JPWO2008105295A1 - Fluid purification device - Google Patents
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Abstract
本流体浄化装置は、多孔質状の光触媒物質が多孔質体の少なくとも孔の入口部分に担持されている1つ以上の光触媒担持多孔質体(1)と、光触媒物質を活性化させる光を発する1つ以上の光源(5)を含む。かかる流体浄化装置によれば、流体に含まれる有害物質および汚濁物質を効率的に除去できる。This fluid purification device emits light for activating a photocatalytic substance, and one or more photocatalyst-carrying porous bodies (1) in which a porous photocatalytic substance is carried at least at an inlet portion of the porous body. One or more light sources (5) are included. According to such a fluid purification device, harmful substances and pollutants contained in the fluid can be efficiently removed.
Description
本発明は、空気または水などの流体に含まれる有害物質、汚濁物質などを除去する流体浄化装置に関する。 The present invention relates to a fluid purification device that removes harmful substances, contaminants, and the like contained in a fluid such as air or water.
近年、環境に対する意識の高まりとともに、空気または水などの流体に含まれる有害物質、汚濁物質などを除去する流体浄化装置が開発され市場に提供されている。かかる流体浄化装置において、流体中の有害物質、汚濁物質などを除去するための材料としては、活性炭、シリガゲルなどの多孔質材料、酸化チタン、酸化亜鉛などの光触媒材料などが用いられる。ここで、有害物質とは、トルエンなどの発癌性物質、ホルムアルデヒド、アンモニアなどの刺激性物質などをいう。また、汚濁物質とは、汗などの生物からの排泄物、各種有機物などをいう。 In recent years, with increasing awareness of the environment, fluid purification devices that remove harmful substances, contaminants, and the like contained in fluids such as air or water have been developed and provided to the market. In such a fluid purification apparatus, as a material for removing harmful substances and pollutants in the fluid, porous materials such as activated carbon and silica gel, and photocatalytic materials such as titanium oxide and zinc oxide are used. Here, the harmful substance refers to a carcinogenic substance such as toluene, and an irritating substance such as formaldehyde and ammonia. Further, the pollutant refers to excrement from living organisms such as sweat, various organic substances, and the like.
多孔質材料は、空気または水などに含まれる有害物質および汚濁物質を吸着することにより除去するものであり、これらの物質がその吸着限界まで吸着されると、その吸着性能が失われ、それらの物質を除去することができなくなる。これに対し、光触媒材料は、その光触媒能力により空気または水に含まれる有害物質および汚濁物質を分解して除去するものであり、光が照射される限り、それらの物質を除去することができるが、吸着能力がない。 Porous materials are removed by adsorbing harmful substances and pollutants contained in air or water. When these substances are adsorbed to their adsorption limit, their adsorption performance is lost. The substance cannot be removed. On the other hand, the photocatalytic material decomposes and removes harmful substances and pollutants contained in air or water due to its photocatalytic ability, and these substances can be removed as long as light is irradiated. There is no adsorption capacity.
したがって、多孔質材料と光触媒材料とを複合化させて、有害物質および汚濁物質を吸着して分解することができる複合材料が提案されている。たとえば、特開2003−226512号公報(以下、特許文献1という)は、蒸着により活性炭の表面に光触媒の薄膜を形成、担持させた光触媒活性炭を開示する。また、特開2005−263610号公報(以下、特許文献2という)は、高分子エマルジョンまたは高分子エマルジョンと無機質バインダーを使用して活性炭表面に酸化チタンを被覆させた酸化チタン被膜活性炭を開示する。 Therefore, a composite material has been proposed in which a porous material and a photocatalytic material are combined to adsorb and decompose harmful substances and pollutants. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-226512 (hereinafter referred to as Patent Document 1) discloses a photocatalytic activated carbon in which a thin film of a photocatalyst is formed and supported on the surface of the activated carbon by vapor deposition. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-263610 (hereinafter referred to as Patent Document 2) discloses a titanium oxide-coated activated carbon in which titanium oxide is coated on the surface of activated carbon using a polymer emulsion or a polymer emulsion and an inorganic binder.
しかし、特許文献1の光触媒活性炭は、蒸着により得られるものであり高価であり、また、その表面に光触媒の被膜が形成されているためその吸着性能が低下する。また、特許文献2の酸化チタン被膜活性炭は、その表面に酸化チタンの被覆が形成されているためその吸着性能が低下し、表面の酸化チタンの被膜の形成に高分子エマルジョンまたは高分子エマルジョンと無機質バインダーが使用されているため酸化チタンの光触媒能力が低下する。すなわち、特許文献1および2の光触媒担持多孔質体は、吸着能力および光触媒能力を有するものの、それらの能力は高くはない。そこで、高い吸着能力および光触媒能力を有する光触媒担持多孔質体の開発が望まれていた。
However, the photocatalytic activated carbon of
また、光触媒材料の光触媒能力を高めるために、太陽光に替えてその光触媒材料を活性化するのに適した波長領域にピーク波長を有する光源を用いることが提案されている。たとえば、特開平11−309202号公報(以下、特許文献3という)は、光触媒である酸化チタンを効率的に活性化させる光源としてLEDを開示する。さらに、特開2005−230760号公報(以下、特許文献4)は、光触媒(酸化チタン)を担持した透光性の多孔質吸着材を用い、その光触媒を活性化させる光源として紫外線を放射する放電管またはLEDを用いた空気浄化装置を開示する。しかしながら、特許文献4の空気浄化装置は、その構造により、多孔質吸着材は透光性のものに限定される。また、光触媒が担持された多孔質吸着材(光触媒担持体)は無機系接着剤で所定の位置に固定されているため、光触媒担持体においてその接着剤に接触している部分は空気との接触が阻害されるため、光触媒能力が低下する。
本発明は、流体に含まれる有害物質および汚濁物質を効率的に除去できる流体浄化装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a fluid purification device capable of efficiently removing harmful substances and pollutants contained in a fluid.
本発明は、多孔質状の光触媒物質が多孔質体の少なくとも孔の入口部分に担持されている1つ以上の光触媒担持多孔質体と、前記光触媒物質を活性化させる光を発する1つ以上の光源を含む流体浄化装置である。 The present invention includes one or more photocatalyst-supporting porous bodies in which a porous photocatalyst substance is supported at least at the entrance of the pores of the porous body, and one or more light emitting light that activates the photocatalyst substance. A fluid purification device including a light source.
本発明にかかる流体浄化装置において、光触媒担持多孔質体は、粉末状、粒状、ハニカム状およびブラシ状のいずれかの形状を有することができる。また、光触媒物質は酸化チタンとすることができる。ここで、光源は発光ピーク波長が700nm以下の発光素子とすることができる。 In the fluid purification device according to the present invention, the photocatalyst-supporting porous body can have any shape of powder, granule, honeycomb, and brush. The photocatalytic material can be titanium oxide. Here, the light source can be a light emitting element having an emission peak wavelength of 700 nm or less.
また、本発明にかかる流体浄化装置において、光源は、光透過性材料により流体から隔離され得る。また、光源は、点光源、線光源および面光源のいずれかを含むことができる。ここで、面光源は、元光源と、導光板および光拡散材のいずれかとを含み、かかる元光源は、点光源および線光源のいずれかを含むことができる。 Moreover, in the fluid purification apparatus according to the present invention, the light source can be isolated from the fluid by the light transmissive material. The light source can include any of a point light source, a line light source, and a surface light source. Here, the surface light source includes an original light source and one of a light guide plate and a light diffusing material, and the original light source can include either a point light source or a line light source.
本発明にかかる流体浄化装置は、光触媒担持多孔質体を点着するためのシートをさらに含み、光源が前記シート上に点着された前記光触媒担持多孔質体に対向して配置されることができる。 The fluid purification device according to the present invention further includes a sheet for spotting the photocatalyst-supporting porous body, and a light source is disposed to face the photocatalyst-supporting porous body spotted on the sheet. it can.
また、本発明にかかる流体浄化装置、光源が面光源を含み、光触媒多孔質体が点着されたシートが面光源の主面上に配置され得る。 Moreover, the fluid purification apparatus concerning this invention, the light source contains a surface light source, and the sheet | seat on which the photocatalyst porous body was spotted can be arrange | positioned on the main surface of a surface light source.
また、本発明にかかる流体浄化装置は、光触媒担持多孔質体がハニカム状の形状を有し、光源が光触媒担持多孔質体のハニカム開口面に対向して配置されることができる。また、本発明にかかる流体浄化装置は、光触媒担持多孔質体がブラシ状の形状を有し、光源が光触媒担持多孔質体のブラシ毛部の側面に対向して配置され得る。 In the fluid purification device according to the present invention, the photocatalyst-supporting porous body has a honeycomb shape, and the light source can be disposed to face the honeycomb opening surface of the photocatalyst-supporting porous body. In the fluid purification device according to the present invention, the photocatalyst-supporting porous body has a brush-like shape, and the light source can be disposed to face the side surface of the brush bristle portion of the photocatalyst-supporting porous body.
また、本発明にかかる流体浄化装置において、光源は複数の光触媒担持多孔質体間に配置され得る。 In the fluid purification device according to the present invention, the light source can be disposed between the plurality of photocatalyst-supporting porous bodies.
また、本発明にかかる流体浄化装置は、光源が面光源を含み、流体が面光源の主面を貫通するように、面光源および光触媒担持多孔質体が配置され得る。 In the fluid purification device according to the present invention, the light source may include a surface light source, and the surface light source and the photocatalyst-supporting porous body may be disposed so that the fluid penetrates the main surface of the surface light source.
また、本発明にかかる流体浄化装置において、流体は空気または水とすることができる。 In the fluid purification device according to the present invention, the fluid may be air or water.
本発明よれば、流体に含まれる有害物質および汚濁物質を効率的に除去できる流体浄化装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fluid purification apparatus which can remove efficiently the harmful | toxic substance and contaminant contained in a fluid can be provided.
1 光触媒担持多孔質体、1a ブラシ毛部、1b ブラシ台部、1d 下面、1h ハニカム面、1k,1k’ハニカム開口面、1u 上面、4 元光源、4m,7m,7n,8m,8n 主面、5 光源、6 光透過性材料、6c 光透過性コーティング材、6p 光透過性シート、7 導光板、7s 端面、8 光拡散材、9 反射板、10 多孔質体、10e 入口部分、10f 中間孔、10g ミクロ孔、10h 孔、10s 表面、11 光触媒物質、50 容器、52 配線、54d,73 下板、54u,75 上板、71 シート、74 固定枠、76 光源固定板、77 支柱、79 乱流発生器。
1 photocatalyst-supporting porous body, 1a brush bristle portion, 1b brush base portion, 1d lower surface, 1h honeycomb surface, 1k, 1k ′ honeycomb opening surface, 1u upper surface, four source light source, 4m, 7m, 7n, 8m, 8n
本発明にかかる流体浄化装置は、図1〜図22および図27を参照して、多孔質状の光触媒物質11が多孔質体10の少なくとも孔10hの入口部分10eに担持されている1つ以上の光触媒担持多孔質体1と、光触媒物質を活性化させる光を発する1つ以上の光源5を含む。本流体浄化装置に用いられる光触媒担持多孔質体1は、多孔質体10の少なくとも孔の入口部分10eに多孔質状の光触媒物質11が担持されているため、高い吸着能力および光触媒能力を有する。したがって、かかる光触媒担持多孔質体1と光触媒物質11を活性化させるための光源5とを含む流体浄化装置は、流体に含まれる有害物質および汚濁物質を効率的に除去することができる。ここで、本発明にかかる流体浄化装置が適用される流体は、特に制限はないが、浄化効率が高い観点から、空気または水であることが好ましい。
1 to FIG. 22 and FIG. 27, the fluid purification apparatus according to the present invention has at least one porous
[光触媒担持多孔質体]
ここで、図27を参照して、本流体浄化装置に用いられる光触媒担持多孔質体1は、多孔質体10の少なくとも孔10hの入口部分10eに多孔質状の光触媒物質11が担持されている。[Photocatalyst-supported porous body]
Here, with reference to FIG. 27, in the photocatalyst-supporting
多孔質体10は、複数の孔を備え吸着能力を有する物体であれば特に制限はないが、吸着能力が高い観点から、活性炭、シリカゲル、ゼオライト、ベントナイトなどが好ましく挙げられる。ここで、2種類以上の多孔質体10の少なくとも孔10hの入口部分10eに光触媒物質を担持することもできる。通常、多孔質体中に含まれる孔には、その直径が大きなものから小さなものまで種々の大きさの孔がある。たとえば、図27に示すように、一般に、活性炭の孔10hには、孔径が50nm以上のマクロ孔(これが孔の入口部分10eに相当する)、孔径が2nm〜50nmの中間孔10f、孔径が2nm以下のミクロ孔10gが存在するとされる。ここで、気体吸着用の活性炭としてはミクロ孔10gの孔径が1.4nm〜1.8nmのものが、液体吸着用の活性炭としてはミクロ孔10gの孔径が1.8nm〜3.2nmのものが好ましく用いられる。なお、多孔質体の孔径は、SEM(走査型電子顕微鏡)またはTEM(透過型電子顕微鏡)などを用いて測定することができる。
The
すなわち、光触媒担持多孔質体1において、多孔質体10の少なくとも孔10hの入口部分10eに相当するマクロ孔に多孔質状の光触媒物質11が担持されている。また、光触媒物質11は、孔10hの入口部分10eの他、多孔質体10の表面10sの少なくとも一部にも担持され得る。このように、光触媒物質11が多孔質体10の少なくとも孔10hの入口部分10eに担持されていることは、光触媒担持多孔質体1をSEMまたはTEMなどで観察することにより確認できる。なお、光触媒物質11が孔10hの中間孔10fおよびミクロ孔10gにおいても担持されているか否かについては明らかではないが、以下に述べる光触媒担持多孔質体の製造方法を考慮すると、中間孔10fおよびミクロ孔10gにおいては担持されていないものと思われる。
That is, in the photocatalyst-supporting
[光触媒担持多孔質体の形状]
光触媒担持多孔質体1の形状は、特に制限はないが、吸着能力および光触媒能力を高める観点から表面積が大きくなる形状、たとえば、粉末状、粒状、ハニカム状およびブラシ状のいずれかを含むことが好ましい。ここで、粉末状と粒状との明確な区別は困難であるが、たとえば、粉末状の多孔質体を集合させて粒状の多孔質体が得られる。また、粉末状または粒状の多孔質体を集合させてハニカム状またはブラシ状の多孔質体が得られる。[Shape of photocatalyst-supported porous body]
The shape of the photocatalyst-supporting
図1〜10を参照して、粉末状の光触媒担持多孔質体1は、サイズが小さく表面積が大きいため、高い光触媒性能を有する。粉末状の光触媒担持多孔質体のサイズは、吸着能力および光触媒能力を高める観点からは小さい方が好ましく、作業性を高める観点からは大きいほうがよい。具体的には、粉末の径が10μm〜0.15mm程度が好ましい。かかる粉末状の光触媒担持多孔質体1は、特に制限はなく、粉末の径よりも小さな目の網などに包んで用いられ得るが、装置内に固定しやすく流体の圧損を調整しやすい観点から好ましくはシート71などに点着させて用いられる。
1-10, since the powdery photocatalyst carrying
図18〜図22を参照して、粒状の光触媒担持多孔質体1は、粉末状の光触媒担持多孔質体に次いでサイズが小さく表面積が大きい、また、作業性が高く流体の種類による制約が少ない。このため、粒状の光触媒担持多孔質体は、同じ質量の粉末状の光触媒担持多孔質体に比べて流体の浄化能力が劣るが、浄化装置の設計の自由度が高く、大容量の流体の浄化に対応しやすい。粒状の光触媒担持多孔質体の形状は、特に制限はなく、たとえば、円柱状、球状、破砕粒状などが挙げられる。また、粒状の光触媒担持多孔質体のサイズは、特に制限はないが、吸着能力および光触媒能力を高める観点から小さい方がよく、作業性を高める観点から大きい方がよい。具体的には、粒状の光触媒担持多孔質体1の大きさは、円柱状の場合は口径が1mm〜20mmで高さが1mm〜30mmが好ましく、球状の場合は直径が0.5mm〜20mmが好ましく、破砕粒状の場合は粒径が0.15mm〜1mmが好ましい。
Referring to FIGS. 18 to 22, the granular photocatalyst-supporting
なお、本願においては、特に断りがない限り、粒子の粒径、口径および直径とは、いずれもその粒子についておよび複数の粒子についての平均値を示す。ここで、粒子の粒径、口径および直径は、その大きさに応じて、SEM、TEM、光学顕微鏡、目視で測定することができる。また、スラリー状態の粒子の粒径、口径および直径ならびにその分布は、レーザ回折方式またはレーザ散乱方式の粒度分布測定装置などで測定ができる。 In the present application, unless otherwise specified, the particle diameter, the diameter, and the diameter of the particle are average values of the particle and a plurality of particles. Here, the particle diameter, the diameter, and the diameter of the particles can be measured by SEM, TEM, optical microscope, or visual observation according to the size. In addition, the particle diameter, diameter, diameter, and distribution of the particles in a slurry state can be measured with a particle size distribution measuring apparatus using a laser diffraction method or a laser scattering method.
図11〜図15を参照して、ハニカム状の光触媒担持多孔質体1は、粉末状および粒状の光触媒担持多孔質体に比べて流体の種類による制約が少なく、光源の設計によりハニカム開口面1k,1k’からハニカム面1hの全面に光を当てることが可能となる。
Referring to FIGS. 11 to 15, the honeycomb-shaped photocatalyst-supporting
図16および図17を参照して、ブラシ状の光触媒担持多孔質体1は、ハニカム状の光触媒担持多孔質体に比べて流体の種類による制約がさらに少なく、光源の設計により光触媒担持多孔質体のブラシの毛部の側面の全面に光を当てることが可能になる。
Referring to FIGS. 16 and 17, the brush-like photocatalyst-supporting
[光触媒物質]
光触媒物質11は、光触媒能力を有する物質であれば特に制限はないが、光触媒能力が高い観点から、酸化チタン、酸化亜鉛などが好ましく挙げられ、中でも酸化チタンが特に好ましく挙げられる。多孔質体10の少なくとも孔10hの入口部分10eに担持されている光触媒物質11が多孔質状であることは、その孔径が極めて小さいことから、直接観察することは困難であるが、後述するように光触媒担持多孔質体1が有害物質および汚濁物質に対して極めて高い吸着能力および分解能力を有することから支持される。[Photocatalytic substance]
The
光触媒物質としての酸化チタンは、そのバンドギャップのエネルギーは3.2eVであるため、波長が400nm以下(理論上は390nm以下)の光を吸収することにより、光触媒能力を得る。400nm〜700nmの可視光をも吸収して光触媒能力を得させる観点から、酸化チタンに、ドーパントとして炭素、窒素、硫黄、鉄、銅、バナジウム、ルテニウム、モリブデン、ニオブ、タンタル、白金などの原子を添加することが好ましい。 Titanium oxide as a photocatalytic substance has a band gap energy of 3.2 eV. Therefore, it absorbs light having a wavelength of 400 nm or less (theoretically 390 nm or less) to obtain photocatalytic ability. From the viewpoint of absorbing visible light of 400 nm to 700 nm to obtain photocatalytic ability, titanium, atoms such as carbon, nitrogen, sulfur, iron, copper, vanadium, ruthenium, molybdenum, niobium, tantalum, and platinum are used as dopants. It is preferable to add.
[光触媒担持多孔質の製造方法]
光触媒担持多孔質体1の製造方法は、特に制限はないが、たとえば、以下の方法が挙げられる。すなわち、まず、光触媒物質である金属酸化物に対応する金属水酸化物をアルコール類または水に懸濁させた金属水酸化物含有スラリーを多孔質体10に含浸させ、その後過酸化水素水を加えて金属水酸化物と過酸化水素水と反応させて金属酸化物を生成させ、その後スラリー中のアルコール類または水を乾燥させる。かかる方法により、多孔質体10の少なくとも孔10hの入口部分10eに多孔質状の光触媒物質11が担持された光触媒担持多孔質体1が得られる。なお、過酸化水素水は、それが金属水酸化物と自己発熱により反応(かかる反応を、以後自己発熱反応という)が進む温度(かかる温度を、以後自己発熱反応温度という)において添加される。かかる方法により製造される光触媒担持多孔質体1は、バインダーを用いることなく光触媒物質11が担持され、また、担持されている光触媒物質11は多孔質状であるため、きわめて高い吸着能力および光触媒能力を有する。[Method for producing photocatalyst-supported porous material]
The production method of the photocatalyst-supporting
より具体的には、光触媒担持多孔質1は、以下のようにして製造される。まず、金属水酸化物をアルコール類または水に懸濁させて金属水酸化物スラリーを作製する。ここで、懸濁媒体としては、担持させる多孔質体10との濡れ性を高める観点から、活性炭の場合にはアルコール類を、シリカゲルまたはゼオライトの場合には水が好ましく用いられる。金属水酸化物と懸濁媒体(アルコール類または水)とのモル比は、金属水酸化物1モルに対して懸濁媒体1〜10モルが好ましい。
More specifically, the photocatalyst-supporting
次に、多孔質体10に金属水酸化物スラリーを含浸させる。多孔質体10の吸着力によって、金属水酸化物スラリーが、多孔質体10の少なくとも孔10hの入口部分10eまで浸入する。ここで、金属水酸化物スラリーは、それに含まれる金属水酸化物の凝集粒子(2次粒子)の粒径(2次粒子径)が20nm〜20μm程度であるため、孔10hの中間孔10fおよびミクロ孔10gまで入り込むのは困難と考えられる。多孔質体10に対する金属水酸化物の含浸量は、多孔質体100gに対して金属水酸化物中の金属量が1〜50gとすることが好ましい。
Next, the
次に、金属水酸化物が含浸した多孔質体10に過酸化水素水に接触させることにより、金属水酸化物と過酸化水素とを自己発熱により反応して金属酸化物が生成する。ここで、過酸化水素水を接触させる際の自己発熱開始温度は、金属水酸化物の種類と過酸化水素水の濃度により決まる。すなわち、特定の多孔質内に含浸した金属水酸化物1gに対して35質量%の過酸化水素水5gを接触させて、徐々に温度を上げていくと自発的に反応を開始する自己発熱反応開始温度を見出すことができる。たとえば、光触媒物質として酸化チタンを担持させる場合において、35質量%の過酸化水素水を用いるときには、自己発熱反応温度は27℃〜42℃程度となり、かかる温度範囲内で水酸化チタンと過酸化水素水を接触させることが好ましい。
Next, the
次に、金属酸化物が含浸されている多孔質体10に含まれている懸濁媒体であるアルコール類または水を乾燥させることにより、多孔質体10の少なくとも孔10hの入口部分10eに多孔質状の光触媒物質である金属酸化物を担持することができる。ここで、アルコール類または水の乾燥温度は、特に制限はなく、室温(たとえば25℃)でも可能であるが、乾燥時間を短縮するため、100℃〜500℃で行なうことが好ましい。
Next, the alcohol or water, which is the suspending medium contained in the
上記製造方法において、多孔質体に担持される金属酸化物(光触媒物質)を多孔質状とするためには、金属水酸化物と過酸化水素との反応後に残存する懸濁媒体が少なくなるように、懸濁媒体の量、過酸化水素水の量および濃度を調整することが好ましい。光触媒物質を微細孔の多孔質状とするには、懸濁媒体であるアルコール類または水の液量を、金属水酸化物中の金属1モルに対して、1〜5モルになるように調整するのが好ましい。 In the above production method, in order to make the metal oxide (photocatalytic substance) supported on the porous body porous, the suspension medium remaining after the reaction between the metal hydroxide and hydrogen peroxide is reduced. In addition, it is preferable to adjust the amount of the suspension medium, the amount and concentration of the hydrogen peroxide solution. To make the photocatalytic substance porous, the amount of alcohol or water as the suspension medium is adjusted to 1 to 5 moles per mole of metal in the metal hydroxide. It is preferable to do this.
なお、懸濁媒体であるアルコール類は、金属の種類により自己発熱反応温度が違うため、自己発熱反応温度が低い金属では沸点の低いメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどが好ましく、自己発熱反応温度が高い金属は沸点の高いアルコールが好ましい。なお、懸濁媒体としては、水、アルコール類の他、グリコール類なども使用できる。 In addition, since alcohols that are suspending media have different self-exothermic reaction temperatures depending on the type of metal, methanol, ethanol, propanol, butanol, etc. having a low boiling point are preferable for metals with low self-exothermic reaction temperatures. The high metal is preferably an alcohol having a high boiling point. As the suspending medium, water, alcohols, glycols and the like can be used.
また、金属水酸化物スラリーに替えて、金属水酸化物とそれに対応する金属酸化物の混合物をアルコール類または水に懸濁させた金属酸化物−金属酸化物混合スラリーを用いることもできる。金属酸化物を混合させることにより、担持される金属酸化物の多孔質の空孔率、孔径などを調製することができる。また、金属水酸化物スラリーとして水酸化チタンのスラリーを用いる場合は、アナターゼ型の酸化チタンが得られることから、ルチル型および/またはブルッカイト型の酸化チタンを予めスラリーに添加しておくことで、アナターゼ型に加えてルチル型および/またはブルッカイト型を含む酸化チタンが得られる。 Moreover, it can replace with a metal hydroxide slurry, and can also use the metal oxide-metal oxide mixed slurry which suspended the mixture of the metal hydroxide and the metal oxide corresponding to it in alcohols or water. By mixing the metal oxide, the porous porosity, pore diameter, etc. of the supported metal oxide can be prepared. Further, when a titanium hydroxide slurry is used as the metal hydroxide slurry, anatase-type titanium oxide can be obtained. By adding rutile-type and / or brookite-type titanium oxide to the slurry in advance, Titanium oxide containing a rutile type and / or a brookite type in addition to the anatase type is obtained.
また、ドーパントが添加された酸化チタンが担持された多孔質体は、特に制限はないが、たとえば水酸化チタンスラリー(金属水酸化物スラリー)に添加するドーパントを含む化合物を添加して、上記と同様の手法により多孔質体に担持することにより得られる。 Further, the porous body on which the titanium oxide to which the dopant is added is supported is not particularly limited. For example, a compound containing a dopant added to a titanium hydroxide slurry (metal hydroxide slurry) is added, and It is obtained by carrying on a porous body by the same method.
[光源]
光源は、光触媒物質を活性化させる光を発するものであれば特に制限はない。かかる観点から、光触媒物質が酸化チタンの場合は、発光ピーク波長が400nm以下の発光素子を光源として用いることが好ましい。また、光触媒物質を炭素、窒素、硫黄、鉄、銅、バナジウム、ルテニウム、モリブデン、ニオブ、タンタル、白金など原子がドーパントとして添加された酸化チタンとすることにより、発光ピーク波長が700nm以下の発光素子を光源として用いることができる。[light source]
The light source is not particularly limited as long as it emits light that activates the photocatalytic substance. From this viewpoint, when the photocatalytic substance is titanium oxide, it is preferable to use a light emitting element having an emission peak wavelength of 400 nm or less as a light source. In addition, by using titanium oxide to which atoms such as carbon, nitrogen, sulfur, iron, copper, vanadium, ruthenium, molybdenum, niobium, tantalum, and platinum are added as dopants, a light emitting element having an emission peak wavelength of 700 nm or less Can be used as a light source.
光源は、点光源、線光源および面光源のいずれかを含む。図1〜図3、図11、図18、図19、図23〜図25および図26(a)に光源5として示される点光源には、たとえば、LED(発光ダイオード)、SMD(発光ベアチップ)、LD(レーザダイオード)、電球などが挙げられる。LED、SMDおよびLDは、小型で光変換効率が高く発熱量が小さく長寿命である。電球は安価である。
The light source includes any of a point light source, a line light source, and a surface light source. The point light source shown as the
また、図4、図5、図12および図20に光源5として示される線光源には、たとえば、ブラックライト、ケミカルライト、蛍光灯などが挙げられる。これらの線光源は、光強度が高い。
In addition, examples of the linear light source shown as the
また、図6〜図10、図13〜図15、図16、図17、図21、図22および図26(b)に光源5として示されている面光源は、元光源4と導光板7および光拡散材8のいずれかとを含む。ここで、図6〜図8、図13、図16、図17、図21および図26(b)に示される導光板7とは、端面7sより取り入れた光を一方の主面7mから均一に面発光させる板をいい、たとえば、他方の主面7nが特殊加工(たとえば、エンボス加工、テクスチャ加工などの凹凸加工)されたアクリル板などが挙げられる。導光板7においては、端面7sから入射した光は特殊加工された他方の主面7nにより散乱され、拡散光となって一方の主面7mから面発光する。また、図9、図10、図14、図15、図17および図22に示される光拡散材8とは、元光源4側の主面8nから取り入れた光を反対側の主面8mから均一に面発光させる材料をいい、金属材料または非金属材料の織布、不織布または多孔質体、光拡散板などが挙げられる。ここで、金属材料は光反射率の高いものが好ましく、非金属材料は光を吸収しないものが好ましい。特に、入射した光を散乱させる材料として、アルミニウム繊維、ステンレス繊維、発泡アルミニウムなどが好ましく挙げられる。光拡散材8においては、元光源4側の主面8nより入射した光は、光拡散材により散乱され、拡散光となって反対側の主面8mから面発光する。したがって、元光源4と導光板7および光拡散材8とのいずれかを含む面光源から出射される拡散光は、散乱光であるため、光の方向は一方向ではなく、光が出射する主面7m,8mを貫通する任意の方向である。このため、上記面光源からの光は、光触媒担持多孔質体の外面(外側の表面)のみではなく内面(内側の表面)にまで届く。
Further, the surface light source shown as the
また、光源は、連続発光であってもパルス発光であっても、光触媒物質を活性化させて、光触媒作用を発揮させることができる。一度の受光により光触媒物質中の多くの分子が活性化されるからである。 In addition, the light source can activate the photocatalytic substance to exhibit a photocatalytic action regardless of whether it is continuous light emission or pulse light emission. This is because many molecules in the photocatalytic substance are activated by receiving light once.
なお、図26を参照して、光源から出る光の方向を制限するために、反射板9が好適に用いられる。図26(a)に示すように、点光源または線光源などの光源5に反射板9を配置することにより、光源5の光を一定範囲の方向(出光する主面5mを貫通する方向)に制限することができる。また、光源5が面光源の場合、図26(b)に示すように、元光源4に含まれる点光源または線光源に反射板9を配置し、導光板7の特殊加工された主面7n上に反射板9を配置することにより、より効果的に一定範囲の面方向に出光することができる。ここで、図26(a)および(b)を参照して、光源5または元光源4が点光源または線光源の場合において、光源の光を一定範囲の方向に効果的に限定する観点から、反射板9の端部内面と出光する主面5m,4mとのなす角度θは、35°〜55°が好ましく、40°〜50°がより好ましく、45°が最も好ましい。
In addition, with reference to FIG. 26, in order to restrict | limit the direction of the light emitted from a light source, the reflecting
[光源の保護]
流体浄化装置において用いられる光源は、流体中に含まれる有害物質または汚濁物質による汚染を防止し、また、流体の熱による劣化を防止するため、光透過性材料により流体から隔離されて保護されることが好ましい。図23〜図25を参照して、たとえば矢印Fの方向に流れる流体から光源5を隔離するための光透過性材料6としては、光透過性コーティング材6cおよび光透過性シート6pとが挙げられる。すなわち、光源5は、光透過性材料である光透過性コーティング材6cおよび光透過性シート6pの少なくともいずれかにより流体から隔離されていることが好ましい。[Light source protection]
The light source used in the fluid purification apparatus is isolated and protected from the fluid by a light transmissive material in order to prevent contamination by harmful substances or pollutants contained in the fluid and to prevent deterioration of the fluid due to heat. It is preferable. Referring to FIGS. 23 to 25, for example, light
図23を参照して、下板73上に固定された光源5は、光透過性コーティング材6cにより被覆されることにより、流体から隔離される。かかる光透過性コーティング材を形成する材料は、特に制限はないが、光透過性が高く流体に含まれる有害物資または汚濁物質に対する耐久性が高い観点から、ポリウレタン系樹脂、アクリル系樹脂(特にPMMA(ポリメチルメタアクリレート)樹脂)、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、フッ素系グラフト樹脂などが挙げられる。
Referring to FIG. 23,
また、図24を参照して、下板73上に固定された光源5は、光透過性シート6pに覆われることにより、流体から隔離される。かかる光透過性シートを形成する材料は、特に制限はないが、光透過性が高く流体に含まれる有害物資または汚濁物質に対する耐久性が高い観点から、PMMA樹脂、PC(ポリカーボネート)樹脂、ポリエチレングルコールビスカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、脂環式アクリル樹脂、フッ素系非晶質樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアリレート樹脂などが挙げられる。さらには、光透過性ポリアミド樹脂、脂環式ポリアミド樹脂、フッ素ポリイミド樹脂なども使用できる。ここで、一般的に、非晶性樹脂は結晶性樹脂に比べて、耐薬品性および耐擦過性が低いため、光透過性シートとして非晶性樹脂シートを用いる場合は、図25に示すように、光透過性シート6pを上記光透過性コーティング材6cで被覆することが好ましい。
Referring to FIG. 24, the
また、図25を参照して、下板73上に固定された光源5は、光透過性コーティング材6cにより被覆され、さらに光透過性シート6pにより覆われることにより、流体Fから隔離される。なお、図25には、光透過性シート6pが光透過性コーティング材6cに被覆されている実施形態が示されているが、光透過性シート6pは光透過性コーティング材6cで被覆せずに用いることもできる。
Referring to FIG. 25, the
本発明にかかる流体浄化装置の実施形態について、その構造をさらに具体的に以下に説明する。 The structure of the embodiment of the fluid purification apparatus according to the present invention will be described more specifically below.
(実施形態1)
本発明にかかる流体浄化装置の一実施形態は、図1および図27を参照して、多孔質状の光触媒物質11が多孔質体10の少なくとも孔10hの入口部分10eに担持されている1つ以上の光触媒担持多孔質体1と、光触媒物質11を活性化させる光を発する1つ以上の光源5を含む。ここで、1つ以上の好ましくは複数の光触媒担持多孔質体1を点着するためのシート71をさらに含み、光源5は点光源でありシート71上に点着された光触媒担持多孔質体1に対向して配置されている。このため、光触媒担持多孔質1への光の照射効率が高い。また、流体は光源5とシート71上に点着された光触媒担持多孔質体1との間の空間を流れる。このため、流体抵抗は低いが、流速を大きくすると有害物質および汚濁物質の除去効率が低下する。すなわち、本実施形態の流体浄化装置の構造は小型の流体浄化装置に適している。かかる構造を有する本実施形態の流体浄化装置を、本願においてシート型流体浄化装置とも呼ぶ。(Embodiment 1)
In one embodiment of the fluid purification apparatus according to the present invention, referring to FIGS. 1 and 27, a porous
本実施形態のシート型流体浄化装置は、具体的には、図1を参照して、長さLで幅Wの下板73の上に長さLSで幅WSのシート71が配置され、シート71上に複数の光触媒担持多孔質体1が点着されている。ここで、シート71上の光触媒担持多孔質体1は接着剤によって行なわれる。具体的には、光触媒担持多孔質体1の点着は、シート71に接着剤を塗布し、半分乾燥させたシート上に、光触媒担持多孔質体1を載せることにより行なわれる。シート71は、その上に光触媒担持多孔質体1を点着させることができるものであれば特に制限はないが、表面積が大きく多くの光触媒担持多孔質体1を点着できる観点から、織布、不織布などが好ましく用いられる。シート71が織布、不織布などの場合は、図1に示すように、光触媒担持多孔質体1は、シート71の外側の表面上だけでなく、シート71の内側の表面上にも点着される。Specifically, referring to FIG. 1, in the sheet type fluid purification device of the present embodiment, a
シート71上に点着される光触媒担持多孔質体1は、粉末状、破砕粒状または球状の形状のものが好ましく、粉末状がより好ましい。光触媒担持多孔質体1の粉末または粒の径は、10μm〜5mmが好ましく、10μm〜0.15mmがより好ましい。光触媒担持多孔質体1の径が小さいほど吸着能力および光触媒能力が向上し、径が大きいほど吸着能力および光触媒能力が低下する。
The photocatalyst-supporting
また、長さLで幅Wの上板75上に複数の点光源(光源5)が長さL方向にピッチPLで幅W方向にピッチPWで配置されている。下板73と上板75は、シート71上に点着された複数の光触媒担持多孔質体1により形成される面と複数の点光源(光源5)により形成される面とが距離Hだけ離れて対向するように、支柱77によって平行に固定されている。図1(a)に示す流体浄化装置においては、4つの側面が開放されており、それらの側面から流体が自由に出入りできる。Moreover, are arranged at a pitch P W in the width W direction length L a plurality of points on the
図1(a)に示す流体浄化装置の長さL方向に平行な2つの側面Sを側板で覆うと、開放面は長さL方向に垂直な2つの側面となり、それらの一方の側面から他方の側面(図2(a)において矢印Fの方向)に流体を流すことができる。 When two side surfaces S parallel to the length L direction of the fluid purification device shown in FIG. 1A are covered with side plates, the open surface becomes two side surfaces perpendicular to the length L direction, and from one side surface to the other side. The fluid can be allowed to flow on the side surface (in the direction of arrow F in FIG. 2A).
本実施形態のシート型流体浄化装置においては、図2を参照して、光触媒担持多孔質体1を点着したシート71および光源5を固定する固定枠74を組み合わせることにより、シート上に点着された複数の光触媒担持多孔質体1とそれに対向して配置されている複数の点光源(光源5)とを有する空間領域を複数形成することができる。かかる複数の空間領域を流体が流れることにより、流体中の有害物質および汚濁物質の除去効率が高くなる。かかる流体浄化装置を、本願において複数シート型流体浄化装置とも呼ぶ。
In the sheet type fluid purification device of the present embodiment, referring to FIG. 2, the
また、本実施形態のシート型流体浄化装置においては、図3を参照して、流体の流入入口に乱流発生器79を配置することにより、乱流F1,F2,F3を発生させるため、流量抵抗が高くなるが、光触媒担持多孔質体1に接触する流体量を増大させて、流体中の有害物質および汚濁物質の除去効率を高めることができる。かかる流体浄化装置を、本願において乱流シート型流体浄化装置とも呼ぶ。In the sheet-type fluid purification apparatus of this embodiment, referring to FIG. 3, a
(実施形態2)
本発明にかかる流体浄化装置の他の実施形態は、図4を参照して、光源5を線光源としたこと以外は、実施形態1と同様の構造を有する。(Embodiment 2)
Another embodiment of the fluid purifying apparatus according to the present invention has the same structure as that of the first embodiment except that the
すなわち、本実施形態のシート型流体浄化装置は、具体的には、図4を参照して、固定枠74の長さLで幅Wの下板の上に長さLで幅Wのシート71が配置され、シート71上に1つ以上の好ましくは複数の光触媒担持多孔質体1が点着されている。シート71上への光触媒担持多孔質体1の点着方法は実施形態1と同様である。シート71上に点着される光触媒担持多孔質体1は、実施形態1と同様に、粉末状、破砕粒状または球状の形状のものが好ましく、粉末状がより好ましい。光触媒担持多孔質体1の粉末または粒の径は、10μm〜5mmが好ましく、10μm〜0.15mmがより好ましい。光触媒担持多孔質体1の径が小さいほど吸着能力および光触媒能力が向上し、径が大きいほど吸着能力および光触媒能力が低下する。
That is, the sheet type fluid purification apparatus of the present embodiment, specifically, with reference to FIG. 4, a
また、固定枠74の長さLで幅Wの上板上に、複数の線光源(光源5)を、線光源の長手方向を上板の長さL方向に一致させて、上板の幅W方向にピッチPWで配置されている。ここで、シート71上に点着された光触媒担持多孔質体1により形成される面と複数の線光源(光源5)により形成される面とが距離Hだけ離れて対向している。本実施形態の流体浄化装置においては、流体は固定枠74の長さL方向に流される(図4において矢印Fの方向)。In addition, a plurality of line light sources (light sources 5) are arranged on the upper plate having the length L of the fixed
本実施形態のシート型流体浄化装置においては、図5を参照して、光触媒担持多孔質体1を点着したシート71を固定する固定枠74と線光源(光源5)とを組み合わせることにより、シート71上に点着された複数の光触媒担持多孔質体1とそれに対向して配置されている複数の線光源(光源5)とを有する空間領域を複数形成することができる。かかる複数の空間領域を流体が流れることにより、流体中の有害物質および汚濁物質の除去効率が高くなる。また、本実施形態のシート型流体浄化装置においても、実施形態1のシート型流体浄化装置と同様に、流体の流入入口に乱流発生器を配置することにより、乱流を発生させて、流体中の有害物質および汚濁物質の除去効率を高めることができる。
In the sheet type fluid purification device of the present embodiment, referring to FIG. 5, by combining a fixed
(実施形態3)
本発明にかかる流体浄化装置のさらに他の実施形態は、図6を参照して、光源5を面光源としたこと、および光触媒担持多孔質体を点着したシートと光源とについての上下の位置関係を反対にしたこと以外は、実施形態1と同様の構造を有する。(Embodiment 3)
Still another embodiment of the fluid purification apparatus according to the present invention is described with reference to FIG. 6 in which the
すなわち、本実施形態のシート型流体浄化装置は、具体的には、図6を参照して、固定枠74の長さLで幅Wの上板上に長さLで幅Wのシート71が配置され、シート71上に1つ以上好ましくは複数の光触媒担持多孔質体1が点着されている。シート71上への光触媒担持多孔質体1の点着方法は実施形態1と同様である。シート71上に点着される光触媒担持多孔質体1は、実施形態1と同様に、粉末状、破砕粒状または球状の形状のものが好ましく、粉末状がより好ましい。光触媒担持多孔質体1の粉末または粒の径は、10μm〜5mmが好ましく、10μm〜0.15mmがより好ましい。光触媒担持多孔質体1の径が小さいほど吸着能力および光触媒能力が向上し、径が大きいほど吸着能力および光触媒能力が低下する。
That is, in the sheet type fluid purification device of the present embodiment, specifically, referring to FIG. 6, a
また、固定枠74の下板上に、面光源(光源5)が配置されている。本実施形態の面光源(光源5)は、元光源4と長さLで幅Wの主面7mを有する導光板7とを含み、元光源4の出光面4mから導光板7に入った光は導光板7において散乱してその主面7mから拡散光が出る。ここで、シート71上に点着された複数の光触媒担持多孔質体1により形成される面と面光源(光源5)の主面7m(出光面)とが距離Hだけ離れて対向している。本実施形態の流体浄化装置においては、流体は固定枠74の長さL方向に流される(図6において矢印Fの方向)。
A surface light source (light source 5) is disposed on the lower plate of the fixed
本実施形態のシート型流体浄化装置においては、実施形態1のシート型流体浄化装置と同様に、光触媒担持多孔質体を点着したシートを固定する固定枠と面光源とを組み合わせることにより、シート上に点着された複数の光触媒担持多孔質体1とそれに対向して配置されている面光源とを有する空間領域を複数形成することができる。かかる複数の空間領域を流体が流れることにより、流体中の有害物質および汚濁物質の除去効率が高くなる。また、本実施形態のシート型流体浄化装置においても、実施形態1のシート型流体浄化装置と同様に、流体の流入入口に乱流発生器を配置することにより、乱流を発生させて、流体中の有害物質および汚濁物質の除去効率を高めることができる。
In the sheet-type fluid purification device of the present embodiment, as in the sheet-type fluid purification device of
(実施形態4)
本発明にかかる流体浄化装置のさらに他の実施形態は、図7を参照して、光触媒多孔質体1が点着されたシート71が面光源の主面7m上に配置されていること以外は、実施形態3と同様の構造を有する。(Embodiment 4)
Still another embodiment of the fluid purification apparatus according to the present invention is described with reference to FIG. 7, except that the
すなわち、本実施形態のシート型流体浄化装置は、具体的には、図7を参照して、固定枠74の下板上に面光源(光源5)が配置されている。かかる面光源(光源5)は、元光源4と長さLで幅Wの主面7mを有する導光板7とを含み、元光源4の出光面4mから導光板7に入った光は導光板7において散乱してその主面7mから拡散光が出る。
That is, in the sheet type fluid purification device of the present embodiment, specifically, referring to FIG. 7, the surface light source (light source 5) is disposed on the lower plate of the fixed
面光源(光源5)の主面7m上に長さLで幅Wのシート71が配置され、シート71上に1つ以上好ましくは複数の光触媒担持多孔質体1が点着されている。また、固定枠74の上板とシート71上への光触媒担持多孔質体1の点着方法は実施形態1と同様である。シート71上に点着される光触媒担持多孔質体1は、実施形態1と同様に、粉末状、破砕粒状または球状の形状のものが好ましく、粉末状がより好ましい。光触媒担持多孔質体1の粉末または粒の径は、10μm〜5mmが好ましく、10μm〜0.15mmがより好ましい。光触媒担持多孔質体1の径が小さいほど吸着能力および光触媒能力が向上し、径が大きいほど吸着能力および光触媒能力が低下する。
A
面光源5の主面7mから出た拡散光は、シート71を通って、シート71上に点着された光触媒担持多孔質体1に当たり、光触媒能力が発現する。本実施形態のシート型流体浄化装置が十分な光触媒能力を有するためには、シート71に担持された光触媒担持多孔質体1に光が十分に当たることが必要である。すなわち、シートは光が通過しやすい材料および形態を有していることが必要である。かかる観点から、シートは透明または多孔質の材料であり、厚さが小さいことが好ましい。シート71は、たとえばポリエチレン不織布、ポリウレタン不織布などが好ましく、空隙率(シート全体に対する空隙の体積百分率をいう、以下同じ)は50体積%〜99体積%が好ましく70体積%〜99体積%がより好ましく90体積%〜99体積%がさらに好ましく、厚さTSは200mm以下が好ましく、50mm以下がより好ましい。The diffused light emitted from the
また、シート71上に点着された複数の光触媒担持多孔質体1により形成される面と固定枠74の上板とは、距離Hだけ離れている。本実施形態の流体浄化装置においては、流体は固定枠74の長さL方向に流される(図7において矢印Fの方向)。
Further, the surface formed by the plurality of photocatalyst-supporting
本実施形態のシート型流体浄化装置においては、図8を参照して、複数の導光板7を含む面光源、複数の光触媒担持多孔質体1を点着したシート71、および固定枠74を組み合わせることにより、面光源上に配置されたシート上に点着された複数の光触媒担持多孔質体1を有する空間領域を複数形成することができる。かかる複数の空間領域を流体が流れることにより、流体中の有害物質および汚濁物質の除去効率が高くなる。また、本実施形態のシート型流体浄化装置においても、実施形態1のシート型流体浄化装置と同様に、流体の流入入口に乱流発生器を配置することにより、乱流を発生させて、流体中の有害物質および汚濁物質の除去効率を高めることができる。なお、図8においては、2つの導光板7の間には反射板9が配置されているため、各導光板7の主面7mから効率的に拡散光が出る。
In the sheet type fluid purification device of the present embodiment, referring to FIG. 8, a surface light source including a plurality of
(実施形態5)
本発明にかかる流体浄化装置のさらに他の実施形態は、図9および図27を参照して、多孔質状の光触媒物質11が多孔質体10の少なくとも孔の入口部分10eに担持されている1つ以上の光触媒担持多孔質体1と、光触媒物質11を活性化させる光を発する1つ以上の光源5を含む。ここで、光触媒担持多孔質体1を点着するためのシート71をさらに含み、光源5は面光源を含み、光触媒多孔質体1が点着されたシート71は、面光源の主面8m上に配置されている。また、流体が面光源(光源5)の主面8mを貫通するように、面光源(光源5)および光触媒担持多孔質体1が点着されたシート71が配置されている。(Embodiment 5)
Still another embodiment of the fluid purification apparatus according to the present invention is described with reference to FIGS. 9 and 27. A porous
すなわち、本実施形態のシート型流体浄化装置は、具体的には、図9を参照して、面光源(光源5)の主面8m上に光触媒担持多孔質1が点着されたシート71が配置されている。かかる面光源(光源5)は、元光源4と光拡散材8とを含み、元光源4は光拡散材8の一方の主面8n上に配置されている。ここで、元光源4には1つ以上の点光源を含んでいる。元光源4の出光面4mから光拡散材8の一方の主面8nを通って光拡散材8に入った光は、光拡散材8により散乱されて、光拡散材8の他方の主面8mから拡散光として出る。面光源(光源5)において、元光源4の光を十分に散乱させて十分な拡散光を得る観点から、光拡散材8は、空隙率は50体積%〜90体積%が好ましく65体積%〜75体積%がより好ましく、厚さTLは10mm以上が好ましく25mm以上がより好ましい。That is, in the sheet type fluid purification apparatus of the present embodiment, specifically, referring to FIG. 9, the
面光源5の主面8mから出た拡散光は、シート71を通って、シート71上に点着された光触媒担持多孔質体1に当たり、光触媒能力が発現する。本実施形態のシート型流体浄化装置が十分な光触媒能力を有するためには、シート71に担持された光触媒担持多孔質体1に光が十分に当たることが必要である。すなわち、シートは光が通過しやすい材料および形態を有していることが必要である。また、光触媒担持多孔質体1が点着されるシート71は、流体が通過可能な形態を有することが必要である。これらの観点から、シートは通気性のある多孔質の材料であり、さらに透明であり厚さが小さいことが好ましい。シート71は、たとえば、ポリエチレン不織布、ポリウレタン不織布などが好ましく、空隙率は50体積%〜99体積%が好ましく70体積%〜99体積%がより好ましく、厚さTSは200mm以下が好ましく50mm以下がより好ましい。The diffused light emitted from the
すなわち、本実施形態のシート型流体多孔質体は、面光源(光源5)および光触媒担持多孔質体1は、いずれも光および流体が通過可能であるため、出光方向と流体の流れる方向とが反対になる(図9において矢印Fの方向に流体が流れる)ように設計すること、および出光方向と流体の流れる方向とが同じになる(図9において矢印F’の方向に流体が流れる)ように設計することが可能であり、設計の自由度が高くなる。
That is, in the sheet-type fluid porous body of the present embodiment, both the surface light source (light source 5) and the photocatalyst-supporting
(実施形態6)
本発明にかかる流体浄化装置のさらに他の実施形態は、図10を参照して、面光源(光源5)に含まれる元光源4が線光源を含むこと以外は、実施形態5(図9)と同様の構造を有する。したがって、本実施形態のシート型流体浄化装置は、実施形態5のシート型流体浄化装置と同様の特徴を有し、面光源(光源5)および光触媒担持多孔質体1は、いずれも光および流体が通過可能であるため、出光方向と流体の流れる方向とが反対になる(図10において矢印Fの方向に流体が流れる)ように設計すること、および出光方向と流体の流れる方向とが同じになる(図10において矢印F’の方向に流体が流れる)ように設計することが可能であり、設計の自由度が高くなる。(Embodiment 6)
Still another embodiment of the fluid purification apparatus according to the present invention is described in Embodiment 5 (FIG. 9) with reference to FIG. 10, except that the original
なお、実施形態1〜6のシート型流体浄化装置において、シート上に点着された光触媒担持多孔質体によりよく光を当てる観点から、光源は、面光源が最も好ましく、次いで、複数の点光源、複数の線光源が好ましい。
In addition, in the sheet-type fluid purification apparatuses of
(実施形態7)
本発明にかかる流体浄化装置のさらに他の実施形態は、図11および図27を参照して、多孔質状の光触媒物質11が多孔質体10の少なくとも孔の入口部分10eに担持されている1つ以上の光触媒担持多孔質体1と、光触媒物質11を活性化させる光を発する1つ以上の光源5を含む。ここで、光触媒担持多孔質体1はハニカム状の形状を有し、光源5は光触媒担持多孔質体1のハニカム開口面1k,1k’に対向して配置されている。かかる構造を有する流体浄化装置を、本願においてハニカム型流体浄化装置とも呼ぶ。(Embodiment 7)
Still another embodiment of the fluid purifying apparatus according to the present invention is described with reference to FIGS. 11 and 27 in which a porous
すなわち、本実施形態のハニカム型流体浄化装置は、具体的には、図11を参照して、ハニカム状の光触媒担持多孔質体1の両側のハニカム開口面1kおよび1k’のそれぞれに対向して1以上の点光源(光源5)が配置されている。流体は、一方のハニカム開口面1kから他方のハニカム開口面1k’への方向(図11において矢印Fの方向)に流れる。点光源(光源5)からの光が光触媒担持多孔質体1のハニカム開口面1k,1k’を通ってハニカム面1hの全面に当たるようにする観点から、ハニカム開口面1k,1k’におけるハニカム目粗さは、4メッシュ〜1000メッシュが好ましく、実用的には100メッシュ〜400メッシュが好ましい。ここで、メッシュとは、1インチ当たりのハニカム目の本数をいう。また、ハニカム面1hの長さLHは500mm以下が好ましく100mm以下がより好ましく、点光源は複数あることが好ましく、点光源(光源5)のピッチPW1,PW2はハニカム目粗さに応じたものとすることが好ましく、複数の点光源により形成される面とハニカム開口面1k,1k’との距離HHは30mm〜120mmが好ましく40mm〜80mmがより好ましい。That is, the honeycomb type fluid purification device of the present embodiment is specifically opposed to each of the honeycomb opening surfaces 1k and 1k ′ on both sides of the honeycomb-like photocatalyst-supporting
なお、本実施形態においては、ハニカム状の光触媒担持多孔質体1の両側のハニカム開口面1kおよび1k’に対向して点光源(光源5)を配置したが、いずれか一方のハニカム開口面1kまたは1k’に対向して点光源を配置することも可能である(図示せず)。しかし、光触媒担持多孔質体1のハニカム面1hの全面に光を当てる観点から、光触媒担持多孔質体1の両側のハニカム開口面1kおよび1k’に対向して点光源(光源5)を配置することが好ましい。
In the present embodiment, the point light source (light source 5) is disposed opposite to the honeycomb opening surfaces 1k and 1k ′ on both sides of the honeycomb-like photocatalyst-supporting
(実施形態8)
本発明にかかる流体浄化装置のさらに他の実施形態は、図12を参照して、光源5を線光源としたこと以外は、実施形態7(図11)と同様の構造を有する。(Embodiment 8)
Still another embodiment of the fluid purification apparatus according to the present invention has the same structure as that of the seventh embodiment (FIG. 11) except that the
すなわち、本実施形態のハニカム型流体浄化装置は、具体的には、図12を参照して、ハニカム状の光触媒担持多孔質体1の両側のハニカム開口面1kおよび1k’のそれぞれに対向して1以上の線光源(光源5)が配置されている。流体は、一方のハニカム開口面1kから他方のハニカム開口面1k’への方向(図12において矢印Fの方向)に流れる。線光源からの光が光触媒担持多孔質体1のハニカム開口面1k,1k’を通ってハニカム面1hの全面に当たるようにする観点から、ハニカム目粗さは4メッシュ〜1000メッシュが好ましく実用的には100メッシュ〜400メッシュが好ましく、ハニカム面1hの長さLHは500mm以下が好ましく100mm以下がより好ましく、線光源は複数あることが好ましく、線光源(光源5)のピッチはハニカム目粗さに応じたものでかつ20mm〜110mmが好ましく30mm〜70mm以下が好ましく、1つ以上の線光源により形成される面とハニカム開口面1k,1k’との距離HHは20mm〜110mmが好ましく30mm〜70mm以上がより好ましい。That is, the honeycomb type fluid purification device of the present embodiment is specifically opposed to each of the honeycomb opening surfaces 1k and 1k ′ on both sides of the honeycomb-like photocatalyst-supporting
なお、本実施形態において、ハニカム状の光触媒担持多孔質体1の両側のハニカム開口面1kおよび1k’に対向して線光源(光源5)を配置したが、いずれか一方のハニカム開口面1kまたは1k’に対向して線光源を配置することも可能である(図示せず)。しかし、光触媒担持多孔質体1のハニカム面1hの全面に光を当てる観点から、光触媒担持多孔質体1の両側のハニカム開口面1kおよび1k’に対向して線光源(光源5)を配置することが好ましい。
In the present embodiment, the linear light source (light source 5) is disposed opposite to the honeycomb opening surfaces 1k and 1k ′ on both sides of the honeycomb-like photocatalyst-supporting
(実施形態9)
本発明にかかる流体浄化装置のさらに他の実施形態は、図13を参照して、光源5を面光源としたこと以外は、実施形態7(図11)と同様の構造を有する。本実施形態における面光源は、元光源4と導光板7とを含む。(Embodiment 9)
Still another embodiment of the fluid purification apparatus according to the present invention has the same structure as that of the seventh embodiment (FIG. 11) except that the
すなわち、本実施形態のハニカム型流体浄化装置は、具体的には、図12を参照して、ハニカム状の光触媒担持多孔質体1の両側のハニカム開口面1kおよび1k’のそれぞれに対向して面光源(光源5)が配置されている。流体は、一方のハニカム開口面1kから他方のハニカム開口面1k’への方向(図12において矢印Fの方向)に流れる。面光源からの光が光触媒担持多孔質体1のハニカム開口面1k,1k’を通ってハニカム面1hの全面に当たるようにする観点から、ハニカム目粗さは4メッシュ〜1000メッシュが好ましく実用的には100メッシュ〜400メッシュが好ましく、ハニカム面1hの長さLHは500mm以下が好ましく100mm以下がより好ましく、面光源(光源5)における導光板7の主面7m(出光面)とハニカム開口面1k,1k’との距離HHはハニカム開口面の全面積の値(単位はmm2)の1/400以下の値(単位はmm)が好ましい。That is, the honeycomb type fluid purification device of the present embodiment is specifically opposed to each of the honeycomb opening surfaces 1k and 1k ′ on both sides of the honeycomb-like photocatalyst-supporting
なお、本実施形態において、ハニカム状の光触媒担持多孔質体1の両側のハニカム開口面1kおよび1k’に対向して面光源(光源5)を配置したが、いずれか一方のハニカム開口面1kまたは1k’に対向して面光源を配置することも可能である(図示せず)。しかし、光触媒担持多孔質体1のハニカム面1hの全面に光を当てる観点から、光触媒担持多孔質体1の両側のハニカム開口面1kおよび1k’に対向して面光源(光源5)を配置することが好ましい。
In the present embodiment, the surface light source (light source 5) is disposed opposite to the honeycomb opening surfaces 1k and 1k ′ on both sides of the honeycomb-shaped photocatalyst-supporting
(実施形態10)
本発明にかかる流体浄化装置のさらに他の実施形態は、図14および図27を参照して、多孔質状の光触媒物質11が多孔質体10の少なくとも孔の入口部分10eに担持されている1つ以上の光触媒担持多孔質体1と、光触媒物質11を活性化させる光を発する1つ以上の光源5を含む。ここで、光触媒担持多孔質体1はハニカム状の形状を有し、光源5は、面光源を含む。面光源(光源5)は、光触媒担持多孔質体1のハニカム開口面1k’上に、面光源(光源5)の主面8mと光触媒担持多孔質体1のハニカム開口面1k’とを対向して、配置されている。すなわち、流体が面光源(光源5)の主面8m,8nを貫通するように、面光源(光源5)および光触媒担持多孔質体1が配置されている。(Embodiment 10)
Still another embodiment of the fluid purification apparatus according to the present invention is described with reference to FIGS. 14 and 27. A porous
すなわち、本実施形態のハニカム型流体浄化装置は、具体的には、図14を参照して、面光源(光源5)の主面8m上にハニカム状の光触媒担持多孔質1が配置されている。かかる面光源(光源5)は、元光源4と光拡散材8とを含み、元光源4は光拡散材8の一方の主面8n上に配置されている。ここで、元光源4は1つ以上の点光源を含んでいる。元光源4の出光面4mから光拡散材8の一方の主面8nを通って光拡散材8に入った光は、光拡散材8により散乱されて、光拡散材8の他方の主面8mから拡散光として出る。面光源(光源5)において、元光源4の光を十分に散乱させて十分な拡散光を得る観点から、光拡散材8について、その空隙率は50体積%〜90体積%が好ましく65体積%〜75体積%がより好ましく、その厚さTLは10mm以上が好ましく25mm以上がより好ましい。That is, in the honeycomb type fluid purification device of the present embodiment, specifically, referring to FIG. 14, the honeycomb-like photocatalyst-supporting
面光源(光源5)の主面8mから出た拡散光は、光触媒担持多孔質体1のハニカム開口面1k’を通ってハニカム面1hに当たる。流体は、光触媒担持多孔質体1の一方のハニカム開口面1kから他方のハニカム開口面1k’、面光源(光源5)の主面8mおよび8nへの方向(図14において矢印Fの方向)、または、面光源(光源5)の主面8nから主面8m、光触媒担持多孔質体1のハニカム開口面1k’および1kへの方向(図14において矢印F’の方向)に流れる。面光源からの光が光触媒担持多孔質体1のハニカム開口面1k,1k’を通ってハニカム面1hの全面に当たるようにする観点から、ハニカム目粗さは4メッシュ〜1000メッシュが好ましく実用的には100メッシュ〜400メッシュが好ましく、ハニカム面1hの長さLHは500mm以下が好ましく100mm以下がより好ましい。The diffused light emitted from the
なお、本実施形態において、ハニカム状の光触媒担持多孔質体1のハニカム開口面1k’上に面光源(光源5)を配置したが、ハニカム状の光触媒担持多孔質体1の両側のハニカム開口面1kおよび1k’に上に面光源(光源5)を配置することも可能である(図示せず)。光触媒担持多孔質体1のハニカム面1hの全面に光を当てる観点から、光触媒担持多孔質体1の両側のハニカム開口面1kおよび1k’上に面光源(光源5)を配置することが好ましい。
In this embodiment, the surface light source (light source 5) is arranged on the
すなわち、本実施形態のハニカム型流体多孔質体は、面光源(光源5)および光触媒担持多孔質体1は、いずれも光および流体が通過可能であるため、出光方向と流体の流れる方向とが反対になる(図14において矢印Fの方向に流体が流れる)ように設計すること、および出光方向と流体の流れる方向とが同じになる(図14において矢印F’の方向に流体が流れる)ように設計することが可能であり、設計の自由度が高くなる。
That is, in the honeycomb type fluid porous body of the present embodiment, both the surface light source (light source 5) and the photocatalyst-supporting
(実施形態11)
本発明にかかる流体浄化装置のさらに他の実施形態は、図15を参照して、面光源(光源5)に含まれる元光源4が線光源を含むこと以外は、実施形態10(図14)と同様の構造を有する。したがって、本実施形態のハニカム型流体浄化装置は、実施形態10のハニカム型流体浄化装置と同様の特徴を有し、面光源(光源5)および光触媒担持多孔質体1は、いずれも光および流体が通過可能であるため、出光方向と流体の流れる方向とが反対になる(図15において矢印Fの方向に流体が流れる)ように設計すること、および出光方向と流体の流れる方向とが同じになる(図15において矢印F’の方向に流体が流れる)ように設計することが可能であり、設計の自由度が高くなる。(Embodiment 11)
Still another embodiment of the fluid purification apparatus according to the present invention is described with reference to FIG. 15 in Embodiment 10 (FIG. 14) except that the original
なお、実施形態7〜11のハニカム型浄化装置において、ハニカム状の光触媒担持多孔質体のハニカム面によりよく光を当てる観点から、光源は面光源が最も好ましく、次いで複数の点光源、複数の線光源が好ましい。
In the honeycomb type purification apparatuses of
(実施形態12)
本発明にかかる流体浄化装置のさらに他の実施形態は、図16および図27を参照して、多孔質状の光触媒物質11が多孔質体10の少なくとも孔の入口部分10eに担持されている1つ以上の光触媒担持多孔質体1と、光触媒物質11を活性化させる光を発する1つ以上の光源5を含む。ここで、光触媒担持多孔質体1はブラシ状の形状を有し、光源5は、光触媒担持多孔質体1のブラシ毛部1aの側面に対向して配置されている。かかる構造を有する流体浄化装置を、本願においてブラシ型流体浄化装置とも呼ぶ。
Still another embodiment of the fluid purifying apparatus according to the present invention is described with reference to FIGS. 16 and 27 in which a porous
すなわち、本実施形態のブラシ型流体浄化装置は、具体的には、図16を参照して、光触媒担持多孔質体1のブラシ毛部1aの側面に対向する2つの面に光源5が配置されている。光触媒担持多孔質体1は、幅W1×幅W2のブラシ台部1bの主面上に複数の径D×長さLのブラシ毛部1aが植えられたブラシ形状を有する。ここで、光源5は、特に制限はなく、点光源、線光源および面光源を用いることができるが、ブラシ毛部1aの側面の全面に光を当てる観点から、面光源が好ましい。また、図16においては、光源5が面光源であり元光源4と導光板7とを含む場合が図示されている。かかる面光源は、実施形態3、4および9で述べた面光源と同様の構造を有する。元光源4は、特に制限はなく、点光源および線光源のいずれを含んでいてもよい。流体は、一方のブラシ毛部1aの側面の一方側から反対側への方向(図16において矢印Fの方向)に流れる。That is, in the brush type fluid purification device of the present embodiment, specifically, referring to FIG. 16, the
(実施形態13)
本発明にかかる流体浄化装置のさらに他の実施形態は、図17を参照して、実施形態12のブラシ型流体浄化装置(図16)の流体が通過する2面にさらに面光源(光源5)が配置されている。かかる面光源は、元光源4と光拡散材8とを含む。かかる面光源は、実施形態5および10で述べた面光源と同様の構造を有する。また、元光源14は、特に制限はなく、点光源および線光源のいずれを含んでいてもよい。(Embodiment 13)
Still another embodiment of the fluid purification device according to the present invention is further described with reference to FIG. 17 in that a surface light source (light source 5) is further provided on two surfaces through which the fluid of the brush type fluid purification device (FIG. 16) of
本実施形態のブラシ型流体浄化装置は、光触媒担持多孔質体1のブラシ毛部1aの側面に対向する4つの面に光源を配置されているため、光触媒性能が高く、流体の浄化性能が高い。
The brush type fluid purification device of this embodiment has a high photocatalytic performance and a high fluid purification performance because the light sources are arranged on the four surfaces facing the side surfaces of the brush bristle
(実施形態14)
本発明にかかる流体浄化装置のさらに他の実施形態は、図18および図27を参照して、多孔質状の光触媒物質11が多孔質体10の少なくとも孔10hの入口部分10eに担持されている複数の光触媒担持多孔質体1と、光触媒物質を活性化させる光を発する1つ以上の光源5を含む。ここで、光源5は複数の光触媒担持多孔質体1間に配置されている。また、流体は複数の光触媒担持多孔質体1間を流れる。このため、光触媒担持多孔質体1において光源からの光を受ける面積および流体と光触媒担持多孔質体1との接触面積を大きくすることができ、流体中の有害物質および汚濁物質の除去能力が高い。すなわち、本実施形態の流体浄化装置の構造は大型の流体浄化装置に適している。かかる構造を有する本実施形態の流体浄化装置を、本願において粒状型流体浄化装置とも呼ぶ。(Embodiment 14)
In still another embodiment of the fluid purification device according to the present invention, referring to FIGS. 18 and 27, a porous
本実施形態の粒状型流体浄化装置は、具体的には、図18を参照して、四角筒状の容器50と上板54uと下板54dにより形成されている第1の幅W1、第1の幅W2および長さLの六面体中に、配線52によって複数の点光源(光源5)が、第1の幅W1方向にピッチPW1で、第2の幅W2方向にピッチPW2で、長さL方向にピッチPLで配置されている。このように六面体中に配置された複数の点光源(光源5)を埋め込むように、六面体内に光触媒担持多孔質体1が充填されている。このようにして、各光源5が、複数の光触媒担持多孔質体1の間に埋め込まれている。上板54uおよび下板54dはいずれも開口部を有し、流体は下板54dから上板54uへの方向(図18において矢印Fの方向、以後上方向という)または上板54uから下板54dへの方向(図18において矢印F’の方向、以後下方向という)に流れる。Specifically, with reference to FIG. 18, the granular fluid purification apparatus of the present embodiment has a first width W 1 formed by a rectangular
六面体に充填される光触媒担持多孔質体1の粒径が小さくなるほど、流体と光触媒担持多孔質体1の接触面積が大きくなり、有害物質および汚濁物質の除去効率が高くなり、流体抵抗が高くなる。また、六面体に充填される光触媒担持多孔質体1の粒径が大きくなるほど、流体と光触媒担持多孔質体1の接触面積が小さくなり、有害物質および汚濁物質の除去効率が低くなり、流体抵抗が低くなる。かかる観点から、六面体に充填される光触媒担持多孔質体1の大きさは、円柱状の場合は口径が1mm〜20mmで高さが1mm〜30mmが好ましく、球状の場合は直径が0.5mm〜20mmが好ましく、破砕粒状の場合は粒径が0.15mm〜1mmが好ましい。
The smaller the particle size of the photocatalyst-supporting
光源5のピッチPW1,PW2,PLは、六面体の形状および体積、流体の流量、光源の強度、光触媒担持多孔質体1の粒径、光触媒担持多孔質体1に担持されている光触媒物質の量などによって、好適に設定される。たとえば、第1の幅W1が45cm、第2の幅W2が35cmの六面体中に、ピッチPW1,PW2,PLがいずれも5cmで光源であるLEDを配置して、この六面体を口径5mm〜20mmで高さ5mm〜30mmの円柱状または直径5mm〜20mmの球状の光触媒担持多孔質体1で充填した流体浄化装置が設計される。The pitches P W1 , P W2 , and P L of the
なお、図18においては、光触媒担持多孔質体1が六面体中に充填される例を示したが、光触媒担持多孔質体1が充填される立体の形状は、上板54uおよび下板54dが円形状または多角形状の柱形体であってもよい。
FIG. 18 shows an example in which the photocatalyst-supporting
点光源(光源5)からの光を光触媒担持多孔質体1に照射することにより、光触媒担持多孔質体1に担持させた光触媒物質を活性化させて、流体を上方向(図18において矢印Fの方向)または下方向(図18において矢印F’の方向)に流すことにより、流体中の有害物質および汚濁物質を除去することができる。ここで、除去を目的とする有害物質および汚濁物質が流体(たとえば、空気または水)より比重が大きい場合は、有害物質および汚濁物質の滞留時間を長くして光触媒担持多孔質体1との接触時間を長くする観点から、流体を上方向(図18において矢印Fの方向)に流すことが好ましい。また、除去を目的とする有害物質および汚濁物質が流体(たとえば、空気または水)より比重が小さい場合は、有害物質および汚濁物質の滞留時間を長くして光触媒担持多孔質体1との接触時間を長くする観点から、流体を下方向(図18において矢印F’の方向)に流すことが好ましい。
By irradiating the photocatalyst-supporting
(実施形態15)
本発明にかかる流体浄化装置のさらに他の実施形態は、図19を参照して、光源固定板76を用いて複数の点光源(光源5)が複数の光触媒担持多孔質体1間に配置されていること以外は、実施形態14(図18)と同様の構造を有する。すなわち、本実施形態の粒状型流体浄化装置においては、複数の光触媒担持多孔質体1間に複数の点光源(光源5)を固定した複数の光源固定板76がピッチPW1で配置されている。ここで、光源固定板76の両主面上に、複数の点光源(光源5)が長さL方向にピッチPLで幅W2方向にピッチPW2(図示せず)で配置されている。(Embodiment 15)
In still another embodiment of the fluid purification apparatus according to the present invention, referring to FIG. 19, a plurality of point light sources (light sources 5) are arranged between a plurality of photocatalyst-supporting
(実施形態16)
本発明にかかる流体浄化装置のさらに他の実施形態は、図20を参照して、光源5として線光源を用いたこと以外は、実施形態14(図18)と同様の構造を有する。すなわち、本実施形態の粒状型流体浄化装置においては、複数の光触媒担持多孔質体1間に複数の線光源(光源5)が、線光源の長手方向を容器50の長さL方向に一致させて、容器50の幅W1方向にピッチPW1で容器50の幅W2方向にピッチPW2で配置されている。(Embodiment 16)
Still another embodiment of the fluid purification apparatus according to the present invention has the same structure as that of the fourteenth embodiment (FIG. 18) except that a linear light source is used as the
(実施形態17)
本発明にかかる流体浄化装置のさらに他の実施形態は、図21を参照して、光源5として元光源4と導光板7とを含む面光源を用いたこと以外は、実施形態14(図18)と同様の構造を有する。すなわち、本実施形態の粒状型流体浄化装置においては、複数の光触媒担持多孔質体1間に複数の1対の面光源(光源5)が容器50の幅W1方向にピッチPW1で配置されている。ここで、1対の面光源(光源5)は、反射板9の両主面に配置された1対の導光板7と元光源4とを含む。ここで、元光源4は、特に制限はなく、点光源および線光源のいずれを含んでいてもよい。1対の面光源(光源5)は、その両側の主面7m(出光面)から拡散光が出る。(Embodiment 17)
Still another embodiment of the fluid purification apparatus according to the present invention is described in Embodiment 14 (FIG. 18) except that a surface light source including the original
(実施形態18)
本発明にかかる流体浄化装置のさらに他の実施形態は、図22および図27を参照して、多孔質状の光触媒物質11が多孔質体10の少なくとも孔の入口部分10eに担持されている1つ以上の光触媒担持多孔質体1と、光触媒物質11を活性化させる光を発する1つ以上の光源5を含む。ここで、光源5は、面光源を含む。また、流体が面光源(光源5)の主面8m,8nを貫通するように、面光源(光源5)および光触媒担持多孔質体1が配置されている。(Embodiment 18)
Still another embodiment of the fluid purifying apparatus according to the present invention is described with reference to FIGS. 22 and 27, in which a porous
すなわち、本実施形態の粒状型流体浄化装置は、具体的には、面光源(光源5)が、容器50に充填された複数の光触媒担持多孔質体1の上面1uおよび下面1d上に配置されている。かかる面光源(光源5)は、元光源4と光拡散材8とを含み、元光源4は光拡散材8の一方の主面8n上に配置されている。ここで、元光源4は1つ以上の線光源および点光源のいずれかを含んでいる。元光源4の出光面4mから光拡散材8の一方の主面8nを通って光拡散材8に入った光は、光拡散材8により散乱されて、光拡散材8の他方の主面8mから拡散光として出る。面光源(光源5)において、元光源4の光を十分に散乱させて十分な拡散光を得る観点から、光拡散材8の厚さTLは10mm以上が好ましく、25mm以上がより好ましい。Specifically, in the granular fluid purification device of the present embodiment, specifically, the surface light source (light source 5) is disposed on the
こうして、面光源(光源5)の主面8mから出た拡散光は、複数の光触媒担持多孔質体1の上面1uおよび下面1dを通って複数の光触媒担持多孔質体1に当たる。ここで、面光源(光源5)からの拡散光を複数の光触媒担持多孔質体1に当てる観点から、複数の光触媒担持多孔質体1の粒径は、光触媒担持多孔質体が円柱状の場合は口径が1mm〜20mmで高さが1mm〜30mmが好ましく、球状の場合は直径が0.5mm〜20mmが好ましく、破砕粒状の場合は粒径が0.15mm〜1mmが好ましい。また、複数の光触媒担持多孔質体1の光の方向(各拡散光の方向を平均した方向)への長さLは100mm以下が好ましく70mm以下がより好ましい。
Thus, the diffused light emitted from the
一方、流体は、容器50に充填した複数の光触媒担持多孔質体1の下面1d上に配置した面光源5の主面8n,8mから、複数の光触媒担持多孔質体1の間を通って、上面1u上に配置した面光源5の主面8m,8nへの方向(図22において矢印Fの方向)、または、容器50に充填した複数の光触媒担持多孔質体1の上面1u上に配置した面光源5の主面8n,8mから、複数の光触媒担持多孔質体1の間を通って、下面1d上に配置した面光源5の主面8m,8nへの方向(図22において矢印F’の方向)に流れる。
On the other hand, the fluid passes between the plurality of photocatalyst-supporting
すなわち、本実施形態の型流体多孔質体は、面光源(光源5)および光触媒担持多孔質体1は、いずれも光および流体が通過可能であるため、出光方向と流体の流れる方向とが同じかまたは反対になるように設計することが可能であり、設計の自由度が高くなる。
That is, in the mold fluid porous body of the present embodiment, both the surface light source (light source 5) and the photocatalyst-supporting
[酸化チタン担持活性炭A(光触媒担持多孔質体)の作製]
2次粒子の粒径が50nm〜100nmの水酸化チタン(Ti(OH)4・2H2O)微粉末50.64gと2次粒子の粒径が50nm〜100nmの酸化チタン(TiO2)微粉末26.62gに2−プロパノール(イソプロピルアルコール)80.12gの割合でよく攪拌して混合し、水酸化チタン・酸化チタン混合スラリーを作製した。その水酸化チタン・酸化チタン混合スラリー49.3gを口径が5mmで高さが10mmの円柱状の活性炭100gに含浸させた。これに30℃の温度下で過酸化水素水(35質量%)を加えると、自己発熱反応が起こった。反応後、乾燥機内で、200℃で1時間乾燥させると、酸化チタン担持活性炭Aが得られた。この酸化チタン担持活性炭Aは、以下の実施例1および2においてきわめて高い有害物質除去性能を有することから、多孔質状の酸化チタンが活性炭の少なくとも孔の入口部分に担持されているものと考えられる。[Preparation of titanium oxide-supported activated carbon A (photocatalyst-supported porous body)]
50.64 g of titanium hydroxide (Ti (OH) 4 .2H 2 O) fine powder having a secondary particle size of 50 nm to 100 nm and titanium oxide (TiO 2 ) fine powder having a secondary particle size of 50 nm to 100 nm 26.62 g was mixed with 80.12 g of 2-propanol (isopropyl alcohol) with sufficient stirring to prepare a titanium hydroxide / titanium oxide mixed slurry. 49.3 g of the titanium hydroxide / titanium oxide mixed slurry was impregnated into 100 g of cylindrical activated carbon having a diameter of 5 mm and a height of 10 mm. When hydrogen peroxide solution (35% by mass) was added to this at a temperature of 30 ° C., a self-exothermic reaction occurred. After the reaction, when it was dried at 200 ° C. for 1 hour in a dryer, titanium oxide-supported activated carbon A was obtained. Since this titanium oxide-supported activated carbon A has extremely high harmful substance removal performance in Examples 1 and 2 below, it is considered that porous titanium oxide is supported at least at the inlet portion of the pores of the activated carbon. .
(実施例1)
本実施例は、酸化チタン担持活性炭Aを用いて空気中の有害物質であるトルエンを除去した例である。5リットルのテトラパックに、上記酸化チタン担持活性炭Aを1g入れたシャーレおよび1リットルの空気を封入した。次に、発光ピーク波長が375nmで出力0.5mWのLED16個による1cmの距離からの発光を1gの酸化チタン担持活性炭Aに2時間照射させた後、その光照射を続けながら、1回のガス注入によりテトラパック中のトルエンガス濃度が1000ppmとなるようにトルエンガスを1時間ごとに注入し、各回におけるトルエン含有ガスの注入30分後のテトラパック中のトルエンガス濃度を検知管により測定した。Example 1
In this example, toluene, which is a harmful substance in the air, was removed using activated carbon A supporting titanium oxide. A petri dish containing 1 g of the titanium oxide-supported activated carbon A and 1 liter of air were sealed in a 5-liter tetrapack. Next, after emitting light from a distance of 1 cm by 16 LEDs having an emission peak wavelength of 375 nm and an output of 0.5 mW to 1 g of titanium oxide-supported activated carbon A for 2 hours, one gas was emitted while continuing the light irradiation. Toluene gas was injected every hour so that the concentration of toluene gas in Tetra Pak was 1000 ppm by injection, and the concentration of toluene gas in
また、ブランクとして上記酸化チタン担持活性炭Aを入れなかったこと以外は実施例1と同様にしてテトラパック中のトルエンガス濃度を測定した(これを比較例1aという)。また、テトラパックに上記酸化チタン担持活性炭Aに替えて口径が5mmで高さが10mmの円柱状の活性炭を1g入れたこと以外は実施例1と同様にしてテトラパック中のトルエンガス濃度を測定した(これを比較例1bという)。結果を表1および図28にまとめた。 Further, the toluene gas concentration in the Tetra Pak was measured in the same manner as in Example 1 except that the titanium oxide-supporting activated carbon A was not used as a blank (this is referred to as Comparative Example 1a). Further, the toluene gas concentration in the tetrapack was measured in the same manner as in Example 1 except that 1 g of columnar activated carbon having a diameter of 5 mm and a height of 10 mm was placed in the tetrapack instead of the above-described titanium oxide-supported activated carbon A. (This is referred to as Comparative Example 1b). The results are summarized in Table 1 and FIG.
表1および図28から明らかなように、ブランク(比較例1a)および活性炭(比較例1b)の場合は、トルエンガスの注入回数が多くなるにつれてテトラパック中のトルエン濃度は増加したが、酸化チタン担持活性炭Aの場合(実施例1)は、テトラパック中のトルエン濃度は急激に減少し、トルエンガスの注入回数が5回以上のとき、注入30分後においてはトルエンが検出されなかった。以上のことから、酸化チタン担持活性炭Aは空気中においてきわめて高いトルエン除去性能を有することがわかった。 As apparent from Table 1 and FIG. 28, in the case of the blank (Comparative Example 1a) and the activated carbon (Comparative Example 1b), the toluene concentration in the Tetra Pak increased as the number of injections of toluene gas increased. In the case of supported activated carbon A (Example 1), the toluene concentration in Tetra Pak decreased sharply, and when toluene gas was injected five times or more, toluene was not detected 30 minutes after the injection. From the above, it was found that the titanium oxide-supported activated carbon A has extremely high toluene removal performance in the air.
(実施例2)
本実施例は、酸化チタン担持活性炭Aを用いて水中の汚濁物質であるメチレンブルーを除去した例である。2リットルのステンレス鋼トレーに、上記酸化チタン担持活性炭Aを10gと1リットルの水を入れた。次に、発光ピーク波長が375nmで出力0.5mWのLED16個による1cmの距離からの発光を10gの酸化チタン担持活性炭Aに2時間照射させた後、その光照射を続けながら、10質量%のメチレンブルー水溶液を10g注入して、注入後15分毎にトレー中の水の色合いを目視にて評価した。メチレンブルー水溶液注入直後の青さを5、純水の青さを0として6段階で評価した。(Example 2)
In this example, methylene blue, which is a contaminant in water, was removed using activated carbon A carrying titanium oxide. In a 2 liter stainless steel tray, 10 g of the titanium oxide-supported activated carbon A and 1 liter of water were placed. Next, after emitting light from a distance of 1 cm by 16 LEDs having an emission peak wavelength of 375 nm and an output of 0.5 mW to 10 g of titanium oxide-supported activated carbon A for 2 hours, 10 g of methylene blue aqueous solution was injected, and the color of water in the tray was visually evaluated every 15 minutes after the injection. The blueness immediately after the injection of the methylene blue aqueous solution was 5 and the blueness of pure water was 0.
また、ブランクとしてトレーに上記酸化チタン担持活性炭Aを入れなかったこと以外は実施例2と同様にしてトレー中の水の青さを評価した(これを比較例2aという)。また、トレーに上記酸化チタン担持活性炭Aに替えて口径が5mmで高さが10mmの円柱状の活性炭を1g入れたこと以外は実施例2と同様にしてトレー中の水の青さを評価した(これを比較例2bという)。結果を表2にまとめた。 Moreover, the blueness of the water in a tray was evaluated like Example 2 except not having put the said titanium oxide carrying activated carbon A into a tray as a blank (this is called Comparative Example 2a). Further, the blueness of water in the tray was evaluated in the same manner as in Example 2 except that 1 g of columnar activated carbon having a diameter of 5 mm and a height of 10 mm was placed in the tray instead of the titanium oxide-supported activated carbon A. (This is referred to as Comparative Example 2b). The results are summarized in Table 2.
表2から明らかなように、ブランク(比較例2a)の場合はトレー中の水の色合いに変化はなく、活性炭(比較例2b)の場合は60分後には、トレー中の水の色合いは2まで低減した。これに対し、酸化チタン担持活性炭Aの場合(実施例2)は、トレーの水の色合いは、15分後には2まで、30分後には1まで下がり、45分後には純水と同様となった。以上のことから、酸化チタン担持活性炭Aは水中においてきわめて高いメチレンブルー除去性能を有することがわかった。 As is clear from Table 2, in the case of the blank (Comparative Example 2a), there is no change in the color of water in the tray, and in the case of activated carbon (Comparative Example 2b), the color of the water in the tray is 2 after 60 minutes. Reduced to. In contrast, in the case of activated carbon A carrying titanium oxide (Example 2), the color of the water in the tray drops to 2 after 15 minutes, to 1 after 30 minutes, and becomes the same as that of pure water after 45 minutes. It was. From the above, it was found that the titanium oxide-supported activated carbon A has very high methylene blue removal performance in water.
[シート型流体浄化装置HHS−AR1の作製]
1.酸化チタン担持多孔質体B(光触媒担持多孔質体)の作製
2次粒子の粒径が50nm〜100nmの水酸化チタン(Ti(OH)4・2H2O)微粉末80.12gに水80.12gの割合でよく攪拌して混合し、水酸化チタンスラリーを作製した。その水酸化チタンスラリー49.3gを粒径が0.5mmの椰子柄活性炭50gおよび粒径0.5mmのゼオライト50gの混合物に含浸させた。これに30℃の温度下で過酸化水素水(35質量%)を加えると、自己発熱反応が起こった。反応後、乾燥機内で、250℃で1時間乾燥させると、酸化チタン担持多孔質体Bが得られた。この酸化チタン担持多孔質体Bは、以下の実施例3および4においてきわめて高い有害物質除去性能を有することから、多孔質状の酸化チタンが多孔質体(活性炭およびゼオライト)の少なくとも孔の入口部分に担持されているものと考えられる。[Production of sheet type fluid purification device HHS-AR1]
1. Production of Titanium Oxide-Supported Porous Material B (Photocatalyst-Supported Porous Material) 80.12 g of titanium hydroxide (Ti (OH) 4 .2H 2 O) fine powder having a secondary particle size of 50 nm to 100 nm and 80. The titanium hydroxide slurry was prepared by thoroughly stirring and mixing at a rate of 12 g. 49.3 g of the titanium hydroxide slurry was impregnated with a mixture of 50 g of cocoon pattern activated carbon having a particle size of 0.5 mm and 50 g of zeolite having a particle size of 0.5 mm. When hydrogen peroxide solution (35% by mass) was added to this at a temperature of 30 ° C., a self-exothermic reaction occurred. After the reaction, when dried at 250 ° C. for 1 hour in a dryer, a titanium oxide-supported porous body B was obtained. Since this titanium oxide-supporting porous body B has extremely high harmful substance removal performance in the following Examples 3 and 4, the porous titanium oxide is at least the entrance portion of the pores of the porous body (activated carbon and zeolite). It is thought that it is carried on the surface.
2.シート型流体浄化装置HHS−AR1の作製
図1を参照して、長さLSが80mm、幅WSが80mmおよび厚さ3mmのポリウレタン布のシート71上に上記酸化チタン担持多孔質体Bを0.7g点着させた。次いで、上板75上に光源5として発光ピーク波長が375nmで出力0.5mWのLED16個をピッチPL,PWが20mmで配置した。ここで、光源5とシート71に点着された酸化チタン担持多孔質体B(光触媒担持多孔質体1)との距離Hは1cmであり、下板73および上板75の長さLおよび幅Wはいずれも10cmであった。また、下板73および上板75には白色のアクリル樹脂板を用いた。こうして、シート型流体浄化装置HHS−AR1を得た。2. Production of Sheet Type Fluid Purification Device HHS-AR1 Referring to FIG. 1, the above-mentioned titanium oxide-supported porous body B is placed on a
(実施例3)
本実施例は、シート型流体浄化装置HHS−AR1を用いて空気中の有害物質であるトルエンを除去した例である。まず、シート型流体浄化装置HHS−AR1を2時間予備運転した。次に、2リットルのテトラパックに、運転を続けているシート型流体浄化装置HHS−AR1を封入した。次に、初期のトルエンガス濃度が100ppmとなるようにトルエンガスを25分毎に注入し、各回におけるトルエンガスの注入5分毎にテトラパック中のトルエンガス濃度を検知管により測定した。結果を表3および図29にまとめた。(Example 3)
In this embodiment, toluene, which is a harmful substance in the air, is removed using the sheet type fluid purification device HHS-AR1. First, the sheet type fluid purification device HHS-AR1 was preliminarily operated for 2 hours. Next, the sheet-type fluid purification device HHS-AR1 that was continuously operated was sealed in a 2-liter tetrapack. Next, toluene gas was injected every 25 minutes so that the initial toluene gas concentration was 100 ppm, and the toluene gas concentration in Tetra Pak was measured with a detector tube every 5 minutes of toluene gas injection each time. The results are summarized in Table 3 and FIG.
表3および図29から明らかなように、毎回のトルエンガスの注入において、注入直後にはトルエンガスの濃度(残留濃度)は100ppmであったが、注入5分後にはトルエンガス濃度(残留濃度)は20ppm程度に低減し、注入20分後にはトルエンガス濃度(残留濃度)は0ppm、すなわち完全に除去された。これはトルエンガスの注入回数にかかわらず同様の結果が得られた。こうして、注入されたトルエンガスは全て除去され、245分経過後のトルエンガスの累積分解濃度は1000ppmにまで達した。以上のことから、シート型流体浄化装置HHS−AR1は空気中においてきわめて高いトルエン除去性能を有することがわかった。 As apparent from Table 3 and FIG. 29, in each injection of toluene gas, the concentration (residual concentration) of toluene gas was 100 ppm immediately after the injection, but the concentration of toluene gas (residual concentration) was 5 minutes after the injection. Was reduced to about 20 ppm, and after 20 minutes from the injection, the toluene gas concentration (residual concentration) was 0 ppm, that is, completely removed. Similar results were obtained regardless of the number of toluene gas injections. Thus, all of the injected toluene gas was removed, and the cumulative decomposition concentration of toluene gas after 245 minutes reached 1000 ppm. From the above, it was found that the sheet type fluid purification device HHS-AR1 has a very high toluene removal performance in the air.
(実施例4)
本実施例は、シート型流体浄化装置HHS−AR1を用いて水中の汚濁物質であるメチレンブルーを除去した例である。まず、シート型流体浄化装置HHS−AR1を2時間予備運転した。次に、2リットルのステンレス鋼トレーに、運転を続けているシート型流体浄化装置HHS−AR1と1リットルの水を入れた。次に、10質量%のメチレンブルー水溶液を10g注入して、注入後15分毎にトレー中の水の色合いを目視にて評価した。メチレンブルー水溶液注入直後の青さを5、純水の青さを0として6段階で評価した。Example 4
The present embodiment is an example in which methylene blue, which is a pollutant in water, is removed using a sheet type fluid purification device HHS-AR1. First, the sheet type fluid purification device HHS-AR1 was preliminarily operated for 2 hours. Next, the sheet-type fluid purification apparatus HHS-AR1 and 1 liter of water that were kept in operation were placed in a 2-liter stainless steel tray. Next, 10 g of a 10 mass% methylene blue aqueous solution was injected, and the color of water in the tray was visually evaluated every 15 minutes after the injection. The blueness immediately after the injection of the methylene blue aqueous solution was 5 and the blueness of pure water was 0.
また、ブランクとしてトレーにシート型流体浄化装置HHS−AR1を入れなかったこと以外は実施例4と同様にしてトレー中の水の青さを評価した(これを比較例3という)。結果を表4にまとめた。 Moreover, the blueness of the water in a tray was evaluated like Example 4 except not having put the sheet | seat type | formula fluid purification apparatus HHS-AR1 into the tray as a blank (this is called the comparative example 3). The results are summarized in Table 4.
表4から明らかなように、ブランク(比較例3)の場合はトレー中の水の色合いに変化はなかった。これに対し、シート型流体浄化装置HHS−AR1が存在する場合(実施例4)は、トレーの水の色合いは、15分後には3まで、30分後には2まで、45秒後には1まで下がり、60分後には純水と同様となった。以上のことから、シート型流体浄化装置HHS−AR1は水中においてきわめて高いメチレンブルー除去性能を有することがわかった。 As is clear from Table 4, in the case of the blank (Comparative Example 3), there was no change in the color of water in the tray. On the other hand, when the sheet-type fluid purification device HHS-AR1 is present (Example 4), the water color of the tray is up to 3 after 15 minutes, up to 2 after 30 minutes, and up to 1 after 45 seconds. After 60 minutes, it became the same as pure water. From the above, it was found that the sheet type fluid purification device HHS-AR1 has a very high methylene blue removal performance in water.
[光源の保護]
以下に説明する実施例5〜28の流体浄化装置においては、光源5または元光源4として、点光源または線光源をフッ素樹脂塗料(セラスター塗料社製FXクリヤー)(光透過性コーティング材)で被覆した光源を用いた。[Light source protection]
In the fluid purifying apparatuses of Examples 5 to 28 described below, a point light source or a line light source is covered with a fluororesin paint (FX clear manufactured by Cerastar Paint Co., Ltd.) (light transmissive coating material) as the
[酸化チタン担持粉末状ゼオライトC(光触媒担持多孔質体)の作製]
2次粒子の粒径が50nm〜100nmの水酸化チタン(Ti(OH)4・2H2O)微粉末50.64gと2次粒子の粒径が50nm〜100nmの酸化チタン(TiO2)微粉末26.62gに水63.29gの割合でよく攪拌して混合し、水酸化チタン・酸化チタン混合スラリーを作製した。その水酸化チタン・酸化チタン混合スラリー44.0gを平均粒径が30μmのゼオライト粉末(中部電力社製シーキュラス)100gに含浸させた。これに30℃の温度下で過酸化水素水(35質量%)を加えると、自己発熱反応が起こった。反応後、乾燥機内で、200℃で1時間乾燥させると、酸化チタン担持粉末状ゼオライトCが得られた。この酸化チタン担持粉末状ゼオライトCは、以下の実施例5、7、9および11においてきわめて高い有害物質除去性能を有することから、多孔質状の酸化チタンが粉末状ゼオライトの少なくとも孔の入口部分に担持されているものと考えられる。[Production of Titanium Oxide-Supported Powdered Zeolite C (Photocatalyst-Supported Porous Material)]
50.64 g of titanium hydroxide (Ti (OH) 4 .2H 2 O) fine powder having a secondary particle size of 50 nm to 100 nm and titanium oxide (TiO 2 ) fine powder having a secondary particle size of 50 nm to 100 nm 26.62 g and 63.29 g of water were thoroughly stirred and mixed to prepare a titanium hydroxide / titanium oxide mixed slurry. 44.0 g of the titanium hydroxide / titanium oxide mixed slurry was impregnated with 100 g of zeolite powder (Chigusu manufactured by Chubu Electric Power Co., Inc.) having an average particle size of 30 μm. When hydrogen peroxide solution (35% by mass) was added to this at a temperature of 30 ° C., a self-exothermic reaction occurred. After the reaction, when dried in a dryer at 200 ° C. for 1 hour, titanium oxide-supported powdery zeolite C was obtained. Since this titanium oxide-supported powdery zeolite C has extremely high harmful substance removal performance in Examples 5, 7, 9 and 11 below, porous titanium oxide is present at least at the entrance of the pores of the powdered zeolite. It is thought that it is carried.
[硫黄ドープ酸化チタン担持粉末状ゼオライトD(光触媒担持多孔質体)の作製]
2次粒子の粒径が50nm〜100nmの水酸化チタン(Ti(OH)4・2H2O)微粉末50.64gと2次粒子の粒径が50nm〜100nmの酸化チタン(TiO2)微粉末26.62gとチオ尿素微粉末5.06gに水63.29gの割合でよく攪拌して混合し、硫黄添加水酸化チタン・酸化チタン混合スラリーを作製した。その硫黄添加水酸化チタン・酸化チタン混合スラリー44.0gを平均粒径が30μmのゼオライト粉末(中部電力社製シーキュラス)100gに含浸させた。これに30℃の温度下で過酸化水素水(35質量%)を加えると、自己発熱反応が起こった。反応後、乾燥機内で、200℃で1時間乾燥させると、硫黄ドープ酸化チタン担持粉末状ゼオライトDが得られた。この酸化チタン担持粉末状ゼオライトDは、以下の実施例6、8、10および12においてきわめて高い有害物質除去性能を有することから、多孔質状の硫黄ドープ酸化チタンが粉末状ゼオライトの少なくとも孔の入口部分に担持されているものと考えられる。[Preparation of sulfur-doped titanium oxide-supported powdery zeolite D (photocatalyst-supported porous body)]
50.64 g of titanium hydroxide (Ti (OH) 4 .2H 2 O) fine powder having a secondary particle size of 50 nm to 100 nm and titanium oxide (TiO 2 ) fine powder having a secondary particle size of 50 nm to 100 nm 26.62 g and thiourea fine powder 5.06 g were mixed with good stirring at a ratio of 63.29 g of water to prepare a sulfur-added titanium hydroxide / titanium oxide mixed slurry. 44.0 g of the sulfur-added titanium hydroxide / titanium oxide mixed slurry was impregnated with 100 g of zeolite powder (Chikyuls manufactured by Chubu Electric Power Co., Inc.) having an average particle size of 30 μm. When hydrogen peroxide solution (35% by mass) was added to this at a temperature of 30 ° C., a self-exothermic reaction occurred. After reaction, when dried at 200 ° C. for 1 hour in a dryer, sulfur-doped titanium oxide-supported powdery zeolite D was obtained. Since this titanium oxide-supported powdery zeolite D has extremely high harmful substance removal performance in the following Examples 6, 8, 10 and 12, the porous sulfur-doped titanium oxide is at least the entrance of the pores of the powdered zeolite. It is thought that it is carried on the part.
(実施例5)
図1を参照して、長さLSが200mm、幅WSが100mmおよび厚さ3mmの空隙率が70体積%のポリエチレン不織布のシート71上に、上記酸化チタン担持ゼオライトC(光触媒担持多孔質体1)を50g/m2の目付け量で点着させた。次いで、この酸化チタン担持粉末状ゼオライトCを点着したシート71を下板73上に配置した。次いで、上板75上に点光源(光源5)として発光ピーク波長が375nmで順電圧3.2V(標準)で20mAのSMD(ナイトライド社製NS375L−7SFF)32個をピッチPL,PWが25mmで配置した。ここで、点光源(光源5)とシート71に点着された酸化チタン担持粉末状ゼオライトCとの距離Hは10mmであり、下板73および上板75は、いずれも長さLが200mm、幅Wが100mmであった。また、下板73および上板75には白色のアクリル樹脂板を用いた。また、下板73と上板75との間の空間に空気を流すための送風ファンを設けた。こうして、シート型流体浄化装置Vを得た。(Example 5)
Referring to FIG. 1, on a
アセトアルデヒド濃度が100ppmの空気で満たされた1m3の気密ボックス内に、送風ファンにより内部流量が0.5m3/minに調節された上記シート型流体浄化装置Vを入れて、10分毎に、検知管(ガステック社製92Mおよび92L)を用いて、気密ボックス内のアセトアルデヒド濃度を測定した。結果を表5にまとめた。The sheet type fluid purification device V in which the internal flow rate was adjusted to 0.5 m 3 / min by a blower fan was placed in a 1 m 3 hermetic box filled with 100 ppm of acetaldehyde concentration, and every 10 minutes, Acetaldehyde concentration in the hermetic box was measured using a detector tube (92M and 92L manufactured by Gastec). The results are summarized in Table 5.
(実施例6)
図1を参照して、長さLSが200mm、幅WSが100mmおよび厚さ3mmの空隙率が70体積%のポリエチレン不織布のシート71上に、上記硫黄ドープ酸化チタン担持ゼオライトD(光触媒担持多孔質体1)を50g/m2の目付け量で点着させた。次いで、この硫黄ドープ酸化チタン担持ゼオライトDを点着したシート71を下板73上に配置した。次いで、上板75上に点光源(光源5)として400nm〜700nmの間に発光ピーク波長を有する順電圧3.2V(標準)で20mAのSMD(日亜化学工業社製NSSW100D)32個をピッチPL,PWが25mm(で配置した。ここで、点光源(光源5)とシート71に点着された硫黄ドープ酸化チタン担持粉末状ゼオライトDとの距離Hは10mmであり、下板73および上板75は、いずれも長さLが200mm、幅Wが100mmであった。また、下板73および上板75には白色のアクリル樹脂板を用いた。また、下板73と上板75との間の空間に空気を流すための送風ファンを設けた。こうして、シート型流体浄化装置VIを得た。このシート型流体浄化装置VIを用いて、実施例5と同様の条件で、気密ボックス内のアセトアルデヒド濃度を測定した。結果を表5にまとめた。(Example 6)
Referring to FIG. 1, the above-mentioned sulfur-doped titanium oxide-supported zeolite D (photocatalyst-supported) is placed on a
(実施例7)
図4を参照して、長さLが200mm、幅Wが100mmおよび厚さ3mmの空隙率が70体積%のポリエチレン不織布のシート71上に、上記酸化チタン担持ゼオライトC(光触媒担持多孔質体1)を50g/m2の目付け量で点着させた。次いで、この酸化チタン担持ゼオライトCを点着したシート71を固定枠74の下板上に配置した。次いで、固定枠74の上板上に点光源(光源5)として発光ピーク波長が360nmで4Wのブラックライト(東芝社製FL4BLB)2本をピッチPWが50mmで配置した。ここで、線光源(光源5)とシート71に点着された酸化チタン担持粉末状ゼオライトCとの距離Hは50mmであり、固定枠74の下板および上板は、いずれも長さLが200mm、幅Wが100mmであった。また、固定枠74には白色のアクリル樹脂板を用いた。また、固定枠74の下板と上板との間の空間に空気を流すための送風ファンを設けた。こうして、シート型流体浄化装置VIIを得た。このシート型流体浄化装置VIIを用いて、実施例5と同様の条件で、気密ボックス内のアセトアルデヒド濃度を測定した。結果を表5にまとめた。(Example 7)
Referring to FIG. 4, on a
(実施例8)
図4を参照して、長さLが200mm、幅Wが100mmおよび厚さ3mmの空隙率が70体積%のポリエチレン不織布のシート71上に、上記硫黄ドープ酸化チタン担持ゼオライトD(光触媒担持多孔質体1)を50g/m2の目付け量で点着させた。次いで、この硫黄ドープ酸化チタン担持ゼオライトDを点着したシート71を固定枠74の下板上に配置した。次いで、固定枠74の上板上に点光源(光源5)として400nm〜700nmの間に発光ピーク波長を有する4Wの直管蛍光灯(NEC社製FL4W)2本をピッチPWが50mmで配置した。ここで、線光源(光源5)とシート71に点着された硫黄ドープ酸化チタン担持粉末状ゼオライトDとの距離Hは50mmであり、固定枠74の下板および上板は、いずれも長さLが200mm、幅Wが100mmであった。また、固定枠74には白色のアクリル樹脂板を用いた。また、固定枠74の下板と上板との間の空間に空気を流すための送風ファンを設けた。こうして、シート型流体浄化装置VIIIを得た。このシート型流体浄化装置VIIIを用いて、実施例5と同様の条件で、気密ボックス内のアセトアルデヒド濃度を測定した。結果を表5にまとめた。(Example 8)
Referring to FIG. 4, on a
(実施例9)
図7を参照して、長さLが200mm、幅Wが100mmおよび厚さ3mmの空隙率が70体積%のポリエチレン不織布のシート71上に、上記酸化チタン担持ゼオライトC(光触媒担持多孔質体1)を50g/m2の目付け量で点着させた。また、等間隔に配置された6個のSMD(ナイトライド社製NS375L−7SFF)を含む元光源4と紫外光用の導光板7(ナノクリエイト社製)とを含む面光源(光源5)を準備した。次いで、この面光源(光源5)を固定枠74の下板上に配置し、面光源(光源5)の導光板7上に酸化チタン担持ゼオライトCを点着したシート71を配置した。ここで、シート71に点着された酸化チタン担持粉末状ゼオライトCと固定枠74の上板との距離Hは10mmであり、面光源(光源5)の導光板7および固定枠74の上板は、いずれも長さLが200mm、幅Wが100mmであった。また、固定枠74には白色のアクリル樹脂板を用いた。また、面光源(光源5)の導光板7と固定枠74の上板との間の空間に空気を流すための送風ファンを設けた。こうして、シート型流体浄化装置IXを得た。このシート型流体浄化装置IXを用いて、実施例5と同様の条件で、気密ボックス内のアセトアルデヒド濃度を測定した。結果を表5にまとめた。Example 9
Referring to FIG. 7, the above-mentioned titanium oxide-supported zeolite C (photocatalyst-supported porous body 1) was placed on a
(実施例10)
図7を参照して、長さLが200mm、幅Wが100mmおよび厚さが3mmの空隙率が70体積%のポリエチレン不織布のシート71上に、上記硫黄ドープ酸化チタン担持ゼオライトD(光触媒担持多孔質体1)を50g/m2の目付け量で点着させた。また、等間隔に配置された6個のSMD(日亜化学工業社製NSSW100D)を含む元光源4と可視光用の導光板7(ナノクリエイト社製)とを含む面光源(光源5)を準備した。次いで、この面光源(光源5)を固定枠74の下板上に配置し、面光源(光源5)の導光板7上に硫黄ドープ酸化チタン担持ゼオライトDを点着したシート71を配置した。次いで、この硫黄ドープ酸化チタン担持ゼオライトDを点着したシート71を固定枠74の下板上に配置した。ここで、シート71に点着された硫黄ドープ酸化チタン担持粉末状ゼオライトDと固定枠74の上板との距離Hは10mmであり、面光源(光源5)の導光板7および固定枠74の上板は、いずれも長さLが200mmおよび幅Wが100mmであった。また、固定枠74には白色のアクリル樹脂板を用いた。また、面光源(光源5)の導光板7と固定枠74の上板との間の空間に空気を流すための送風ファンを設けた。こうして、シート型流体浄化装置Xを得た。このシート型流体浄化装置Xを用いて、実施例5と同様の条件で、気密ボックス内のアセトアルデヒド濃度を測定した。結果を表5にまとめた。(Example 10)
Referring to FIG. 7, on a polyethylene
(実施例11)
図9を参照して、2枚の幅W1が100mm、幅W2が100mmおよび厚さTSが3mmの空隙率が70体積%のポリエチレン不織布のシート71上に上記酸化チタン担持ゼオライトC(光触媒担持多孔質体1)を50g/m2の目付け量で点着させた。また、通風性基体中に等間隔に配置された9個のSMD(ナイトライド社製NS375L−7SFF)を含む元光源4と光拡散材8とを含む面光源(光源5)を準備した。ここで、光拡散材8として、幅W1が100mm、幅W2が100mmおよび厚さTLが25mmの空隙率が70体積%のステンレス繊維シートを用いた。次いで面光源(光源5)の光拡散材の主面8m上に、上記酸化チタン担持ゼオライトCを点着させた上記2枚のポリエチレン不織布のシート71を重ねて配置した。また、シート71の主面から面光源(光源5)の光拡散材8および元光源4の主面に空気を流すための送風ファンを設けた。こうして、シート型流体浄化装置XIを得た。このシート型流体浄化装置XIを用いて、実施例5と同様の条件で、気密ボックス内のアセトアルデヒド濃度を測定した。結果を表5にまとめた。(Example 11)
Referring to FIG. 9, the above-mentioned titanium oxide-supported zeolite C (on a
(実施例12)
図10を参照して、2枚の幅W1が100mm、幅W2が100mmおよび厚さTSが3mmの空隙率が70体積%のポリエチレン不織布のシート71上に上記硫黄ドープ酸化チタン担持ゼオライトD(光触媒担持多孔質体1)を50g/m2の目付け量で点着させた。また、通風性基体中に等間隔に配置された2本の直管蛍光灯(NEC社製FL4W)を含む元光源4と光拡散材8とを含む面光源(光源5)を準備した。ここで、光拡散材8として、幅W1が100mm、幅W2が100mmおよび厚さTLが25mmの空隙率が70体積%のステンレス繊維シートを用いた。次いで面光源(光源5)の光拡散材の主面8m上に、上記硫黄ドープ酸化チタン担持ゼオライトDを点着させた上記2枚のポリエチレン不織布のシート71を重ねて配置した。また、シート71の主面から面光源(光源5)の光拡散材8および元光源4の主面に空気を流すための送風ファンを設けた。こうして、シート型流体浄化装置XIIを得た。このシート型流体浄化装置XIIを用いて、実施例5と同様の条件で、気密ボックス内のアセトアルデヒド濃度を測定した。結果を表5にまとめた。(Example 12)
Referring to FIG. 10, two width W 1 is 100mm, the width W 2 is 100mm and thickness T S is 3mm of
上記表5の結果における経過時間と気密ボックス内のアルデヒド濃度との関係を図30にプロットした。表5および図30から明らかなように、実施例5〜実施例12のいずれのシート型流体浄化装置においても、高い流体浄化性能が得られた。 The relationship between the elapsed time and the aldehyde concentration in the airtight box in the results of Table 5 is plotted in FIG. As is clear from Table 5 and FIG. 30, high fluid purification performance was obtained in any of the sheet-type fluid purification devices of Examples 5 to 12.
[酸化チタン担持ハニカム状活性炭E(光触媒担持多孔質体)の作製]
2次粒子の粒径が50nm〜100nmの水酸化チタン(Ti(OH)4・2H2O)微粉末25.32gと2次粒子の粒径が50nm〜100nmの酸化チタン(TiO2)微粉末13.31gに2−プロパノール(イソプロピルアルコール)80.12gの割合でよく攪拌して混合し、水酸化チタン・酸化チタン混合スラリーを作製した。その水酸化チタン・酸化チタン混合スラリー71.0gを、幅W1が100mm、幅W2が100mmおよび長さLHが30mmで、長さL方向に伸びるハニカム構造を有し、ハニカム目粗さが200メッシュのハニカム状活性炭(産栄サービス社製)120gに含浸させた。これに30℃の温度下で過酸化水素水(35質量%)を加えると、自己発熱反応が起こった。反応後、乾燥機内で、200℃で1時間乾燥させると、酸化チタン担持ハニカム状活性炭Eが得られた。この酸化チタン担持ハニカム状活性炭Eは、以下の実施例13、15、17および19においてきわめて高い有害物質除去性能を有することから、多孔質状の酸化チタンがハニカム状活性炭の少なくとも孔の入口部分に担持されているものと考えられる。[Production of Titanium Oxide-Supported Honeycomb Activated Carbon E (Photocatalyst-Supported Porous Material)]
25.32 g of titanium hydroxide (Ti (OH) 4 .2H 2 O) fine powder with a secondary particle size of 50 nm to 100 nm and titanium oxide (TiO 2 ) fine powder with a secondary particle size of 50 nm to 100 nm 13.31 g and 80.12 g of 2-propanol (isopropyl alcohol) were thoroughly stirred and mixed to prepare a titanium hydroxide / titanium oxide mixed slurry. 71.0 g of the titanium hydroxide / titanium oxide mixed slurry has a honeycomb structure that has a width W 1 of 100 mm, a width W 2 of 100 mm, a length L H of 30 mm, and extends in the length L direction. Were impregnated with 120 g of 200-mesh honeycomb activated carbon (manufactured by Seiei Service Co., Ltd.). When hydrogen peroxide solution (35% by mass) was added to this at a temperature of 30 ° C., a self-exothermic reaction occurred. After the reaction, when dried for 1 hour at 200 ° C. in a dryer, a titanium-oxide-supported honeycomb-like activated carbon E was obtained. Since this titanium oxide-supporting honeycomb-like activated carbon E has extremely high harmful substance removal performance in Examples 13, 15, 17 and 19 below, porous titanium oxide is at least at the entrance of the pores of the honeycomb-like activated carbon. It is thought that it is carried.
[硫黄ドープ酸化チタン担持ハニカム状活性炭F(光触媒担持多孔質体)の作製]
2次粒子の粒径が50nm〜100nmの水酸化チタン(Ti(OH)4・2H2O)微粉末25.32gと2次粒子の粒径が50nm〜100nmの酸化チタン(TiO2)微粉末13.31gとチオ尿素微粉末2.53gに2−プロパノール(イソプロピルアルコール)80.12gの割合でよく攪拌して混合し、硫黄添加水酸化チタン・酸化チタン混合スラリーを作製した。その硫黄添加水酸化チタン・酸化チタン混合スラリー71.0gを、幅W1が100mm、幅W2が100mmおよび長さLHが30mmで、長さL方向に伸びるハニカム構造を有し、ハニカム目粗さが200メッシュのハニカム状活性炭(産栄サービス社製)120gに含浸させた。これに30℃の温度下で過酸化水素水(35質量%)を加えると、自己発熱反応が起こった。反応後、乾燥機内で、200℃で1時間乾燥させると、硫黄ドープ酸化チタン担持ハニカム状活性炭Fが得られた。この硫黄ドープ酸化チタン担持ハニカム状活性炭Fは、以下の実施例14、16、18および20においてきわめて高い有害物質除去性能を有することから、多孔質状の硫黄ドープ酸化チタンがハニカム状活性炭の少なくとも孔の入口部分に担持されているものと考えられる。[Preparation of sulfur-doped titanium oxide-supported honeycomb activated carbon F (photocatalyst-supported porous body)]
25.32 g of titanium hydroxide (Ti (OH) 4 .2H 2 O) fine powder with a secondary particle size of 50 nm to 100 nm and titanium oxide (TiO 2 ) fine powder with a secondary particle size of 50 nm to 100 nm 13.31 g and thiourea fine powder 2.53 g were mixed with sufficient stirring at a ratio of 80.12 g of 2-propanol (isopropyl alcohol) to prepare a sulfur-added titanium hydroxide / titanium oxide mixed slurry. 71.0 g of the sulfur-added titanium hydroxide / titanium oxide mixed slurry has a honeycomb structure having a width W 1 of 100 mm, a width W 2 of 100 mm, a length L H of 30 mm, and extending in the length L direction. 120 g of honeycomb activated carbon having a roughness of 200 mesh (manufactured by Seiei Service Co., Ltd.) was impregnated. When hydrogen peroxide solution (35% by mass) was added to this at a temperature of 30 ° C., a self-exothermic reaction occurred. After the reaction, when dried in a dryer at 200 ° C. for 1 hour, sulfur-doped titanium oxide-supported honeycomb-like activated carbon F was obtained. Since this sulfur-doped titanium oxide-supported honeycomb activated carbon F has extremely high harmful substance removal performance in the following Examples 14, 16, 18 and 20, the porous sulfur-doped titanium oxide is at least pores of the honeycomb-shaped activated carbon. It is thought that it is carried at the inlet portion of the.
(実施例13)
図11を参照して、幅W1が100mm、幅W2が100mmおよび長さLが30mmの酸化チタン担持ハニカム状活性炭E(光触媒担持多孔質体1)の両側のハニカム開口面1k,1k’のそれぞれに対向させて、幅W1が100mmおよび幅W2が100mmの固定枠74上に点光源(光源5)として発光ピーク波長が375nmで順電圧3.2V(標準)で20mAのSMD(ナイトライド社製NS375L−7SFF)16個をピッチPL,PWが25mmで配置した。ここで、ハニカム開口面1k,1k’と点光源(光源5)との距離HHは10mmであった。また、固定枠74には白色のアクリル樹脂板を用いた。また、一方のハニカム開口面1kから他方のハニカム開口面1k’に空気を流すための送風ファンを設けた。こうして、ハニカム型流体浄化装置XIIIを得た。(Example 13)
Referring to FIG. 11,
アンモニア濃度が100ppmの空気で満たされた1m3の気密ボックス内に、送風ファンにより内部流量が0.5m3/minに調節された上記ハニカム型流体浄化装置XIIIを入れて、10分毎に、検知管(ガステック社製3LAおよび3L)を用いて、気密ボックス内のアンモニア濃度を測定した。結果を表6にまとめた。In the airtight box of 1 m 3 filled with air with an ammonia concentration of 100 ppm, the honeycomb type fluid purification device XIII whose internal flow rate was adjusted to 0.5 m 3 / min by a blower fan was put, and every 10 minutes, The ammonia concentration in the hermetic box was measured using detector tubes (3LA and 3L manufactured by Gastec). The results are summarized in Table 6.
(実施例14)
図11を参照して、幅W1が100mm、幅W2が100mmおよび長さLが30mmの硫黄ドープ酸化チタン担持ハニカム状活性炭F(光触媒担持多孔質体1)の両側のハニカム開口面1k,1k’のそれぞれに対向させて、幅W1が100mmおよび幅W2が100mmの固定枠74上に点光源(光源5)として400nm〜700nmの間に発光ピーク波長を有する順電圧3.2V(標準)で20mAのSMD(日亜化学工業社製NSSW100D)16個をピッチPL,PWが25mmで配置した。ここで、ハニカム開口面1k,1k’と点光源(光源5)との距離HHは10mmであった。また、固定枠74には白色のアクリル樹脂板を用いた。また、一方のハニカム開口面1kから他方のハニカム開口面1k’に空気を流すための送風ファンを設けた。こうして、ハニカム型流体浄化装置XIVを得た。このハニカム型流体浄化装置XIVを用いて、実施例13と同様の条件で、気密ボックス内のアンモニア濃度を測定した。結果を表6にまとめた。(Example 14)
Referring to FIG. 11, both sides of the
(実施例15)
図12を参照して、幅W1が100mm、幅W2が100mmおよび長さLが30mmの酸化チタン担持ハニカム状活性炭E(光触媒担持多孔質体1)の両側のハニカム開口面1k,1k’のそれぞれに対向させて、幅W1が100mmおよび幅W2が100mmの固定枠74の中央線上に線光源(光源5)として発光ピーク波長が360nmで4Wのブラックライト(東芝社製FL4BLB)を配置した。ここで、ハニカム開口面1k,1k’と線光源(光源5)との距離HHは100mmであった。また、固定枠74には白色のアクリル樹脂板を用いた。また、一方のハニカム開口面1kから他方のハニカム開口面1k’に空気を流すための送風ファンを設けた。こうして、ハニカム型流体浄化装置XVを得た。このハニカム型流体浄化装置XVを用いて、実施例13と同様の条件で、気密ボックス内のアンモニア濃度を測定した。結果を表6にまとめた。(Example 15)
Referring to FIG. 12,
(実施例16)
図12を参照して、幅W1が100mm、幅W2が100mmおよび長さLが30mmの硫黄ドープ酸化チタン担持ハニカム状活性炭F(光触媒担持多孔質体1)の両側のハニカム開口面1k,1k’のそれぞれに対向させて、幅W1が100mmおよび幅W2が100mmの固定枠74の中央線上に線光源(光源5)として400nm〜700nmの間に発光ピーク波長を有する4Wの直管蛍光灯(NEC社製FL4W)を配置した。ここで、ハニカム開口面1k,1k’と線光源(光源5)との距離HHは100mmであった。また、固定枠74には白色のアクリル樹脂板を用いた。また、一方のハニカム開口面1kから他方のハニカム開口面1k’に空気を流すための送風ファンを設けた。こうして、ハニカム型流体浄化装置XVIを得た。このハニカム型流体浄化装置XVIを用いて、実施例13と同様の条件で、気密ボックス内のアンモニア濃度を測定した。結果を表6にまとめた。(Example 16)
Referring to FIG. 12,
(実施例17)
図13を参照して、幅W1が100mm、幅W2が100mmおよび長さLが30mmの酸化チタン担持ハニカム状活性炭E(光触媒担持多孔質体1)の両側のハニカム開口面1k,1k’のそれぞれに対向させて、固定枠74上に面光源(光源5)を配置した。この面光源(光源5)は、等間隔に配置された6個のSMD(ナイトライド社製NS375L−7SFF)を含む元光源4と紫外光用の導光板7(ナノクリエイト社製)とを含む。ここで、ハニカム開口面1k,1k’と面光源(光源5)の導光板7の主面7mとの距離HHは25mmであった。また、固定枠74には白色のアクリル樹脂板を用いた。また、一方のハニカム開口面1kから他方のハニカム開口面1k’に空気を流すための送風ファンを設けた。こうして、ハニカム型流体浄化装置XVIIを得た。このハニカム型流体浄化装置XVIIを用いて、実施例13と同様の条件で、気密ボックス内のアンモニア濃度を測定した。結果を表6にまとめた。(Example 17)
Referring to FIG. 13,
(実施例18)
図13を参照して、幅W1が100mm、幅W2が100mmおよび長さLが30mmの硫黄ドープ酸化チタン担持ハニカム状活性炭F(光触媒担持多孔質体1)の両側のハニカム開口面1k,1k’のそれぞれに対向させて、固定枠74上に面光源(光源5)を配置した。この面光源(光源5)は、等間隔に配置された6個のSMD(日亜化学工業社製NSSW100D)を含む元光源4と可視光用の導光板7(ナノクリエイト社製)とを含む。ここで、ハニカム開口面1k,1k’と面光源(光源5)の導光板7の主面7mとの距離HHは25mmであった。また、固定枠74には白色のアクリル樹脂板を用いた。また、一方のハニカム開口面1kから他方のハニカム開口面1k’に空気を流すための送風ファンを設けた。こうして、ハニカム型流体浄化装置XVIIIを得た。このハニカム型流体浄化装置XVIIIを用いて、実施例13と同様の条件で、気密ボックス内のアンモニア濃度を測定した。結果を表6にまとめた。(Example 18)
Referring to FIG. 13,
(実施例19)
図14を参照して、幅W1が100mm、幅W2が100mmおよび長さLが30mmの酸化チタン担持ハニカム状活性炭E(光触媒担持多孔質体1)のハニカム開口面1k’上に、面光源(光源5)を配置した。この面光源(光源5)は、通風性基体中に等間隔に配置された9個のSMD(ナイトライド社製NS375L−7SFF)を含む元光源4と光拡散材8とを含む。ここで、光拡散材8として、幅W1が100mm、幅W2が100mmおよび厚さTLが25mmの空隙率が70体積%のステンレス繊維シートを用いた。また、酸化チタン担持ハニカム状活性炭Eのハニカム開口面1kから面光源(光源5)の光拡散材8および元光源4の主面に空気を流すための送風ファンを設けた。こうして、ハニカム型流体浄化装置XIXを得た。このシート型流体浄化装置XIXを用いて、実施例13と同様の条件で、気密ボックス内のアンモニア濃度を測定した。結果を表6にまとめた。(Example 19)
Referring to FIG. 14, on the
(実施例20)
図15を参照して、幅W1が100mm、幅W2が100mmおよび長さLが30mmの硫黄ドープ酸化チタン担持ハニカム状活性炭F(光触媒担持多孔質体1)のハニカム開口面1k’上に、面光源(光源5)を配置した。この面光源(光源5)は、通風性基体中に等間隔に配置された2個の直管蛍光灯(NEC社製FL4W)を含む元光源4と光拡散材8とを含む。ここで、光拡散材8として、幅W1が100mm、幅W2が100mmおよび厚さTLが25mmのステンレス繊維シートを用いた。また、硫黄ドープ酸化チタン担持ハニカム状活性炭Fのハニカム開口面1kから面光源(光源5)の光拡散材8および元光源4の主面への方向に空気を流すための送風ファンを設けた。こうして、ハニカム型流体浄化装置XXを得た。このシート型流体浄化装置XXを用いて、実施例13と同様の条件で、気密ボックス内のアンモニア濃度を測定した。結果を表6にまとめた。(Example 20)
Referring to FIG. 15, on the
上記表6の結果における経過時間と気密ボックス内のアルデヒド濃度との関係を図31にプロットした。表6および図31から明らかなように、実施例13〜実施例20のいずれのハニカム型流体浄化装置においても、高い流体浄化性能が得られた。 The relationship between the elapsed time and the aldehyde concentration in the airtight box in the results of Table 6 is plotted in FIG. As can be seen from Table 6 and FIG. 31, in any of the honeycomb type fluid purification devices of Examples 13 to 20, high fluid purification performance was obtained.
[酸化チタン担持粒状活性炭G(光触媒担持多孔質体)の作製]
2次粒子の粒径が50nm〜100nmの水酸化チタン(Ti(OH)4・2H2O)微粉末10.13kgと2次粒子の粒径が50nm〜100nmの酸化チタン(TiO2)微粉末5.32kgに2−プロパノール(イソプロピルアルコール)16.02gの割合でよく攪拌して混合し、水酸化チタン・酸化チタン混合スラリーを作製した。その水酸化チタン・酸化チタン混合スラリー9.86kgを、平均粒径が5mmの粒状活性炭(日本エンバイロケミカル社製白鷺4−6)20kgに含浸させた。これに30℃の温度下で過酸化水素水(35質量%)を加えると、自己発熱反応が起こった。反応後、乾燥機内で、200℃で1時間乾燥させると、酸化チタン担持粒状活性炭Gが得られた。この酸化チタン担持粒状活性炭Gは、以下の実施例21、23、25および27においてきわめて高い有害物質除去性能を有することから、多孔質状の酸化チタンが粒状活性炭の少なくとも孔の入口部分に担持されているものと考えられる。[Production of Titanium Oxide-Supported Granular Activated Carbon G (Photocatalyst-Supported Porous Material)]
10.13 kg of titanium hydroxide (Ti (OH) 4 .2H 2 O) fine powder having a secondary particle diameter of 50 nm to 100 nm and titanium oxide (TiO 2 ) fine powder having a secondary particle diameter of 50 nm to 100 nm 5.32 kg of 2-propanol (isopropyl alcohol) at a ratio of 16.02 g was thoroughly stirred and mixed to prepare a titanium hydroxide / titanium oxide mixed slurry. 9.86 kg of the titanium hydroxide / titanium oxide mixed slurry was impregnated with 20 kg of granular activated carbon (Shirakaba 4-6, manufactured by Nippon Environmental Chemical Co., Ltd.) having an average particle diameter of 5 mm. When hydrogen peroxide solution (35% by mass) was added to this at a temperature of 30 ° C., a self-exothermic reaction occurred. After the reaction, when dried in a dryer at 200 ° C. for 1 hour, titanium oxide-supported granular activated carbon G was obtained. Since this titanium oxide-supporting granular activated carbon G has extremely high harmful substance removal performance in the following Examples 21, 23, 25 and 27, porous titanium oxide is supported on at least the inlet portion of the granular activated carbon. It is thought that.
[硫黄ドープ酸化チタン担持粒状活性炭H(光触媒担持多孔質体)の作製]
2次粒子の粒径が50nm〜100nmの水酸化チタン(Ti(OH)4・2H2O)微粉末10.13kgと2次粒子の粒径が50nm〜100nmの酸化チタン(TiO2)微粉末5.32kgとチオ尿素微粉末1.01kgに2−プロパノール(イソプロピルアルコール)16.02kgの割合でよく攪拌して混合し、硫黄添加水酸化チタン・酸化チタン混合スラリーを作製した。その硫黄添加水酸化チタン・酸化チタン混合スラリー9.86kgを、平均粒径が5mmの粒状活性炭(日本エンバイロケミカル社製白鷺4−6)20kgに含浸させた。これに30℃の温度下で過酸化水素水(35質量%)を加えると、自己発熱反応が起こった。反応後、乾燥機内で、200℃で1時間乾燥させると、硫黄ドープ酸化チタン担持粒状活性炭Hが得られた。この硫黄ドープ酸化チタン担持粒状活性炭Hは、以下の実施例22、24、26および28においてきわめて高い有害物質除去性能を有することから、多孔質状の硫黄ドープ酸化チタンが粒状活性炭の少なくとも孔の入口部分に担持されているものと考えられる。[Preparation of sulfur-doped titanium oxide-supported granular activated carbon H (photocatalyst-supported porous body)]
10.13 kg of titanium hydroxide (Ti (OH) 4 .2H 2 O) fine powder having a secondary particle diameter of 50 nm to 100 nm and titanium oxide (TiO 2 ) fine powder having a secondary particle diameter of 50 nm to 100 nm 5.32 kg and 1.01 kg of thiourea fine powder were mixed well with stirring at a ratio of 16.02 kg of 2-propanol (isopropyl alcohol) to prepare a sulfur-added titanium hydroxide / titanium oxide mixed slurry. 9.86 kg of the sulfur-added titanium hydroxide / titanium oxide mixed slurry was impregnated with 20 kg of granular activated carbon (Shirakaba 4-6 manufactured by Nippon Enviro Chemical Co., Ltd.) having an average particle diameter of 5 mm. When hydrogen peroxide solution (35% by mass) was added to this at a temperature of 30 ° C., a self-exothermic reaction occurred. After reaction, when dried at 200 ° C. for 1 hour in a dryer, sulfur-doped titanium oxide-supported granular activated carbon H was obtained. Since this sulfur-doped titanium oxide-supported granular activated carbon H has extremely high harmful substance removal performance in the following Examples 22, 24, 26 and 28, the porous sulfur-doped titanium oxide is at least the entrance of the pores of the granular activated carbon. It is thought that it is carried on the part.
(実施例21)
図19を参照して、幅W1が250mm、幅W2が250mmおよび長さL0が300mmの容器50に、その容器50の長さL0方向および幅W2方向で形成される面に平行に41.7mmのピッチPW1で6枚の幅W1が250mmおよび幅W2が250mmの光源固定板76を配置した。この光源固定板76の両主面上には、点光源(光源5)として発光ピーク波長が375nmで順電圧3.2V(標準)で20mAのSMD(ナイトライド社製NS375L−7SFF)36個が41.7mmのピッチで配置されていた。この光源固定板76が配置された容器50に、5kgの酸化チタン担持粒状活性炭G(光触媒担持多孔質体1)を入れた。このとき、酸化チタン担持粒状活性炭1は、幅W1が250mm、幅W2が250mmおよび長さLが250mmの空間内に充填されていた。ここで、充填された酸化チタン担持粒状活性炭1を保持する容器50の上板54uおよび下板54dは、いずれも開口部を有する。こうして、粒状型流体浄化装置XXIを得た。この粒状型流体浄化装置XXIを上下方向に3段重ねて、各粒状型流体浄化装置XXIの下板54dから上板54uへの方向に空気を流すための送風ファンを設けた。こうして、粒状型流体浄化装置XXI−IIIを得た。(Example 21)
Referring to FIG. 19, a
トルエン濃度が100ppmの空気で満たされた1m3の気密ボックス内に、送風ファンにより内部流量が1.0m3/minに調節された上記粒状型流体浄化装置XXI−IIIを入れて、3時間毎に、検知管(ガステック社製122L)を用いて、第1段および第2段の流体浄化装置の出口におけるトルエン濃度を測定した。結果を表7にまとめた。The granular fluid purification device XXI-III, whose internal flow rate is adjusted to 1.0 m 3 / min by a blower fan, is placed in a 1 m 3 hermetic box filled with air with a toluene concentration of 100 ppm. Every 3 hours The toluene concentration at the outlet of the first and second stage fluid purification devices was measured using a detector tube (122 L manufactured by Gastec). The results are summarized in Table 7.
(実施例22)
図19を参照して、点光源(光源5)として400nm〜700nmの間に発光ピーク波長を有する順電圧3.2V(標準)で20mAのSMD(日亜化学工業社製NSSW100D)を用いたこと、光触媒担持多孔質体1として硫黄ドープ酸化チタン担持粒状活性炭Hを用いたこと以外は、実施例21と同様にして、粒状型流体浄化装置XXII−IIIを得た。この粒状型流体浄化装置XXII−IIIを用いて、実施例21と同様の条件で、第1段および第2段の流体浄化装置の出口におけるトルエン濃度を測定した。結果を表7にまとめた。(Example 22)
Referring to FIG. 19, a 20 mA SMD (NSSW100D manufactured by Nichia Corporation) having a forward voltage of 3.2 V (standard) having an emission peak wavelength between 400 nm and 700 nm was used as a point light source (light source 5). A granular fluid purification apparatus XXII-III was obtained in the same manner as in Example 21 except that the sulfur-doped titanium oxide-supporting granular activated carbon H was used as the photocatalyst-supporting
(実施例23)
図20を参照して、幅W1が250mm、幅W2が250mmおよび長さL0が300mmの容器50に、線光源(光源5)として、発光ピーク波長が360nmで4Wのブラックライト(東芝社製FL4BLB)16本を、容器50の長さL0方向平行に、62.5mmのピッチPW1,PW2で、配置した。この線光源が配置された容器50に、5kgの酸化チタン担持粒状活性炭G(光触媒担持多孔質体1)を入れた。このとき、酸化チタン担持粒状活性炭Gは、幅W1が250mm、幅W2が250mmおよび長さLが250mmの空間内に充填されていた。ここで、充填された酸化チタン担持粒状活性炭を保持する容器50の上板54uおよび下板54dは、いずれも開口部を有する。こうして、粒状型流体浄化装置XXIIIを得た。この粒状型流体浄化装置XXIIIを上下方向に3段重ねて、各粒状型流体浄化装置XXIIIの下板54dから上板54uへの方向に空気を流すための送風ファンを設けた。こうして、粒状型流体浄化装置XXIII−IIIを得た。この粒状型流体浄化装置XXIII−IIIを用いて、実施例21と同様の条件で、第1段および第2段の流体浄化装置の出口におけるトルエン濃度を測定した。結果を表7にまとめた。(Example 23)
Referring to FIG. 20, a
(実施例24)
図20を参照して、線光源(光源5)として400nm〜700nmの間に発光ピーク波長を有する4Wの直管蛍光灯(NEC社製FL4W)を用いたこと、光触媒担持多孔質体1として硫黄ドープ酸化チタン担持粒状活性炭Hを用いたこと以外は、実施例23と同様にして、粒状型流体浄化装置XXIV−IIIを得た。この粒状型流体浄化装置XXIV−IIIを用いて、実施例21と同様の条件で、第1段および第2段の流体浄化装置の出口におけるトルエン濃度を測定した。結果を表7にまとめた。(Example 24)
Referring to FIG. 20, a 4 W straight tube fluorescent lamp (FL4W manufactured by NEC) having an emission peak wavelength between 400 nm and 700 nm was used as a linear light source (light source 5), and sulfur was used as a photocatalyst-supporting
(実施例25)
図21を参照して、幅W1が250mm、幅W2が250mmおよび長さL0が300mmの容器50に、その容器50の長さL0方向および幅W2方向で形成される面に平行に41.7mmのピッチPW1で6対の面光源(光源5)を配置した。ここで、1対の面光源(光源5)は、アルミニウム箔(東洋アルミニウム社製)(反射板9)の両主面に配置された1対の紫外光用の導光板7(ナノクリエイト社製)と等間隔に配置された15個のSMD(ナイトライド社製NS375L−7SFF)を含む元光源4とを含む。面光源(光源5)における元光源4の位置は、特に制限はないが、導光板7の側面であって、容器50内に充填される酸化チタン担持粒状活性炭G(光触媒担持多孔質体1)の外側に配置されることが、メンテナンスが容易な観点から、好ましい。この面光源(光源5)が配置された容器50に、5kgの酸化チタン担持粒状活性炭Gを入れた。このとき、酸化チタン担持粒状活性炭Gは、幅W1が250mm、幅W2が250mmおよび長さLが250mmの空間内に充填されていた。ここで、充填された酸化チタン担持粒状活性炭1を保持する容器50の上板54uおよび下板54dは、いずれも開口部を有する。こうして、粒状型流体浄化装置XXVを得た。この粒状型流体浄化装置XXVを上下方向に3段重ねて、各粒状型流体浄化装置XXVの下板54dから上板54uへの方向に空気を流すための送風ファンを設けた。こうして、粒状型流体浄化装置XXV−IIIを得た。この粒状型流体浄化装置XXV−IIIを用いて、実施例21と同様の条件で、第1段および第2段の流体浄化装置の出口におけるトルエン濃度を測定した。結果を表7にまとめた。(Example 25)
Referring to FIG. 21, a
(実施例26)
図26を参照して、1対の面光源(光源5)としてアルミニウム箔(東洋アルミニウム社製)(反射板9)の両主面に配置された1対の可視光用の導光板7(ナノクリエイト社製)と等間隔に配置された15個のSMD(日亜化学工業社製NSSW100D)を含む元光源4とを含むものを用いたこと、光触媒担持多孔質体1として硫黄ドープ酸化チタン担持粒状活性炭Hを用いたこと以外は、実施例25と同様にして、粒状型流体浄化装置XXVI−IIIを得た。この粒状型流体浄化装置XXVI−IIIを用いて、実施例21と同様の条件で、第1段および第2段の流体浄化装置の出口におけるトルエン濃度を測定した。結果を表7にまとめた。(Example 26)
Referring to FIG. 26, a pair of visible light guide plates 7 (nano) arranged on both main surfaces of an aluminum foil (manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd.) (reflecting plate 9) as a pair of surface light sources (light source 5). Used as a photocatalyst-supporting
上記表7の結果における経過時間と第1段および第2段の粒状型流体浄化装置の出口におけるトルエン濃度との関係を図32にプロットした。表7および図31から明らかなように、実施例21〜実施例26のいずれの粒状型流体浄化装置においても、高い流体浄化性能が得られた。 The relationship between the elapsed time in the results of Table 7 above and the toluene concentration at the outlet of the first-stage and second-stage granular fluid purifiers is plotted in FIG. As is clear from Table 7 and FIG. 31, high fluid purification performance was obtained in any of the granular fluid purification devices of Examples 21 to 26.
(実施例27)
図22を参照して、幅W1が250mm、幅W2が250mmおよび長さLが100mmの容器50に、2kgの酸化チタン担持粒状活性炭G(光触媒担持多孔質体1)を充填した。ここで、充填された酸化チタン担持粒状活性炭Gを保持する容器50の上板および下板は、いずれも開口部を有する。この充填された酸化チタン担持粒状活性炭Gの上面1uおよび下面1d上に、それぞれ面光源(光源5)を配置した。この面光源(光源5)は、通風性基体中に等間隔に配置された6本の発光ピーク波長が360nmで6Wのブラックライト(東芝社製FL6BLB)を含む元光源4と光拡散材8とを含む。ここで、光拡散材8として、幅W1が250mm、幅W2が250mmおよび厚さTLが25mmの空隙率が70体積%のステンレス繊維シートを用いた。こうして、粒状型流体浄化装置XXVIIを得た。この粒状型流体浄化装置XXVIIを上下方向に3段重ねて、各粒状型流体浄化装置XXVの充填された酸化チタン担持粒状活性炭Gの下面1dに配置された面光源(光源5)の主面8n,8mから、充填された酸化チタン担持粒状活性炭Gの上面1uに配置された面光源(光源5)の主面8m,8nへの方向に、空気を流すための送風ファンを設けた。こうして、粒状型流体浄化装置XXVII−IIIを得た。(Example 27)
Referring to FIG. 22, 2 kg of titanium oxide-supported granular activated carbon G (photocatalyst-supported porous body 1) was filled in a
トルエン濃度が100ppmの空気で満たされた1m3の気密ボックス内に、送風ファンにより内部流速が0.5m3/minに調節された上記粒状型流体浄化装置XXVII−IIIを入れて、3時間毎に、検知管(ガステック社製122L)を用いて、第1段、第2段および第3段の流体浄化装置の出口におけるトルエン濃度を測定した。結果を表8にまとめた。The granular fluid purification apparatus XXVII-III, whose internal flow rate is adjusted to 0.5 m 3 / min by a blower fan, is placed in a 1 m 3 hermetic box filled with air with a toluene concentration of 100 ppm. Every 3 hours The toluene concentration at the outlet of the first, second and third stage fluid purification devices was measured using a detector tube (122 L manufactured by Gastec). The results are summarized in Table 8.
(実施例28)
図22を参照して、面光源(光源5)の元光源4に含まれる線光源として等間隔に配置された6本の400nm〜700nmの間に発光ピーク波長を有する6Wの直管蛍光灯(NEC社製FL6W)を用いたこと、光触媒担持多孔質体1として硫黄ドープ酸化チタン担持粒状活性炭Hを用いたこと以外は、実施例27と同様にして、粒状型流体浄化装置XXVIII−IIIを得た。この粒状型流体浄化装置XXVIII−IIIを用いて、実施例27と同様の条件で、第1段、第2段および第3段の流体浄化装置の出口におけるトルエン濃度を測定した。結果を表8にまとめた。(Example 28)
Referring to FIG. 22, 6 W straight tube fluorescent lamps having emission peak wavelengths between six 400 nm to 700 nm arranged at equal intervals as line light sources included in the original
上記表8の結果における経過時間と第1段、第2段および第3段の粒状型流体浄化装置の出口におけるトルエン濃度との関係を図33にプロットした。表7および図31から明らかなように、実施例27および28のいずれの粒状型流体浄化装置においても、高い流体浄化性能が得られた。 The relationship between the elapsed time in the results of Table 8 above and the toluene concentration at the outlet of the first-stage, second-stage and third-stage granular fluid purifiers is plotted in FIG. As apparent from Table 7 and FIG. 31, in any of the granular fluid purification devices of Examples 27 and 28, high fluid purification performance was obtained.
なお、実施例27および実施例28の3段の粒状型流体浄化装置において、各段の粒状型流体浄化装置の間に挟まれた2つの面光源は、1つの面光源にまとめて用いることもできることはいうまでもない。 In the three-stage granular fluid purification device of Example 27 and Example 28, the two surface light sources sandwiched between the granular fluid purification devices of each stage may be used together as one surface light source. Needless to say, it can be done.
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明でなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
Claims (18)
前記元光源(4)は、点光源および線光源のいずれかを含む請求の範囲第6項に記載の流体浄化装置。The surface light source includes an original light source (4) and any one of a light guide plate (7) and a light diffusing material (8),
The fluid purification device according to claim 6, wherein the original light source (4) includes either a point light source or a line light source.
前記光源は前記シート(71)上に点着された前記光触媒担持多孔質体(1)に対向して配置されている請求の範囲第1項から第7項までのいずれかに記載の流体浄化装置。A sheet (71) for spotting the photocatalyst-supporting porous body (1);
The fluid purification according to any one of claims 1 to 7, wherein the light source is disposed to face the photocatalyst-supporting porous body (1) spotted on the sheet (71). apparatus.
前記光触媒多孔質体(1)が点着された前記シート(71)は、前記面光源の主面上に配置されている請求の範囲第8項に記載の流体浄化装置。The light source (5) includes a surface light source,
The fluid purification device according to claim 8, wherein the sheet (71) on which the photocatalytic porous body (1) is spotted is disposed on a main surface of the surface light source.
前記光源(5)は、前記光触媒担持多孔質体(1)のハニカム開口面(1k,1k’)に対向して配置されている請求の範囲第1項から第7項までのいずれかに記載の流体浄化装置。The photocatalyst-supporting porous body (1) has a honeycomb shape,
The said light source (5) is arrange | positioned facing the honeycomb opening surface (1k, 1k ') of the said photocatalyst carrying | support porous body (1), The range in any one of Claim 1-7 Fluid purification device.
流体が前記面光源の主面を貫通するように、前記面光源および前記光触媒担持多孔質体(1)が配置されている請求の範囲第11項に記載の流体浄化装置。The light source (5) includes a surface light source,
The fluid purification device according to claim 11, wherein the surface light source and the photocatalyst-supporting porous body (1) are arranged so that a fluid penetrates a main surface of the surface light source.
前記光源(5)は、前記光触媒担時多孔質体(1)のブラシ毛部(1a)の側面に対向して配置されている請求の範囲第1項から第7項までのいずれかに記載の流体浄化装置。The photocatalyst-supporting porous body (1) has a brush-like shape,
The said light source (5) is arrange | positioned facing the side surface of the brush bristle part (1a) of the said porous body (1) at the time of the said photocatalyst support, The range in any one of Claim 1-7 Fluid purification device.
流体が前記面光源の主面を貫通するように、前記面光源および前記光触媒担持多孔質体(1)が配置されている請求の範囲第13項に記載の流体浄化装置。The light source (5) includes a surface light source,
The fluid purification device according to claim 13, wherein the surface light source and the photocatalyst-supporting porous body (1) are arranged so that the fluid penetrates the main surface of the surface light source.
流体が前記面光源の主面を貫通するように、前記面光源および前記光触媒担持多孔質体(1)が配置されている請求の範囲第15項に記載の流体浄化装置。The light source (5) includes a surface light source,
The fluid purification device according to claim 15, wherein the surface light source and the photocatalyst-supporting porous body (1) are arranged so that the fluid penetrates the main surface of the surface light source.
流体が前記面光源の主面を貫通するように、前記面光源および前記光触媒担持多孔質体(1)が配置されている請求の範囲第1項から第7項までのいずれかに記載の流体浄化装置。The light source (5) includes a surface light source,
The fluid according to any one of claims 1 to 7, wherein the surface light source and the photocatalyst-supporting porous body (1) are arranged so that the fluid penetrates a main surface of the surface light source. Purification equipment.
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