JPH11128750A - 光触媒効果促進システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光触媒の大気清浄効果を促進する。 【解決手段】基板上に導電膜を形成し、その上に光触媒
を成膜して導電膜に電圧をかけ、励起電子を分離し、光
触媒内のホールと電子の再結合が起きにくくすることで
光触媒の効果を促進させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光触媒膜を用いた装
置，器具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光触媒は抗菌や消臭作用などの空
気清浄効果があるとされていたが、即効性の清浄効果で
はなく、また大量の臭気成分を分解することは難しかっ
た。また、防汚作用があるとされているが、正確には光
触媒膜表面に触れた有機物のみを分解し、埃・砂等の無
機物については防汚作用があるとはいえなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高い光触媒
機能を長期間持続できる光触媒効果促進システムを提供
することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】光触媒の空気清浄効果を
向上させるには、励起されてできたホールと電子をでき
るだけ再結合させず、空気清浄のために使用するのが望
ましい。このために一つの手法として、励起電子を分離
してやり、光触媒膜表面の酸化作用を促してやるのが有
効である。電子を分離するためには、光触媒膜に電極を
取り付け、電圧をかける必要がある。本発明は上記課題
を解決するためになされたものである。

【０００５】本発明のシステムは、光触媒中に励起され
た電子を分離するために、基板上に導電膜を形成し、そ
の導電膜上に光触媒を成膜し、光触媒膜に電圧をかけら
れる構造とすることで、励起されたホールと電子の再結
合を起こりにくくし、清浄効果を促進させたことを特徴
とするものである。

【０００６】上記導電膜は、基板の静電気と光触媒膜の
静電気の帯電を減少させることによって、埃等をよせつ
けにくくし、光触媒の有機物分解作用による防汚効果と
あいまって優れた防汚効果を発揮する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態のいくつ
かを、例を挙げて説明する。

【０００８】（実施形態１）基板上に導電膜が形成さ
れ、さらにその導電膜上に光触媒が成膜されていること
を特徴とする大気中または水中で機能する光触媒効果促
進システム。この発明により、光触媒に電圧をかけるこ
とができる構造とすることができる。

【０００９】（実施形態２）実施形態１に記載の導電膜
に電圧をかける手段を設ける。この発明により、励起電
子を分離し光触媒内のホールと電子の再結合を起こりに
くくして光触媒の効果を促進させ、光触媒の効果を促進
できる。

【００１０】（実施形態３）実施形態１に記載の導電膜
が光触媒膜によって完全に覆われておらず、露出した部
分に電極を接触させて電圧をかけられるようにする。こ
の発明により、光触媒の励起電子を分離する構造を実際
に装置等に形成しやすくできる。

【００１１】（実施形態４）実施形態１に記載の光触媒
の原料薬液がＴｉ有機化合物，酸，水，アルコールを含
むチタンゾルであり、成膜時に、その光触媒膜が結着剤
なしで固定される構成とすることで、高効率な光触媒膜
が得られる。

【００１２】（実施形態５）実施形態１に記載の導電膜
を酸化スズ，酸化インジウムを主成分とする透光性の薄
膜で形成することにより、照明器具など透光性を要求さ
れる製品に本発明のシステムを応用できる。

【００１３】（実施形態６）実施形態１に記載の基板に
導電性をもたない材料を用いることにより、導電膜に電
圧をかけるシステムの安定性を保つことができる。

【００１４】（実施形態７）実施形態１に記載の基板
に、透光性基板、例えばガラスまたは照明用ランプにお
けるガラス管を用いることで、窓ガラスやランプなどの
照明器具に本発明のシステムを応用することができる。

【００１５】（実施形態８）実施形態１に記載の基板が
光源の透光性容器で、実施形態３に記載の電極が照明器
具に配置されており、その電極が透光性容器に成膜され
た導電膜露出部と接触し、その導電膜に電圧をかけて導
電膜上の光触媒の効果を促進させることにより、ランプ
などの照明器具と本発明の組み合わせで、一層効果の高
い空気浄化システムを構成することができる。

【００１６】（実施形態９）実施形態１に記載の導電膜
が光触媒膜によって完全に覆われておらず、露出した部
分に電極を接触させてアースすることで、光触媒の帯電
による触媒効果の低下を防止できる。

【００１７】（実施形態１０）実施形態１に記載の電圧
が、光触媒を励起している光源から光電効果による反応
で得られる構成とすることにより、励起電子を分離する
ためにかける電圧を太陽電池などで光触媒の励起光源か
ら得ることができ、エネルギー効率を高めることができ
る。

【００１８】（実施形態１１）実施形態１に記載の導電
膜自体が基板であり、基板に電圧をかけることによって
光触媒効果を促進することも可能である。この発明によ
り、導電体パネル等による空気清浄が可能になる。

【００１９】（実施形態１２）実施形態１に記載の光触
媒を水中に設置し、水の浄化を行うことを特徴とする光
触媒効果促進システムとして応用することで、光触媒膜
に触れた水中の菌類などを殺菌でき、水質改善等の用途
にも利用できる。

【００２０】以下に本発明の実施例を説明する。

【００２１】（実施例１）基板をガラス容器とし、その
表面に一般にネサ膜と呼ばれる、酸化スズを主体とする
透光性の導電膜を形成し、さらにその上に光触媒膜を形
成する。そして光触媒としては酸化チタンを用い、チタ
ンのアルコキシドをアルコールで希釈して酸触媒で加水
分解して薬液として、蛍光ランプ外表面に塗布し５００
℃で焼成し、光触媒膜を形成した。光源はブラックライ
ト（３６５ｎｍの紫外線を放出）を用いた。

【００２２】上記に説明したシステムを空気中で構成
し、光触媒による消臭実験（アセトアルデヒトの分解）
を行うと、図１に示すような結果が得られた。導電膜を
形成しない場合に比べ消臭効果は倍以上に向上してお
り、光触媒効果が促進されていることがわかる。

【００２３】（実施例２）図２は本発明の一実施例によ
る浄水システムである。基板となるガラス容器１の上に
導電膜２を形成する。さらに導電膜の上に光触媒膜３を
形成し、電極４と水中の対極５の間に電圧をかける。光
源１０にはブラックライトなどを用いるとよい。これに
より光触媒中で発生した励起電子が分離され導電膜２を
経由して対極にスイープされ、光触媒内のホールと電子
の再結合を起こりにくくして光触媒の効果を促進させ
る。ホールは水中の有機物を分解する。一方、上記分離
された電子は対極５で陽イオン等に受け渡される。

【００２４】（実施例３）図３のごとくＦＬ２０Ｗ型蛍
光ランプのガラス管６表面に一般にＩＴＯ膜と呼ばれ
る、酸化インジウムを主体とする透光性導電膜７を形成
し、さらにその上に酸化チタンを主成分とする透光性光
触媒膜８を形成する。ＩＴＯ膜に電極９を取り付け、対
極との間に電圧をかけて光触媒による消臭実験（アセト
アルデヒトの分解）を行うと、図４に示すような結果が
得られた。導電膜を形成しない場合に比べ消臭効果は倍
以上に向上しており、光触媒効果が促進されていること
がわかる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、光触媒中の励起電子を
分離し、光触媒内のホールと電子の再結合を起きにくく
することで光触媒の効果を促進させることができる。ま
た、帯電による塵埃の付着などでの光触媒の劣化を効果
的に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における気中アルデヒド残存
率の測定図。

【図２】本発明の水浄化装置への応用を示す実施例の説
明図。

【図３】本発明の蛍光灯への応用を示す実施例の断面図
（ａ）および側面図（ｂ）。

【図４】本発明の実施例２における気中アルデヒド残存
率の測定図。

【符号の説明】

１…ガラス容器、２…導電膜、３…光触媒膜、４…電
極、５…対極、６…ガラス管、７…透光性導電膜、８…
透光性光触媒膜、９…電極、１０…光源。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に導電膜が形成され、さらにその導
   電膜上に光触媒が成膜されていることを特徴とする大気
   中または水中で機能する光触媒効果促進システム。
2. 【請求項２】請求項１に記載の導電膜に電圧をかけ、励
   起電子を分離し光触媒内のホールと電子の再結合を起こ
   りにくくして光触媒の効果を促進させることを特徴とす
   る光触媒効果促進システム。
3. 【請求項３】請求項１に記載の導電膜が光触媒膜によっ
   て完全に覆われておらず、露出した部分に電極を接触さ
   せて電圧をかけられることを特徴とする光触媒効果促進
   システム。
4. 【請求項４】請求項１に記載の光触媒の原料薬液がＴｉ
   有機化合物，酸，水，アルコールを含むチタンゾルであ
   り、成膜時に、その光触媒膜が結着剤なしで固定される
   ことを特徴とする光触媒効果促進システム。
5. 【請求項５】請求項１に記載の導電膜が酸化スズ，酸化
   インジウムを主成分とする透光性の薄膜であることを特
   徴とする光触媒効果促進システム。
6. 【請求項６】請求項１に記載の基板が導電性をもたない
   ことを特徴とする光触媒効果促進システム。
7. 【請求項７】請求項１に記載の基板が光源の透光性基板
   であることを特徴とする光触媒効果促進システム。
8. 【請求項８】請求項１に記載の基板が光源の透光性容器
   で、請求項３に記載の電極が照明器具に配置されてお
   り、その電極が透光性容器に成膜された導電膜露出部と
   接触し、その導電膜に電圧をかけて導電膜上の光触媒の
   効果を促進させることを特徴とする光触媒効果促進シス
   テム。
9. 【請求項９】請求項１に記載の導電膜が光触媒膜によっ
   て完全に覆われておらず、露出した部分に電極を接触さ
   せてアースすることを特徴とする光触媒効果促進システ
   ム。
10. 【請求項１０】請求項１に記載の導電膜が、基板の静電
    気の帯電を減少させ、また、光触媒膜の静電気の帯電も
    減少させることによって、埃等を吸着しにくくすること
    を特徴とする光触媒効果促進システム。
11. 【請求項１１】請求項１に記載の電圧が、光触媒を励起
    している光源から光電効果による反応で得られているこ
    とを特徴とする光触媒効果促進システム。
12. 【請求項１２】請求項１０に記載の電圧を太陽電池から
    得ることを特徴とする光触媒効果促進システム。
13. 【請求項１３】請求項１に記載の導電膜自体が基板であ
    り、基板に電圧をかけることによって光触媒効果を促進
    することを特徴とする光触媒効果促進システム。
14. 【請求項１４】請求項１に記載の光触媒を水中に設置
    し、水の浄化を行うことを特徴とする光触媒効果促進シ
    ステム。
15. 【請求項１５】請求項１に記載の基板がガラスまたは照
    明用ランプにおけるガラス管であることを特徴とする触
    媒効果促進システム。