JPH1015393A - Photocatalytic reaction vessel - Google Patents

Photocatalytic reaction vessel

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Publication number
JPH1015393A
JPH1015393A JP8178364A JP17836496A JPH1015393A JP H1015393 A JPH1015393 A JP H1015393A JP 8178364 A JP8178364 A JP 8178364A JP 17836496 A JP17836496 A JP 17836496A JP H1015393 A JPH1015393 A JP H1015393A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
reactor
transparent
photocatalyst
titania
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8178364A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fumihide Shiraishi
文秀 白石
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Showa Tekko KK
Original Assignee
Showa Tekko KK
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH1015393A publication Critical patent/JPH1015393A/en
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  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photocatalytic reaction vessel having a high and stable catalytic activity. SOLUTION: A number of glass bodies comprising transparent glass beads (4), glass pipes (41), or the like on whose surfaces are formed transparent titania films are filled into a transparent reaction vessel body (1) through which a fluid can be passed to form photocatalyst-filled layers (5) having spaces (50) between the glass bodies, so that a three-dimensional reaction field is formed by the photocatalyst-filled layers (5).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒反応器に関
する。
[0001] The present invention relates to a photocatalytic reactor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、チタニア(酸化チタン)は優
れた光触媒機能を有し、紫外線を含む光を照射すると、
強力な還元力・酸化力を発揮することが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, titania (titanium oxide) has an excellent photocatalytic function, and when irradiated with light including ultraviolet rays,
It is known that it exerts strong reducing power and oxidizing power.

【0003】そして、化学的に安定しており、かつ、無
害であることから、消毒・消臭用の光触媒として用いら
れている。
[0003] Since it is chemically stable and harmless, it is used as a photocatalyst for disinfection and deodorization.

【0004】上記チタニアを光触媒反応器に適用したも
のも広く知られており、かかる光触媒反応器としては、
反応器本体内においてチタニア粒子を懸濁させたもの、
あるいは、反応器本体の内表面にチタニア粒子を担持さ
せたもの等がある。
[0004] The use of the above titania in a photocatalytic reactor is also widely known.
A suspension of titania particles in the reactor body,
Alternatively, there is a reactor in which titania particles are supported on the inner surface of a reactor body.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の光触
媒反応器において、反応器本体の内表面にチタニア粒子
を担持させたものは、反応が二次元平面で起こる異相系
反応器であり、反応場の面積を増大させることが難しい
ことから、反応器性能の向上に限界があり、効率的な消
毒・消臭作用が行えないものであった。
However, in the above-mentioned photocatalytic reactor, the one in which titania particles are carried on the inner surface of the reactor body is a heterophasic reactor in which the reaction occurs in a two-dimensional plane, and the reaction field Since it is difficult to increase the area of the reactor, there is a limit in improving the performance of the reactor, and efficient disinfection and deodorization cannot be performed.

【0006】また、反応器本体内においてチタニア粒子
を懸濁させたものは、同チタニア粒子が極めて細かいの
で反応処理後に同粒子を回収することが難しいなどの問
題があった。
[0006] Further, the suspension of titania particles in the reactor body has a problem that it is difficult to recover the titania particles after the reaction treatment because the titania particles are extremely fine.

【0007】本発明は、上記課題を解決することのでき
る光触媒反応器を提供することを目的としている。
An object of the present invention is to provide a photocatalytic reactor which can solve the above-mentioned problems.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、透明なチタニア被膜を表面に形成した
透明なガラス体を、同じく透明で、かつ、流体を流通可
能とした反応器本体内に多数充填して各ガラス体同士間
に空隙を有する光触媒充填層を形成し、同充填層により
三次元空間の反応場を形成した。反応器本体はガラス管
とすることとした。
According to the present invention, there is provided a reactor comprising a transparent glass body having a transparent titania film formed on a surface thereof, which is also transparent and capable of flowing a fluid. A large number of the bodies were filled to form a photocatalyst packed layer having voids between the glass bodies, and the filled layer formed a reaction field in a three-dimensional space. The reactor body was a glass tube.

【0009】三次元空間の反応場では、反応器本体であ
るガラス管内に入射した紫外光が透明なチタニア被膜を
表面に形成した各ガラス体同士間に形成された空隙によ
り、光触媒充填層内部まで深く侵入し、反応器本体中心
部を流れる流体の触媒反応も活発に行え、反応器性能を
著しく向上させることができる。
In a reaction field in a three-dimensional space, ultraviolet light incident on a glass tube, which is a reactor main body, reaches the inside of the photocatalyst packed layer by a gap formed between glass bodies having a transparent titania film formed on the surface. The fluid deeply penetrates, and the catalytic reaction of the fluid flowing in the central portion of the reactor body can be actively performed, so that the performance of the reactor can be significantly improved.

【0010】このとき、上記ガラス体をガラスビーズと
したり、ガラス管、もしくは同ガラス管を半割したも
の、あるいは、鞍形としたものとすることができる。
At this time, the glass body may be made of glass beads, a glass tube, a half of the glass tube, or a saddle shape.

【0011】また、透明なチタニア被膜を表面に形成し
た透明なガラス管を、光源の周りに多数環状に列設する
とともに、隣合うガラス管の始端と終端とを連通連結
し、全ガラス管内を流体が通過するように構成すること
もできる。
Also, a large number of transparent glass tubes having a transparent titania film formed on the surface thereof are arranged in a ring around the light source, and the start and end of adjacent glass tubes are communicatively connected. It can also be configured to allow fluid to pass through.

【0012】この場合、流体と光触媒であるチタニア被
膜との接触時間及び距離を長くとれ、また、反応流体の
流速が大となるため混合状態がよくなり、その結果反応
性が良好となる。
In this case, the contact time and the distance between the fluid and the titania film as the photocatalyst can be made long, and the flow rate of the reaction fluid is large, so that the mixing state is good and as a result, the reactivity is good.

【0013】ところで、上記チタニア被膜は、チタニア
を過酸化水素水、または、硝酸、フッ化水素酸、硫酸な
どの強酸に溶解させた水溶液を、ガラス体等からなる基
体に担持させた後に焼成して固着させたものとした。こ
の被膜は透明で光を透すことから、上記した三次元空間
の反応場を構成することが可能となる。
The titania film is fired by supporting an aqueous solution in which titania is dissolved in a hydrogen peroxide solution or a strong acid such as nitric acid, hydrofluoric acid, sulfuric acid or the like on a substrate made of a glass body or the like. And fixed. Since this coating is transparent and transmits light, it is possible to configure the above-described reaction field in the three-dimensional space.

【0014】また、光源の位置を適宜設定することがで
き、触媒を担持した基体が透明であれば、その担持面裏
側に光源を設置することができるので、光触媒反応器の
設計自由度が増す。
In addition, the position of the light source can be set as appropriate, and if the substrate supporting the catalyst is transparent, the light source can be installed on the back side of the supporting surface, so that the degree of freedom in designing the photocatalytic reactor increases. .

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明に係る光触媒反応器は、透
明なチタニア被膜を表面に形成した透明なガラス体を、
同じく透明で、かつ、流体を流通可能とした反応器本体
内に多数充填して各ガラス体同士間に空隙を有する光触
媒充填層を形成し、同充填層により三次元空間の反応場
を形成したものである。前記反応器本体としてはガラス
管、特に、石英ガラス管とすることが好ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A photocatalytic reactor according to the present invention comprises a transparent glass body having a transparent titania film formed on its surface,
Similarly, a large amount was filled in a reactor body that was transparent and capable of flowing a fluid to form a photocatalyst packed layer having a gap between each glass body, and a reaction field in a three-dimensional space was formed by the packed layer. Things. The reactor body is preferably a glass tube, particularly a quartz glass tube.

【0016】また、チタニア被膜は、チタニアを過酸化
水素水、または、硝酸、フッ化水素酸、硫酸などの強酸
に溶解させた水溶液を、ガラス体等からなる基体に担持
させた後に焼成して固着させたものとしているが、取り
扱いが容易なことから、ここでは、過酸化水素水にチタ
ニアを溶解させて用いることとする。
The titania film is formed by supporting an aqueous solution obtained by dissolving titania in a hydrogen peroxide solution or a strong acid such as nitric acid, hydrofluoric acid or sulfuric acid on a substrate made of a glass body or the like, followed by firing. Although fixed, it is assumed here that titania is dissolved in aqueous hydrogen peroxide for ease of handling.

【0017】なお、チタニアを過酸化水素水に溶解させ
るためには、例えば、チタンテトラアルコキシドとアル
コキシドに対応するアルコールを所定のモル比で混合
し、さらに、対応するアルコールと水の混合液を加え反
応させ、得られた白色の混濁液を固液分離して乾燥する
ことによりアモルファスチタニア微粒子を得、同アモル
ファスチタニア微粒子に過酸化水素水を加えて一旦ゲル
化させ、さらに過酸化水素水を加えて所定濃度のチタニ
ア溶液を得ることができる。
In order to dissolve titania in aqueous hydrogen peroxide, for example, titanium tetraalkoxide and an alcohol corresponding to the alkoxide are mixed at a predetermined molar ratio, and a mixed liquid of the corresponding alcohol and water is added. The resulting white turbid liquid is allowed to react and solid-liquid separated and dried to obtain amorphous titania fine particles.Hydrogen peroxide is added to the amorphous titania fine particles, gelled once, and further hydrogen peroxide is added. Thus, a titania solution having a predetermined concentration can be obtained.

【0018】かかるチタニア溶液を透明なガラス体に塗
布して焼成すると、ガラス体表面には透明なチタニア被
膜が固着形成される。そして、同被膜は触媒活性が非常
に安定しており、しかも、強固で剥離するおそれもな
い。
When this titania solution is applied to a transparent glass body and fired, a transparent titania film is fixedly formed on the surface of the glass body. The coating has a very stable catalytic activity and is strong and has no risk of peeling.

【0019】また、上記チタニア溶液は略中性なので、
鉄などの金属表面にもコーティングすることができる。
Further, since the above titania solution is substantially neutral,
Metal surfaces such as iron can also be coated.

【0020】上記ガラス体としては、透明なガラスビー
ズや、ガラス管、もしくは同ガラス管を半割したもの、
あるいは、鞍形としたものを好適に用いることができ
る。そして、素材としては石英ガラスを用いることが好
ましい。
The glass body may be a transparent glass bead, a glass tube, or a half of the glass tube,
Alternatively, a saddle shape can be suitably used. And it is preferable to use quartz glass as a material.

【0021】かかるガラス体を、同じく透明で、かつ、
流体を流通可能としたガラス管内に多数充填して光触媒
充填層を形成し、同充填層により三次元空間の反応場を
形成している。
Such a glass body is also transparent, and
A large number of glass tubes capable of flowing fluid are filled to form a photocatalyst packed layer, and the filled layer forms a reaction field in a three-dimensional space.

【0022】すなわち、光触媒充填層を形成する各ガラ
ス体同士間には、それぞれ空隙が形成されており、しか
も、各ガラス体に形成されたチタニア被膜は透明なの
で、紫外光は各ガラス体を透過して反応器本体となるガ
ラス管の中心部まで進入することになり、同ガラス管内
の光触媒充填層は三次元空間の反応場となる。
That is, voids are formed between the respective glass bodies forming the photocatalyst packed layer, and the titania coating formed on each glass body is transparent, so that ultraviolet light passes through each glass body. As a result, the photocatalyst packed layer in the glass tube becomes a reaction field in a three-dimensional space.

【0023】したがって、光触媒充填層を流通する流体
はその全体にわたってチタニア被膜と接触して、同チタ
ニア被膜の有する強力な酸化力や還元力によって触媒反
応が生起されることになり、反応器性能が著しく向上す
る。
Therefore, the fluid flowing through the photocatalyst packed layer comes into contact with the titania coating over the entire surface, and a catalytic reaction is caused by the strong oxidizing power and reducing power of the titania coating, and the reactor performance is reduced. Significantly improved.

【0024】さらに、上記構成の光触媒反応器は、光源
の位置を適宜設定することができ、例えば、反応器本体
となるガラス管の外側に複数個の光源を設けたり、ある
いはガラス管内に同ガラス管と略同長さの光源を設ける
こともできる。
Further, in the photocatalytic reactor having the above structure, the position of the light source can be appropriately set. For example, a plurality of light sources may be provided outside the glass tube serving as the reactor body, or the same glass may be provided in the glass tube. A light source approximately the same length as the tube may be provided.

【0025】このように、光触媒と同触媒を担持した基
体がそれぞれ透明であれば、その担持面裏側に光源を設
置しても光触媒反応を充分に生起させることができるの
で、光触媒反応器の設計自由度が増す。
As described above, if the photocatalyst and the substrate supporting the same catalyst are respectively transparent, a photocatalytic reaction can sufficiently occur even if a light source is installed on the back side of the supporting surface. The degree of freedom increases.

【0026】また、光触媒反応器の一形態として、透明
なチタニア被膜を表面に形成した透明なガラス管を、光
源の周りに多数環状に列設するとともに、隣合うガラス
管の始端と終端とを連通連結し、全ガラス管内を流体が
通過するように構成することもできる。
Further, as one form of the photocatalytic reactor, a large number of transparent glass tubes having a transparent titania film formed on the surface thereof are annularly arranged around the light source, and the start and end of the adjacent glass tubes are arranged. It can also be configured to be connected so as to allow the fluid to pass through the entire glass tube.

【0027】この場合、光源を四方へ照射可能としてお
くことにより、一つの光源で多数の光触媒であるチタニ
ア被膜を励起することができ、消費電力が小さくてす
む。
In this case, by irradiating the light source in all directions, a single light source can excite a large number of photocatalyst titania films, thereby reducing power consumption.

【0028】また、光源の周りに配列したガラス管は、
石英ガラス、ソーダ石灰ガラス等で形成したものとして
いる。
Also, the glass tubes arranged around the light source are:
It is formed of quartz glass, soda-lime glass, or the like.

【0029】そして、同ガラス管は展開すれば長尺の管
体となるので、流体と光触媒であるチタニア被膜との接
触時間及び距離を長くとれるので反応性が良好となる。
When the glass tube is developed, it becomes a long tube, so that the contact time and the distance between the fluid and the titania film as the photocatalyst can be increased, so that the reactivity becomes good.

【0030】なお、光源としては、殺菌灯やブラックラ
イト等の紫外光を多く含むものを用いることが望ましい
が、一般の白色蛍光灯でもよい。
It is desirable to use a light source containing a large amount of ultraviolet light, such as a germicidal lamp or a black light, but a general white fluorescent lamp may be used.

【0031】[0031]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0032】(第一実施例)図1に本発明の第一実施例
に係る光触媒反応器Aを示している。1は紫外光透過性
の高い石英ガラス管により形成した反応器本体、2は実
験液槽であり、同実験液槽2内には実験液3としての2,
4-ジニトロフェノールを収容している。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a photocatalytic reactor A according to a first embodiment of the present invention. Reference numeral 1 denotes a reactor body formed of a quartz glass tube having a high ultraviolet light transmittance, and 2 denotes an experimental liquid tank.
Contains 4-dinitrophenol.

【0033】2,4-ジニトロフェノールは、黄色の水溶液
であり、光触媒によってNO3 - ,NH4 + ,CO2
分解され、分解されると色が薄くなるので触媒反応の進
行具合を視認でき、かつ、吸光度法による濃度測定が可
能なので、実験液3として好適である。また、実験液3
に過酸化水素水を添加すると、触媒反応が促進されるこ
とが実験的に分かった。
2,4-Dinitrophenol is a yellow aqueous solution, which is decomposed into NO 3 , NH 4 + , and CO 2 by a photocatalyst. When decomposed, the color becomes lighter, so that the progress of the catalytic reaction can be visually recognized. It is suitable as the experimental solution 3 because the concentration can be measured by the absorbance method. Experiment liquid 3
It has been experimentally found that the addition of aqueous hydrogen peroxide accelerates the catalytic reaction.

【0034】図2に示すように、反応器本体1内には、
透明なチタニア被膜を表面に形成した透明なガラス体と
してガラスビーズ4を多数充填して光触媒充填層5を形
成している。同光触媒充填層5内においては、各ビーズ
4間に空隙50が形成されている。
As shown in FIG. 2, inside the reactor body 1,
A large number of glass beads 4 are filled as a transparent glass body having a transparent titania film formed on the surface to form a photocatalyst packed layer 5. In the photocatalyst packed layer 5, voids 50 are formed between the beads 4.

【0035】ところで、前記ガラスビーズ4に形成した
チタニア被膜は、アモルファスチタニア微粒子に過酸化
水素水を加えて得たチタニア溶液をガラスビーズ4の表
面に塗布して500 〜600 ℃の温度で焼成し固着させて形
成している。
The titania film formed on the glass beads 4 is coated with a titania solution obtained by adding aqueous hydrogen peroxide to amorphous titania fine particles, and baked at a temperature of 500 to 600 ° C. It is formed by being fixed.

【0036】そして、反応器本体1と実験液槽2との間
を、流入管6と流出管7とで連通して、実験液3を所定
の流速で連続的に循環可能としている。
Then, the reactor main body 1 and the experimental liquid tank 2 are communicated with each other through an inflow pipe 6 and an outflow pipe 7, so that the experimental liquid 3 can be continuously circulated at a predetermined flow rate.

【0037】10,10 は反応器本体1の上下端開口に取付
けた栓体であり、前記流入管6と流出管7とを貫通状態
で支持している。
Reference numerals 10 and 10 denote plugs attached to the upper and lower openings of the reactor main body 1 and support the inflow pipe 6 and the outflow pipe 7 in a penetrating state.

【0038】また、上記反応器本体1の周囲に4個の光
源8を配設するとともに、同反応器本体1及び光源8を
遮光カバー9で覆っている。なお、本実施例では光源8
には波長域が250 〜260 nm の殺菌灯を使用したが、
殺菌灯に代えてブラックライト(波長域300 〜400 n
m)等の紫外光を多く含む光源であれば好適に用いるこ
とができる。
Further, four light sources 8 are provided around the reactor main body 1, and the reactor main body 1 and the light sources 8 are covered with a light shielding cover 9. In this embodiment, the light source 8
Used a germicidal lamp with a wavelength range of 250 to 260 nm,
Black light (wavelength range 300 to 400 n) instead of germicidal lamp
Any light source containing a large amount of ultraviolet light such as m) can be suitably used.

【0039】また、本実施例では、反応器本体1の寸法
を内径27mm、肉厚1mm、長さ222mmとした。
In this example, the dimensions of the reactor body 1 were 27 mm in inner diameter, 1 mm in wall thickness, and 222 mm in length.

【0040】かかる反応器本体1内に直径1mmのガラス
ビーズ4を充填して構成した光触媒反応器Aを用いて、
実験液3を反応器本体1に連続供給すると同時に4個の
光源8から光を照射して反応を進行させた。そして、定
時刻に実験液3をサンプリングして、357 nmでの吸光
度を測定した。
Using a photocatalytic reactor A constituted by filling glass beads 4 having a diameter of 1 mm into the reactor body 1,
At the same time, the experimental solution 3 was continuously supplied to the reactor main body 1, and at the same time, light was emitted from the four light sources 8 to advance the reaction. Then, the experimental solution 3 was sampled at a fixed time, and the absorbance at 357 nm was measured.

【0041】さらに、ガラスビーズ4の直径を3mmのも
の、10mmのものに取り替えて上記同様に反応を進行させ
て吸光度を測定した。その結果を図3に示す。
Further, the diameter of the glass beads 4 was changed to 3 mm or 10 mm, and the reaction proceeded in the same manner as described above, and the absorbance was measured. The result is shown in FIG.

【0042】図3に示すように、ビーズ径の違いによっ
て若干の差はあるが、それぞれ良好な反応結果を示して
いる。また、光源8を殺菌灯に代えてブラックライトと
した場合を図4に示すが、この場合でも良好な反応結果
を示している。
As shown in FIG. 3, although there are slight differences depending on the difference in the bead diameter, each shows good reaction results. FIG. 4 shows a case where the light source 8 is a black light instead of a germicidal lamp, and in this case also, a favorable reaction result is shown.

【0043】これは、ガラスビーズ4により形成された
光触媒充填層5がガラスビーズ4同士間に形成される空
隙50によって三次元空間の反応場を形成し、反応器本体
1内に入射した紫外光が反応器本体1の内部まで進入し
て反応器本体1の内部付近を流れる実験液3を分解する
ためと考えられる。
This is because the photocatalyst-packed layer 5 formed by the glass beads 4 forms a three-dimensional reaction field by the voids 50 formed between the glass beads 4, and the ultraviolet light incident on the reactor body 1. Is considered to decompose the experimental liquid 3 flowing into the interior of the reactor body 1 and flowing near the interior of the reactor body 1.

【0044】次に、図5に示すように、光触媒充填層5
を形成するガラス体を多数のガラス管41とした場合につ
いて説明する。なお、ガラス管41は一般のガラス管と、
石英ガラス管とした場合とを示しており、光源8として
は殺菌灯を使用した。
Next, as shown in FIG.
The case where the glass body forming the above is a large number of glass tubes 41 will be described. In addition, the glass tube 41 is a general glass tube,
In this case, a quartz glass tube was used, and a germicidal lamp was used as the light source 8.

【0045】図6はその反応結果を示しており、図3と
比較して明らかなように、ガラス体をガラス管41とした
ものの方がガラスビーズ4としたものよりも反応率が高
くなった。
FIG. 6 shows the result of the reaction. As is clear from the comparison with FIG. 3, the reaction rate was higher when the glass body was made into a glass tube 41 than when the glass body was made into a glass bead 4. .

【0046】これは、ガラスビーズ4の場合の光触媒充
填層5よりも、ガラス管41の場合の光触媒充填層5の方
がガラス体間の空隙率が大きいために、反応器本体1内
に入射した紫外光がガラスビーズ4の場合よりも光触媒
充填層5の内部中心近くまで達したために、反応器本体
1の中心部を流れる実験液3まで十分に分解されたもの
と考えられる。
This is because the photocatalyst-filled layer 5 in the case of the glass tube 41 has a larger porosity between the glass bodies than the photocatalyst-filled layer 5 in the case of the glass beads 4, so It is considered that the ultraviolet light reached the inner center of the photocatalyst packed layer 5 closer to the center of the photocatalyst packed layer 5 than the case of the glass beads 4, and thus was sufficiently decomposed to the experimental liquid 3 flowing in the center of the reactor body 1.

【0047】このように、三次元空間を反応場とし、高
活性の光触媒反応器Aを構成するには、光触媒充填層5
を構成する光触媒被膜を形成したガラス体同士間にある
程度の空隙50を形成することが好ましい。
As described above, in order to construct a highly active photocatalyst reactor A using a three-dimensional space as a reaction field, the photocatalyst packed layer 5
It is preferable to form a gap 50 to some extent between the glass bodies on which the photocatalytic film constituting the above is formed.

【0048】また、空隙50を形成するために望ましいガ
ラス体の形状としては、図7に示すようにガラス管41を
半割状としたもの、あるいは、図8に示すように鞍型と
したものが考えられる。
As a desirable shape of the glass body for forming the space 50, a glass tube 41 having a half shape as shown in FIG. 7 or a saddle shape as shown in FIG. Can be considered.

【0049】なお、図9に示すように、光触媒充填層5
を形成するガラス体のみならず、反応器本体1の内壁に
も透明なチタニア被膜を形成してもよい。しかし、この
場合は、光源8を反応器本体1の外方に設置すると、光
が反応器本体1で反射して内部に進入する量が減り、か
えって反応率が低下することが予想される。したがっ
て、この場合は光源8を反応器本体1の中心部に設ける
ことが好ましい。
Note that, as shown in FIG.
A transparent titania coating may be formed on the inner wall of the reactor main body 1 as well as on the glass body for forming. However, in this case, if the light source 8 is installed outside the reactor main body 1, it is expected that the amount of light reflected by the reactor main body 1 and entering the interior will decrease, and the reaction rate will rather decrease. Therefore, in this case, it is preferable to provide the light source 8 at the center of the reactor body 1.

【0050】(第二実施例)図10に第二実施例に係る
光触媒反応器Bを示している。これは、透明なチタニア
被膜を表面に形成した透明なガラス管15を、光源8の周
りに多数環状に列設するとともに、隣合うガラス管15,1
5 の始端と終端とを連通連結し、全ガラス管15内を流体
が通過するように構成したものである。60は流入管、70
は流出管であり、図示しないが先の実施例同様の実験液
槽2にそれぞれ連通している。
(Second Embodiment) FIG. 10 shows a photocatalytic reactor B according to a second embodiment. This is because a number of transparent glass tubes 15 having a transparent titania film formed on the surface thereof are arranged in a ring around the light source 8 and the adjacent glass tubes 15 and 1 are arranged.
5 is connected to the start end and the end end so that the fluid passes through the entire glass tube 15. 60 is the inflow pipe, 70
Denotes an outflow pipe, which is not shown, and communicates with the experimental liquid tank 2 similar to that of the previous embodiment.

【0051】なお、この場合においても、光源8の種類
は殺菌灯、ブラックライト、白色蛍光灯等を、また、ガ
ラス管15の素材としては石英ガラス、ソーダ石灰ガラス
等を適宜選択的に使用することができる。
Also in this case, the type of the light source 8 is a germicidal lamp, a black light, a white fluorescent lamp or the like, and the material of the glass tube 15 is a quartz glass, a soda-lime glass or the like. be able to.

【0052】ガラス管15を石英ガラス管とし、光源8の
種類を変えた場合の上記光触媒反応器Bによる反応結果
を図11に示す。
FIG. 11 shows the reaction results obtained by the photocatalytic reactor B when the glass tube 15 is a quartz glass tube and the type of the light source 8 is changed.

【0053】図11で分かるように、殺菌灯やブラック
ライトを使用した場合は十分な反応が認められた。
As can be seen from FIG. 11, a sufficient reaction was observed when a germicidal lamp or black light was used.

【0054】これは、上記ガラス管15は展開すれば長尺
の管体となるので、流体と光触媒であるチタニア被膜と
の接触時間及び距離を長くとれるので反応性が良好とな
るためと考えられる。
This is probably because the glass tube 15 becomes a long tube when unfolded, so that the contact time and distance between the fluid and the titania film as the photocatalyst can be increased, and the reactivity becomes good. .

【0055】また、この実施例では、光源8は一つでよ
いので電力消費が小さくてすむ利点を有する。
In this embodiment, since only one light source 8 is required, there is an advantage that power consumption can be reduced.

【0056】このように、本発明に係る光触媒反応器A,
B は、透明なチタニア被膜を利用した触媒活性が高く安
定したものなので、強い殺菌力と浄化力を有し、その応
用範囲も広いものとなる。
As described above, the photocatalytic reactor A,
B has a high catalytic activity using a transparent titania film and is stable, so it has a strong bactericidal and purifying power, and its application range is wide.

【0057】例えば、上記第一、第二実施例に基づいて
説明した光触媒反応器A,B を応用して構成した殺菌・浄
化装置Cを、図12及び図13に示した浴湯循環浄化装
置Dに組み込むことができる。
For example, a sterilizing / purifying apparatus C constituted by applying the photocatalytic reactors A and B described based on the first and second embodiments is replaced with a bath water circulating / purifying apparatus shown in FIGS. 12 and 13. D.

【0058】浴湯循環浄化装置Dは、浴槽E内の浴湯を
循環させながら浴湯を殺菌浄化するとともに、設定され
た温度を保持できるように構成されている。図12中、
D1は本体ケーシング、D2は吸込口、D3は吐出口、D4は吸
込パイプ、D5は吐出パイプ、D6は操作パネルである。
The bath water circulation purifying device D is configured to sterilize and purify the bath water while circulating the bath water in the bath tub E, and to maintain a set temperature. In FIG.
D1 is a main body casing, D2 is a suction port, D3 is a discharge port, D4 is a suction pipe, D5 is a discharge pipe, and D6 is an operation panel.

【0059】本体ケーシングD1内には、図13に示すよ
うに、循環ポンプP→方向切換弁V→ヒータH→殺菌・
浄化装置C→濾過器F→方向切換弁Vと浴湯を循環させ
る浴湯循環流路Rを設けている。
As shown in FIG. 13, a circulation pump P → direction switching valve V → heater H → sterilization
A purifying device C → filter F → directional switching valve V and a bath water circulation channel R for circulating bath water are provided.

【0060】このように、浴湯循環流路Rの中途に、本
発明に係る光触媒反応器A,B を適用した殺菌・浄化装置
Cを設けることにより、浴湯の殺菌・浄化力を著しく高
めることができ、浴湯を常時清潔に保つことが可能とな
る。
As described above, by disposing the sterilizing / purifying device C to which the photocatalytic reactors A and B according to the present invention are provided in the middle of the bath water circulating flow path R, the sterilizing / purifying power of the bath water is significantly increased. It is possible to keep the bath water clean at all times.

【0061】また、浴湯循環浄化装置Dの他、例えば、
上水場の浄化、排水処理、農薬処理等への適用が考えら
れる。
In addition to the bath water circulation purification device D, for example,
It can be applied to purification of waterworks, wastewater treatment, pesticide treatment, etc.

【0062】さらに、液体に限らず、気体に対しても有
効なことから、図14に示すように空気清浄機等へも適
用することができる。
Further, since it is effective not only for liquid but also for gas, it can be applied to an air purifier as shown in FIG.

【0063】図14において、Gは本発明に係る光触媒
反応器Aを内蔵した空気清浄機の一形態を示しており、
同空気清浄機Gは、空気吸込口G1と清浄空気吐出口G2と
を形成したケーシングG3内に、流路上流側から、高電圧
を印加した荷電部G4と、極性の異なる高電圧を印加した
極板を交互に配設した集塵部G5と、活性炭フィルタG6
と、ファンG7と実質的に光触媒反応器Aからなる空気浄
化部G8とを配設して構成している。
In FIG. 14, G indicates an embodiment of an air purifier incorporating the photocatalyst reactor A according to the present invention.
In the same air purifier G, a charging unit G4 to which a high voltage was applied and a high voltage having a different polarity were applied from the upstream side of the flow path into a casing G3 having an air suction port G1 and a clean air discharge port G2. Dust collection section G5 with alternating electrodes and activated carbon filter G6
And a fan G7 and an air purification unit G8 substantially composed of a photocatalytic reactor A.

【0064】光源8としては殺菌灯やブラックライトを
使用しており、空気浄化部G8における光触媒作用を十分
に発揮させるようにしている。
A germicidal lamp or a black light is used as the light source 8, so that the photocatalytic action in the air purifying section G8 is sufficiently exhibited.

【0065】上記構成により、空気清浄機Gによる空気
の殺菌効果を著しく高めることができる。なお、空気清
浄機Gの構成としては、上記に限るものではないことは
当然であり、空気の流路中に本光触媒反応器A,B を適用
したものであればよい。
With the above configuration, the air sterilizing effect of the air purifier G can be significantly improved. It should be noted that the configuration of the air purifier G is not limited to the above, and any configuration may be used as long as the photocatalyst reactors A and B are applied in the air flow path.

【0066】さらに、本光触媒反応器Aは、メルカプタ
ンやアンモニア等の悪臭ガスの浄化にも有効であり、上
記した空気清浄機Gや、あるいは、さらにこれを簡素化
して空気の循環流路中に光触媒反応器Aのみを配設した
構造の装置等を家畜小屋や動物飼育室等に設置すれば、
動物の糞尿等から発生する悪臭ガスの浄化を効果的に行
える。
Further, the photocatalyst reactor A is also effective for purifying odorous gases such as mercaptan and ammonia, and the above-described air purifier G, or a further simplified version thereof, is provided in the air circulation channel. If a device having a structure in which only the photocatalyst reactor A is disposed is installed in a livestock stable or an animal breeding room,
It is possible to effectively purify odorous gas generated from animal manure and the like.

【0067】また、本光触媒反応器Aは、農産物の育成
や鮮度を保持しながらの保存にも効果を奏するものであ
る。
The photocatalyst reactor A is also effective in growing agricultural products and preserving while maintaining freshness.

【0068】すなわち、野菜や果実等の農産物は、収穫
後の保存中にエチレンガスを生成放出し、そのエチレン
ガスにより成熟が促進されることが分かっている。
That is, it is known that agricultural products such as vegetables and fruits generate and release ethylene gas during storage after harvest, and maturation is promoted by the ethylene gas.

【0069】したがって、冷蔵庫等のような密閉空間内
では、一部のものが腐ると、そこから発生したエチンレ
ンガスによって、全てのものが腐ってしまうということ
になる。
Therefore, in a closed space such as a refrigerator or the like, if a part is rotten, all of it will be rotten due to ethynylene gas generated therefrom.

【0070】そこで、本光触媒反応器A,B を適用して、
エチレンガス濃度のコントロールを行うことによって、
農産物の鮮度を保持しながら長期保存を可能にすること
ができる。
Therefore, by applying the photocatalyst reactors A and B,
By controlling the ethylene gas concentration,
Long-term storage can be achieved while maintaining the freshness of agricultural products.

【0071】すなわち、冷蔵庫や農産物保存空間等に空
気循環流路を設け、同流路中に光触媒反応器A,B を介設
した構造とすればよく、また、特公平4-30820 号公報に
示された鮮度保持装置等に適用することができる。
That is, a structure may be adopted in which an air circulation flow path is provided in a refrigerator, an agricultural product storage space, or the like, and the photocatalyst reactors A and B are provided in the flow path. The present invention can be applied to the shown freshness holding device and the like.

【0072】[0072]

【発明の効果】本発明では、以上説明したような形態で
実施されるものであり、以下に示す効果を奏する。
The present invention is embodied in the form described above and has the following effects.

【0073】すなわち、透明なチタニア被膜を表面に形
成した透明なガラス体により三次元空間の反応場を形成
したので、触媒活性が著しく向上し、反応効率をきわめ
て高くすることができる。
That is, since a reaction field in a three-dimensional space is formed by a transparent glass body having a transparent titania film formed on the surface, the catalytic activity is significantly improved, and the reaction efficiency can be extremely increased.

【0074】また、光触媒としてのチタニア被膜の殺菌
・浄化力を十分に発揮できる構成であるので、光触媒反
応器の汎用性が広がる。
In addition, since the configuration is such that the titania coating as a photocatalyst can sufficiently exert the sterilizing / purifying power, the versatility of the photocatalytic reactor is expanded.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第一実施例に係る光触媒反応器の説明
図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a photocatalytic reactor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】反応器本体の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a reactor main body.

【図3】光源に殺菌灯を用いた場合の反応率を示すグラ
フである。
FIG. 3 is a graph showing a reaction rate when a germicidal lamp is used as a light source.

【図4】光源にブラックライトを用いた場合の反応率を
示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a reaction rate when a black light is used as a light source.

【図5】光触媒充填層をガラス管で形成した場合を示す
説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a case where a photocatalyst packed layer is formed of a glass tube.

【図6】同ガラス管で形成した光触媒充填層での反応率
を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing a reaction rate in a photocatalyst packed layer formed by the glass tube.

【図7】光触媒充填層の変容例を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory view showing a modification example of the photocatalyst packed layer.

【図8】光触媒充填層の変容例を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a modification example of the photocatalyst packed layer.

【図9】反応器本体にチタニア被膜を形成した場合の説
明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram when a titania film is formed on a reactor body.

【図10】第二実施例に係る光触媒反応器の説明図であ
る。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a photocatalytic reactor according to a second embodiment.

【図11】同反応率を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the reaction rate.

【図12】光触媒反応器の応用例としての浴湯循環浄化
装置の説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a bath water circulation purification device as an application example of the photocatalytic reactor.

【図13】同浴湯循環浄化装置の内部構造を示す模式図
である。
FIG. 13 is a schematic diagram showing an internal structure of the bath hot water circulation purification device.

【図14】光触媒反応器の応用例としての空気清浄機の
説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram of an air purifier as an application example of the photocatalytic reactor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A, B 光触媒反応器 1 反応器本体 2 実験液槽 3 実験液 4 ガラスビーズ 5 光触媒充填層 6 流入管 7 流出管 8 光源 50 空隙 A, B Photocatalyst reactor 1 Reactor main body 2 Experimental liquid tank 3 Experimental liquid 4 Glass beads 5 Photocatalyst packed layer 6 Inflow pipe 7 Outflow pipe 8 Light source 50 Void

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01J 19/30 B01J 19/30 21/06 21/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical display location B01J 19/30 B01J 19/30 21/06 21/06

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透明なチタニア被膜を表面に形成した透
明なガラス体を、同じく透明で、かつ、流体を流通可能
とした反応器本体内に多数充填して各ガラス体同士間に
空隙を有する光触媒充填層を形成し、同充填層により三
次元空間の反応場を形成したことを特徴とする光触媒反
応器。
1. A large number of transparent glass bodies having a transparent titania film formed on the surface thereof are filled in a reactor body which is also transparent and capable of flowing a fluid, and has a gap between the glass bodies. A photocatalytic reactor, wherein a photocatalyst packed layer is formed and a reaction field in a three-dimensional space is formed by the packed layer.
【請求項2】 上記反応器本体をガラス管で形成したこ
とを特徴とする請求項1記載の光触媒反応器。
2. The photocatalytic reactor according to claim 1, wherein said reactor body is formed of a glass tube.
【請求項3】 上記ガラス体をガラスビーズとしたこと
を特徴とする請求項1または2に記載の光触媒反応器。
3. The photocatalytic reactor according to claim 1, wherein the glass body is a glass bead.
【請求項4】 上記ガラス体をガラス管、もしくは同ガ
ラス管を半割したものとしたことを特徴とする請求項1
または2に記載の光触媒反応器。
4. The glass body according to claim 1, wherein said glass body is a glass tube or a half of said glass tube.
Or the photocatalytic reactor according to 2.
【請求項5】 上記ガラス体を鞍形に形成したものとし
たことを特徴とする請求項1または2に記載の光触媒反
応器。
5. The photocatalytic reactor according to claim 1, wherein the glass body is formed in a saddle shape.
【請求項6】 透明なチタニア被膜を表面に形成した透
明なガラス管を、光源の周りに多数環状に列設するとと
もに、隣合うガラス管の始端と終端とを連通連結し、全
ガラス管内を流体が通過するように構成したことを特徴
とする光触媒反応器。
6. A large number of transparent glass tubes having a transparent titania film formed on the surface thereof are arranged in a ring around the light source, and the start and end of adjacent glass tubes are communicatively connected to each other. A photocatalytic reactor configured to allow a fluid to pass therethrough.
【請求項7】 上記チタニア被膜は、チタニアを過酸化
水素水、または、硝酸、フッ化水素酸、硫酸などの強酸
に溶解させた水溶液を、ガラス体等からなる基体に担持
させた後に焼成して固着させたものであることを特徴と
する請求項1〜6のいずれかに記載の光触媒反応器。
7. The titania film is fired after an aqueous solution in which titania is dissolved in a hydrogen peroxide solution or a strong acid such as nitric acid, hydrofluoric acid, sulfuric acid or the like is supported on a substrate made of a glass body or the like. The photocatalyst reactor according to any one of claims 1 to 6, wherein the photocatalytic reactor is fixed.
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