JPH07241351A

JPH07241351A - 有害有機物の無害化処理方法

Info

Publication number: JPH07241351A
Application number: JP6059901A
Authority: JP
Inventors: Teruaki Hisanaga; 輝明久永; Keiichi Tanaka; 啓一田中
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1994-03-03
Filing date: 1994-03-03
Publication date: 1995-09-19
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: JP2928976B2

Abstract

(57)【要約】【目的】有害有機物を光触媒を用いて効率よく分解
し、無害化する方法を提供する。【構成】真空紫外光照射下において、有害有機物を気
体状で酸素の共存下で光触媒に接触させることを特徴と
する有害有機物の無害化処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は有害有機化合物の無害化
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光触媒としては各種のものが知られてお
り、その光源としては長波長光（〜４１０ｎｍ）を用い
ることができ、従来からも、有害有機化合物を太陽光や
蛍光灯の照射下において光触媒と接触させることにより
無害化する方法も提案されている。しかしながら、この
ような方法では、その有機化合物の分解に長時間を有す
る上、飽和の有機ハロゲン化合物を分解できないという
欠点がある。光触媒を用いる有害有機化合物の分解によ
る無害化に見られる前記の欠点を克服するために、光触
媒の改良についての研究も行われているが、格別の成果
は得られていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は以下の
通りである。（１）有害有機物を効率よく無害化する方法を提供する
こと。（２）有害有機物を光触媒を用いて効率よく分解し、無
害化する方法を提供すること。（３）有害有機物を光触媒下で分解した後の無害化処理
生成物を完全無害化する方法を提供すること。（４）有害有機物の光分解を効率よく行わせる光触媒を
提供すること。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、真空紫外光照射下に
おいて、有害有機物を気体状で酸素の共存下で光触媒に
接触させることを特徴とする有害有機物の無害化処理方
法が提供される。また、本発明によれば、前記の方法で
得られた処理ガスをアルカリ水溶液又は吸着剤と接触さ
せることを特徴とする有害有機物の無害化方法が提供さ
れる。

【０００５】本発明で用いる光触媒としては従来公知の
ものを用いることができる。このようなものとしては、
二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化タン
グステン等が挙げられる。本発明では、これらの触媒
は、反応管内に配置する。その配置の方法としては、反
応管内表面に光触媒を膜状に付着させる方法、支持体上
に形成した光触媒膜を反応管内に設置する方法等があ
る。

【０００６】図１に本発明で用いる反応装置の一例につ
いての説明断面図を示す。この図において、１は反応
管、２は真空紫外光発生用の光源、３は光触媒膜、４は
有害有機物供給管、５は有害有機物を無害化処理して得
られる処理物の排出管を示す。Ａは光源２と光触媒３と
の間に形成された環状空間部を示す。光触媒は、反応管
１の内壁面に膜状に支持させる方法、支持体状に支持さ
せた光触媒膜を環状空間部Ａ内に設置する方法等があ
る。図１には、反応管１の内壁面に光触媒膜３を配設し
た例が示されている。

【０００７】図１に示す反応装置を用いて有害有機物を
無害化処理するには、先ず、真空紫外光発生光源２を作
動させて真空紫外光を発生させる。これによって光触媒
膜３はその真空紫外光の照射を受け、活性化される。次
に、この状態において、有害有機物の気体を含む空気を
供給管４を通して反応管１内に導入し、環状空間部Ａ内
を流通させる。有害有機物はこの環状空間部を通過する
際に真空紫外光の照射を受ける。真空紫外光の照射を受
けた有害有機物は励起されるとともに、少なくともその
一部は分解されるが、この場合の分解は不完全であり、
有害な中間体を生成する場合が多い。光触媒は、真空紫
外光により励起された有害有機物及びその分解により生
成した中間体の分解を促進させ、無害化させる。環状空
間部Ａ内に共存する酸素は、真空紫外光の照射を受けて
オゾンを生成するが、このオゾンは、光励起された光触
媒上の電子受容体となり、有害有機物及びその分解によ
り生成した中間体の分解反応を促進させるとともに、そ
の分解反応を持続させる。

【０００８】前記のようにして有害有機物の無害化処理
により得られる気体状の処理物は、その排出管５を通っ
て排出される。この排出処理物は、オゾンを含むととも
に、有害有機物が含ハロゲン化物である場合にはハロゲ
ンを含むが、このようなオゾンやハロゲンはアルカリ水
溶液や吸着剤と接触させることにより処理物から分離除
去することができる。アルカリ水溶液としては、水酸化
ナトリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液、水酸化カル
シウム水溶液、水酸化マグネシウム水溶液等が挙げられ
る。また、吸着剤としては、活性炭、酸化マグネシウ
ム、酸化アルミニウム、酸化カルシウム等が挙げられ
る。

【０００９】図１に示した反応装置において、真空紫外
光の発生光源２としては、真空紫外光を発生するもので
あればどのようなものでも使用することができ、例え
ば、低圧水銀灯の管球を真空紫外光の透過性にすぐれた
合成石英で作製した、１８５ｎｍの波長光を主成分とす
る真空紫外光を発生するものを好ましく用いることがで
きる。また、反応管１の内壁面に形成した触媒膜３の厚
さは特に制約されないが、真空紫外光の透過を遮断し得
る範囲の厚さに規定するのが好ましい。反応管１の材質
は特に制約されず、ガラスや金属、プラスチック、セラ
ミックス等であることができる。

【００１０】支持体上に光触媒膜を形成するには、光触
媒微粉末に少量の水や有機溶媒、あるいは水と有機溶媒
との混合物等の液体を加えてペースト状にし、これを支
持体表面に塗布乾燥すればよい。乾燥温度としてはそれ
が蒸発する温度であればよく、例えば、液体が水の場合
は６０〜１００℃の乾燥温度が採用される。この場合、
乾燥が不十分であると光触媒作用が弱くなるのでその乾
燥は充分に行うことが重要である。また、ガラスウール
やセラミックスペーパ等の機械的強度の弱い支持体で
は、この支持体を光触媒を生成する金属化合物の水溶液
中に浸漬した後、これを高温焼成し、支持体表面に付着
した金属化合物を焼結し、光触媒膜を形成するのがよ
い。なお、前記した光触媒微粉末をペースト状にする液
体や、金属化合物の水溶液中には、必要に応じ、無機系
又は有機系のバインダーを適量加えることもできる。

【００１１】本発明によれば、各種の有害有機物を効率
よく無害化することができる。有害有機物の例として
は、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族
化合物、１，１，１−トリクロロエタン、四塩化炭素等
の含ハロゲン有機化合物等を挙げることができる。これ
らの有害有機物は、酸素ガスや空気、富酸素化空気等の
ガスとの混合物として本発明の無害化処理に供される。
混合物中の有害有機物濃度は、１００，０００〜１ｖｏ
ｌｐｐｍ、好ましくは１，０００〜１０ｖｏｌｐｐｍで
あることができる。また、混合物中の酸素濃度は、９９
〜５ｖｏｌ％、好ましくは９９〜２０ｖｏｌ％であるこ
とができる。常温で液状又は固体状の有害有機物は、こ
れを加熱して気体状に保持して無害化処理に供される。

【００１２】

【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。

【００１３】実施例１５×５×１０ｍｍの石英セルの側面に富士チタン製二酸
化チタンＴＰ−２（アナタース）を少量の水に懸濁させ
て塗布した。これを乾燥機に入れ、８０℃で一昼夜乾燥
した。このセルに２，０７５ｐｐｍ（ｖｏｌｐｐｍ、以
下同じ）のベンゼン蒸気を入れ、シリコンゴムセプタム
付きの栓をした。管球が合成石英ガラス製の４０Ｗ低圧
水銀灯でセルの側面より５．５ｃｍの距離から２０分間
照射した。ベンゼンは１６６ｐｐｍとなった。更に１０
分間照射するとほとんど０となった。このとき炭酸ガス
の生成量はベンゼンが完全分解したと考えたときの計算
値の６２％であり、３０分間で６２％が無機化して無害
化されていることが分かった。因みに、触媒なしで、光
のみでは２０分間でベンゼンは１６０３ｐｐｍより７８
５ｐｐｍに減少し、炭酸ガスは計算値の８％が生成し
た。また３０分間ではベンゼンは４８１ｐｐｍとなり、
炭酸ガスの生成量は計算値の１０％であった。ベンゼン
の濃度が半分になる照射時間で比較すると光のみでは１
９分、触媒と光では、７分であり、触媒により照射時間
は半分以下に短縮された。更に２５４ｎｍの紫外光と触
媒では、１時間で１，１４８ｐｐｍが４２５ｐｐｍとな
り、２時間では、１７２ｐｐｍとなった。炭酸ガスの生
成量は１時間で計算値の３２％であった。この実施例よ
り、真空紫外光と触媒を用いることの利点は明らかであ
る。

【００１４】実施例２実施例１と同様のセルにトルエンの蒸気１，２４８ｐｐ
ｍを入れ、同様の光源により、照射した。５分間でトル
エンは２５０ｐｐｍとなり、１０分間で２５ｐｐｍとな
った。炭酸ガスの生成量は２０分間で４，７００ｐｐｍ
であり、計算値の５６％であった。また１時間では、
７，８００ｐｐｍであり、計算値の９０％であった。一
方、真空紫外光のみでは３０分間で５，５１０ｐｐｍの
トルエンが２，２５９ｐｐｍとなり、触媒と真空紫外光
に比べて分解が非常に遅かった。

【００１５】実施例３実施例１と同様にして１，１，１−トリクロロエタン１
２，２００ｐｐｍを分解した。５分間で３，１７２ｐｐ
ｍとなり、１５分間で５０ｐｐｍとなった。２０分間で
は完全に分解した。分解後、セル中に０．１ＮＮａＯ
Ｈ溶液１ｍｌを加えた後、この溶液を濾過して、濾液中
の塩素イオンを測定した。７×１０^-3ｍｌ／ｌの塩素が
検出された。この値はほぼ計算値と一致し、この方法で
分解により生成した塩素を除くことができた。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、各種の有害有機物を効
率よく無害化することができる。しかも、本発明の場
合、その無害化は、光触媒を用い、気体状態で実施され
ることから、その処理操作は容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する場合のフローシートの一例を
示す。

【符号の説明】

１反応管２真空紫外光発生用の光源３光触媒膜４有害有機物供給管５有害有機物を無害化処理して得られる処理物の排出
管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空紫外光照射下において、有害有機物
を気体状で酸素の共存下で光触媒に接触させることを特
徴とする有害有機物の無害化処理方法。
【請求項２】光触媒として、光触媒膜を用いる請求項
１の方法。
【請求項３】請求項１又は２の方法で得られた処理ガ
スをアルカリ水溶液又は吸着剤と接触させることを特徴
とする有害有機物の無害化処理方法。