JPH04114791A - 有機ハロゲン化合物の分解能を有する飲料水容器 - 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、家庭用又は事務所等で利用されるポット、給
水、給茶器等の飲料水容器に関し、更に詳細にはトリハ
ロメタン等の有機ハロゲン化合物を含む虞のある飲料水
の有害物を分解処理して無害化処理する為の飲料水容器
に関する。

［従来の技術］ 最近、水道水等の飲料用水を浄化する為に用いられる塩
素が、その処理過程において、他の有機物と結合して、
クロロホルム、ブロモジクロロメタン等のトリハロメタ
ンに変化する虞があることが指摘され、このトリハロメ
タンは発がん性や催奇形性を招く有害物質であり１間Ｍ
視されている。

又、ゴルフ場や、農−からは除草剤、殺菌剤としての塩
素系の農薬が、又、工場やドライクリーニング場からは
トリクロロエチレン等の塩素系洗浄剤が排出され、これ
らが地下に浸透し、河川に流出すると、そこから取水し
た飲料水を我々が飲む可能性が高く、これも発がん性の
有害物質で、上記と同様大きな問題となっている。

そして、これら有機ハロゲン化合物は、本来自然界に存
在しないもので、生物分解を受は難く、−旦環境中に排
出されると蓄積し、又、そのまま植物や動物の体内に残
留し易いという厄介な性質を有し、これに対し有効な解
決手段が見出せないのが現状である。

［発明の解決しようとするａ！！］ そこで本発明は、有機物質の分解に光エネルギーを効率
良く変換する光触媒が有効であることに着目し、これを
飲料水の保温、給茶等に利用されている飲料水容器に応
用して、飲料前に無害化処理して上記問題を解消しよう
とするものである。

［ｌｌ［題を解決するための手段］ 本発明飲料水容器は、容器内壁の一部に、溶液と接する
状態で光触媒を配設し、その対抗位置に当該光触媒を励
起させるに十分な短波長の光を発する照射ランプを配し
て有機ハロゲン化合物を分解することを特徴として構成
される。

この光触媒には、二酸化チタンに白金を担持させたもの
を用いるのが望ましい。

［作用］ 飲料水容器内の一部に設けた光触媒に照射ランプからの
光が照射されると、光触媒がバンドギャップ以上のエネ
ルギーを得て光励起し、これと接触した飲料水中の酸素
分子をイオン化し、それが脱塩素反応を促し、更に分解
を進めて炭酸ガスを生じる。この炭酸ガスの発生を伴う
分解反応により、有機ハロゲン化合物が分解され、無害
化処理され、安全な飲料水となる。

このとき、二酸化チタンに白金を担持させた光触媒は、
電荷分離を実現する半導体として作用する。

［実施例コ 不発明飲料水容器は、容器本体１の側面又は底面等に、
光触媒２を配し、その対向位置に触媒の表面に光を当て
る照射ランプ３を配設する。

その光触媒２とは、光の照射により励起されて活性化に
至る触媒をいい１例えば、ＴｉＯ２、ｚｎｏ、ＲｕＯ２
，ＷＯ２、Ｔ１Ｎｂ２０７、Ｎｂ２Ｏ５等を指す。これ
らはバンドギャップ以上の光エネルギーを照射すると、
価電子帯から伝導帯へ電子が励起され、一方に電子が他
方に正孔が生じて光励起されるという、一種の半導体と
しての特性を有する。そして、この半導体としての特性
をより強めるには、正孔の関与する反応と電子の関与す
る反応とが別の離れた場所で起こる電荷分離が実現され
るよう触媒に金属を担持させたものが好ましい。これに
は、ＴｉＯ２，ＺｎＯ等にｐｔを担持させた触媒が最も
秀れている。

次いで、この光触媒２に対し、対向位置に設けて光を当
てる照射ランプ３を配するが、この照射ランプ３は、前
記光触媒２がバンドキャップを越える以上のエネルギー
を照射する必要があり、光触媒の種類や特性によって異
なるが、−船釣には４００　ｎ　ｍ　昼下の短波長の電
磁波を発するものが好ましい。これには、例えば紫外線
ランプやキセノンランプ及び高圧水銀ランプ等を用いる
ことができる。

そして、この光触媒２と照射ランプ３との容器本体１内
への装着の仕方は、第２図及び第３図に示す如く、ａ）
容器側面の下部中央に光触媒２を水と接触させる状態に
配し、側壁の一部に照射ランプ３を配すると共に周壁に
反射鏡１ａを巡らし、光を触媒に集中させる態１（１１
２図）、又は、ｂ）容器下部中央に照射ランプを配し、
その側壁に光触媒２を設けて、照射ランプを広角的に用
いる態様（第３図）等がある。該照射ランプ３への電気
配線は、ヒーター内蔵のものにはその配線を利用でき、
保温機能のみのものには、新たにコンセントから配線す
る。

次に本実施例の作用を説明する。先ず、飲料水容器内に
水道水の水をそのまま、又は、予め加温したお湯を容器
本体１に満たし、前述の通り、水道水の塩素殺菌過程で
生じたクロロホルム、ブロモジクロロメタン等のトリハ
ロメタンや、農薬、洗浄剤が地下に浸透して混入したト
リクロロエチレンやＤＰＥ等の有機ハロゲン化合物が極
く微量でも溶存している可能性がある。これら発がん性
や内蔵障害を超こす原因となる。

ところが、本発明飲料水容器によれば、飲料水容器１内
の一部に設けた光触媒２に照射ランプ３からの光が照射
されると、光触媒２がエネルギーを得て光励起し、次の
ような分解反応が惹起される。

例えば、クロロホルムの場合は。

ＣＨＣｌ３＋Ｈ２０＋１／２０２→ Ｃｏ２　＋３Ｈ”＋３Ｃ１ の反応で分解が進み、 トリクロロエチレンの場合は、 Ｃ２ＨＣｌ３＋Ｈ２０＋３／２０２→ ２Ｃ○２＋３Ｈ“＋３Ｃ１ の反応で分解が進む。

このとき、光触媒２の作用の詳繍は明らかでないが１次
のように考えられる。光触媒２に光エネルギーが与えら
れると、半導体界面で正孔が関与する酸化反応が、金属
電極界面で電子の関与する還元反応が起こり、酸素分子
と電子が結びついて酸素イオン種が生成される。そして
、この酸素イオン種が、水分子と共同してクロロホルム
、トリクロロエチレン等を攻撃して、脱塩素反応を起こ
し、これが更に分解して最終的に炭酸ガスを生成する。

従ってこの反応には酸素が必要であるが、飲料水中には
一定量の酸素が溶存しているから、それが反応し、且つ
、保温中反応が進むので反応時間を長くとれる。

そしてこの反応の実体は、光触媒２を用いないと反応は
殆ど進行せず、又、光触媒２の存在下でも光照射がない
と分解は起こらない。この場合、ＴｉＯ２のみでは３５
％が分解するに過ぎないのに対し、ｐｔ担持触媒を用い
ると、５分程度で９５％が分解する。しかし、ｐｔを担
持させない触媒でも、長時間照射すれば、３時間で９０
％程度を分解する。

又、この光触媒２の反応の特徴は、光の照射面と非照射
面とでは反応性が大きく異なるもので。

上記態様（ａ）の場合は、側簀の一部に配した照射ラン
プ３から発した光が周壁に巡らした反射鏡を介して中央
の光触媒２に集中し、少ない触媒でも極めて効率的に励
起される。逆に、態様（ｂ）では、容器本体１の下部中
央に配した照射ランプ３からの光がｆｌＩ！Ｉ壁の光触
媒２に広角的に当るので、触媒の数は増すが、光の効率
が最大となる。

こうして、有機ハロゲン化合物の反応が進み、炭酸ガス
と一部が塩酸に置き換わると、有害物としてのトリハロ
メタン等が消滅し、無害化されるので、これを飲料水と
して飲んでも安全である。

又、この光触媒には、臭い成分を分解する作用もあるの
で、飲料水の臭みを除去することができ。

おいしい水の調製にも有効である。

［本発明の効果コ 本発明装置は以上ように、光触媒による有機ハロゲン化
合物の分解の機能を、家庭、職場等で用いられているポ
ット、給水、給茶器等の飲料水容器に応用したので、人
が飲料する直前に無害処理でき、発がんや催奇形、内蔵
障害等の重大な疾病を伴う問題を家庭、職場の立場で自
ら解決できるという秀れた効果を奏する。

その際、分解反応が有利に進む条件を、光触媒及び照射
ランプとの関係で容器内に備えたので。

この分解反応が確実且つ効率良く行なわれ、且つ、脱臭
等の飲料水をおいしくする効果も付加される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、１１１図が飲料水
容器の正面図、第２図が飲料水容器の縦断平面図、ｊ［
３図飲料水容器の別の態様の縦断平面図。 １・・・容器本体 ２・・・光触媒 ３　・ ・照射ランプ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）容器内壁の一部に、飲料水と接する状態で光触媒を
   配設し、その対抗位置に当該光触媒を励起させるに十分
   な短波長の光を発する照射ランプを配して有機ハロゲン
   化合物を分解することを特徴とする飲料水容器。 ２）光触媒を、二酸化チタンに白金を担持させたものと
   した特許請求の範囲第１項記載の飲料水容器。