JPH04346832A - 空気清浄化物の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＮＨ３やＨ２Ｓ等に代表
される悪臭ガス類を含有する汚染空気を浄化する空気清
浄化材に関し、この空気清浄化材は、例えば家庭用の脱
臭剤として用いることができる。

【０００２】

【従来の技術】空気中の悪臭ガスに対しては、活性炭を
用いる吸着法や、他の香料を用いるマスキング法や、臭
気を化学反応させる化学的方法で除去、あるいは不快感
の軽減が行われている。しかし、活性炭を用いる吸着法
は脱臭性能が短期間で劣化するという問題があり、他の
香料を用いるマスキング法では香料が新たな不快感を与
えることがあり、根本的な解決策とならない。化学反応
させる化学的方法では例えばオゾンにより、悪臭ガスを
酸化分解する方法等があるが、過剰なオゾンが人体に有
害であるために新たな害を引き起こす。即ち、悪臭ガス
とちょうど反応してくれる化学物質の量を制御すること
が困難なために不要な化学物質を発生させることになり
、根本的な解決と成りがたい。

【０００３】それらの問題点を解決する技術として、繊
維学会誌（繊維と工業）Ｖｏｌ．４２．Ｎｏ．１２（１
９８６）、ｐ１８〜２６には、第一鉄化合物とアスコル
ビン酸とを水溶液状態で反応させて得られた錯体化合物
が窒素化合物系臭気ガスに対して脱臭力を有する事が述
べられている。

【０００４】しかし、本発明者等の知見では、この錯体
化合物は硫黄化合物系の臭気ガスに対する脱臭力が弱い
という問題点がある。また本発明者等の知見によれば、
この錯体化合物は脱臭力が比較的短期間で劣化するとい
う問題点もあった。

【０００５】本発明者等は、鉄、マンガン等の金属にア
スコルビン酸等を接触させてできる反応生成物を未反応
の鉄、マンガン等と共存させた組成物を発明し、先に特
願平１−２８０７７６号で特許出願した。この組成物は
安価に製造できるし、空気清浄力の劣化が極めて小さく
、従来技術の問題点を解決するものであった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、特願平１−
２８０７７６号の組成物を更に広範囲に研究して成した
もので、更に簡潔な工程で新たな空気清浄力を有する材
料の提供を課題としている。特に、脱ＣＨ３ＳＨ速度の
改善、及び脱ＣＨ３ＳＨ性能を長期間にわたって発揮す
る脱臭材が望まれている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、金属鉄または
鉄合金をｐＨ２以下の水溶液に接触させて酸化雰囲気に
放置して反応させた後、その生成物に硫化水素を吸着さ
せることを特徴とする空気清浄力を有する組成物の製造
方法であり、上記ｐＨ２以下の水溶液を硫酸、塩酸、硝
酸から選ばれる一種類以上の酸とＬ−アスコルビン酸、
没食子酸、タンニン酸から選ばれる少なくとも一種類の
有機酸とを混合することを特徴とする空気清浄力を有す
る組成物の製造方法である。

【０００８】

【作用】本発明者等の研究によれば、ＮＨ３や（ＣＨ３
）３Ｎ等の窒素系ガスは酸と金属の反応生成物である金
属錯体や酸化鉄に非常に良く吸着するが、Ｈ２Ｓガスは
吸着力が弱い。その一つの解決方法は、本発明者等が特
願昭６３−２７３１９５号に記述しているような金属錯
体に固体塩基を配する方法である。しかし、その後の研
究で、Ｈ２Ｓ等の酸性ガスの吸着力の強い物質は金属鉄
が水溶液に溶解して生成する水酸化第一鉄及び酸化第一
鉄であることを突き止めた。一般に酸化鉄がＨ２Ｓの分
解作用を有することは知られているが、常温では反応速
度が遅く、２００℃以上の雰囲気に保つ必要がある。し
かし、水酸化第一鉄や酸化第一鉄は常温でもＨ２Ｓの分
解速度が極めて速く、脱臭材として充分に活用できるこ
とが発明者等の研究により明らかになった。

【０００９】しかし、一般に水酸化第一鉄や酸化第一鉄
は大気中に放置することにより簡単にマグネタイト、ヘ
マタイト、ゲーサイト等に酸化が進み、常温でのＨ２Ｓ
分解性能を無くしてしまうので実用的な材料を作るため
には、酸化第一鉄を効率良く生成させることと、更には
生成した酸化第一鉄が酸化第二鉄に酸化が進んでしまわ
ないように安定化する方法が必要である。また、酸化第
一鉄のみでは脱ＮＨ３性能、脱ＣＨ３ＳＨ性能が無いの
で、他の材料との共存が成立する条件も必要となる。

【００１０】その具体的な対策は、酸化第一鉄、水酸化
第一鉄等の２価の鉄化合物が鉄、あるいは鉄合金と共存
し、かつそれらの表層が通気性のある鉄錯塩で覆われて
いる構造の組成物を作ることである。大気中に放置され
た鉄の酸化が進むことを完全に抑えることは非常に困難
であるが、金属鉄が共存することにより酸化が抑えられ
るだけでなく金属鉄が徐々に酸化して新たな２価の酸化
鉄を生成することにより効力が持続する。

【００１１】脱Ｈ２Ｓ性能が良くなると脱ＣＨ３ＳＨ性
能も良くなるのは−ＳＨ基のＨがＨ２Ｓと同様な性質を
持つためと考えられる。従って水酸化第一鉄、酸化第一
鉄を効果的に生成せしめることが有効であることが推察
できる。しかし、脱Ｈ２Ｓ性能が良いことが脱ＣＨ３Ｓ
Ｈ性能も良いことの充分条件ではないことが、本発明者
等の研究で判明した。例えば、鉄とＬ−アスコルビン酸
水溶液を空気中で接触させ、生成した錯塩と鉄の共存物
を１５０℃で２４時間加熱処理した反応生成物は酸化第
一鉄を含み、極めて脱Ｈ２Ｓ性能が良いが脱ＣＨ３ＳＨ
性能がやや劣る。脱ＣＨ３ＳＨ性能を改善するために種
々の対策を調査研究した結果、ｐＨが２以下の水溶液に
金属鉄または鉄合金を接触させて大気中で放置乾燥させ
ると効率良く鉄表面に酸化第一鉄が生じ、極めて脱Ｈ２
Ｓ性能の優れた組成物が生じることを突き止めた。ｐＨ
が高いと水溶液中の鉄イオンは主に水酸化鉄に変わり、
鉄と酸の錯体が生成しないため、窒素化合物系の悪臭除
去能力が弱まる。逆にｐＨが低過ぎると酸化第一鉄、水
酸化第一鉄の形成が少なくなり硫化水素の除去能力が弱
まる。

【００１２】また、Ｌ−アスコルビン酸、タンニン酸、
没食子酸等の多塩基酸の濃度を濃くし過ぎると多塩基酸
と鉄の錯体による皮膜が厚く形成され、酸化第一鉄、水
酸化第一鉄の形成が少なくなり硫化水素の除去能力が弱
まる。従って、総合的な空気清浄力を持たせるためには
ｐＨを２以下に調整するだけでなく、多塩基酸の濃度も
上限を設ける必要があり、０．１ｍｏｌ／リットル以下
に設定する必要がある。ｐＨの最適点は接触させる金属
鉄の組成によって変化する要素を持っている。また、水
溶液と金属鉄、鉄合金類を反応させる雰囲気の温度、湿
度、酸素分圧によっても最適なｐＨは変化するが、ｐＨ
をこの範囲に制御すれば実用的には問題の無い脱臭能力
を有する組成物が得られる。それらの組成物の特性を更
に研究した結果、それらに硫化水素を吸着させると硫化
水素を吸着させる前の組成物に比較して極めて脱ＣＨ３
ＳＨ性能の優れた組成物に変化することを突き止めた。

【００１３】更に、そのようにして製造した材料は金属
鉄が共存することによって性能が長期間維持できること
、かつ金属鉄または硫化鉄の表面を鉄錯体、酸化鉄、硫
化鉄が覆う構造を形成することによって、より長期間に
わたって脱臭性能を維持できることを突き止め、本発明
を完成させるに至った。

【００１４】硫化水素を吸着させることによる脱ＣＨ３
ＳＨ性能の改善効果のメカニズムは充分には解明できて
いないが、脱硫化水素性能は繰り返し使用しても劣化が
殆ど見られないこと、硫化水素吸着後の組成物の分析結
果より吸着した硫化水素は大半が分解していること、脱
臭フィルターの残留硫黄分が吸着した硫化水素の硫黄分
にほぼ匹敵する量であることから推定して、この組成物
に硫化鉄が生じてＣＨ３ＳＨの吸着性能を大幅に改善し
ているものと考えられる。次に本発明の実施例について
述べる。

【００１５】

【実施例】目の粗さが２０ＰＰＩのウレタンフォームに
、１０μアンダーの微細銑鉄粉末を塗着して非酸化雰囲
気で１１５０℃×２時間焼成して鉄多孔体を製造した。 一部の鉄多孔体には２０μアンダーの微細硫化鉄粉末、
または酸化コバルト微細粉末を混合して約１０％の硫黄
を含有する鉄多孔体及び、約２０％のコバルトを含有す
る鉄多孔体を製造して使用した。１個のサイズは約９０
ｍｍ×８０ｍｍ×１０ｍｍで重量は約４０ｇであった。 その鉄多孔体を硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩化第一鉄、
塩化第二鉄、タンニン酸、Ｌ−アスコルビン酸、Ｃａ（
ＯＨ）２粉末、水酸化ナトリウムを適宜組合せ混合して
製造した水溶液に浸漬し、大気中で約２週間乾燥させた
。同一の水溶液で２枚の脱臭フィルターを製造しておき
、各１枚についてはそのまま脱臭性能を評価し、各１枚
についてはＨ２Ｓを予め１００ｃｃ吸着させて２４時間
放置してから脱臭性能を評価した。具体的な配合比につ
いては代表的な例を表１に示し、それらに対応した水溶
液のｐＨとそれぞれの脱臭性能評価結果については表２
に示した。

【００１６】脱臭性能は４０リットルの密封容器に４０
０リットル／分の送風能力を持つ循環ファンを設置し、
図１に示した要領でＮＨ３、（ＣＨ３）３Ｎ、Ｈ２Ｓ、
ＣＨ３ＳＨの除去性能を調べた。初期値はＮＨ３は１０
００ｐｐｍ、（ＣＨ３）３Ｎは１００ｐｐｍ、Ｈ２Ｓは
５００ｐｐｍ、ＣＨ３ＳＨは５０ｐｐｍに設定して各１
０分後〜３０分後の残存濃度を測定し除去率を脱臭率と
して求めた。脱ＣＨ３ＳＨ性能はＨ２Ｓの吸着により大
幅に改善され、他の脱臭性能は殆ど影響を受けていない
。その後の繰り返し脱ＣＨ３ＳＨ試験でも改善効果が持
続することが確認できた。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】

【発明の効果】本発明により、脱ＣＨ３ＳＨ性能の高い
空気清浄化物、脱臭フィルターが製造できる。

【図面の簡単な説明】

図１は脱臭性能を評価する試験装置の構造を示す説明図
である。

【符号の説明】

１：密閉容器、　　２：循環ファン、　　３：脱臭フィ
ルター、　　４：ガス導入口、　　５：ガスサンプル採
取口、　　：ガス循環の方向。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属鉄または鉄合金をｐＨ２以下の水溶液
   に接触させて酸化雰囲気に放置して反応させた後、その
   生成物に硫化水素を吸着させることを特徴とする空気清
   浄力を有する組成物の製造方法。
2. 【請求項２】請求項１の水溶液が硫酸、塩酸、硝酸から
   選ばれる一種類以上の酸とＬ−アスコルビン酸、没食子
   酸、タンニン酸から選ばれる少なくとも一種類の有機酸
   とを混合した水溶液であることを特徴とする空気清浄力
   を有する組成物の製造方法。