコキシシラン、アルミニウムイソプロポキシド等のアルミニウムアルコキシド等を用いても良く、ケイ素元素を含む場合、ケイ素とチタンとの元素比Ｓｉ／Ｔｉが０〜０．０５の範囲で用いることができる。

分散液調製工程に用いるアルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等が挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

分散液調製工程に用いる酸水溶液の酸としては、シュウ酸、酢酸、塩酸、硝酸等が挙げられる。酸水溶液の酸濃度は０．００１質量％以上１質量％以下が好ましく、０．００５質量％以上０．０１質量％以下がより好ましい。

分散液調製工程おける酸水溶液の滴下量は、チタンアルコキシド１００質量部に対して、０．００１質量部以上０．１質量部以下が好ましい。

分散液調製工程によって得られる多孔質粒子分散液は、固形分濃度が１質量％以上３０質量％以下であることが好ましい。

（２）溶媒除去工程
溶媒除去工程は、超臨界二酸化炭素を、多孔質粒子及び溶媒を含有する分散液に接触させて、溶媒を除去する工程である。超臨界二酸化炭素による溶媒除去処理は、加熱による溶媒除去処理に比べて、多孔質粒子の孔のつぶれや閉塞を起しにくい。溶媒除去工程が超臨界二酸化炭素によって溶媒を除去する工程であることにより、ＢＥＴ比表面積が１２０ｍ^２／ｇ以上の酸化チタンエアロゲル粒子を得ることができる。

溶媒除去工程は、具体的には、例えば以下の操作によって行う。
密閉反応器に多孔質粒子分散液を投入し、次いで液化二酸化炭素を導入した後、密閉反応器を加熱すると共に高圧ポンプにより密閉反応器内を昇圧させ、密閉反応器内の二酸化炭素を超臨界状態とする。そして、密閉反応器に液化二酸化炭素を流入させ、密閉反応器から超臨界二酸化炭素を流出させることで、密閉反応器内において多孔質粒子分散液に超臨界二酸化炭素を流通させる。多孔質粒子分散液に超臨界二酸化炭素が流通する間に、溶媒が超臨界二酸化炭素に溶解し、密閉反応器外へ流出する超臨界二酸化炭素に同伴して溶媒が除去される。

上記の密閉反応器内の温度及び圧力は、二酸化炭素を超臨界状態にする温度及び圧力とする。二酸化炭素の臨界点が３１．１℃／７．３８ＭＰａであるところ、例えば、温度５０℃以上２００℃以下／圧力１０ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下の温度及び圧力とする。

−未処理のシリカチタニア複合エアロゲル粒子−
未処理のシリカチタニア複合エアロゲル粒子としては、ケイ素とチタンの複合酸化物であるシリカチタニア複合体を主成分（粒子全成分のうち、最も多い成分）として含む粒子である。
未処理のシリカチタニア複合エアロゲル粒子におけるケイ素とチタンとの元素比Ｓｉ／Ｔｉの値は、可視光領域において光触媒機能を発現する観点から、０を超えて６以下であることが好ましく、０．０５以上４以下がより好ましく、０．１以上３以下が更に好ましい。

ケイ素原子とチタン原子との元素比（Ｓｉ／Ｔｉ）は、ＸＰＳの定性分析（ワイドスキャン分析）を行い、シリカチタニア複合体の元素プロファイルを作成して求める。 具体的には、次の通りである。

ＸＰＳ分析装置を使用し、下記の設定で、シリカチタニア複合体の表面から深さ方向にエッチングしながら定性分析（ワイドスキャン分析）を行い、チタン原子、ケイ素原子及び炭素原子の同定及び定量を行った。得られたデータから、チタン原子、ケイ素原子及び炭素原子それぞれについて、縦軸がピーク強度で横軸がエッチング時間である元素プロファイルを描き、プロファイル曲線を変曲点によって複数の領域に区別し、チタン原子のピーク強度及びケイ素原子のピーク強度がほぼ一定である領域（後述の領域Ａ）を特定し、該領域における元素比Ｓｉ／Ｔｉを求める。
・ＸＰＳ分析装置：アルバック・ファイ社製、Versa ProbeII
・Ｘ線源：単色化ＡｌＫα線
・加速電圧：１５ｋＶ
・Ｘ線ビーム径：１００μｍ
・エッチング銃：アルゴンイオンビーム
・エッチング出力：４ｋＶ

未処理のシリカチタニア複合エアロゲル粒子において、シリカ成分及びチタニア成分の総含有量は、複合体の全質量に対して、８０質量％以上が好ましく、９０質量％以上がより好ましく、９５質量％以上が更に好ましい。

未処理のシリカチタニア複合エアロゲル粒子は、ケイ素とチタンとの元素比Ｓｉ／Ｔｉの値が０を超えて６以下である母粒子と、母粒子の表面に存在するチタニア層（チタニアからなる層）と、を有する粒子であってもよい。つまり、未処理のシリカチタニア複合エアロゲル粒子は、表層にチタニア層を有する粒子であってもよい。この粒子を適用すると、光触媒機能が高まるため好適である。

未処理のシリカチタニア複合エアロゲル粒子の製造方法は、アルコキシシランとチタンアルコキシドを材料に用いたゾルゲル法が好ましい。
なお、未処理のシリカチタニア複合エアロゲル粒子は、アルコキシシランとチタンアルコキシドとの加水分解縮合物からなることが好ましい。ただし、アルコキシシラン又はチタンアルコキシドのアルコキシ基等の炭化水素基の一部が未反応のまま複合体中に残留することがある。

以下、未処理のシリカチタニア複合エアロゲル粒子の製造方法について説明する。
未処理のシリカチタニア複合エアロゲル粒子の製造方法は、少なくとも下記の（１’）及び（２’）を含むことが好ましい。
（１’）シリカチタニア複合体を含む多孔質粒子をゾルゲル法により造粒し、前記多孔質粒子及び溶媒を含有する分散液を調製する工程（分散液調製工程）。
（２’）超臨界二酸化炭素を用いて前記分散液から前記溶媒を除去する工程（溶媒除去工程）。

（１’）分散液調製工程
分散液調製工程は、例えば、アルコキシシランとチタンアルコキシドとを材料にして、両者の反応（加水分解及び縮合）を生じさせてシリカチタニア複合体を生成し、シリカチタニア複合体を含む多孔質粒子が溶媒に分散した分散液を得る工程である。ここで、多孔質粒子は、シリカチタニア複合体を含む一次粒子が多孔構造を形成しつつ凝集した凝集粒子であることが好ましい。

分散液調製工程は、具体的には、例えば下記の工程とする。
アルコールにアルコキシシラン及びチタンアルコキシドを添加し、撹拌下、そこに酸水溶液を滴下してアルコキシシランとチタンアルコキシドとを反応させてシリカチタニア複合体を生成し、シリカチタニア複合体を含む多孔質粒子がアルコールに分散した分散液（多孔質粒子分散液）を得る。

分散液調製工程におけるアルコキシシランとチタンアルコキシドとの混合比を調節することにより、未処理のシリカチタニア複合エアロゲル粒子におけるケイ素とチタンとの元素比Ｓｉ／Ｔｉを制御することができる。

分散液調製工程におけるアルコール量に対するアルコキシシランとチタンアルコキシドとの合計量により、未処理のシリカチタニアエアロゲル粒子を構成する一次粒子の粒径及び未処理のシリカチタニアエアロゲル粒子の粒径を制御することができる。また、アルコール量に対する前記合計量が多いほど、未処理のシリカチタニア複合エアロゲル粒子を構成する一次粒子の粒径が小さくなり、未処理のシリカチタニア複合エアロゲル粒子の粒径が大きくなる。アルコキシシランとチタンアルコキシドとの合計量は、アルコール１００質量部に対して、４質量部以上２５０質量部以下が好ましく、１０質量部以上５０質量部以下がより好ましい。

分散液調製工程に用いるアルコキシシランとしては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等のテトラアルコキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン等のアルキルトリアルコキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン等のアルキルジアルコキシシランなどが挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

分散液調製工程に用いるチタンアルコキシドとしては、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラプロポキシチタン、テトラブトキシチタン等のテトラアルコキシチタン、ジ−ｉ−プロポキシ・ビス（エチルアセトアセテート）チタニウム、ジ−ｉ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナート）チタニウム等のアルコキシ基の一部をキレート化したアルコキシチタンキレートなどが挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

分散液調製工程に用いるアルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等が挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

分散液調製工程に用いる酸水溶液の酸としては、シュウ酸、酢酸、塩酸、硝酸等が挙げられる。酸水溶液の酸濃度は０．００１質量％以上１質量％以下が好ましく、０．００５質量％以上０．０１質量％以下がより好ましい。

分散液調製工程おける酸水溶液の滴下量は、アルコキシシランとチタンアルコキシドの合計量１００質量部に対して、０．００１質量部以上０．１質量部以下が好ましい。

分散液調製工程によって得られる多孔質粒子分散液は、固形分濃度が１質量％以上３０質量％以下であることが好ましい。

（２’）溶媒除去工程
溶媒除去工程は、超臨界二酸化炭素を、多孔質粒子及び溶媒を含有する分散液に接触させて、溶媒を除去する工程である。超臨界二酸化炭素による溶媒除去処理は、加熱による溶媒除去処理に比べて、多孔質粒子（特には、一次粒子が多孔構造を形成しつつ凝集した凝集粒子）の孔のつぶれや閉塞を起しにくい。溶媒除去工程が超臨界二酸化炭素によって溶媒を除去する工程であることにより、ＢＥＴ比表面積が２００ｍ^２／ｇ以上の未処理のシリカチタニア複合エアロゲル粒子を得ることができる。

溶媒除去工程は、具体的には、例えば以下の操作によって行う。
密閉反応器に多孔質粒子分散液を投入し、次いで液化二酸化炭素を導入した後、密閉反応器を加熱すると共に高圧ポンプにより密閉反応器内を昇圧させ、密閉反応器内の二酸化炭素を超臨界状態とする。そして、密閉反応器に液化二酸化炭素を流入させ、密閉反応器から超臨界二酸化炭素を流出させることで、密閉反応器内において多孔質粒子分散液に超臨界二酸化炭素を流通させる。多孔質粒子分散液に超臨界二酸化炭素が流通する間に、溶媒が超臨界二酸化炭素に溶解し、密閉反応器外へ流出する超臨界二酸化炭素に同伴して溶媒が除去される。

上記の密閉反応器内の温度及び圧力は、二酸化炭素を超臨界状態にする温度及び圧力とする。二酸化炭素の臨界点が３１．１℃／７．３８ＭＰａであるところ、例えば、温度５０℃以上２００℃以下／圧力１０ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下の温度及び圧力とする。

ここで、未処理のシリカチタニア複合エアロゲル粒子として、表層にチタニア層を有する粒子を製造する場合、上記（１’）分散液調製工程は、下記下記（ｉ）及び（ｉｉ）を実施することがよい。
（ｉ）アルコールにアルコキシシラン及びチタンアルコキシドを添加し、撹拌下、そこに酸水溶液を滴下してアルコキシシランとチタンアルコキシドとを反応させてシリカチタニア複合体を生成し、シリカチタニア複合体を含む母粒子がアルコールに分散した分散液（第一の分散液）を得る。
（ｉｉ）第一の分散液に、撹拌下、アルコールにチタンアルコキシドを混合してなる混合液を滴下して、母粒子とチタンアルコキシドとを反応させて母粒子表面に中間層が形成された多孔質粒子を生成し、該多孔質粒子がアルコールに分散した分散液（第二の分散液）を得る。

（有機金属化合物）
有機金属化合物は、金属原子及び炭化水素基を有する金属化合物である。
有機金属化合物は、可視光応答性をより発現しやすい観点から、金属原子、炭素原子、水素原子及び酸素原子のみからなる金属化合物であることが好ましい。

有機金属化合物は、可視光応答性をより発現しやすい観点から、有機金属化合物中の金属原子Ｍに直接結合した酸素原子Ｏを介して粒子の表面に結合していること、即ち、Ｍ−Ｏ−Ｔｉ（又はＭ−Ｏ−Ｓｉ）なる共有結合によって粒子の表面に結合していることが好ましい。

有機金属化合物としては、可視光応答性をより発現しやすい観点から、金属原子Ｍと金属原子Ｍに直接結合した炭化水素基とを有する有機金属化合物が好ましい。該有機金属化合物は、該有機金属化合物中の金属原子Ｍに直接結合した酸素原子Ｏを介して粒子の表面に結合していることが好ましい。即ち、粒子の表面には、可視光応答性をより発現しやすい観点から、炭化水素基と、金属原子Ｍと、酸素原子Ｏと、チタン原子Ｔｉとが共有結合で順に連なった構造（炭化水素基−Ｍ−Ｏ−Ｔｉ（又は炭化水素基−Ｍ−Ｏ−Ｓｉ））が存在することが好ましい。

有機金属化合物が複数個の炭化水素基を有する場合、少なくとも１個の炭化水素基が、該有機金属化合物中の金属原子に直接結合していることが好ましい。

有機金属化合物における原子間の化学結合状態は、ＸＰＳ（X-ray Photoelectron Spectroscopy、Ｘ線光電子分光）の高分解能分析（ナロースキャン分析）を行うことにより知ることができる。

有機金属化合物の金属原子Ｍとしては、ケイ素、アルミニウム又はチタンが好ましく、ケイ素又はアルミニウムがより好ましく、ケイ素が特に好ましい。

有機金属化合物が有する炭化水素基としては、炭素数１以上４０以下（好ましくは炭素数１以上２０以下、より好ましくは炭素数１以上１８以下、更に好ましくは炭素数４以上１２以下、更に好ましくは炭素数４以上１０以下）の飽和若しくは不飽和の脂肪族炭化水素基、炭素数６以上２７以下（好ましくは炭素数６以上２０以下、より好ましくは炭素数６以上１８以下、更に好ましくは炭素数６以上１２以下、特に好ましくは炭素数６以上１０以下）の芳香族炭化水素基が挙げられる。

有機金属化合物が有する炭化水素基は、高い光触媒機能の発現及び分散性の向上の観点から、脂肪族炭化水素基であることが好ましく、飽和脂肪族炭化水素基であることがより好ましく、アルキル基であることが特に好ましい。脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよいが、分散性の観点から、直鎖状又は分岐鎖状が好ましい。脂肪族炭化水素基の炭素数は、１以上２０以下が好ましく、１以上１８以下がより好ましく、４以上１２以下が更に好ましく、４以上１０以下が特に好ましい。

有機金属化合物としては、炭化水素基を有するシラン化合物が特に好ましい。炭化水素基を有するシラン化合物としては、例えば、クロロシラン化合物、アルコキシシラン化合物、などが挙げられる。

炭化水素基を有するシラン化合物としては、高い光触媒機能の発揮及び分散性の向上の観点から、式（１）：Ｒ^１ _ｎＳｉＲ^２ _ｍで表される化合物が好ましい。

式（１）：Ｒ^１ _ｎＳｉＲ^２ _ｍにおいて、Ｒ^１は炭素数１以上２０以下の飽和若しくは不飽和の脂肪族炭化水素基又は炭素数６以上２０以下の芳香族炭化水素基を表し、Ｒ^２はハロゲン原子又はアルコキシ基を表し、ｎは１以上３以下の整数を表し、ｍは１以上３以下の整数を表し、但しｎ＋ｍ＝４である。ｎが２又は３の整数である場合、複数のＲ^１は同じ基でもよいし、異なる基でもよい。ｍが２又は３の整数である場合、複数のＲ^２は同じ基でもよいし、異なる基でもよい。

Ｒ^１で表される脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよいが、分散性の観点から、直鎖状又は分岐鎖状が好ましい。脂肪族炭化水素基の炭素数は、高い光触媒機能の発現及び分散性の向上の観点から、炭素数１以上２０以下が好ましく、炭素数１以上１８以下がより好ましく、炭素数４以上１２以下が更に好ましく、炭素数４以上１０以下が更に好ましい。脂肪族炭化水素基は、飽和及び不飽和のいずれでもよいが、高い光触媒機能の発現及び分散性の向上の観点から、飽和脂肪族炭化水素基が好ましく、アルキル基がより好ましい。

飽和脂肪族炭化水素基としては、直鎖状アルキル基（メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、イコシル基等）、分岐鎖状アルキル基（イソプロピル基、イソブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、２−エチルヘキシル基、ターシャリーブチル基、ターシャリーペンチル基、イソペンタデシル基等）、環状アルキル基（シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、トリシクロデシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等）などが挙げられる。

不飽和脂肪族炭化水素基としては、アルケニル基（ビニル基（エテニル基）、１−プロペニル基、２−プロペニル基、２−ブテニル基、１−ブテニル基、１−ヘキセニル基、２−ドデセニル基、ペンテニル基等）、アルキニル基（エチニル基、１−プロピニル基、２−プロピニル基、１−ブチニル基、３−ヘキシニル基、２−ドデシニル基等）などが挙げられる。

脂肪族炭化水素基は、置換された脂肪族炭化水素基も含む。脂肪族炭化水素基に置換し得る置換基としては、ハロゲン原子、エポキシ基、グリシジル基、グリシドキシ基、メルカプト基、メタクリロイル基、アクリロイル基等が挙げられる。

Ｒ^１で表される芳香族炭化水素基は、炭素数６以上２０以下が好ましく、より好ましくは炭素数６以上１８以下、更に好ましくは炭素数６以上１２以下、特に好ましくは炭素数６以上１０以下である。

芳香族炭化水素基としては、フェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、ナフタレン基、アントラセン基等が挙げられる。

芳香族炭化水素基は、置換された芳香族炭化水素基も含む。芳香族炭化水素基に置換し得る置換基としては、ハロゲン原子、エポキシ基、グリシジル基、グリシドキシ基、メルカプト基、メタクリロイル基、アクリロイル基等が挙げられる。

Ｒ^２で表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が好ましい。

Ｒ^２で表されるアルコキシ基としては、炭素数１以上１０以下（好ましくは１以上８以下、より好ましくは３以上８以下）のアルコキシ基が挙げられる。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ｔ−ブトキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｎ−ヘキシロキシ基、２−エチルヘキシロキシ基、３，５，５−トリメチルヘキシルオキシ基等が挙げられる。アルコキシ基は、置換されたアルコキシ基も含む。アルコキシ基に置換し得る置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、アルコキシ基、アミド基、カルボニル基等が挙げられる。

式（１）：Ｒ^１ _ｎＳｉＲ^２ _ｍで表される化合物は、高い光触媒機能の発現及び分散性の向上の観点から、Ｒ^１が飽和脂肪族炭化水素基である化合物が好ましい。特に、式（１）：Ｒ^１ _ｎＳｉＲ^２ _ｍで表される化合物は、Ｒ^１が炭素数１以上２０以下の飽和脂肪族炭化水素基であり、Ｒ^２がハロゲン原子又はアルコキシ基であり、ｎが１以上３以下の整数であり、ｍが１以上３以下の整数であり、但しｎ＋ｍ＝４であることが好ましい。

式（１）：Ｒ^１ _ｎＳｉＲ^２ _ｍで表される化合物として、例えば、ビニルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ドデシルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ｏ−メチルフェニルトリメトキシシラン、ｐ−メチルフェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ベンジルトリエトキシシラン、デシルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシラン（以上、ｎ＝１、ｍ＝３）；
ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジメチルジクロロシラン、ジクロロジフェニルシラン（以上、ｎ＝２、ｍ＝２）；
トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルクロロシラン、デシルジメチルクロロシラン、トリフェニルクロロシラン（以上、ｎ＝３、ｍ＝１）；
３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルメチルジメトキシシラン（以上、Ｒ^１が、置換された脂肪族炭化水素基又は置換された芳香族炭化水素基である化合物）；
などのシラン化合物が挙げられる。シラン化合物は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

式（１）で表されるシラン化合物における炭化水素基は、高い光触媒機能の発現及び分散性の向上の観点から、脂肪族炭化水素基であることが好ましく、飽和脂肪族炭化水素基であることがより好ましく、アルキル基であることが特に好ましい。上記シラン化合物における炭化水素基は、高い光触媒機能の発現及び分散性の向上の観点から、炭素数１以上２０以下の飽和脂肪族炭化水素基が好ましく、炭素数１以上１８以下の飽和脂肪族炭化水素基がより好ましく、炭素数４以上１２以下の飽和脂肪族炭化水素基が更に好ましく、炭素数４以上１０以下の飽和脂肪族炭化水素基が特に好ましい。

有機金属化合物の金属原子がアルミニウムである化合物としては、例えば、トリエトキシアルミニウム、トリ−ｉ−プロポキシアルミニウム、トリ−ｓｅｃ−ブトキシアルミニウム等のアルキルアルミネート；ジ−ｉ−プロポキシ・モノ−ｓｅｃ−ブトキシアルミニウム、ジ−ｉ−プロポキシアルミニウム・エチルアセトアセテート等のアルミニウムキレート；アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等のアルミネート系カップリング剤；などが挙げられる。

有機金属化合物の金属原子がチタンである化合物としては、例えば、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチタネート等のチタネート系カップリング剤；ジ−ｉ−プロポキシビス（エチルアセトアセテート）チタニウム、ジ−ｉ−プロポキシビス（アセチルアセトナート）チタニウム、ジ−ｉ−プロポキシビス（トリエタノールアミナート）チタニウム、ジ−ｉ−プロポキシチタンジアセテート、ジ−ｉ−プロポキシチタンジプロピオネート等のチタニウムキレート；などが挙げられる。

有機金属化合物は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

（光触媒粒子の製造方法）
光触媒粒子の製造方法は、特に制限はない。例えば、未処理の粒子を有機金属化合物により表面処理することにより得られる。

以下、光触媒粒子の製造方法の形態例を説明する。
光触媒粒子の製造方法は、例えば、（ａ）有機金属化合物により未処理の粒子を表面処理する工程と、（ｂ）前記未処理の粒子を表面処理する工程中又は後に、粒子を加熱処理する工程と、を含むことが好ましい。

（ａ）表面処理する工程
有機金属化合物により未処理の粒子を表面処理する方法としては、特に制限はないが、例えば、有機金属化合物自体を直接、未処理の粒子に接触させる方法；溶媒に有機金属化合物を溶解させた処理液を、未処理の粒子に接触させる方法；が挙げられる。具体的には、例えば、未処理の粒子を溶媒に分散した分散液に、撹拌下で、有機金属化合物自体又は処理液を添加する方法；ヘンシェルミキサー等の撹拌などにより流動している状態の未処理の粒子に、有機金属化合物自体又は処理液を添加（滴下、噴霧等）する方法；が挙げられる。これら方法により、有機金属化合物中の反応性基（例えば、ハロゲノ基、アルコキシ基等の加水分解性基）が、未処理の粒子の表面に存在する水酸基と反応し、未処理の粒子の表面処理がなされる。

なお、表面処理工程は、大気中または窒素雰囲気下で行なうことができるが、未処理の粒子として酸化チタンエアロゲル粒子、シリカチタニア複合エアロゲル粒子に対して表面処理を行なう場合、超臨界二酸化炭素中で表面処理工程を行うことが好ましい。これにより、有機金属化合物が多孔質粒子の細孔の奥深くまで到達し、多孔質粒子の細孔の奥深くまで表面処理がなされることから、超臨界二酸化炭素中で表面処理を行なうことが好ましい。

超臨界二酸化炭素中で行う表面処理工程は、例えば、有機金属化合物と多孔質体とを、撹拌下、超臨界二酸化炭素中で混合し反応させることで行われる。ほかに、表面処理工程は、例えば、有機金属化合物と溶媒とを混合してなる処理液を調製し、撹拌下、超臨界二酸化炭素中で多孔質体と処理液とを混合することで行われる。多孔質体の細孔構造を保ちつつ比表面積を大きくするためには、溶媒除去工程の終了後に引き続き超臨界二酸化炭素中に有機金属化合物を投入し、超臨界二酸化炭素中で有機金属化合物を多孔質体の表面と反応させることが好ましい。

有機金属化合物を溶解する溶媒としては、有機溶媒（例えば、炭化水素系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒、ハロゲン系溶媒、アルコール系溶媒等）、水、これらの混合溶媒などが挙げられる。炭化水素系溶媒としては、例えば、トルエン、ベンゼン、キシレン、ヘキサン、オクタン、ヘキサデカン、シクロヘキサン等が挙げられる。エステル系溶媒としては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル等が挙げられる。エーテル系溶媒としては、例えば、ジブチルエーテル、ジベンジルエーテル等が挙げられる。ハロゲン系溶媒としては、例えば、１，１−ジクロロ−１−フルオロエタン、１，１−ジクロロ−２，２，２−トリフルオロエタン、１，１−ジクロロ−２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロパン、クロロホルム、ジクロロエタン、四塩化炭素等が挙げられる。アルコール系溶媒としては、メタノール、エタノール、ｉ−プロピルアルコール等が挙げられる。水としては、例えば、水道水、蒸留水、純水等が挙げられる。溶媒としては、これら以外に、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、酢酸、硫酸などの溶媒を用いてもよい。

溶媒に有機金属化合物を溶解させた処理液において、有機金属化合物の濃度は、０．０５ｍｏｌ／Ｌ以上５００ｍｏｌ／Ｌ以下が好ましく、０．５ｍｏｌ／Ｌ以上１０ｍｏｌ／Ｌ以下がより好ましい。

有機金属化合物による粒子の表面処理の条件は、高い光触媒機能の発現及び分散性の向上の観点から、次の条件がよい。未処理の粒子に対して、１０質量％以上１００質量％以下（好ましくは２０質量％以上７５質量％以下、より好ましくは２５質量％以上５０質量％以下）の有機金属化合物により、未処理の粒子を表面処理することがよい。有機金属化合物の量を１０質量％以上にすると、可視光領域においても高い光触媒機能がより発現し易くなり、また、分散性も高まり易くなる。有機金属化合物の量を１００質量％以下にすると、粒子の表面に存在する、有機金属化合物に由来する金属量が過剰になることを抑え、余剰の金属による光触媒機能の低下が抑制される。

有機金属化合物による未処理の粒子の表面処理温度は、１５℃以上１５０℃以下が好ましく、２０℃以上１００℃以下がより好ましい。表面処理時間は、１０分間以上１２０分間以下が好ましく、３０分間以上９０分間以下がより好ましい。
ただし、超臨界二酸化炭素中で表面処理を行う場合、表面処理工程の温度及び圧力は、二酸化炭素を超臨界状態にする温度及び圧力とする。例えば、温度５０℃以上２００℃以下、圧力１０ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下の雰囲気で表面処理工程を行う。反応時間は、１０分間以上２４時間以下が好ましく、２０分間以上１２０分間以下がより好ましく、３０分間以上９０分間以下が更に好ましい。

有機金属化合物による未処理の粒子の表面処理後は、乾燥処理を行うことがよい。乾燥処理の方法は、特定制限はなく、例えば、真空乾燥法、噴霧乾燥法等の公知の乾燥法を適用する。乾燥温度は、２０℃以上１５０℃以下が好ましい。
ただし、超臨界二酸化炭素中で表面処理を行う場合、超臨界二酸化炭素を用いて、多孔質粒子を含む分散液から溶媒を除去する工程が好ましく、表面処理工程終了後に引き続き、超臨界二酸化炭素中で超臨界二酸化炭素を流通させて溶媒を除去する工程が更に好ましい。

（ｂ）加熱処理する工程
加熱処理は、未処理の粒子を表面処理する工程中、又は、未処理の粒子を表面処理する工程後に実施する。

加熱処理は、有機金属化合物により未処理の粒子を表面処理するとき；表面処理後の乾燥処理をするとき；又は、乾燥処理後に別途、実施することができる。加熱処理する前に粒子と有機金属化合物とを十分に反応させる観点から、表面処理後の乾燥処理をするとき、又は、乾燥処理後に別途、実施することが好ましく、乾燥処理を適切に実施する観点から、乾燥処理後に別途実施することがより好ましい。

加熱処理の温度は、高い光触媒機能の発現及び分散性の向上の観点から、１８０℃以上５００℃以下が好ましく、２００℃以上４５０℃以下がより好ましく、２５０℃以上４００℃以下が更に好ましい。加熱処理の時間は、高い光触媒機能の発現及び分散性の向上の観点から、１０分間以上３００分間以下が好ましく、３０分間以上１２０分間以下がより好ましい。未処理の粒子を表面処理する工程中に加熱処理を行う場合は、先ず前記表面処理の温度で有機金属化合物を十分に反応させた後に前記加熱処理の温度で加熱処理を実施することが好ましい。表面処理後の乾燥処理において加熱処理を行う場合は、前記乾燥処理の温度は、加熱処理温度として実施する。

加熱処理の温度を１８０℃以上５００℃以下とすることにより、可視光領域においても高い光触媒機能を発現する粒子が効率的に得られる。１８０℃以上５００℃以下で加熱処理すると、粒子の表面に存在する金属化合物由来の炭化水素基が適度に酸化し、Ｃ−Ｃ結合又はＣ＝Ｃ結合の一部が、Ｃ−Ｏ結合又はＣ＝Ｏ結合に変化すると推測される。

加熱処理は、酸素濃度（体積％）が１％以上２１％以下の雰囲気で行われることが好ましい。この酸素雰囲気で加熱処理を行うことにより、粒子の表面に存在する金属化合物由来の炭化水素基の酸化を、適度に且つ効率よく行うことができる。酸素濃度（体積％）は、３％以上２１％以下がより好ましく、５％以上２１％以下が更に好ましい。

加熱処理の方法は、特に限定されず、例えば、電気炉、焼成炉（ローラーハースキルン、シャトルキルン等）、輻射式加熱炉等による加熱；レーザー光、赤外線、ＵＶ、マイクロ波等による加熱；など公知の加熱方法を適用する。

以上の工程を経て、光触媒粒子が好適に得られる。

（光触媒粒子の特性）
光触媒粒子は、可視吸収スペクトルにおいて波長４５０ｎｍ及び７５０ｎｍに吸収を持つ。
光触媒粒子は、可視光領域においても高い光触媒機能を発現する観点から、可視吸収スペクトルにおいて波長４５０ｎｍ、６００ｎｍ及び７５０ｎｍに吸収を持つことが好ましく、可視吸収スペクトルにおいて波長４５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の全範囲に吸収を持つことがより好ましく、可視吸収スペクトルにおいて波長４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の全範囲に吸収を持つことが特に好ましい。

光触媒粒子は、可視光領域においても高い光触媒機能を発現する観点から、紫外可視吸収スペクトルにおいて、波長３５０ｎｍの吸光度を１としたとき、波長４５０ｎｍの吸光度が０．０２以上、好ましくは０．１以上、より好ましくは０．２以上、更に好ましくは０．３以上、波長６００ｎｍの吸光度が０．０２以上、好ましくは０．１以上、より好ましくは０．２以上、波長７５０ｎｍの吸光度が０．０２以上、好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．１以上であることが好ましい。

ここで、光触媒粒子の紫外可視吸収スペクトルは、次の方法により得られる。測定対象となる粒子をテトラヒドロフランに分散させた後、ガラス基板上に塗布し、大気中、２４℃で乾燥させる。分光光度計（例えば、日立ハイテクノロジーズ製Ｕ−４１００。スキャンスピード：６００ｎｍ、スリット幅：２ｎｍ、サンプリング間隔：１ｎｍ）を用いて、拡散反射配置で、波長２００ｎｍ乃至９００ｎｍの範囲の拡散反射スペクトルを測定する。拡散反射スペクトルから、Kubelka-Munk変換により理論的に各波長における吸光度を求め、紫外可視吸収スペクトルを得る。

光触媒粒子は、赤外吸収スペクトルにおける、波数２７００ｃｍ^−１以上３０００ｃｍ^−１以下の範囲に吸収ピークを持つことが好ましい。
具体的には、例えば、光触媒粒子は、赤外吸収スペクトルにおける、波数２７００ｃｍ^−１以上３０００ｃｍ^−１以下の範囲に、吸収ピークを少なくとも一つ持つことが好ましい。なお、吸収ピークを有するとは、吸収強度（吸光度）０．０２２（透過率で５％）以上の吸収を有することを意味する。

光触媒粒子の赤外吸収スペクトルの測定は、次に示す方法により測定される。まず、測定対象となる酸化チタン粒子を、ＫＢｒ錠剤法により測定試料を作製する。そして、測定試料に対して、赤外分光光度計（日本分光株式会社製：ＦＴ−ＩＲ−４１０）により、積算回数３００回、分解能４ｃｍ^−１の条件で、波数５００ｃｍ^−１以上４０００ｃｍ^−１以下の範囲を測定し、赤外吸収スペクトルを得る。

光触媒粒子の平均粒径は、０．０１μｍ以上０．５μｍ以下が好ましく、０．０２μｍ以上０．１５μｍ以下がより好ましく、０．０２μｍ以上０．１μｍ以下が更に好ましい。光触媒粒子の平均粒径が０．０１μｍ以上であると、粒子が凝集しにくく、光触媒機能が高まりやすい。光触媒粒子の平均粒径が０．５μｍ以下であると、量に対する比表面積の割合が大きくなり、光触媒機能が高まりやすい。このため、光触媒粒子の平均粒径を上記範囲にすると、可視光領域において高い光触媒機能を発現させ易くなる。
なお、光触媒粒子の平均粒径とは、光触媒粒子がエアロゲル粒子が対象の場合、そのエアロゲル粒子を構成する一次粒子の平均粒子である。

光触媒粒子の平均粒径とフィルター本体の平均細孔径との比（平均粒径／平均細孔径）は、消臭性向上の観点から、０．００２×１０^−３以上０．５×１０^−３以下が好ましく、０．００２×１０^−３以上０．０６７×１０^−３以下がより好ましく、０．００２×１０^−３以上０．０３４×１０^−３以下がさらに好ましい。また、この比は、０．００４×１０^−３以上０．１５×１０^−３以下も好ましい。

光触媒粒子の平均粒径は、一次粒子の平均粒径（平均一次粒子径）であり、次の通り測定される。
光触媒粒子がフィルター本体に担持（付着）した状態で、光触媒粒子を走査型電子顕微鏡（株式会社日立製作所製、Ｓ−４１００）により観察して画像を撮影する。この際、走査型電子顕微鏡を複数個の一次粒子が画像解析できる倍率に調整して画像を撮影する。撮影した画像を画像解析装置（株式会社ニレコ製、ＬＵＺＥＸＩＩＩ）に取り込み、一次粒子の画像解析によって粒子ごとの面積を求め、面積から円相当径（μｍ）を算出する。そして、円相当径の平均を平均一次粒子径（μｍ）とする。平均一次粒子径は、一次粒子１０個から５０個程度を解析して求める。

ここで、光触媒粒子がシリカチタニア複合エアロゲル粒子の場合、光触媒粒子は、表層にチタニア層を有する未処理のシリカチタニア複合エアロゲル粒子に有機金属化合物による表面処理を施した粒子を適用することがよい。
具体的には、この粒子は、母粒子（例えばケイ素とチタンとの元素比Ｓｉ／Ｔｉの値が０を超えて６以下である母粒子）と、母粒子の表面に存在するチタニア層（以下「中間層」とも称する）、チタニア層の表面に、金属原子及び炭化水素基を有する金属化合物が酸素原子を介して表面に結合した層（つまり、金属原子及び炭化水素基を有する金属化合物を含む層、以下、「表面層」とも称する）と、を有する粒子となる。

そして、このシリカチタニア複合エアロゲル粒子が、上記各層を有することは、下記の方法によって確認できる。なお、シリカチタニア複合エアロゲル粒子以外の粒子に表面層を有することも、下記の方法によって確認できる。

ＸＰＳの定性分析（ワイドスキャン分析）を、シリカチタニア複合エアロゲル粒子の表面から深さ方向に希ガスイオンによりエッチングしながら行い、少なくともチタン、ケイ素及び炭素の同定及び定量を行う。得られたデータから、少なくともチタン、ケイ素及び炭素それぞれについて、縦軸がピーク強度で横軸がエッチング時間である元素プロファイルを描く。プロファイル曲線を変曲点によって複数の領域に区別し、母粒子の元素組成を反映した領域、中間層の元素組成を反映した領域、及び表面層の元素組成を反映した領域を特定する。元素プロファイルに中間層の元素組成を反映した領域が存在する場合、シリカチタニア複合エアロゲル粒子が中間層を有すると判断する。元素プロファイルに表面層の元素組成を反映した領域が存在する場合、シリカチタニア複合エアロゲル粒子が表面層を有すると判断する。
以下、図５を例示して説明する。

図５は、シリカチタニア複合エアロゲル粒子の元素プロファイルの一例であり、上から順に、チタンの元素プロファイル、ケイ素の元素プロファイル、炭素の元素プロファイルである。
図５に示す元素プロファイルは、プロファイル曲線の変曲点によって、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ及び領域Ｄに区別される。
領域Ａ：エッチングの最終期に存在する、チタンのピーク強度及びケイ素のピーク強度がほぼ一定である領域。
領域Ｂ：領域Ａの直前に存在する、粒子表面に近いほどチタンのピーク強度が小さく且つケイ素のピーク強度が大きい領域。
領域Ｃ：領域Ｂの直前に存在する、チタンのピーク強度がほぼ一定であり、且つ、ケイ素がほとんど検出されない領域。
領域Ｄ：エッチングの最初期に存在する、炭素のピーク強度がほぼ一定であり、且つ、金属元素も検出される領域。

領域Ａと領域Ｂとは、母粒子の元素組成を反映した領域である。母粒子が製造される際には、シリカチタニア複合体の材料であるアルコキシシランとチタンアルコキシドとの混合比に応じた割合でシリカとチタニアとが共有結合を形成して母粒子を形成する。ただし、母粒子の表面にはチタニアよりもシリカが出現しやすい傾向がある。その結果、元素プロファイルには、エッチングの最終期に、チタンのピーク強度及びケイ素のピーク強度がほぼ一定である領域Ａと、領域Ａの直前に、粒子表面に近いほどチタンのピーク強度が小さく且つケイ素のピーク強度が大きい領域Ｂとが現れる。

領域Ｃは、中間層の元素組成を反映した領域である。領域Ｂの直前に、領域Ｃ、即ち、チタンのピーク強度がほぼ一定であり、且つ、ケイ素がほとんど検出されない領域が存在する場合、シリカチタニア複合エアロゲル粒子が「チタニア層」である中間層を有すると判断する。
なお、領域Ｃは、第一の層の元素組成を反映した領域ではあるが、必ずしも中間層に完全に一致するものではない。領域Ｃにおける領域Ｂに近い側には、母粒子の元素組成も反映されていることがある。

領域Ｄは、表面層の元素組成を反映した領域である。エッチングの最初期に、領域Ｄ、即ち、炭素のピーク強度がほぼ一定であり、且つ、金属元素も検出される領域が存在する場合、シリカチタニア複合エアロゲル粒子が「金属原子及び炭化水素基を有する金属化合物を含む層」である表面層を有すると判断する。
表面層における金属化合物を構成する金属原子の候補としては、ケイ素、アルミニウム、チタンが挙げられるので、必要に応じてＸＰＳによりアルミニウムの同定及び定量も行い、アルミニウムについても元素プロファイルを描く。
なお、領域Ｄは、表面層の元素組成を反映した領域ではあるが、必ずしも第二の層に完全に一致するものではない。領域Ｄにおける領域Ｃに近い側には、第一の層の元素組成も反映されていることがある。

図５に示す元素プロファイルからは、母粒子と、中間層と、表面層とを有するシリカチタニア複合エアロゲル粒子であり、表面層における金属化合物を構成する金属原子がケイ素であると判断される。

［フィルターの特性］
本実施形態に係るフィルターの通気度は、フィルター機能の観点から、１（ｃｍ^３／ｃｍ^２・ｓｅｃ）以上３００（ｃｍ^３／ｃｍ^２・ｓｅｃ）以下が好ましく、５（ｃｍ^３／ｃｍ^２・ｓｅｃ）以上２００（ｃｍ^３／ｃｍ^２・ｓｅｃ）以下がより好ましい。

フィルターの通気度は、次の通り、測定される。
フィルターの通気度は、フラジール型通気度試験機ＡＰ-３６０ＳＭ（大栄科学精器製作所社製）にて測定される。具体的には、フラジール型通気度試験機を用い、円筒の一端に約２０ｃｍ×２０ｃｍの試験片を取り付けた後、加減抵抗器によって傾斜形気圧計が１２５Ｐａ（１．２７ｃｍＨ_２Ｏ）の圧力を示すように吸込みファンを調整する。そのときの垂直形気圧計の示す圧力と使用した空気孔の種類とから試験機に附属の表によって試験片を通過する空気量（ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓ）を求める。測定は５回実施し、その平均値をフィルターの通気度とする。

本実施形態に係るフィルターは、可視光透過性を有することがよい。可視光領域における光触媒機能が高い光触媒粒子の触媒機能を効率良く発現させるためのである。
具体的には、フィルターの可視光透過率は、１０％以上が好ましく、１０％以上７０％以下がより好ましく、３０％以上７０％以下がさらに好ましく、５０％以上７０％以下が特に好ましい。
フィルターの可視光透過率は、次の通り、測定される。
ＪＩＳ Ｋ７３６１−１：１９９７に準じて、ヘイズメーター（日本電色工業社製ＮＤＨ−２０００）を用いて全光線透過率（％）を測定する。

本実施形態に係るフィルターは、フィルター内部で光散乱する性質を有することが好ましい。光散乱する性質を有すると、可視光の光散乱により、可視光領域における光触媒機能が高い光触媒粒子の触媒機能を効率良く発現させるためのである。

具体的には、フィルター本体の光反射率は、１０％以上９０％以下の範囲が好ましく、２０％以上８０％以下の範囲がより好ましく、２５％以上７５％以下がさらに好ましい。
フィルター本体の光反射率は、次の通り測定される。
フィルタ本体に使用される材料の試験片を分光光度計（例えば、日立ハイテクノロジーズ製Ｕ−４１００。スキャンスピード：６００ｎｍ、スリット幅：２ｎｍ、サンプリング間隔：１ｎｍ）を用いて、拡散反射配置で、波長２００ｎｍ乃至９００ｎｍの範囲の拡散反射スペクトルを測定する。この拡散反射スペクトルから、フィルター本体の光反射率を求める。

本実施形態に係るフィルターは、明度が高い性質を有することが好ましい。明度が高い性質を有すると、可視光の反射により、可視光領域における光触媒機能が高い光触媒粒子の触媒機能を効率良く発現させるためのである。
具体的には、ＣＩＥ１９７６Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系におけるフィルター本体のＬ^＊値は、３５％以上９０％以下の範囲が好ましい。

本実施形態に係るフィルターにおいて、消臭性向上の観点から、フィルター本体に対する光触媒粒子の担持量は、３％以上３０％以下が好ましく、８％以上２５％以下がより好ましく、１０％以上２０％以下がさらに好ましい。
フィルター本体に対する光触媒粒子の担持量は、次の通り測定される。
フィルター本体への担持量は、担持前後のフィルター本体重量を測定し、以下の式で求める。
フィルター本体への光触媒担持量 (％)＝［（担持後のフィルター本体重量−担持前のフィルター本体重量）／担持後のフィルター本体重量］×１００

本実施形態に係るフィルターにおいて、衝撃等によるフィルターからの光触媒粒子の離脱抑制の観点から、フィルター本体に対する光触媒粒子の遊離率は、１％以上５０％以下が好ましく、３％以上４０％以下がより好ましく、５％以上３０％以下がさらに好ましい。
光触媒粒子の遊離率を１％以上とすると、光触媒粒子がフィルター本体の細孔の壁面に強く埋め込まれ過ぎることで生じる、光触媒効果の低下（つまりフィルターの消臭性の低下）が抑制される。
一方、光触媒粒子の遊離率を５０％以下にすると、光触媒粒子がフィルター本体から離脱することが抑制される。
光触媒粒子の遊離率は、光触媒粒子の粒径、フィルター本体に光触媒粒子を担持（付着）する条件により調整される。

フィルター本体に対する光触媒粒子の遊離率は、次の通り測定される。
光触媒粒子が付着したフィルター本体（つまりフィルター）を０．２％の界面活性剤 (ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル(和光純薬工業株式会社製) 水溶液４０３００ｍｌに浸漬させる。分散させた分散液を得る。その後、このフィルター本体を浸漬した状態で分散液に、超音波振動（出力２０Ｗ、周波数２０ｋＨｚ）を１分間作用させフィルター本体表面から光触媒粒子を遊離させる。その後、フィルター本体以外の分散液の上澄み液を除去した後、純粋を加えて、ろ過した後、乾燥して光触媒粒子を遊離させたフィルター本体を得る。
超音波振動前の光触媒粒子が付着したフィルター本体の「光触媒粒子を構成する原子（例えばチタン原子）」の量と、超音波振動後の光触媒粒子を遊離させたフィルター本体の「光触媒粒子を構成する原子（例えばチタン原子）」の量と、をそれぞれ蛍光Ｘ線で測定し、以下の式にてフィルター本体に対する光触媒粒子の遊離率を算出する。
フィルター本体に対する光触媒粒子の遊離率（％）＝（（超音波振動前のフィルター本体の「光触媒粒子を構成する原子（例えばチタン原子）」の量）−（超音波振動後のフィルター本体の「光触媒粒子を構成する原子（例えばチタン原子）」の量））／（超音波振動前のフィルター本体の「光触媒粒子を構成する原子（例えばチタン原子）」の量）×１００

［フィルターの製造方法］
本実施形態に係るフィルターの製造方法は、特に制限はないが、例えば、光触媒粒子が分散した分散液をフィルター本体に塗布後、乾燥することで、光触媒粒子をフィルター本体に担持させる方法が挙げられる。上記特定のチタン化合物粒子からなる光触媒粒子は、表面に粘着性を有するため、直接、フィルター本体の細孔の壁面に付着及び固定化する。
塗布法は、浸漬塗布、スプレー塗布等の周知の塗布法を採用すればよい。
使用する分散液の分散媒としては、水、各種アルコール等の揮発性の分散媒が例示される。
また、結着樹脂を使用して、光触媒粒子をフィルター本体に担持させる方法を採用してもよい。

以下、実施例により発明の実施形態を詳細に説明するが、発明の実施形態は、これら実施例に何ら限定されるものではない。以下の説明において、特に断りのない限り、「部」はすべて質量基準である。

＜光触媒粒子の作製＞
（メタチタン酸粒子ＭＴＡ１）
ＴｉＯ_２濃度が２６０ｇ／Ｌ、Ｔｉ^３＋濃度がＴｉＯ_２換算で６．０ｇ／Ｌの硫酸チタニル溶液に、別途作製したアナターゼシードを硫酸チタニル溶液中のＴｉＯ_２に対してＴｉＯ_２換算で８質量％添加した。次に、この溶液を沸点以上で加熱し、硫酸チタニル（ＴｉＯＳＯ_４）を加水分解し、粒状のメタチタン酸を生成した。次に、メタチタン酸粒子を濾過及び洗浄し、その後、スラリー化して、ｐＨ７で中和洗浄した。このようにして、平均粒径０．０４２μｍのメタチタン酸スラリーを得た。
次に、平均粒径０．０４２μｍのメタチタン酸スラリーに、撹拌しながら５Ｎ水酸化ナトリウム水溶液を加えｐＨ８．５として２時間撹拌保持後、６Ｎ塩酸にてｐＨ５．８まで中和し、濾過及び水洗を行った。洗浄後、水を加え再びスラリーとし、撹拌をしながら６Ｎ塩酸を加えｐＨ１．３とし、３時間撹拌保持した。このスラリーからメタチタン酸として、１００質量部を分取し、６０℃に加温保持し、撹拌しながら、ヘキシルトリメトキシシラン３０質量部を添加し、３０分間撹拌後、７Ｎ水酸化ナトリウム水溶液を加えｐＨ７まで中和し、濾過及び水洗を行った。濾過及び水洗済み残留分を、気流式乾燥機により出口温度１５０℃の条件で噴霧乾燥して、乾燥粉体を得た。得られた乾燥粉体に対し、酸素濃度（体積％）１２％に設定した電気炉で２８０℃、９０分間の加熱処理を行い、メタチタン酸粒子ＭＴＡ１を得た。

（メタチタン酸粒子ＭＴＡ２）
アナターゼシードの添加量を６質量％とする以外はメタチタン酸粒子ＭＴＡ１と同様にして平均粒径０．０９５μｍのメタチタン酸粒子ＭＴＡ２を得た。

（メタチタン酸粒子ＭＴＡ３）
アナターゼシードの添加量を４質量％とする以外はメタチタン酸粒子ＭＴＡ１と同様にして平均粒径０．１５０μｍのメタチタン酸粒子ＭＴＡ３を得た。

（酸化チタン粒子ＴＯ１）
市販のアナターゼ型酸化チタン粒子（「ＳＳＰ−２５（堺化学工業社製）」、平均粒径０．０１０μｍ）をメタノールに分散した分散液に、この未処理の酸化チタン粒子に対して３５質量％のヘキシルトリメトキシシランを滴下し、４０℃で１時間反応させた後、出口温度１２０℃で噴霧乾燥して乾燥粉体を得た。そして、得られた乾燥粉体に対して、酸素濃度（体積％）１８％に設定した電気炉で２９０℃、１時間の加熱処理を行い、酸化チタン粒子ＴＯ１を得た。

（酸化チタン粒子ＴＯ２）
市販のアナターゼ型酸化チタン粒子（「ＳＴ-２１（石原産業社製）」、平均粒径０．０２０μｍ）をメタノールに分散した分散液に、この未処理の酸化チタン粒子に対して３０質量％のオクチルトリメトキシシランを滴下し、４０℃で１時間反応させた後、出口温度１２０℃で噴霧乾燥して乾燥粉体を得た。そして、得られた乾燥粉体に対して、酸素濃度（体積％）２０％に設定した電気炉で２７０℃、１時間の加熱処理を行い、酸化チタン粒子ＴＯ２を得た。

（酸化チタン粒子ＴＯ３）
ゾルゲル法により作製した平均粒径０．４５０μｍのアナターゼ型酸化チタン粒子をメタノールに分散した分散液に、この未処理の酸化チタン粒子に対して２５質量％のヘキシルトリメトキシシランを滴下し、４０℃で１時間反応させた後、出口温度１２０℃で噴霧乾燥して乾燥粉体を得た。そして、得られた乾燥粉体に対して、酸素濃度（体積％）１８％に設定した電気炉で３００℃、１時間の加熱処理を行い、酸化チタン粒子ＴＯ３を得た。

（酸化チタンエアロゲル粒子ＴＯＡＧ１）
反応容器にメタノール１１５．４部とテトラブトキシチタン１４．３部を仕込み混合した。混合液をマグネティックスターラーにより１００ｒｐｍで撹拌しながら、０．００９質量％シュウ酸水溶液７．５部を３０秒かけて滴下した。そのまま撹拌しながら３０分間保持し、分散液（１）を１３７．３部（固形分：３．４部、液相分：１３３．９部）得た。
次に、反応槽に分散液（１）を１３７．３部投入し、８５ｒｐｍで撹拌しながらＣＯ２を入れて１５０℃／２０ＭＰａまで昇温昇圧した。そのまま撹拌しながらＣＯ２を流入及び流出させ、６０分かけて液相を１３３部除去した。
次に、液相を除去した後に残った固相に、イソブチルトリメトキシシラン３．４部とメタノール３．４部との混合物を５分かけて添加し、８５ｒｐｍで撹拌しながら１５０℃／２０ＭＰａのまま３０分間保持した。そのまま撹拌しながらＣＯ_２を流入及び流出させ、３０分かけて液相を６．５部除去した。３０分かけて大気圧まで減圧し、粉を４．６部回収した。
次に、ＳＵＳ容器に粉を４．０部計量し、酸素濃度（体積％）を２０％に設定した電気炉で３１５℃、６０分間の加熱処理を行い、３０℃になるまで放冷し、得られた粉を目開き４５μｍの振動篩で篩分し粗大粒子を除去し、粉（酸化チタンエアロゲル粒子ＴＯＡＧ１）を３．５部回収した。

（シリカチタニア複合エアロゲル粒子ＳＴＡＧ１
反応容器にメタノール１１５．４部とテトラメトキシシラン７．２部を仕込み混合した。さらにテトラブトキシチタン７．２部を仕込み混合した。混合液をマグネティックスターラーで、１００ｒｐｍで撹拌しながら、０．００９質量％シュウ酸水溶液７．５部を３０秒かけて滴下した。そのまま撹拌しながら３０分間保持し、第一の分散液（Ｉ−１）を１３７．２部（固形分：４．５部、液相分：１３２．７部）得た。
次に、反応容器に第一の分散液（Ｉ−１）を１３７．２部投入し、８５ｒｐｍで撹拌しながらＣＯ_２を入れて１５０℃／２０ＭＰａまで昇温昇圧した。そのまま撹拌しながらＣＯ２を流入及び流出させ、６０分かけて液相を１３２．０部除去した。
次に、液相を除去した後に残った固相に、イソブチルトリメトキシシラン４．５部とメタノール４．５部との混合物を５分かけて添加し、８５ｒｐｍで撹拌しながら１５０℃／２０ＭＰａのまま３０分間保持した。そのまま撹拌しながらＣＯ_２を流入及び流出させ、３０分かけて液相を８．２部除去した。３０分かけて大気圧まで減圧し、粉を６．０部回収した。
次に、ＳＵＳ容器に粉を４．０部計量し、ホットプレートに設置した。３８０℃まで昇温し、６０分間保持した後、３０℃になるまで放冷し、得られた粉を目開き４５μｍの振動篩で篩分し粗大粒子を除去し、粉（シリカチタニア複合エアロゲル粒子ＳＴＡＧ１）を３．５部回収した。
このシリカチタニア複合エアロゲル粒子ＳＴＡＧ１は、ケイ素とチタンとの元素比Ｓｉ／Ｔｉの値が３．１である母粒子と、母粒子の表面に存在する、イソブチルトリメトキシシランを含む表面層と、を有する粒子であった。

（シリカチタニア複合エアロゲル粒子ＳＴＡＧ２）
反応容器にメタノール１１５．４部とテトラメトキシシラン７．２部を仕込み混合した。さらにテトラブトキシチタン７．２部を仕込み混合した。混合液をマグネティックスターラーで、１００ｒｐｍで撹拌しながら、０．００９質量％シュウ酸水溶液７．５部を３０秒かけて滴下した。そのまま撹拌しながら３０分間保持し、第一の分散液（Ｉ−１）を１３７．２部（固形分：４．５部、液相分：１３２．７部）得た。
次に、反応容器に第一の分散液（Ｉ−１）を１３７．２部仕込み、マグネティックスターラーで、１００ｒｐｍで撹拌しながら、テトラブトキシチタン１．５部とブタノール４．５部との混合液を１０分かけて滴下した。そのまま撹拌しながら３０分間保持し、第二の分散液（ＩＩ−１）を１４３．２部（固形分：５．０部、液相分：１３８．２部）得た。
次に、反応槽に第二の分散液（ＩＩ−１）を１４３．２部投入し、８５ｒｐｍで撹拌しながらＣＯ_２を入れて１５０℃／２０ＭＰａまで昇温昇圧した。そのまま撹拌しながらＣＯ２を流入及び流出させ、６０分かけて液相を１３８部除去した。
次に、液相を除去した後に残った固相に、イソブチルトリメトキシシラン４．５部とメタノール４．５部との混合物を５分かけて添加し、８５ｒｐｍで撹拌しながら１５０℃／２０ＭＰａのまま３０分間保持した。そのまま撹拌しながらＣＯ_２を流入及び流出させ、３０分かけて液相を７．０部除去した。３０分かけて大気圧まで減圧し、粉を７．２部回収した。
次に、ＳＵＳ容器に粉を４．０部計量し、ホットプレートに設置した。４５０℃まで昇温し、６０分間保持した後、３０℃になるまで放冷し、得られた粉を目開き４５μｍの振動篩で篩分し粗大粒子を除去し、粉（シリカチタニア複合エアロゲル粒子ＳＴＡＧ２）を３．５部回収した。
このシリカチタニア複合エアロゲル粒子ＳＴＡＧ２は、ケイ素とチタンとの元素比Ｓｉ／Ｔｉの値が３．１である母粒子と、母粒子の表面に存在するチタニア層（中間層）と、チタニア層の表面に存在する、イソブチルトリメトキシシランを含む表面層と、を有する粒子であった。

以上作製した光触媒粒子について、下記特性を既述の方法に従って測定した。そして光触媒粒子について、表１に一覧にして示す。
・可視吸収スペクトル特性（表中「Ｖｉｓｉ特性」と表記：波長３５０ｎｍの吸光度を１にとしたとき、波長４５０ｎｍの吸光度、波長６００ｎｍの吸光度及び波長７５０ｎｍ吸光度）、
・赤外吸収スペクトル特性（表中「ＩＲ特性」と表記：波数２７００ｃｍ^−１以上３０００ｃｍ^−１以下の範囲の吸収ピークの有無、及びその吸収ピークの波数）
・平均粒径（表中「粒径ＤＣ」と表記）

＜フィルターＦＴ１〜ＦＴ１２の作製＞
次のフィルター本体（大きさ：縦５５ｍｍ×横５５ｍｍ×厚さ１０ｍｍ）を準備した。
・フィルター本体Ｆ１（商品名「Ｓｉ／ＳｉＣセラミックフィルター＃８（日本ピラー社製）」、セラミック多孔質体からなるフィルター、平均細孔径２．８ｍｍ）
・フィルター本体Ｆ２（商品名「Ｓｉ／ＳｉＣセラミックフィルター＃１３（日本ピラー社製）」、セラミック多孔質体からなるフィルター、平均細孔径１．７２ｍｍ）
・フィルター本体Ｆ３（商品名「Ｓｉ／ＳｉＣセラミックフィルター＃２０（日本ピラー社製）」、セラミック多孔質体からなるフィルター、平均細孔径１．１２ｍｍ）
なお、フィルター本体の平均細孔径は、表２中、「細孔径ＰＳ」と表記する。

表２に示す種類の光触媒粒子２部をエタノール１００部に分散した分散液を準備した。
そして、得られた分散液をスプレー法にて、表２に示すフィルター本体に塗布乾燥して、光触媒粒子を担持させた。なお、分散液の塗布量は、光触媒粒子の担持量が表２に示す量となるように調整した。
このようにして、フィルターＦＴ１〜ＦＴ１２を作製した。

＜比較フィルターの作製＞
（比較フィルターＣＦＴ１〜２）
次の比較フィルター本体（大きさ：縦５５ｍｍ×横５５ｍｍ×厚さ１０ｍｍ）を各々使用した以外は、フィルターＦＴ１と同様にして、比較フィルターＣＦＴ１を作製した。
・比較フィルター本体ＣＦ１：セラミックス製ハニカムフィルター（商品名「ＡＺＰＷ−４５（アスザック社製）」、平均細孔径６５０μｍ）
・比較フィルター本体ＣＦ２：（商品名「セラミックハニカムフィルタ（ジャパンセラミックス社製）」、平均細孔径６ｍｍ）

（比較フィルターＣＦＴ３）
光触媒担持セラミックフィルター（商品名「光触媒セラミックフィルター（日本ピラー社製）」、平均細孔径１．１２ｍｍ、を比較フィルターＣＦＴ３とした。

＜評価＞
（特性評価）
得られた各フィルターについて、下記特性について既述の方法に従って測定した。
・フィルターの通気度（ｃｍ^３／ｃｍ^２・ｓｅｃ）
・フィルターの可視光透過率（％）
・フィルター本体の光反射率（％）
・ＣＩＥ１９７６Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系におけるフィルター本体のＬ^＊値
・フィルター本体に対する光触媒粒子の遊離率（％）

（消臭性評価）
次の方法に従って、フィルターの消臭性について評価した。
市販の小型空気清浄機ＬＥＤ ＰＵＲＥ ＡＨ１（ナイトライド・セミコンダクター社製）の紫外線照射用ＬＥＤ（上側：波長３６５ｎｍ 近紫外線ＬＥＤ３個、下側：波長２７５ｎｍ 深紫外線ＬＥＤ１個）を、上側/下側共に、可視光照射用ＬＥＤ：定電流ドライバ内蔵３連白色ＬＥＤモジュールＡＥ-ＬＥＤ１×３-１２Ｖ（秋月電子通商社製）に変更し、可視光型光触媒空気清浄装置を作製した。
上記の可視光型光触媒空気清浄装置の所定の位置（消臭フィルター挿入位置）に、各例のフィルターＦＴ１〜ＦＴ１２、ＣＦＴ１〜ＣＦＴ３をセットした後、容積１０Ｌのアクリル樹脂性真空デシケータ内に入れて密閉した。その後、デシケータ内の初期濃度が３００ｐｐｍになるように真空バルブよりアンモニアガスを注入し、空気清浄装置を稼動させた。そして、時間毎に真空デシケータ内の空気をサンプリングし、アンモニアガス検知管にてアンモニアガス濃度を測定し、消臭性を評価した。
評価基準は、次の通りである。
Ａ： １２０分後のアンモニアガス濃度が１ｐｐｍ未満
Ｂ： １２０分後のアンモニアガス濃度が１ｐｐｍ以上５ｐｐｍ未満
Ｃ： １２０分後のアンモニアガス濃度が５ｐｐｍ以上１０ｐｐｍ未満
Ｄ： １２０分後のアンモニアガス濃度が１０ｐｐｍ以上５０ｐｐｍ未満
Ｅ： １２０分後のアンモニアガス濃度が５０ｐｐｍ以上

（光触媒粒子離脱評価）
次の方法に従って、フィルターからの光触媒粒子の離脱率について評価した。
消臭性評価前と消臭性評価後（１２０分後）のフィルターのＴｉ元素量を蛍光Ｘ線にて測定し、光触媒粒子の離脱率を評価した。
光触媒粒子離脱率（％）＝（消臭性評価前のＴｉ元素量−消臭性評価後のＴｉ元素量）／消臭性評価前のＴｉ元素量×１００
評価基準は、次の通りである。
Ａ： 光触媒粒子離脱率が５％未満
Ｂ： 光触媒粒子離脱率が５％以上１０％未満
Ｃ： 光触媒粒子離脱率が１０％以上２０％未満
Ｄ： 光触媒粒子離脱率が２０％以上３０％未満
Ｅ： 光触媒粒子離脱率が３０％以上

各フィルターの詳細及び評価結果について、表３に一覧にして示す。

上記結果から、本実施例のフィルターは、比較例のフィルターに比べ、消臭性が高いことがわかる。

Claims (13)

1. 平均細孔径が１ｍｍ以上５ｍｍの範囲のフィルター本体と、
   前記フィルター本体に担持され、金属原子及び炭化水素基を有する金属化合物が酸素原子を介して表面に結合し、かつ可視吸収スペクトルにおいて波長４５０ｎｍ及び７５０ｎｍに吸収を持つチタン化合物粒子からなる光触媒粒子と、
   を有するフィルター。
2. 前記光触媒粒子が、可視吸収スペクトルにおいて波長４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の全範囲に吸収を持つ請求項１に記載のフィルター。
3. 前記光触媒粒子が、赤外吸収スペクトルにおける２７００ｃｍ^−１〜３０００ｃｍ^−１に吸収ピークを持つチタン化合物粒子である請求項１または請求項２に記載のフィルター。
4. 前記光触媒粒子が、メタチタン酸粒子、酸化チタン粒子、酸化チタンエアロゲル粒子、およびシリカチタニア複合エアロゲル粒子からなる群から選択される少なくとも１種の粒子である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のフィルター。
5. 前記光触媒粒子の平均粒径が、０．０１μｍ以上０．５μｍ以下である請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のフィルター。
6. 前記光触媒粒子の平均粒径が、０．０２μｍ以上０．１５μｍ以下である請求項５に記載のフィルター。
7. 前記光触媒粒子の平均粒径と前記フィルター本体の平均細孔径との比（平均粒径／平均細孔径）が、０．００２×１０^−３以上０．５×１０^−３以下である請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のフィルター。
8. 前記光触媒粒子の平均粒径と前記フィルター本体の平均細孔径との比（平均粒径／平均細孔径）が、０．００４×１０^−３以上０．１５×１０^−３以下である請求項７に記載のフィルター。
9. 前記光触媒粒子が、メタチタン酸粒子である請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のフィルター。
10. 前記フィルター本体が、セラミック製である請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載のフィルター。
11. フィルターの可視光透過率が１０％以上７０％以下の範囲である請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のフィルター。
12. 前記フィルター本体の光反射率が１０％以上９０％以下の範囲である請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載のフィルター。
13. ＣＩＥ１９７６Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系における前記フィルター本体のＬ^＊値が３５％以上９５％以下の範囲である請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載のフィルター。