JPH0442056B2 - - Google Patents

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イス等で発生する臭気、例
えばトイレのし尿臭、ペツトの臭い、たばこの臭
い、調理臭および体臭などの脱臭方法及び脱臭装
置に関するものである。 従来の技術 家庭やオフイスで発生するたばこ臭、トイレ
臭、ペツトの臭、調理臭および体臭などの悪臭の
成分には、アンモニア、アミン類、インドール、
スカ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が含まれ、
低沸点成分から高沸点成分まで多種多様である。 これらの悪臭の脱臭方法としては、発生源に薬
剤を注いで化学反応させる方法、芳香剤でマスキ
ングする方法、或は活性炭やゼオライトで吸着す
る方法及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。前者の２方法は使える場
所がトイレやペツトのいる所などに限定される
が、後者の２方法の方法はどんな場所にも使われ
る方法である。この後者の２方法を応用した脱臭
装置の代表的な例は第５図に示すようなものであ
る。図において、２１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イルタ２
３、活性炭層２４、送風機２７が配設されてい
る。ケーシング２１にはプレフイルタ２３の風上
側に吸込みグリル２２が、送風機２７の風下側に
吹出しグリル２０が設けられている。 上記構成の脱臭装置は、脱臭剤として活性炭を
用いているため、高沸点化合物は物理吸着で脱臭
できるが、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等の低沸
点化合物に対する脱臭性能が悪いものであつた。
そこでこの問題を解消するために薬品を活性炭に
添着し、薬剤との反応により吸着させる脱臭剤が
用いられるようになつてきた。 発明が解決しようとする課題 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
ることによつて活性炭を再生することができる可
能性はあるが、低沸点窒素化合物および低沸点ア
ルデヒド類は添着されている薬品との反応で吸着
されているので吸着剤としての薬品の再生は難し
いものであつた。従つて、この薬品添着炭の寿命
は数カ月から半年と短かいものとなり、頻繁に交
換しなければならないという不便性があつた。ま
た、活性炭は物理吸着能力が飽和すると、今度は
清浄な空気が入つてきたときに悪臭を排気すると
いう問題があつた。 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。 課題を解決するための手段 上記の問題点を解決するため、酸化チタンと酸
化タングステンの混合金属酸化物と被酸化性化合
物および酸素を含む気体の共存下で、前記混合金
属酸化物に波長が300nm以上で最大波長が370nm
以下の光を照射する光触媒による脱臭方法を提供
する。また酸化チタンと酸化タングステンの混合
金属酸化物に、導電性無機質物質を担持すること
によつて、さらに脱臭性能の良い脱臭方法を提供
するものである。 作 用 本発明者らは、かねて光触媒作用によつて悪臭
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の混合金属酸化物は最
大波長が370nm以下（エネルギ3.35eV以上）の
紫外線を照射すると、酸素の共存下でアンモニ
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などの
悪臭の原因物質を酸化物などに効率良く分解し無
臭化することを見い出した。特に1ppm以下の極
低濃度の被酸化性化合物をも効率良く酸化分解し
無臭化できる。 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
帯に励起され、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
帯に励起された電子は酸素（Ｏ）と反応して、活
性の高いOHラジカル、Ｏラジカル、O₂ ^-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
作用し合つて相乗効果があるものと推測される。 さらにこ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、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しい。 実施例 つぎに図面を参照しながら本発明の脱臭方法に
ついて説明する。 第１図に本発明の光触媒の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イルタ３、表面
に光触媒層４を形成した反応部材５、光触媒層４
に向い合うように設けられた紫外線を出す電灯
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、さらに送風機６を有する。
そして、ケーシング１にはプレフイルタ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５には光触媒層４の面積を広くし、臭
気との接触を良くするために、穴のあいたフイン
５ｄが風の流れに対して斜めに、あるいは直角に
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つている。
光触媒層４は0.5mmの厚さのアルミナーシリカ質
のセラミツクペーパーにチタニアゾルを含浸した
後400℃〜700℃で熱処理し、その後メタタングス
テン酸アンモニウムを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。そしてこのセラミツ
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５とする。酸
化タングステンは二酸化チタン（TiO₂）が望ま
しく前記方法で作つた二酸化チタンの結晶構造は
アナターゼ型であるが、ルチル型でも良い。酸化
タングステンは三酸化タングステン（WO₃）が
望ましいが、このものが還元されたW₄O₁₁でも良
い。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
物をつけたセラミツクペーパーに塩化白金酸のエ
タノール溶液を含浸し400℃〜650℃で熱処理し、
白金微粒子として担持する。 電灯７としては波長が300nm以上で最大波長が
370nm以下の光を照射しうるものが良い。アナタ
ーゼ型二酸化チタンの電子を励起するエネルギー
は3.2eV（387nm）、酸化タングステンの電子を励
起するエネルギーは2.8eV（440nm）であるが、
電灯７の最大波長が370nmを越える場合は酸化チ
タンと酸化タングステンの混合金属酸化物の電子
は効率良く励起されず、脱臭作用は弱い。一方
300nm未満の紫外線は、高価で加工の難しい石英
や一部の硬質ガラスを除けば透過しないので、
300nm未満の光を出す電灯は高価である。また
300nm未満の紫外線も酸化チタンと酸化タングス
テンの混合金属酸化物の電子を励起するが、紫外
線の持つエネルギーの２〜３割は損失する。した
がつて、電灯の中で発生する300nm未満の紫外線
も軟質のガラスに塗られた蛍光体で長波長に変換
されて、300nm以上の紫外線を照射する電灯を用
いる方が安価である。さらに、300nm未満の光は
殺菌作用が強い反面、眼、皮膚に対する傷害も大
きいので危険である。 ここで用いることのできる電灯としては低圧水
銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノン灯な
どがある。たとえば低圧水銀灯としては、ブラツ
クライトブルー蛍光灯（300〜420nm、最大波長
352nm），ブラツクライト蛍光灯（320〜440nm、
最大波長360nm）、捕虫用蛍光灯（300〜480nm、
最大波長370nm）、複写用蛍光灯（300〜490nm、
最大波長370nm）、高圧水銀灯としてはブラツク
ライト高圧水銀ランプ（365〜366.3nm）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。 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、プレフイルタ３でまず塵埃が捕集される。つ
づいて紫外線によつて励起された光触媒層４によ
つて被酸化性化合物、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、窒素酸化物、硫黄酸
化物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より吹出される。 以上の作用でえられた分解生成物は、通常ppb
オーダの微少濃度であり、特に除去する必要はな
い。 次に具体的な実施例について示す。第１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の面積は約0.45m²、電灯７は
並列した２本の消費電力15ワツト（紫外線出力
2.1ワツト、波長300〜490nm、主波長370nm）の
複写用蛍光灯、送風機６の風量は２m³／分とし
た。また、２本の蛍光灯間の距離は12cm、蛍光灯
と光触媒層４との距離は６cmとした。 次にアルミニウム製の内容積１m³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単一ガスを入れ、脱臭装置の
送風機６のみを運転し、触媒層４に前記ガスを吸
着させ、吸着が飽和したところで所定の初期濃度
に合せる。そして脱臭装置の電灯７の電源を投入
し、１m³の箱の中のガス濃度の経時変化を測定す
る。ガス濃度の測定はガスクロマトグラフイで行
なつた結果を第１表および第２図〜第４図に電灯
７として並列した２本の消費電力15ワツト（紫外
線出力3.2ワツト、波長253.7nm）の殺菌灯を使つ
た場合、光触媒層４に金属酸化物をつけず複写用
蛍光灯だけを照射した場合と比較して示す。

【表】 発明の効果 第１表および第２〜第４図に示す様に、酸化チ
タンと酸化タングステンの混合金属酸化物あるい
はこれに白金を担持した触媒に波長が300nm以上
で最大波長370nmの光を照射した場合、253.7nm
の殺菌線を照射した場合と大差ない速度でトリメ
チルアミン、メチルメルカプタン、アセトアルデ
ヒドの悪臭物質を分解することができる。さらに
最大波長352nmのブラツクライトブルー蛍光灯や
最大波長360nmのブラツクライト蛍光灯を照射し
ても上記複写用蛍光灯の場合と同様の効果を確認
した。また本発明によれば上記物質に限らず、他
の悪臭物質のアンモニア、硫化水素、ケトン類、
アルコール類、脂肪酸及び芳香族化合物も酸化し
て無臭化できる。 以上の様に本発明の光触媒による脱臭方法によ
れば、臭わなくなる極低濃度まで酸化分解作用が
働らくので、臭いの再放出がなく、かつ長寿命で
メンテナンスを大幅に軽減することができる。ま
た300nm以上の電灯を用いるので安価で、人体に
悪影響のない脱臭方法である。

【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グラフ、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グラ
フ、第４図は本発明の実施例のアセトアルデヒド
の分解速度を示すグラフ、第５図は従来の脱臭装
置を示す断面図である。 ４……光触媒層、５……反応部材、６……送風
機、７……電灯。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 酸化チタンと酸化タングステンの混合金属酸
   化物と被酸化性化合物および酸素を含む気体の共
   存下で、前記混合金属酸化物に波長が300nm以上
   で最大波長が370nm以下の光を照射する光触媒に
   よる脱臭方法。 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請求項１
   記載の光触媒による脱臭方法。