JPH01288321A - 光触媒による脱臭方法 - 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内の悪臭（調理具、たばこ臭２
体臭、ペット及びトイレの臭いなど）の脱臭方法に関す
るものである。

従来の技術 家庭やオフィスで発生する悪臭（調理具、たばこ臭９体
臭、ベット及びトイレの臭いなど）の成分は、窒素化合
物（アンモニア、アミン類、インドール、スカトールな
ど）、、硫黄化合物（硫化水素、メチルメルカプタン、
硫化メチル、二硫化メチル、二硫化ジメチルなど）、ア
ルデヒド類（ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなど
）、ケトン類（アセトンなど）、アルコール類（メタノ
ール、エタノールなど）、脂肪酸及び芳香族化合物など
、多種多様である。

従来、家庭やオフィスで発生するこれら悪臭を脱臭する
には、局所的に消臭する方法と、送風機と組み合せて脱
臭装置として、より広い空間の消臭をする方法とがある
。

局所的に消臭する方法としては、薬剤と発生源とを化学
反応させる方法、芳香剤で悪臭をマスキングする方法な
どがあげられる。

また、より広い空間を消臭する方法としては、活性炭や
ゼオライトで悪臭を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などを送風機と組
み合わせ消臭する方法がある。

この様に様々な脱臭方法が使用されているが、化学反応
させる薬剤、悪臭をマスキングする芳香剤ともに、悪臭
と反応した後、再生はほとんど不可能である。また吸着
剤の場合も、吸着容量が飽和すると、脱臭性能はいちじ
るしく低下する。従って、どの場合においても定期的に
新しいものとの交換が必要となってくる。

さらに、現在悪臭の消臭に最も有効とされている活性炭
においても、窒素化合物（アンモニア。

アミン類）とアルデヒド類（ホルマリン、アセトアルデ
ヒド、アクロレインなど）に対する吸着方が弱かった。

発明が解決しようとする課題 ところで活性炭にアンモニア、トリメチルアミンなどの
窒素化合物と化学反応をおこす有機酸及び無機酸を添着
することによりこれら窒素化合物は効果的に消臭するこ
とが可能になり、またその吸着容量は大きい。

一方、ホルマリン、アセトアルデヒド、アクロレインな
どのアルデヒド類は、活性炭にアニソ／を添着した消臭
剤が有効であるが、アニリンの添着許容量が低いため、
アルデヒド類の吸着容量が小さく寿命が短い。最近の家
具及び新建材から発生する臭い、たばこの臭いの成分中
には、ホルマリン、アセトアルデヒド等が多量に存在す
るが、有効な脱臭方法は見い出されていなかった。

本発明は、従来脱臭が困難であったアルデヒド類及びそ
の他の悪臭物質を効果的に脱臭し、また、長期間その性
能を維持することを可能にした脱臭方法を提供すること
を目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明の光触媒による脱臭
方法は、酸化イツトリウムまたは酸化スズのいずれかと
酸化チタンの混合金属酸化物と、被酸化性化合物及び酸
素を含む気体の存在下で、前記混合金属酸化物に紫外線
を照射する光触媒によるものである。また、この混合金
属酸化物に導電性無機物質を担持したものである。

作用 本発明者等は、以前より光触媒反応による悪臭分解、無
臭化を研究中であるが、一般に光触媒反応の触媒として
知られている酸化チタン単独使用に比較して、酸化チタ
ンと酸化イツトリウムが共存した場合の方がアルデヒド
類の酸化分解能力が極めて高くなることを見い出した。

本発明の混合金属酸化物は、紫外線照射によって分解を
効率良くおこすものである。

上記混合金属酸化物の作用原理については、現在詳細に
研究中であるが、酸化チタンと酸化イツトリウムの混合
金属酸化物の価電子帯の電子が紫外線照射によりエネル
ギーを得、伝導帯に励起され、そこで生じた価電帯の正
孔は、触媒表面に吸着している水からの水酸基（ＯＨ基
）と反応し、伝導帯に励起された電子は酸素と反応して
、活性の高いＯＨラジカル、Ｏラジカル、　０；　　が
生じ、これらが、被酸化性化合物を酸化分解するものと
推測される。この様な反応は、酸化チタン単独でももち
ろん起るが、酸化チタンと酸化イツトリウムの共存して
いる触媒では、それぞれの励起された電子及び生じた正
孔が相関し合い、紫外線からのエネルギーの利用効率を
高めたり、被酸化性化合物の酸化分解反応を促進したり
するものと推測される。また酸化イツトリウムのかわり
に酸化スズを用いても同様である。

さらに、酸化イツトリウムまたは酸化スズと酸化チタン
の混合金属酸化物に、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、悪臭の無臭化はさらに強力になる。中でも
白金の効果は非常に高い。

実施例 以下、本発明の実施例について説明する。

酸化チタンにはアナターゼ型、プルカイト型。

ルチル型がある。本発明においてはアナターゼ型が活性
が高く望ましいが他の結晶構造のものでも良い。

また、酸化イツトリウムとしてはＹ２Ｏ，（イツトリア
）を使用する。

導電性無機物質としては、白金が最も効果的でアルカパ
ラジウム、ロジウム、銀などの貴金属や酸化ルテニウム
などを使用しても良い。

本発明に使用する紫外線は高圧水銀灯、超高圧水銀灯、
低圧水銀灯、キセノン灯などを単独または併用すること
により発生させる０ 本発明に用いる混合金属酸化物は、光源表面に塗布する
か、光源の周囲に支持体を設けてそれに塗布または含浸
するなどし７て使用する。

次に具体的な実施例について詳細に説明する。

実施例及び比較例１で使用した光触媒は直径６８園、０
．６■の厚さのアルミナ−シリカ質のセラミックペーパ
ーにチタンアシルを含浸した後、４００〜７００″Ｃで
熱処理しその後水酸化イツトリウムの希薄水溶液をゲル
化する前にす速くスプレーし再び４５０〜５５０°Ｃで
熱処理するなどの方法で作成した。実施例２及び比較例
２の白金の担持は、上記金属酸化物を付けたセラミック
ペーパに塩化白金酸のエタノール溶液を含浸し、熱処理
して白金微粒子として担持した。比較例３，４の場合は
、それぞれの金属酸化物を上記方法で単独にセラミック
ペーパに添着し使用した。

この触媒１をステンレスの台２にのせ、第１図に示す内
容積３ｅｌのアルミニウム製の反応容器３の中に、光源
４から１００＋ｍ離れた位置に置い友。光源４は１０ワ
ツトの殺菌灯（紫外線出力的１．８ワツト、主波長２５
４ｎｍ）ｉ用いた。この反応容器３の中にアセトアルデ
ヒドの飽和ガスをサンプリング口θより注入し、ファン
６で攪拌して濃度を均一にし初期濃度を測定した０次に
殺菌灯を点灯し、アセトアルデヒドの濃度の経時変化を
ガスクロマトグラフィで調べた０同様の方法で、混合金
属酸化物触媒に紫外線を照射しなかった場合、触媒を使
用しないで紫外線だけ照射した場合、及びアナターゼ型
酸化チタンだけ、または、酸化イツトリウムだけを前述
方法でセラミックペーパに塗布した触媒に紫外線を照射
した場合とを比較して第２図に示す。この場合の条件は
第１表に示すが、アセトアルデヒドの初期濃度は３ｓ　
ｐｐｍ付近とする。第２図の横軸は時間粉）、縦軸は濃
度に比例するガスクロマトグラフのピーク面積である。

これからあきらかなとおり、酸化チタンと酸化イツトリ
ウムの混合金属酸化物に紫外線を照射すると、それらと
共存しているアセトアルデヒドと酸素を含む気体中のア
セトアルデヒドは非常に効果的に分解され無臭化してし
まう０さらに、その触媒に白金を担持した場合、より効
果的に分解が進む。また、酸化チタン、酸化イツトリウ
ムそれぞれ単独の場合よりも、この混合金属酸化物の方
が、より光触媒効果が太きい。さらに、本発明では、ア
セトアルデヒドの光触媒反応における中間生成物である
酢酸、メタノール、アセトンといった物質の発生も極め
て少ない。

また、本発明では、アセトアルデヒドの分解に限らず他
の悪臭物質である、窒素化合物（アンモニア、アミン類
）、硫黄化合物（硫化水素、メチルメルカプタンなど）
、ケトン類（アセトンなど）、アルコール類（メタノー
ル、エタノールなど）、脂肪酸（酢酸など）及び芳香族
化合物も酸化分解し無臭化ができる。

本発明は、単独、あるいは他の吸着剤及び化学的方法を
組み合わせることで、すぐれた脱臭性能を発揮すると同
時に、長期にわたりその性能を維持することができる。

次に、酸化イツトリウムにかえて酸化スズを用いた場合
について説明する０酸化スズとしてはＳｎ０　、８ｎＯ
，とがあり、このうちＳｎＯ□の活性が高いが、本発明
においてはどちらを使用しても良いＯ 次に、具体的な実施例について詳細に説明する。

実施例１．比較例１の光触媒の作成方法はまず厚さｏ、
５ｍ、直径６８箇のアルミナ−シリカ質のセラミックベ
ーパにチタンアシルを含浸した後、４００〜７００°Ｃ
で熱処理する。−万希薄な５ｎＣｌ、・６Ｈ２０水溶液
に数滴の濃塩酸を加え、これにアンモニア水を加えた後
、ゲル化する前にす速く前述のセラミックベーパにスプ
レーシ空中室温で乾燥し、その後４００〜７００°Ｃで
加熱する０また、実施例２．比較例２の白金担持は、上
記金属酸化物を付けたセラミックベーパに塩化白金酸の
エタノール溶液を含浸し、熱処理して白金微粒子として
担持した。

これら触媒を先の実施例と同様、第１図の装置を用い、
第２表の条件でアセトアルデヒドの分解曲線を測定し、
その結果を第３図に示す０第３図の横軸は時間粉）、縦
軸は３６４ボツクス内のアセトアルデヒドの濃度に比例
するガスクロマトグラフのピーク面積を示す。

（以下余　白） これからあきらかなとおり、酸化チタンと酸化スズの混
合金属酸化物に紫外線を照射すると、先の例と同様な効
果が期待できる０ 発明の効果 以上のように本発明方法によれば、従来消臭することが
困難であったアセトアルデヒドを低濃度まで分解し無臭
化することが可能となったものである。また混合金属酸
化物に導電性無機物質を担持するとその効果はより大き
いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は光触媒の分解性を測定する装置の断面図、第２
図、第３図はそれぞれ本発明の実施例におけるアセトア
ルデヒドの分解曲線図である０１・・・・・・触媒、２
・・・・・・光源。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 １−Ｍ昧 第２図 時間（介）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化イットリウムまたは酸化スズのいずれかと酸
   化チタンの混合金属酸化物と、被酸化性化合物及び酸素
   を含む気体の存在下で、前記混合金属酸化物に紫外線を
   照射する光触媒による脱臭方法。
2. （２）混合金属酸化物に導電性無機物質を担持した請求
   項１記載の光触媒による脱臭方法。