JPH01159030A - 光触媒による脱臭方法および脱臭装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は家庭やオフィス等で発生する臭気、たとえばト
イレのし尿臭、ペットの臭い、たばこの臭い、調理具お
よび体臭などの脱臭方法およびこれらを浄化する脱臭装
置に関するものである。

従来の技術 家庭やオフィスで発生するたばこ臭、トイレ臭。

ベット臭、調理臭および体臭などの悪臭成分は、アンモ
ニア、アミン類、インドール、スヵトールなどの窒素化
合物、硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル、二
硫化メチルなどの硫黄化合物、アルデヒド類、ケトン類
、アルコール類、脂肪酸および芳香族化合物など低沸点
から高沸点成分まで多種多様である。

そして従来の家庭やオフィスで行なわれている脱臭方法
としては、発生源に薬剤を注ぎ化学反応させる方法、芳
香剤でマスキングする方法、活性炭やゼオライトで吸着
する方法および薬剤を添着した吸着剤に悪臭を濃縮し反
応させる方法がある。

前者２方法は使える場所がトイレやペットのいる所など
に限定されるが、後者２方法は場所的に限定されないた
め一般的によく使われている。ここで、後者の２方法を
応用した脱臭装置の代表的な例を第６図に示す。図にお
いて２０はケーシングで、内部に風上側から順次、塵埃
を捕集するプレフィルタ２３．活性炭層２４．送風機２
７を有する。ケーシング２ｏにはプレフィルタ２３の風
上側に吸込みグリル２２を、送風機２７の風下側に吹出
しグリル２１を設けている。

上記構成の脱臭装置は、脱臭装置として活性炭を用いて
いるため、前記悪臭成分のうちアンモニア、メチルアミ
ンなどの低沸点窒素化合物とホルマリン、アセトアルデ
ヒド、アクロレインなどの低沸点アルデヒド類に対する
脱臭性能が悪かった。

そこで薬品を活性炭に添着した脱臭剤が用いられるよう
になってきた。

発明が解決しようとする問題点 しかし、上記薬品添着炭においては、高沸点化合物は活
性炭自身の物理吸着であるため、加熱することによって
再生できる可能性はあるが、低級窒素化合物および低級
アルデヒド類は添着されている薬品との反応で吸着する
ので再生は難しい。

したがってこの薬品添着炭の寿命は数カ月から半年と短
かいものであり、頻繁に交換しなければならなかった。

また、活性炭は物理吸着能力が飽和すると、今度は清浄
な空気が入ってきた時、臭いを出すという問題があった
。

本発明は上記従来の問題点を解決し、メンテナンスを軽
減すると共に臭いを再放出しない脱臭方法および脱臭装
置を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するだめの手段 上記の問題点を解決するため本発明の脱臭方法としては
、酸化チタンと酸化タングステンの混合金属酸化物の存
在下で、被酸化性化合物と酸素を含む気体に紫外線を照
射する光触媒による脱臭方法を提供したものである。ま
た本発明の脱臭装置は、被酸化性化合物と酸素を含む気
体の通路中に、紫外線を発生する電灯と、この電灯より
放射される紫外線の照射を受ける部位に設けられた酸化
チタンと酸化タングステンの混合金属酸化物よりなる光
触媒層とを設けたものである。なお酸化チタンと酸化タ
ングステンの混合金属酸化物に、導電性無機物質を担持
することによって、さらに脱臭性能の寿命の長い脱臭方
法、脱臭装置を提供することができるものである。

作用 本発明者らは、かねてから光触媒作用によって悪臭を分
解し無臭化することを研究してきたが、酸化チタンと酸
化タングステンが共存する場合には、極めて酸化分解能
力の高いことを見い出した。

本発明の混合金属酸化物は紫外線の照射によって分解が
効率良く起こる。

酸化チタンと酸化タングステンの混合金属酸化物の作用
原理については目下詳細に研究中であるが、酸化チタン
および酸化タングステンのｎ型半導体中の価電子帯の電
子が紫外線を吸収して伝導体に励起され、そこで生じた
価電子帯の正孔は触媒の表面にある水酸基（ＯＨ基）と
反応し、伝導体に励起された電子は酸素（０）と反応し
て、活性の高いＯＨラジカル、Ｏラジカル、０２−が生
じ、これが被酸化性化合物を酸化分解するものと推測さ
れる。

また酸化チタンで生じた電子および正孔と、酸化タング
ステンで生じた電子および正孔が互いに作用し合って相
乗効果があるものと推測される。

さらに、この混合酸化物に白金、パラジウム。

ロジウム、酸化ルテニウム、銀などの導電性無機物質を
担持すると、酸化分解作用は一層強力なものとなる。中
でも白金の効果は著るしい。

したがって酸化チタンと酸化タングステンの混合金属酸
化物を用い被酸化性化合物と酸素とを含む気体に紫外線
を照射させると、気体中の被酸化性化合物、すなわち悪
臭の原因物質であるアンモニア、アミン類の窒素化合物
、硫化水素、メルカプタン類の硫黄化合物、アルデヒド
類、ケトン類。

アルコール類、脂肪酸および芳香族化合物は二酸化炭素
、水、二酸化窒素、二酸化硫黄などに容易に酸化分解さ
れて無臭化できる。

実施例 次に図面を参照しながら本発明の実施例における脱臭方
法および脱臭装置について説明する。

第１図は本発明の光触媒による脱臭方法を応用した脱臭
装置の一実施例を示す。１はケーシングで、内部には風
上側より順番に、プレフィルタ３゜紫外線の照射を受け
る部位（表面）に光触媒層４を形成した反応部材６．光
触媒層４に向い合うように設けられ紫外線を発生する電
灯７．紫外線を効率的に使用するように電灯７の後面に
設けた反射板８および送風機６を有する。そして、ケー
シング１にはプレフィルタ３の風上側に吸込みグリル２
を、送風機６の風下側に吹出しグリル９を設けている。

反応部材６には光触媒層４の面積を広くし、被酸化性化
合物と酸素を含む気体（臭気）との接触を良くするため
に、穴６＆を有するフィン６ｂが風の流れに対して直角
に、あるいは斜めに立てられている。光触媒層４は酸化
チタンと酸化タングステンの混合金属酸化物より成って
いる。光触媒層は０．６ｍｔの厚さのアルミナ−シリカ
質のセラミックペーパーにチタニアゾルを含浸した後熱
処理し、その後メタタングステン酸アンモニウムヲ含浸
して再び熱処理するなどの方法で酸化チタンと酸化タン
グステンの混合金属酸化物を担持して作る。そしてこの
セラミックペーパーを水ガラスなどの接着剤でアルミニ
ウムなどの基材に貼りつけて反応部材６とする。酸化チ
タンは二酸化チタン（ＴｉＯ２）で前記方法で作ったも
のの結晶構造はアナターゼ型であるが、ルチル型でも良
い。酸化タングステンは二酸化タングステン（ＷＯ５）
であるが、このものが還元された”４ＯＮでも良い０ま
た、導電性無機物質としてたとえば白金を混合金属酸化
物に担持する場合は、混合金属酸化物をつけたセラミッ
クペーパーに塩化白金酸のエタノール溶液を含浸し、熱
処理し、白金微粒子として担持する。なお、白金以外に
もパラジウム、ロジウム、酸化ルテニウムおよび銀など
も用いることができるものである。

電灯７としては紫外線を含む光を照射しうるものであれ
ば良く、照射される紫外線としては遠紫外線でも近紫外
線でも良い。そのような電灯としては、たとえば螢光灯
、超高圧水銀灯、キセノン灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯
、超低圧水銀灯などがある。これらの電灯は単独で使用
しても良く、併用しても良い。

ここでは電灯７として主波長２５３．７１ｍの殺菌灯を
使用した。

上記構成において、電灯７を点灯し送風機６を運転する
と、被酸化性化合物と酸素を含む気体すなわち悪臭を含
んだ空気は吸込みグリル２から吸込まれる。そして、プ
レフィルタ３でまず塵埃が捕集される。つづいて光触媒
層４の存在下で紫外線が照射されこれによって被酸化性
化合物、すなわち悪臭の原因物質であるアンモニア、ア
ミン類の窒素化合物、硫化水素、メルカプタン類の硫黄
化合物、アルデヒド類、ケトン類、アルコール類。

脂肪酸および芳香族化合物は二酸化炭素、水、二酸化窒
素、二酸化値゛黄などに酸化分解される。そして脱臭さ
れた空気は吹出しグリル９よシ吹出される。

次に光触媒層４の実施例を酸化チタン単独の触媒層と比
較して説明する。

下表に示す金属酸化物を前記した方法で作り、光触媒層
４とした。光触媒層４の面積は０．５−１電灯７は１５
ワツト（紫外線出方３．２ワツト、主波長２５３．７　
ｎｕ　）　の殺菌灯、送風機６の風量は１ｎ？／分とし
た０また、電灯７と光触媒層４との距離は１２αとした
。比較例は紫外線のみで触媒層がないものである。

（以下　余　白） 次にアルミニウム製の内容積１ｒＩＩＩの箱に前記の脱
臭装置を入れる。そしてこの箱の中に約１％のトリメチ
ルアミン、メチルメルカプタン、アセトアルデヒドの各
々の標準ガスを入れ、所定の初期濃度に合せる。そして
脱臭装置の送風機６と電灯７の電源を投入し運転し、１
−の箱の中のガス濃度の経時変化を測定した。ガス濃度
の測定はガスクロマトグラフィーで行なった。その結果
を上記の表および第２図〜第４図に示す。これらの結果
から明らかなように酸化チタンと酸化タングステンの混
合金属酸化物を用いたものは分解速度が早く、白金を担
持した触媒はさらに早く分解する。

また、光触媒は１　ｐｐｍ以下の極低濃度の被酸化性化
合物でも効果的に酸化分解できる。

発明の効果 以上の説明の様に本発明の光触媒による脱臭方法および
脱臭装置によれば、臭うことのなくなる極低濃度の被酸
化性化合物まで酸化分解するので、活性炭のように臭い
の再放出がなく、かつ薬品添着炭よりも寿命が長くメン
テナスを大幅に軽減することかできるという、きわめて
すぐれた効果を奏しているものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す脱臭装置の断面図、第
２図は本発明の実施例のトリメチルアミンの分解速度を
示す図、第３図は本発明の実施例のメチルメルカプタン
の分解速度を示す図、第４図は本発明の実施例のアセト
アルデヒドの分解速度を示す図、第６図は従来の脱臭装
置を示す断面図である。 ４・・・・・・光触媒層、６・・・・・・反応部材、６
・・・・・・送風機、７・・・・・・電灯。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名４−
　光触媒層 ７−電灯 第　１　図 ・１２図 運　慶五　時　ｒＪ！　　　（族トノ 第３図 運転時間　（分）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化チタンと酸化タングステンの混合金属酸化物
   の存在下で、被酸化性化合物と酸素を含む気体に紫外線
   を照射する光触媒による脱臭方法。
2. （２）導電性無機物質を担持した酸化チタンと酸化タン
   グステンの混合金属酸化物を用いる特許請求の範囲第１
   項記載の光触媒による脱臭方法。
3. （３）被酸化性化合物と酸素を含む気体の通路中に、紫
   外線を発生する電灯と、この電灯より放射される紫外線
   の照射を受ける部位に設けられた酸化チタンと酸化タン
   グステンの混合金属酸化物よりなる光触媒層とを設けた
   光触媒による脱臭装置。
4. （４）酸化チタンと酸化タングステンの混合金属酸化物
   よりなる光触媒層に導電性無機物質を担持した特許請求
   の範囲第３項記載の光触媒による脱臭装置。