WO2001012324A1

WO2001012324A1 - Filtre de photocatalyse et mode d'elaboration

Info

Publication number: WO2001012324A1
Application number: PCT/JP2000/005005
Authority: WO
Inventors: Shinji Kato; Hirokazu Watanabe
Original assignee: Noritake Co., Ltd.
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 2000-07-26
Publication date: 2001-02-22
Also published as: JP2001038218A; KR100585048B1; TW590802B; JP3540964B2; KR20020026551A

Description

明細書

光触媒フィルタ一及びその製造方法技術分野

本発明は，排水浄化や空気清浄等に用いる，浄化効率の高い光触媒フィルター及びその製造方法に関する。背景技術

近年，居住空間や作業空間での悪臭や自動車の排気ガス等の有害物質による汚染，或いは，生活排水や産業廃水等による水質汚染が深刻な問題となつている。特に，現在行われている活性汚泥法等による水処理法では処理が難しい有機塩素系の溶剤やゴルフ場の農薬等による水源の汚染も広範囲に及んでおり，環境の汚染が重大な問題となっている。

かかる状況の下. 空気浄化や水質浄化を効率的に行なうべく，光触媒フィルターが開発されている。

上記従来の光触媒フィルタ一は，有機繊維或レ、は無機繊維からなるハニカム構造体に酸化チタン粉末からなる光触媒を担持させてなる。上記光触媒フィルターは，被処理気体又は被処理液を通し，その中の有害成分を光触媒機能によって分解除去することにより，空気浄化や水質浄化を行なっている。上記光触媒フィルタ一は，通過する被処理気体又は被処理液の圧力損失が小さく，活性炭等との複合化が容易であるという利点がある。

ところが，上記光触媒フィルタ一はハニカム形状であるため，紫外線が内部の光触媒まで届き難いそのため，光触媒の触媒機能が充分に発揮できなレ、。

かかる観点から，三次元網目構造を有する光触媒フィルタ'一が開発されている（特開平 9一 1 0 5 1 2 0，特公昭 5 7— 3 5 0 4 8 )。上記光触媒フィルタ一は，三次元網目構造を有するセラミック多孔体の表面に光触媒を担持させてなる。

しかしながら，上記従来の光触媒フィルタ一は，単に市販のセラミック多孔体に酸化チタンをコーティングしたものであり，以下の問題点がある。上記セラミック多孔体は，骨格が 1〜 2 m m程度と太いため，紫外線が内部まで充分に照射されず，光触媒機能が発揮されない。また，上記セラミツク多孔体の表面には特に凹凸はなく，充分な表面積が得られない。従って，その表面に担持される光触媒の表面積が充分に得られず，光触媒機能が充分に発揮されないという問題もある。

本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，光触媒機能を充分に発揮することができ，浄化効率に優れた光触媒フィルターを提供しようとするものである。発明の開示

本発明は，三次元網目構造を有するセラミック多孔体の表面に表層用セラミック粒子によって形成した凹凸表面層を有してなると共に，該凹凸表面層に光触媒を担持させてなり，かつ，上記表層用セラミック粒子は，平均粒径が 1 fi m〜 1 0 0 / inであることを特徴とする光触媒フィルターにある。本発明において最も注目すべきことは，上記光触媒フィルタ一は，上記セラミック多孔体の表面に表層用セラミック粒子によって形成した凹凸表面層を有してなると共に，上記表層用セラミック粒子は，平均粒径が l m〜 l 0 0 μ mであることである。

上記平均粒径が 1 μ m未満の場合には，上記凹凸表面層が充分に形成されない。一方，上記平均粒径が 1 0 0 /1 mを超える場合には，表層用セラミツク粒子がセラミック多孔体から脱離するおそれがある。

なお，上記表層用セラミック粒子としては，例えばアルミナ粒子がある。次に，本発明の作用効果につき説明する。

上記光触媒フィルタ一は，セラミック多孔体の表面に上記凹凸表面層を形成してなる。そのため，上記セラミック多孔体の表面積が大きくなる。それ故，上記セラミック多孔体の表面に担持する光触媒の表面積も大きくなるため，その光触媒機能が充分に発揮される。

これにより，上記光触媒フィルターの浄化効率が向上する。

また，上記凹凸表面層を形成する表層用セラミック粒子は，平均粒径が 1 m〜 1 0 0 mである。そのため，充分な大きさを有する上記凹凸表面層が形成され，光触媒機能が充分に発揮される。

更に，上記光触媒は上記凹凸表面層に担持されているため，アンカー効果によりその担持力が大きく，上記光触媒が剥がれ難いという利点もある。以上のごとく，本発明によれば，光触媒機能を充分に発揮することができ，浄化効率に優れた光触媒フィルターを提供することができる。

次に，上記セラミック多孔体を構成する骨格筋の直径は， 1 0 0〜 1 0 0 0 /y mであることが好ましい。

これにより，上記光触媒フィルターに照射される光が内部にまで充分に透過する。そのため，上記セラミック多孔体の内部に担持された光触媒にも光が充分に照射され，触媒機能を充分に発揮することができる。

上記骨格筋の直径が 1 0 0 μ m未満の場合には，光触媒フィルターの強度が不充分となるおそれがある。一方，上記直径が 1 0 0 0 i mを超える場合には，光触媒フィルターの内部にまで充分に光が照射されないおそれがある。次に，上記光触媒フィルタ一は，厚み 5 mmにおける光透過率が 1 0〜5 0 %であることが好ましい。

これにより，上記セラミック多孔体の内部に担持された光触媒に光が充分に照射され，触媒機能を充分に発揮することができる。

厚み 5 mmにおける上記光透過率が 1 0 %未満の場合には，上記セラミック多孔体の内部に担持された光触媒の触媒機能が充分に発揮されないおそれがある。一方，上記光透過率が 5 0 %を超える場合には，上記骨格筋が細くなりすぎるためフィルタ一としての強度が得られないおそれがある。

次に，上記光触媒は，酸化チタンであることが好ましい。

これにより，上記光触媒の触媒機能が高く，一層浄化効率に優れた光触媒フィルタ一を得ることができる。

次に，三次元網目構造を有する有機多孔体に，セラミック微粉末とバインダ一とを含む泥漿を含浸付着させ，該泥漿が乾燥しない間に表層用セラミック粒子を上記泥漿に付着させ，乾燥した後，これらを加熱して上記有機多孔体を焼失させると共に，上記セラミック微粉末及び表層用セラミック粒子を焼結させて，三次元網目構造を有するセラミック多孔体の表面に上記表層用セラミック粒子よりなる凹凸表面層を形成してなるセラミック多孔体を作製し，

次いで，該セラミック多孔体の上記凹凸表面層に光触媒を担持させることにより，光触媒フィルターを製造する方法であって，

かつ，上記表層用セラミック粒子は平均粒径 1 / m〜 1 0 0 mであることを特徴とする光触媒フィルターの製造方法がある。

上記平均粒径が 1 μ m未満の場合には，上記凹凸表面層が充分に形成されない。一方，上記平均粒径が 1 0 0 μ mを超える場合には，表層用セラミック粒子がセラミック多孔体から脱離するおそれがある。

なお，上記表層用セラミック粒子としては，例えばアルミナ粒子を用いる。上記セラミック微粉末としては，例えばアルミナ粉末を用いる。また，上記有機多孔体としては，例えばゥレタンフォームを用いる。

次に，本製造方法の作用効果につき説明する。

上記凹凸表面層の形成には，上記のごとく，平均粒径 1 π！〜 1 0 0 μ m の表層用セラミック粒子を用いる。そのため，上記凹凸表面層を確実に得ることができる。

また，上記のような有機多孔体を用いるため，複雑な構造の上記セラミツク多孔体を容易に作製することができる。従って，浄化効率に優れた光触媒フィルターを容易に製造することができる。

次に，上記セラミック多孔体の骨格筋の直径は， 1 0 0〜 1 0 0 0 / mであることが好ましい。

これにより，上記光触媒の触媒機能が高く，一層浄化効率に優れた光触媒フィルターを容易に得ることができる。なお，上記骨格筋の直径の臨界意義は，請求項 2の発明と同様である。

次に，上記光触媒は，酸化チタンであることが好ましい。

これにより，上記光触媒の触媒機能が高く，一層浄化効率に優れた光触媒フィルターを容易に得ることができる。図面の簡単な説明

第 1図は，実施形態例 1における，（A) 光触媒フィルターの説明図，及び ( B ) (A ) の A— Λ線断面説明図，

第 2図は，実施形態例 1における，セラミック多孔体の斜視図，第 3図は，実施形態例 1における，光触媒フィルタ一の製造方法の説明図，第 4図は，実施形態例 2における，（A ) 光触媒フィルター（試料 1 ) の図面代用電子顕微鏡写真（1 2 0倍）， ( B ) (A) を更に拡大した図面代用電子顕微鏡写真（8 0 0倍），

第 5図は，実施形態例 2における，（A) 光触媒フィルタ一（試料 2 ) の図面代用電子顕微鏡写真（ 1 2 0倍）， ( B ) (A) を更に拡大した図面代用電子顕微鏡写真（8 0 0倍），

第 6図は，実施形態例 2における. （A) 光触媒フィルタ一（試料 3 ) の図面代用電子顕微鏡写真（1 2 0倍）， ( B ) (A) を更に拡大した図面代用電子顕微鏡写真（8 0 0倍），

第 7図は，実施形態例 2における，光触媒フィルターの酸化チタン担持量の測定結果を表す線図，

第 8図は，実施形態例 3における，光触媒フィルターの表面の図面代用電子顕微鏡写真（2 5 0倍），

第 9図は，比較例 2の光触媒フィルターの表面の図面代用電子顕微鏡写真 ( 1 0 0 0倍），

第 1 0図は，実施形態例 3における，光触媒フィルタ一の酸化チタン担持量の測定結果を表す線図，

第 1 1図は，実験例 1における，光触媒フィルタ一の光透過性の評価方法の説明図，

第 1 2図は，実験例 1における，光触媒フィルターの光透過率の測定結果を表す線図，

第 1 3図は，実験例 2における，光触媒フィルターによるトリクレンの濃度減少を表す線図，

第 1 4図は，実験例 3における，実験方法を表す説明図，

第 1 5図は，実験例 3における，光触媒フィルタ一によるァセトアルデヒドの濃度滅少を表す線図，

第 1 6図は，実施形態例 4における，脱臭器の説明図，

第 1 7図は，実施形態例 4における，脱臭器によるァセトアルデヒドの濃度減少を表す線図，

第 1 8図は，実施形態例 4における，脱臭器によるアンモニアの濃度減少を表す線図，

第 1 9図は，実施形態例 5における，（A) 本発明の光触媒フィルターの電子顕微镜写真（1 0倍）， ( B ) 従来の光触媒フィルターの電子顕微鏡写真である。発明を実施するための最良の形態

実施形態例 1

本発明の実施形態例にかかる光触媒フィルターにっき，図 1〜図 4を用いて説明する。

上記光触媒フィルター 1は，第 1図（A)， ( B ) に示すごとく，三次元網目構造を有するセラミック多孔体 2の表面に表層用セラミック粒子 3によつて形成した凹凸表面層 3 0を有してなると共に，該凹凸表面層 3 0に酸化チタンからなる光触媒 4を担持させてなる。上記表層用セラミック粒子 3は，平均粒径が 2 2 mである。

なお，第 1図（A) は，説明の便宜上，凹凸表面層 3 0を部分的に省略して，セラミック多孔体 2の骨格筋 2 1を露出させて表している。

上記セラミック多孔体 2を構成する骨格筋 2 1の直径は， 1 0 0〜 1 0 0 0 μ mである。

また，上記光触媒フィルタ一 1の光透過率は厚み 5 mmで約 3 0 %である。次に，上記光触媒フィルター 1の製造方法につき図 3，図 1を用いて説明する。

まず，三次元網目構造（第 1図（A) 参照）を有する有機多孔体 5に，セラミック微粉末とバインダーとを含む泥漿 2 0を含浸付着させる（第 3図 (A) )。なお，図 3は，上記有機多孔体 5における網目構造を構成する 1本の有機繊維に関して説明している。

該泥漿 2 0が乾燥しない間に表層用セラミック粒子 3を上記泥漿 2 0に付着させる（第 3図（B ) )。該泥漿 2 0を乾燥した後，これらを加熱して上記有機多孔体 5を焼失させると共に，上記セラミック微粉末及び表層用セラミック粒子 3を焼結させる。

これにより，三次元網目構造を有するセラミック多孔体 2の表面に上記表 2324

層用セラミック粒子 3よりなる凹凸表面層 30を形成してなるセラミック多孔体 2を作製する（第 3図（C))。また，該セラミック多孔体 2の骨格筋 2 1における上記有機多孔体 5が存在していた部分には，上記有機繊維の焼失によって空洞 29が形成される。

次いで，該セラミック多孔体 2の上記凹凸表面層 30に，酸化チタンからなる光触媒 4を担持させることにより光触媒フィルタ一 1を製造する（第 1 図（A)，（B), 第 4図（A), (B))。

なお，上記表層用セラミック粒子 3は，アルミナ粒子である。

次に，本例の作用効果につき説明する。

上記光触媒フィルタ一 1は，セラミック多孔体 2の表面に上記凹凸表面層 30を形成してなる（第 1図（A), (B))。そのため，上記セラミック多孔体 2の表面積が大きくなる。それ故，上記セラミック多孔体 2の表面に担持する光触媒 4の表面積も大きくなるため，その光触媒機能が充分に発揮される。

これにより，上記光触媒フィルタ一 1の浄化効率が向上する。

また，上記凹凸表面層 30を形成する表層用セラミック粒子 3は，平均粒径が 1 ！〜 100 mである。そのため，充分な大きさを有する上記凹凸表面層 30が形成され，光触媒機能が充分に発揮される。

更に，上記光触媒 4は上記凹凸表面層 30に担持されているため，アンカ一効果によりその担持力が大きく，上記光触媒 4が剥がれ難いという利点もある。

また，上記セラミック多孔体 2を構成する骨格筋の直径は， 1 00〜 1 0 00 imであるため，上記光触媒フィルタ一 1に照射される光が内部にまで充分に透過する。

また，上記光触媒フィルタ一 1の光透過率は厚み 5mmで 30%であるため，上記セラミック多孔体 2の内部に担持された光触媒 4にも光が充分に照射され，触媒機能を充分に発揮することができる。

以上のごとく，本例によれば，光触媒機能を充分に発揮することができ，浄化効率に優れた光触媒フィルターを提供することができる。

実施形態例 2

本例は，第 4図〜第 7図に示すごとく，水質浄化用の光触媒フィルターの具体的な例である。

本例の光触媒フィルタ一は，以下に示すごとく製造した。

まず，有機多孔体に含浸付着させてセラミック多孔体を得るための泥漿を，以下のようにして作製した。

2 Lポリエチレンポットに，セラミック微粉末（アルミナ微粉末） 44 6. 5 g , タノレク 1 6. 0 g，木節粘土 3 6. 5 g , 水 1 5 5 g , 分散剤 1 2. 5 gを加えた。次いで，玉石（アルミナ玉石， φ ΐ θιηιη) を上記ポリェチレンポッ卜の約 1Z3まで投入し，ポットミルにて 5時間攪拌混合した。次いで，有機バインダーであるセラモ Τ Β— Ο 1 (第一工業製薬（株）製）を 1 2 7. l g添加し，更に 2 0時間の攪拌を行なうことにより，アルミナ微粉末を含む泥漿を得た。

次に，上記泥漿に，三次元網目構造を有する有機多孔体であるウレタンフオームを投入した。次いで，ウレタンフォームの表面に泥漿を馴染ませた後に，余分に付着した泥漿を口一ラーで押出すことにより除去した。

次いで，上記ウレタンフォームの空隙に詰まった泥漿を，スプレーを用いて吹き飛ばすことにより目詰まりを解消した。

次いで，上記ウレタンフォームに付着した泥漿（第 3図（A) 参照）に，篩を用いて表層用セラミック粒子（アルミナ粒子）を振り掛けることにより均一に付着させた（第 3図（B) 参照)。ここで，上記アルミナ粒子は，平均粒径 4 7 i m, 2 2 μ τη, 8 μ mの 3種類のものを用いた。

次いで，余分なアルミナ粒子を払い落として，オーブン中で 70°C， 24 時間乾燥させた。その後， 1600°C， 1時間の焼成を行なうことにより，上記ウレタンフォームを焼失させると共に，上記アルミナ微粉末とアルミナ粒子を焼結させた（第 3図（C) 参照）。

これにより，三次元網目構造を有するセラミック多孔体の表面に上記アルミナ粒子からなる凹凸表面層を形成してなるセラミック多孔体を得た。次に，上記セラミック多孔体をアナターゼ型の酸化チタンからなる光触媒のスラリー（石原産業製 ST— KO 1) に浸漬させた後， 500°Cで焼き付けた。これにより，上記凹凸表面層に，上記酸化チタンからなる光触媒を膜伏に担持させた（第 1図（B) 参照）。

上記の酸化チタンスラリー（ST— K0 1) は，酸化チタンの微粒子が水系溶媒中に単分散したスラリーに無機バインダーとしてシリカを 20%含んだ溶液である。

以上により，第 4図〜第 6図に示す上記光触媒フィルタ一を製造した。なお，凹凸表面層を形成するアルミナ粒子の平均粒径が 47 μ mの光触媒フィルタ一を試料 1 (第 4図）， 22 mの光触媒フィルタ一を試料 2 (第 5 図）， 8 の光触媒フィルターを試料 3 (第 6図）とした。

第 4図（A), 第 5図（A), 第 6図（A) において，白色部分がセラミツク多孔体の骨格筋に凹凸表面層及び光触媒が形成された部分を表し，黒色部分がセラミック多孔体の空孔部を表す。また，第 4図（A) の右方及び第 5 図（A) の左方に見える三角形状の黒色部分は，ウレタンフォームが存在していた空洞である。

更に，第 4図（B)，第 5図（B), 第 6図（B) は，上記光触媒フィルタ一の表面の &大であり，図中の筋状の黒色部は，光触媒の膜に生じたひび割れ部である。

上記試料] , 試料 2，試料 3の光触媒フィルタ一における，酸化チタンの担持量を測定した（第 7図）。即ち，上記各光触媒フィルタ一のセラミック多孔体 1 c m³当りの酸化チタンの担持量を測定した。また，上記凹凸表面層を有さない光触媒フィルターの酸化チタン担持量を，比較例 1として測定した。

測定結果を第 7図に示す。

第 7図より分かるように，試料 1 , 試料 2，試料 3の酸化チタンの担持量は，比較例に対して多い。

即ち，上記凹凸表面層を有する本発明の光触媒フィルタ一は，酸化チタンを多く担持していることが分かる。

また，表 1に示すごとく，上記試料 1〜 3 , 及び比較例の試料について，単位体積当りの表面積を測定した。即ち， B E T 1点法で測定した上記各試料の比表面積と嵩密度から，上記各試料の単位体積当りの表面積を算出した。算出方法は，

(試料 1 cm³当りの表面積） = (比表面積〔m 〕） X (嵩密度〔g/cm³〕）である。

算出結果を表 1に示す。

(表 1 )

表 1から分かるように，試料 1〜3の単位体積当りの表面積は，上記凹凸表面層を有しない比較例 1の試料の 6倍以上であった。

この結果から，本発明の光触媒フィルタ一は，上記凹凸表面層を形成したことにより，大幅に表面積が増大したことが分かる。実施形態例 3

本例は，第 8図〜第 1 0図に示すごとく，空気清浄機用の光触媒フィルタ一の具体的な例である。

本例の光触媒フィルタ一は，以下に示すごとく製造した。

まず，上記実施形態例 2と同様の方法で，三次元網目構造を有するセラミック多孔体の表面に上記アルミナ粒子からなる凹凸表面層を形成してなるセラミック多孔体を得た（第 3図（C ) 参照）。

次いで，上記セラミック多孔体をアナターゼ型の酸化チタンからなる光触媒のスラリー（石原産業製 S T S— 0 1 ) に浸漬させた後，スプレーにて過剰なスラリーを除去し，これを 2 0 0 °Cで乾燥した。これにより，上記凹凸表面層に，上記酸化チタンからなる光触媒を膜状に担持させた（第 1図（B ) 参照）。

上記の酸化チタンスラリー（S T S— 0 1 ) は，酸化チタンの微粒子が水系溶媒中に単分散したスラリ一である。

以上により，上記光触媒フィルターを製造した（第 8図）。

なお，凹凸表面層を形成するアルミナ粒子の平均粒径が 4 の光触媒フィルターを試料 4，上記アルミナ粒子の平均粒径が 2 2 / mの光触媒フィルターを試料 5，上記アルミナ粒子の平均粒径が 8 の光触媒フィルタ一を試料 6とした。第 8図は上記試料 5の電子顕微鏡写真である。

また，上記凹凸表面層を有さない光触媒フィルタ一を比較例 2として作製した。

上記酸化チタンスラリー（S T S— 0 1 ) は酸化チタン濃度が 3 0 %と非常に濃いため，第 8図に示すごとく，本例の光触媒フィルタ一は，上記凹凸表面層の凹凸が吸収されてしまうほど酸化チタンの膜が厚く形成されている。なお，第 8図において，比較的白い部分が凸状となっており，比較的黒い部分が凹状となっている。また，筋状の黒色部は，酸化チタンの膜に生じたひび割れ部である。

また，上記酸化チタンスラリー（S T S— 0 1 ) は，実施形態例 2の S T - K 0 1のように無機バインダーを含まないため，上記酸化チタンの膜強度は比較的小さい。し力し，本例の光触媒フィルタ一をハンドリングした後に，酸化チタン膜の脱落を確認したところ，上記酸化チタン膜の脱落はなかった。一方，比較例 2の試料をハンドリングした後には，第 9図に示すごとく，酸化チタン膜の脱落が確認できた。

これは，上記凹凸表面層の有無による差であると考えられる。即ち，本例の光触媒フィルタ一は凹凸表面層を有しているため，上記酸化チタン膜と凹凸表面層との間のアンカ一効果によって，酸化チタンの担持力が向上したものと考えられる。

次に，上記試料 4〜 6の光触媒フィルタ一における，酸化チタンの担持量を測定した（第 1 0図)。

即ち，上記各光触媒フィルタ一のセラミック多孔体 1 c m³当りの酸化チタンの担持量を測定した。

測定結果を第 1 0図に示す。

第 1 0図より分かるように，試料 4〜 6の酸化チタンの担持量は，比較例 2に対して圧倒的に多い。

即ち，上記凹凸表面層をする本発明の光触媒フィルタ一は，酸化チタンを多く担持していることが分かる。

また , 上記試料 4〜 6及び比較例 2の試料について，単位体積当りの表面積を測定した。算出方法は，施形態例 2と同様である。

算出結果を表 2に示す。 ( 2)

表 2から分かるように，試料 4〜 6の単位体積当りの表面積は，上記凹凸表面層を有しない比較例 2の試料の 1 0倍以上であった。

この結果から，本発明の光触媒フィルタ一は，上記凹凸表面層を形成したことにより，大幅に表面積が増大したことが分かる，

実験例 1

本例においては，第 1 1図，第 1 2図に示すごとく，本発明の光触媒フィルターの光透過性を評価した。

即ち，実施形態例 2に示した試料 2の水質浄化用の光触媒フィルターの光透過率を以下のごとく測定した。

まず，厚み 5 mm， 1 O m m, 1 5 mm, 2 0 m mの 4種類の上記光触媒フィルタ一を用意した。なお，該光触媒フィルターにおける凹凸表面層は，粒径 2 2 μ mのアルミナ粉末からなる。

次いで，第 1 1図に示すごとく，紫外線強度計 6 9 (MINOLTA製 UM- 10：ピーク波長 3 6 0 n m) を光触媒フィルター 1の直後に設置した。そして， 1 0 Wのブラックライト 6 5 (東芝ライテック製 F L 1 0 B L B ：波長 3 0 0〜4 2 0 n m，ピーク波長 3 6 0 n m) を上記光触媒フィルター 1の前面 1 1力ら 7 c mの位置に配置した。

次いで，上記ブラックライ卜 6 5を上記光触媒フィルター 1に照射して，その透過光の強度を上記紫外線強度計 6 9により測定した。

なお，上記光触媒フィルタ一は，メッシュサイズ # 8のウレタンフォームを用いて得たセラミック多孔体を有するもの（試料 2— 1)，及びメッシュサィズ # 1 3のウレタンフォームを用いて得たセラミック多孔体を有するもの (試料 2— 2) の 2種類について測定した。

また，比較例 3， 4として，市販のセラミックフォーム（メッシュサイズ # 8， # 1 3) に，酸化チタンをコーティングしたものについても同様の測定をした。

上記のごとく測定した紫外線強度を，上記光触媒フィルタ一を配置しない状態で測定した場合の紫外棣強度との比率から光透過率を算出した。

即ち，

光透過率（％) = { (光触媒フィルタ一を配置したときの強度） Z (光触媒フィルターを配置しないときの強度） } X I 00

である。

算出結果を，第 1 2図に示す。

同図から分かるように，比較例 3， 4の試料は，厚みを 1 0 mmとすると光透過率が殆ど 0になるのに対し，試料 2— 1は，厚みを 1 O mmとしても，光透過率は約 2 0 %あり，また，試料 2— 2も， 1 0 %近くの光透過率を有する。

即ち，本発明の光触媒フィルタ一は，従来のものに比べて確実に光透過率が向上していることが分かる。

実験例 2

本例においては，第 1 3図に示すごとく，実施形態例 2で示した本発明の水処理用の光触媒フィルタ一の光触媒性能を評価した。

実験方法は以下の通りである。

まず，直径 6 0 mmの石英容器中に上記光触媒フィルターの試料（直径 5 0mm, 厚み 1 Omm) と，濃度 5 0 p pmのトリクレン水溶液 5 0 c cを入れ，蒸発を防止するために密閉した。次いで，上記石英容器の底面から 3 c m離れた位置から低圧水銀ランプ (USIO製 1 0 W) を所定時間照射した。

次いで， 8 0 °Cのオイルバス中で上記石英容器を温め， 1時間保持することで水中に溶けていたトリクレンを蒸発させた。

次いで，蒸発したガス中に含まれるトリクレンの量をガスクロマトグラフ (島津製作所製 GC-14A) により測定した。

また，比較として，凹凸表面層のない従来の光触媒フィルターについても同様の測定を行なった。更に，ブランクとして，上記トリクレン水溶液に対して試料を入れずに光（紫外線）照射のみを行なった場合のトリクレン濃度変化を測定した。

測定結果は，第 1 3図に示す通りである。

同図において，トリクレン濃度比とは，初期のトリクレン濃度に対する各測定値の相対比である。即ち，濃度 5 0 p p mのトリクレン水溶液 5 0 c c をそのまま 8 0 °Cのオイルバス中で加熱し，蒸発させて得た卜リクレンの濃度を 1 0 0 %とし，各測定^ Sをその相対比で表したものがトリクレン濃度比である。

第 1 3図より分かるように，ブランクの場合にも卜リクレン濃度は，減少している。これは，紫外線のみによってもトリクレンはある程度分解することを示している。

また，第 1 3図より分かるように，従来の光触媒フィルタ一を用いた場合には，ブランクに比べて，明らかにトリクレンの濃度の減少量が大きい。これは，従来の光触媒フィルタ一によって，トリクレンを吸着，分解した量を表している。

更に，本発明の光触媒フィルタ一を用いた場合には，従来の光触媒フィルターを用いた場合よりも一層トリクレンの濃度の減少量が大きい：この減少量が，上記光触媒フィルターに凹凸表面層を設けたことによる効果と考えられる。即ち，上記凹凸表面層によるトリクレンの吸着や，凹凸表面層による光触媒フィルターの担持量の増加等による効果と考えられる。

実験例 3

本例においては，第 14図，第 1 5図に示すごとく，実施形態例 3で示した本発明の空気清浄機用の光触媒フィルターの光触媒性能を評価した。

実験方法は以下の通りである。

まず，第 14図に示すごとく， 1. 3リツトルの反応器 6 1 (PYREX製）内に，上記光触媒フィルタ一 Lの試料（50 X 50 X 10 mm) を， 50 X 5 Omm面が垂直面となるように，上方から糸 62により吊るして配置した。また，第 14図に示すごとく，上記反応器 6 1はスターラ一63の上に載置され，該スターラ一63によって回転する攪拌子 64が上記反応器 6 1内の底部に配置してある。また，上記反応器 6 〗の側方には，上記光触媒フィノレター 1の 50 X 5 Omm面の正面にブラックライト 65を配置した。

次いで，上記攪袢子 64を回転させて反応器 6 1内のガスを流動させながら， 0. 2m 1のァセ卜アルデヒド（純度 90%， 23°Cの飽和状態）を，注入口 66からシリンジを用いて注入した。ァセトアルデヒドの注入は，上記ブラックライト 64の点灯から 0， 20, 40, G O, 80分後にそれぞれ行なった（第 1 5図）。

次いで，ブラックライ卜 65を点灯してから所定時間に，反応器 6 1内のガスをシリンジでサンプルリングした。このとき，上記ブラックライト 65 の光強度は，上記光触媒フィルター 1の位置で波長 360 nmにおいて lm W/c m²とした。サンプリングしたガスをガスクロマトグラフに注入して定量分析を行なった。なお，上記ブラックライ卜 65は，点灯後 58分後に消灯した（第 1 5図の破線)。

測定結果は，第 1 5図に示す通りである。

同図より分かるように，ブランクの場合には，ァセトアルデヒドは殆ど減少せず，注入される度に蓄積され，濃度が上昇している。これは，紫外線のみでは，ァセトアルデヒドの分解は殆ど起らないことを示している。

また，第 1 5図より分かるように，従来の光触媒フィルターを用いた場合には，ァセトアルデヒドは，注入後 1分後に約 3 Z 5まで減少し， 2 0分後には略全て吸着分解され，ァセトアルデヒドの蓄積は殆どなかった。

これに対し，本発明の光触媒フィルタ一を用いた場合には，ァセトアルデヒドは，注入後 1分後に約 1 4まで激減し， 1 0分程度で略全て吸着分解された。

この結果より，本発明の光触媒フィルターの吸着 ·分解性能が従来品よりも優れていることが分かる。

また，従来の光触媒フィルターの場合には，ブラックライト消灯後は，注入後 2 0分経過してもァセトアルデヒドは完全に除去されずに蓄積されている。これに対し，本発明の光触媒フィルタ一の場合には，ブラックライト消灯後にも，注入後 1 0分後にはァセ卜アルデヒドは完全に除去された。これは，上記光触媒フィルターの吸着性能が，従来品よりも優れていることを示している。

即ち，このァセトアルデヒドの吸着の効果は，本発明の光触媒フィルタ一が凹凸表面層を有していることによる効果と考えられる。

実施形態例 4

本例は，第 1 6図〜第 1 8図に示すごとく，実施形態例 3の光触媒フィルターを用いた脱臭器の例である。

即ち，第 1 6図に示すごとく，上記脱臭器 7は，円筒 7 1と，該円筒 7 1 の中心を揷通する紫外線ランプ 7 2と，上記円筒 7 1と紫外線ランプ 7 2との間に配設した光触媒フィルター 1とからなる。上記脱臭器 7の排気口 7 3 には，ファン 7 3 1が取付けられている。該ファン 7 3 1を回転させることにより，被処理空気を上記脱臭器 7の吸気口 7 4から吸入して上記光触媒フィルター 1内に導入し，浄化された空気を上記排気口 7 3カゝらお出する。第 1 6図において，符号 7 5は電源であり，符号 7 6はインバータである。上記脱臭器 7の脱臭効果を評価した。

即ち，上記脱臭器 7を設置した 2 0 0 リットルの容器内に， l O O p p m のァセトアルデヒドを 2 0 0リツトル導入し，その濃度の時間変化をガス検知管を用いて測定した。また，比較として，活性炭 4 4 gからなる市販の脱臭剤（2 6 0 リットル用）を上記と同様の容器内に配置して同様の測定を行なった。

測定結果を第 1 7図に示す。

同図より分かるように，市販の脱臭剤では，ァセトアルデヒドの濃度は，殆ど減少させることができなかった。これに対し，本例の脱臭器では確実にァセトアルデヒドの除去が行なわれ， 9 0分後には，当初 l O O p p mあつたァセトアルデヒドを 1 p p m以下まで減少させることができた。

また，アンモニアに対する脱臭効果についても評価した。その結果は，第 1 8図に示す通りである。

同図から分かるように，市販の脱臭剤では，初期濃度 1 5 0 p p mのアンモニァを 1 0 0 p p mにまでしか減少させることができなかった。これに対し，本例の脱臭器 7によると， 3 0分後に数 p p mにまで減少させること力；できた。

以上の結果より，本例の脱臭器は，市販の脱臭剤では対応することのできない過酷な条件下においても，優れた脱臭効果を有することが分かる。

実施形態例 5

本例は，第 1 9図に示すごとく，電子顕微鏡写真を用い，実施形態例 2の光触媒フィルター 1と従来品の骨格筋の太さを比較観察した例である。

即ち，第 1 9図（A) 力';，実施形態例 2の試料 2を 1 0倍に拡大した電子顕微鏡写真である。一方，第 1 9図（B ) 、市販のセラミック多孔体（メッシュサイズ # 8) に光触媒を担持させた従来の光触媒フィルターを 10倍に拡大した電子顕微鏡写真である。第 1 9図（A)， (B) において，白色部分が骨格筋を表し，黒色部分が空孔部を表す。

第 1 9図（A), (B) から分かるように，実施形態例 2の試料 2 (第 1 9 図（A)) は，従来品（第 1 9図（B)) と比較して，骨格筋が細く，空孔部が大きいことが分かる。

即ち，本例によれば，本発明の光触媒フィルターに用いられているセラミック多孔体の骨格筋は従来品に比べて細く，光触媒フィルタ一の内部にまで光が照射され易い構造となっていることが分かる。

Claims

請求の範囲

1 . 三次元網目構造を有するセラミック多孔体の表面に表層用セラミック粒子によって形成した凹凸表面層を有してなると共に，該凹凸表面層に光触媒を担持させてなり，かつ，上記表層用セラミック粒子は，平均粒径が 1 /z m〜 l 0 0 mであることを特徴とする光触媒フィルタ一。

2 . 特許請求の範囲 1において，上記セラミック多孔体を構成する骨格筋の直径は， 1 0 0〜 1 0 0 0 μ mであることを特徴とする光触媒フィルター。

3 . 特許請求の範囲 1又は 2において，上記光触媒フィルタ一は，厚み 5 mmにおける光透過率が 1 0〜5 0 %であることを特徴とする光触媒フィルター。

4 . 特許請求の範囲 1〜3のいずれかにおいて，上記光触媒は，酸化チタンであることを特徴とする光触媒フィルター。

5 . 三次元網目構造を有する有機多孔体に，セラミック微粉末とバインダ一とを含む泥漿を含浸付着させ，該泥漿が乾燥しない間に表層用セラミック粒子を上記泥漿に付着させ，乾燥した後，これらを加熱して上記有機多孔体を焼失させると共に，上記セラミック微粉末及び表層用セラミック粒子を焼結させることにより，三次元網目構造を有するセラミック多孔体の表面に上記表層用セラミック粒子よりなる凹凸表面層を形成してなるセラミック多孔体を作製し，

次いで，該セラミック多孔体の上記凹凸表面層に光触媒を担持させることにより，光触媒フィルタ一を製造する方法であって，

かつ，上記表層用セラミック粒子は平均粒径 1〜 1 0 0 μ mであることを特徴とする光触媒フィルターの製造方法。

6 . 特許請求の範囲 5において，上記セラミック多孔体を構成する骨格筋の直径は， 1 0 0〜 ] 0 0 0 / mであることを特徴とする光触媒フィルターの製造方法。

7 . 特許請求の範囲 5又は 6において，上記光触媒は，酸化チタンであることを特徴とする光触媒フィルターの製造方法。