JP4531920B2

JP4531920B2 - 多孔質セラミックスの被膜により被覆した光触媒の製造方法

Info

Publication number: JP4531920B2
Application number: JP2000102459A
Authority: JP
Inventors: 宏二村; 茂巳今泉; 浩司林; 典男山下; 俊光梅村; 広文桜井; 美弥子高橋
Original assignee: Gifu Prefecture
Current assignee: Gifu Prefecture
Priority date: 2000-04-04
Filing date: 2000-04-04
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2020-04-04
Also published as: JP2001286728A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、悪臭、空気中の有害物質、汚れの分解除去、廃水処理、浄水処理、抗菌、抗カビ等の環境浄化材料として用いられる多孔質セラミックスの被膜により被覆した光触媒の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、酸化チタン等の光触媒は光を照射することで強力な酸化還元力を発揮し、消臭、水質浄化、抗菌等の機能を発現させることが知られており、環境浄化素材として広く使用されるとともに、現在、例えば繊維、塗料、合成樹脂等の有機素材への用途展開が見込まれている。この光触媒はそのまま有機素材に応用すると有機素材までも分解してしまうため、有機素材に応用する場合には光触媒の表面を多孔質セラミックスよりなる被膜で被覆したものが提案されている。
【０００３】
この多孔質セラミックスの被膜により被覆した光触媒を製造する際には、まずエタノール、メタノール、イソプロパノール等の有機溶媒にセラミックスの前駆体を溶解した後、これに界面活性剤を添加して分散媒を調製する。次いで、この分散媒に光触媒を加えてボールミル、サンドミル等により溶液中に均一に分散させた後、光触媒が分散された分散媒を酸又はアルカリ触媒を含む水溶液に添加し、濾別して、乾燥後に加熱焼成することにより多孔質セラミックスの被膜により被覆した光触媒が製造される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した製造方法においては有機溶媒を使用したことから乾燥時の取り扱いが容易ではない。そこで、取り扱いが容易であり、高温で乾燥することができるため、溶媒に水を使用することが提案されている。しかし、溶媒に水を使用した場合、セラミックスの前駆体の分散性が悪い、前駆体が水中で急速な加水分解反応を起こす等の理由により被膜の孔が不均一に形成されて、光触媒の機能を十分に発揮できなかったり、光触媒を担時する有機素材を劣化させたりするという問題があった。
【０００５】
この発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、被膜に細孔をより均一に形成することができ、光触媒の機能を十分に維持することができるとともに、光触媒を担時する有機素材の劣化を抑制することができる多孔質セラミックスの被膜により被覆した光触媒の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の多孔質セラミックスの被膜により被覆した光触媒の製造方法の発明は、光触媒の表面を、光触媒作用に対して不活性で、かつ多数の細孔を有する多孔質セラミックスの被膜により被覆した光触媒の製造方法であって、セラミックスの前駆体である金属アルコキシド１ｍｏｌに対して多価アルコールを１．５ｍｏｌ以上、２ｍｏｌ未満を添加した親水化反応により親水化して膜材を調製するとともに、この膜材に対して水と光触媒を添加して混合スラリーを調製し、この混合スラリーを乾燥させ、乾燥物を調製した後、この乾燥物を加熱焼成するものである。
【０００７】
請求項２に記載の多孔質セラミックスの被膜により被覆した光触媒の製造方法の発明は、請求項１に記載の発明において、前記乾燥物は、混合スラリーを噴霧乾燥装置を使用して噴霧乾燥することにより得られる粉末であるものである。
【０００８】
請求項３に記載の多孔質セラミックスの被膜により被覆した光触媒の製造方法の発明は、請求項１に記載の発明において、前記金属アルコキシドは、アルミニウム、珪素、ジルコニウム、マグネシウム、カルシウム、チタニウムのアルコキシド及びそれらの混合物のアルコキシドである。
【０００９】
請求項４に記載の多孔質セラミックスの被膜により被覆した光触媒の製造方法の発明は、請求項１に記載の発明において、前記親水化反応は、下記一般式（１）で表されるものである。
【化２】

【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
多孔質セラミックスの被膜により被覆した光触媒はほぼ球状をなす光触媒と、光触媒の表面を被覆する被膜とから構成されている。この被膜はその全面に多数の細孔を有しており、これら細孔を通して光触媒の一部が外部に露出されている。ここで、多孔質セラミックスの被膜により被覆した光触媒を、これ以降は単に被覆光触媒と記載する。
【００１１】
前記光触媒には優れた光触媒機能を有し、化学的に安定で、かつ無害であるものが使用されており、このような条件を満たす材料として、酸化チタン（ＴｉＯ₂)、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ₃）等が挙げられる。また、光触媒を導電性物質とともに使用することにより触媒効果が向上するため、光触媒の表面に白金、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、銀、銅、鉄、亜鉛等の金属を担持させるのがより好ましい。
【００１２】
前記被膜には光触媒作用に対して不活性なアルミナ、シリカ、ジルコニア、マグネシア、カルシア及びアモルファスのチタニアの少なくとも１種であるセラミックスが使用されている。さらに、この被膜には被膜を貫通する多数の細孔が全体に渡って形成されており、光触媒の一部がこの細孔を通じて外部に露出されるとともに、この細孔の孔径以下の物質は細孔を通過して被膜内へ入り込むことにより光触媒に吸着されるようになっている。そして、光触媒は光が照射された際、吸着した物質に対して強力な酸化還元力を発揮するようになっている。
【００１３】
次に、上記被覆光触媒の製造方法について説明する。
さて、被覆光触媒を製造する際には、まず、前記セラミックスの前駆体である金属アルコキシドが酸触媒の存在下で多価アルコールによる親水化反応により親水化される。
【００１４】
前記金属アルコキシドとしては、アルミニウム、珪素、ジルコニウム、マグネシウム、カルシウム、チタニウム等のアルコキシド及びそれらの混合物のアルコキシドが挙げられる。多価アルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール及びトリエチレングリコールが挙げられる。この実施形態では金属アルコキシドとして、金属が珪素であるテトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）が使用されて、多価アルコールとしては主にエチレングリコール（ＥＧ）が使用される。なお、テトラエチルオルトシリケートに代えて、テトラメチルオルトシリケート、テトラブチルオルトシリケート等を使用してもよい。このときの親水化反応の反応式を化３に示す。
【００１５】
【化３】

化３に示したように、ＴＥＯＳは分子の末端の−Ｃ_２Ｈ_５が親水基である−Ｃ_２Ｈ_４ＯＨに置換されることにより、親水化ＴＥＯＳとなる。上記反応式から、４つのアルコキシ基の全てを置換するには、理論的にはＴＥＯＳ１ｍｏｌに対してＥＧを２ｍｏｌ反応させる。ＴＥＯＳに十分な親水性を付与するには４つのアルコキシ基のうち少なくとも２つのアルコキシ基の末端を置換すればよいため、ＴＥＯＳ１ｍｏｌに対してＥＧを１．５ｍｏｌ以上、２ｍｏｌ未満で反応させることが好ましい。ＥＧが１．５ｍｏｌ未満の場合には、分子の末端の一部が置換されないＴＥＯＳが存在する可能性があるため十分な親水化が行われない。また、ＥＧを２ｍｏｌ以上添加しても親水化反応に影響はない。
【００１６】
親水化反応を開始するとき、ＴＥＯＳ及びＥＧを混合した液体は２層に分離した状態にあるが、反応後には無色透明で均一な液体となる。なお、この反応は常温でも進行するが、親水化ＴＥＯＳの他に副生成物として生成されたエタノールを蒸発させて除去するために７５〜８０℃に加熱することが好ましい。
【００１７】
さらに、上記ＴＥＯＳの親水化反応時に多孔質化剤として有機高分子が添加されることにより膜材が調製される。添加される有機高分子としては、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール、セルロース、セルロース誘導体等の水溶性ポリマーが挙げられる。この実施形態では、所定の分子量を有し、常温で液体であることから、膜材への添加が容易な分子量が４００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ）が使用される。なお、有機高分子はＴＥＯＳの親水化反応後に添加してもよい。
【００１８】
上記のようにして調製された膜材に対し、水が流速を調整しながら加えられて膜材水和液が調製された後、膜材水和液に光触媒が投入され、均一となるように混合されて混合スラリーが調製される。膜材に対して水を加えるときには、まず、膜材とほぼ等量となるまで水が緩やかに加えられる。この後、所定量となるまで水が素速く加えられる。このとき、等量となるまで水を加える時間と、所定量となるまで水を加える時間とがほぼ等しくなるように、最初は遅い流速で水が加えられ、この後は速い流速で水が加えられることにより、膜材が水中で均一に分散される。その後、膜材水和液に光触媒を加えて攪拌すると、液中において光触媒が均一に分散され、その表面が膜材により被覆される。
【００１９】
なお、上記とは逆に水に対して膜材を加えた場合には、水に対する親水化ＴＥＯＳの急激な水和反応により液体が白濁し、液中にコロイド状の粒子が形成されて膜材が均一に分散しないため、水に対して膜材を加える方法は好ましくない。
【００２０】
上記混合スラリーを噴霧乾燥させ、粉末状の乾燥物を調製した後、この乾燥物を加熱焼成することによって被覆光触媒が製造される。
混合スラリーを噴霧乾燥するときには噴霧乾燥装置（スプレードライヤー）が使用される。噴霧乾燥装置は加熱状態の乾燥室内でノズルから混合スラリーを吹き出し、微粒子状の液滴にした状態でこの液滴を熱風に接触させることにより液滴を乾燥させ、膜材で被覆された光触媒よりなる粉末状の乾燥物を得る装置である。噴霧乾燥装置には微粒化装置の特徴によりディスクアトマイザー、二流体ノズル、四流体ノズル等の種類があり、光触媒の粒径に応じて使い分けされる。
【００２１】
上記乾燥物は陶磁器製の焼成容器としてのコウ鉢（ムライト製）内に装填され、その状態で加熱焼成される。ここでコウ鉢の構成について説明する。
図１及び図２に示すように、コウ鉢１１は上面が開口された四角箱状をなし、その内部には乾燥物１５を収容するための収容室１２が形成されている。収容室１２内には格子状をなすステンレス鋼（ＳＵＳ３１０Ｓ）製の仕切り板１３が収納されており、仕切り板１３により収容室１２が複数の仕切室１４に区分けされている。これら仕切室１４内には装填された乾燥物１５が収容されている。
【００２２】
１つの仕切室１４内に収容される乾燥物１５の容量は３０〜４０ｃｍ³の範囲内であることが好ましい。容量が３０ｃｍ³未満の場合には加熱焼成後に得られる被覆光触媒の量が少なく、不経済であり、４０ｃｍ³よりも多い場合には加熱焼成が不十分となるおそれがある。このとき、乾燥物１５よりなる層の厚みは１０〜４０ｍｍ程度とすることがさらに好ましい。
【００２３】
仕切り板１３と乾燥物１５の間には隙間１６が形成されており、この隙間１６から乾燥物１５に対し、加熱焼成に必要な酸素が十分に供給される。なお、図２では隙間１６をわかりやすく示すため誇張して描かれており、実質上の隙間１６は乾燥物１５の各粒子と仕切り板１３との間で形成される。
【００２４】
乾燥物１５を加熱焼成するときの反応式を化２に示す。
【００２５】
【化４】

化４に示したように、加熱焼成することにより分子中の有機分が焼失した親水化ＴＥＯＳが焼結され、光触媒作用に対して不活性なシリカ（ＳｉＯ_２)の膜がＴｉＯ_２粒子の表面に形成されて、ＴｉＯ_２粒子が被覆される。このとき、親水化ＴＥＯＳの有機分、膜材中に混入されたＰＥＧ等といった膜材中の有機物が焼失することにより膜の全面に多数の細孔が形成され、この実施形態の被覆光触媒が形成される。また、加熱焼成時に有機物が焼失することにより生ずる二酸化炭素は前記隙間１６から外部に放出される。
【００２６】
前記実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・上記した被覆光触媒の製造方法によれば、セラミックスの前駆体であるＴＥＯＳを親水化反応により親水化ＴＥＯＳとしたことから、この親水化ＴＥＯＳが調製された混合スラリー中においてＴｉＯ₂とともに均一に分散される。このため、被膜に細孔をより均一に形成することができ、光触媒の機能を十分に維持することができるとともに、光触媒を担時する有機素材の劣化を抑制することができる被覆光触媒を製造することができる。
【００２７】
・混合スラリーを噴霧乾燥することにより、濾過処理等により造粒を行わずとも、微粒子状の乾燥物を得ることができ、被覆光触媒をより短時間でさらに効率よく製造することができる。
【００２８】
・膜材と水とを混合する際、最初は膜材に対し水を緩やかに加え、膜材と水とがほぼ等量となった後、膜材に対し水を素速く加えることにより、膜材を水に対してより均一に分散させることができる。加えて、膜材と水を混合した後、光触媒を加えて混合スラリーを調製することにより、混合スラリー中で光触媒がより均一に分散されるため、膜材により光触媒の表面をさらに均一に被覆することができる。
【００２９】
・コウ鉢１１内を仕切り板１３により複数の仕切室１４に区画形成し、各仕切室１４内で粉末状の乾燥物を加熱焼成することにより、仕切り板１３と乾燥物の各粒子の間に形成された隙間から十分な酸素を供給することができるとともに、加熱焼成時に生ずる二酸化炭素を効率よく排気することができるため、膜材中の有機物を確実に燃焼させて均一な細孔を形成することができる。
【００３０】
【実施例】
以下、参考例、実施例及び比較例を挙げ、前記実施形態をさらに具体的に説明する。なお、この発明はそれらの実施例に限定されるものではない。
（参考例１）
ＴＥＯＳ１ｍｏｌに対し、エチレングリコール（ＥＧ）２ｍｏｌを加え、これに塩酸０．４ｇを添加した後、加熱、攪拌してＴＥＯＳの親水化反応を行った。親水化反応においては、反応開始時には２層に分離した状態にあるＴＥＯＳ及びＥＧが無色の均一な液体となったときが反応の終了とした。この得られた無色の均一な液体に水をゆっくりと添加し、攪拌した。これを参考例１の試料とした。
（参考例２）
参考例１において、エチレングリコールに代え、ジエチレングリコールを使用し、同様の比率及び操作を行った。これを参考例２の試料とした。
（参考例３）
参考例１において、エチレングリコールに代え、トリエチレングリコールを使用し、同様の比率及び操作を行った。これを参考例３の試料とした。
（参考例４）
参考例１において、エチレングリコール、ジエチレングリコール及びトリエチレングリコールを任意の比で混合した混合溶液を使用し、同様の操作を行った。これを参考例４の試料とした。
（ＴＥＯＳの親水化に使用する多価アルコールの評価）
参考例１〜４で得られた膜材の状態を目視により観察した。その結果、参考例１〜４は水と完全に混和し、無色で均一な膜材が得られた。この結果からＴＥＯＳの親水化にはエチレングリコール、ジエチレングリコール及びトリエチレングリコールのいずれを使用しても好適であることが示された。なお、親水化反応を行わずにＴＥＯＳ１ｍｏｌに水をゆっくりと添加し、攪拌した場合も観察したが、この場合ＴＥＯＳ及び水は二層に分離したままで混和しなかった。
（実施例５）
＜膜材水和液の調製工程＞
容量が２００ｌのポリエチレン製タンク内にＴＥＯＳ（コルコート社製）を１５ｋｇ、ＥＧを６．５ｋｇ及び塩酸を３０ｇ投入した。これに対し、分子量４００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を約１５重量％となるように３．８ｋｇ加え、白濁が消え、無色透明で均一な液体となるまで攪拌して親水化ＴＥＯＳよりなる膜材を得た。この後、２５ｌの水をタンク内に０．８ｌ／分の流速で供給し、白濁が消えた後、さらに１６７ｌの水をタンク内に６ｌ／分の流速で供給して、水に対する親水化ＴＥＯＳの濃度が約０．３ｍｏｌ／ｌの膜材水和液を調製した。
＜混合スラリーの調製工程＞
上記のようにして得られた膜材水和液にＴｉＯ_２（日本アエロジル社製の商品名Ｐ−２５）を２５ｋｇ加えて２時間攪拌して混合スラリーを調製した。その後、得られた混合スラリーの全量を容量が４００ｌのアルミナ製ボールミルに投入し、直径が３ｍｍのチタニアボールを使用して１６時間湿式粉砕を行った。このとき、混合スラリー中におけるＴｉＯ_２の平均粒径は０．５μmとなった。
＜噴霧乾燥工程＞
上記のようにして得られた混合スラリーを噴霧装置にディスク回転型噴霧装置（ニロアトマイザー社製）を使用した空気加熱型スプレードライヤー（マツボー社製）に投入し、噴霧乾燥を行った。このとき、ディスクを１８０００回転、熱風の入口での温度を３２０℃、出口での温度を１１０℃に設定した。このようにして、混合スラリーから３２ｋｇの粉末状の乾燥物を得た。
＜加熱焼成工程＞
上記の乾燥物１５を、図１及び図２に示すような仕切り板１３が内部に収容されたコウ鉢１１の各仕切室１４内にそれぞれ３６ｃｍ^３ずつ装填し、都市ガス型焼成炉（ナリタテクノ社製）を使用して、５００℃で１６時間加熱焼成を行い、被覆光触媒を得た。このとき得られた被覆光触媒の全重量は２７ｋｇであり、平均粒径は１４μmであった。これを実施例５の試料とした。
（実施例６）
＜膜材水和液の調製工程＞
容量が２００ｌのポリエチレン製タンク内にＴＥＯＳ（コルコート社製）を５ｋｇ、ＥＧを２．２ｋｇ及び塩酸を１０ｇ投入し、分子量４００のポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を約１５重量％となるように１．３ｋｇ加えて、白濁が消え、無色透明で均一な液体となるまで攪拌した。この後、１０ｌの水をタンク内に０．３ｌ／分の流速で供給し、白濁が消えた後、さらに１８２ｌの水をタンク内に６ｌ／分の流速で供給して、水に対する親水化ＴＥＯＳの濃度が約０．１ｍｏｌ／ｌの膜材水和液を調製した。
【００３１】
上記のようにして得られた膜材水和液に対し、実施例５と同様に混合スラリーの調製工程、噴霧乾燥工程及び加熱焼成工程を実施した。このとき、噴霧乾燥工程で得た乾燥物の全重量は３０ｋｇであり、加熱焼成工程で得た被覆光触媒の全重量は２５ｋｇであり、平均粒径は１４μmであった。これを実施例６の試料とした。
（実施例７）
実施例５と同様に膜材水和液の調製工程を実施した。その後、参考例１と同様に混合スラリーを調製し、直径が３ｍｍのチタニアボールを充填した容量が２０ｌの湿式粉砕機アトライター（三井鉱産社製）を使用して、ＴｉＯ_２の平均粒径が０．５μmとなるように６時間湿式粉砕を行った。そして、実施例５と同様に噴霧乾燥工程及び加熱焼成工程を実施して平均粒径が１４μmの被覆光触媒を得た。これを実施例７の試料とした。
（実施例８）
実施例６と同様に膜材水和液の調製工程を実施した。その後、実施例７と同様に混合スラリーを調製し、湿式粉砕を行った。そして、実施例５と同様に噴霧乾燥工程及び加熱焼成工程を実施して平均粒径が１４μmの被覆光触媒を得た。これを実施例８の試料とした。
（実施例９）
実施例５と同様に膜材水和液の調製工程及び混合スラリーの調製工程を実施した。その後、噴霧装置に二流体ノズル型噴霧装置（アンハイドロ社製）を使用し、ノズル圧を６ｋｇ／ｃｍ^２に設定するとともに、熱風の温度が実施例５と同様に設定された空気加熱型スプレードライヤーに投入して噴霧乾燥を行った。そして、実施例５と同様に加熱焼成工程を実施して平均粒径が８μmの被覆光触媒を得た。これを実施例９の試料とした。
（実施例１０）
実施例６と同様に膜材水和液の調製工程及び混合スラリーの調製工程を実施した。その後、実施例９と同様に噴霧乾燥を行った。そして、実施例５と同様に加熱焼成工程を実施して平均粒径が８μmの被覆光触媒を得た。これを実施例１０の試料とした。
（実施例１１）
実施例５と同様に膜材水和液の調製工程及び混合スラリーの調製工程を実施した。その後、噴霧装置に四流体ノズル型噴霧装置（藤崎電機社製）を使用した空気加熱型スプレードライヤーにて、ノズル圧及び熱風の温度を実施例９と同様に設定して噴霧乾燥を行った。そして、実施例５と同様に加熱焼成工程を実施して平均粒径が２．６μmの被覆光触媒を得た。これを実施例１１の試料とした。
（実施例１２）
実施例６と同様に膜材水和液の調製工程及び混合スラリーの調製工程を実施した。その後、実施例１１と同様に噴霧乾燥を行った。そして、実施例５と同様に加熱焼成工程を実施して平均粒径が２．６μmの被覆光触媒を得た。これを実施例１２の試料とした。
（実施例１３）
実施例５と同様に膜材水和液の調製工程、混合スラリーの調製工程及び噴霧乾燥工程を実施した。その後、仕切り板１３を省略したコウ鉢１１の収容室１２内に乾燥物１５を充填し、実施例５と同様に加熱焼成を行い、被覆光触媒を得た。このとき得られた被覆光触媒の全重量は２７ｋｇであった。これを実施例１３の試料とした。
（被覆光触媒の性能評価）
実施例５〜１３で得られた１ｇの試料を１００ｐｐｍのアセトアルデヒドが循環する系内に放置した。これら各試料に紫外線強度が１．３ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を照射し、一定時間ごとにガスクロマトグラフを使用して定量することにより、アセトアルデヒドの分解能力を測定した。
【００３２】
次に、これら試料をウレタン樹脂に混合し、これをガラス板に塗布した。これら試料に対し、耐光試験機を使用して紫外線強度が１５ｍＷ／ｃｍ²の紫外線を照射し、一定時間ごとに重量測定を行ってウレタン樹脂の残存量を求めた。
【００３３】
そして、多孔質セラミックスの被膜により被覆しない状態のＴｉＯ₂粒子に対し、上記と同様にしてアセトアルデヒドの分解能力及びウレタン樹脂の残存量を求め、各試料との比較を行った。
【００３４】
その結果、実施例５〜１２はアセトアルデヒドの分解能力の測定では７０分後にアセトアルデヒドを１ｐｐｍまで分解し、ウレタン樹脂の残存量の測定では１００時間後に９０％の樹脂が残存していた。これに対し、実施例１３ではアセトアルデヒドの分解能力の測定ではアセトアルデヒドをほとんど分解せず、ウレタン樹脂の残存量の測定では１００時間後に９０％の樹脂が残存していた。また、被膜により被覆しない状態のＴｉＯ₂粒子はアセトアルデヒドの分解能力の測定ではアセトアルデヒドをほとんど分解し、ウレタン樹脂の残存量の測定では１００時間後にウレタン樹脂がほとんど残存していなかった。
【００３５】
この結果から実施例５〜１２の被覆光触媒は樹脂の劣化を効果的に抑制しつつ、高度な光触媒作用を有することが示された。また、実施例１３の結果から、仕切り板１３を省略して加熱焼成を行った場合、酸素の供給及び二酸化炭素の排気が十分に行われないため膜材中の有機物が十分に燃焼せず、セラミック膜の表面に細孔が形成されないことが示された。
（実施例１４）
実施例５と同様にＴＥＯＳ、ＥＧ及び塩酸を投入した後、分子量４００のＰＥＧを約２５重量％となるように加え、この後、実施例５と同様に膜材水和液を調製した後、混合スラリーの調製工程、噴霧乾燥工程及び加熱焼成工程を実施した。これを実施例１４の試料とした。
（実施例１５）
実施例５と同様にＴＥＯＳ、ＥＧ及び塩酸を投入した後、分子量４００のＰＥＧを約１０重量％となるように加え、この後、実施例５と同様に膜材水和液を調製した後、混合スラリーの調製工程、噴霧乾燥工程及び加熱焼成工程を実施した。これを実施例１５の試料とした。
（ＰＥＧ添加量の変化による被覆光触媒の性能評価）
実施例１４及び１５で得られた試料を前記被覆光触媒の性能評価と同様の方法でアセトアルデヒドの分解能力及びウレタン樹脂の残存量を測定した。その結果、実施例１５は実施例１４と比較してウレタン樹脂の残存量は少ないが、アセトアルデヒドの分解能力は高いことが示された。このため、ＰＥＧ添加量により、樹脂の劣化を抑制する機能と光触媒機能とを制御することができることが示された。
【００３６】
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・混合スラリーを調製するとき、水に光触媒を添加してスラリーを調製した後、膜材に対してこのスラリー添加して混合スラリーを調製してもよい。
【００３７】
・前記焼成容器は陶磁器製のコウ鉢１１に限定されず、例えば仕切り板１３と同様のステンレス鋼より形成された四角形状の箱、有底円筒状の筒等としてもよい。
【００３８】
・膜材を調製する際、多孔質化剤としてＰＥＧ等の水溶性ポリマー以外に有機側鎖を有するシラン系アルコキシドであるＡ−１８７（日本ユニカ社製シランカップリング剤、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）を使用してもよい。このように構成した場合、ＰＥＧの使用量を低減するか、あるいはＰＥＧを使用せずとも多孔質セラミックスの被膜を形成することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、次のような効果を奏する。
請求項１〜４に記載の発明の多孔質セラミックスの被膜により被覆した光触媒の製造方法によれば、被膜に細孔をより均一に形成することができ、光触媒の機能を十分に維持することができるとともに、光触媒を担時する有機素材の劣化を抑制することができる。
【００４３】
請求項２に記載の発明の多孔質セラミックスの被膜により被覆した光触媒の製造方法によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、スラリーから微粒子状の粉末を直接得ることができ、多孔質セラミックスの被膜により被覆した光触媒を短時間で効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ムライト製のコウ鉢を示す斜視図。
【図２】図１の２−２線における断面図。
【符号の説明】
１１…焼成容器としてのコウ鉢、１３…仕切り板、１４…仕切室。

Claims

光触媒の表面を、光触媒作用に対して不活性で、かつ多数の細孔を有する多孔質セラミックスの被膜により被覆した光触媒の製造方法であって、
セラミックスの前駆体である金属アルコキシド１ｍｏｌに対して多価アルコールを１．５ｍｏｌ以上、２ｍｏｌ未満を添加した親水化反応により親水化して膜材を調製するとともに、この膜材に対して水と光触媒を添加して混合スラリーを調製し、この混合スラリーを乾燥させ、乾燥物を調製した後、この乾燥物を加熱焼成する多孔質セラミックスの被膜により被覆した光触媒の製造方法。
前記乾燥物は、混合スラリーを噴霧乾燥装置を使用して噴霧乾燥することにより得られる粉末である請求項１に記載の多孔質セラミックスの被膜により被覆した光触媒の製造方法。
前記金属アルコキシドは、アルミニウム、珪素、ジルコニウム、マグネシウム、カルシウム、チタニウムのアルコキシド及びそれらの混合物のアルコキシドである請求項１に記載の多孔質セラミックスの被膜により被覆した光触媒の製造方法。
前記親水化反応は、下記一般式（１）で表されるものであることを特徴とする請求項１に記載の多孔質セラミックスの被膜により被覆した光触媒の製造方法。