JPH09253505A - 光触媒繊維及び有害物質除去装置 - Google Patents
光触媒繊維及び有害物質除去装置Info
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- JPH09253505A JPH09253505A JP8094669A JP9466996A JPH09253505A JP H09253505 A JPH09253505 A JP H09253505A JP 8094669 A JP8094669 A JP 8094669A JP 9466996 A JP9466996 A JP 9466996A JP H09253505 A JPH09253505 A JP H09253505A
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- fiber
- optical fiber
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光触媒反応に携わる面積が大きく、かつ光触
媒微粒子の脱落が起こり難い光触媒繊維を提供し、また
光触媒繊維を用いた有害物質の酸化分解速度の大きい有
害物質除去装置を提供する。 【解決手段】 光触媒微粒子を表面に固定したガラス質
球を光学繊維の表面、特に少なくとも漏光部に担持させ
る。また、この光触媒繊維を有害物質の光触媒反応槽に
内蔵させて有害物質除去装置とする。
媒微粒子の脱落が起こり難い光触媒繊維を提供し、また
光触媒繊維を用いた有害物質の酸化分解速度の大きい有
害物質除去装置を提供する。 【解決手段】 光触媒微粒子を表面に固定したガラス質
球を光学繊維の表面、特に少なくとも漏光部に担持させ
る。また、この光触媒繊維を有害物質の光触媒反応槽に
内蔵させて有害物質除去装置とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒反応を誘起
する光触媒繊維及びこの光触媒繊維を用いた有害物質除
去装置に関する。
する光触媒繊維及びこの光触媒繊維を用いた有害物質除
去装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、水中に含まれるバクテリア、トリ
ハロメタン、空気中に含まれるタバコ煙、或いはトイレ
の悪臭物質等の液体中や気体中の有害物質を半導体結晶
である光触媒微粒子を用い、この光触媒微粒子に半導体
のバンドギャップ以上のエネルギーに対応する波長の光
を照射し、当該微粒子から発せられる光の光触媒反応を
利用して、有害物質を酸化分解する技術が注目されてい
る。そして、光が届きにくい部所でもこの光触媒反応を
利用する方法として光学繊維に光触媒微粒子を担持させ
たものを用いる方法が提案されており、さらに特公平4
−43841号公報、特開平6−134476号公報に
は、光学繊維の表面に漏光部を形成し、この漏光部に光
触媒微粒子を直接薄膜状に積み重ねて担持させることが
開示されている。
ハロメタン、空気中に含まれるタバコ煙、或いはトイレ
の悪臭物質等の液体中や気体中の有害物質を半導体結晶
である光触媒微粒子を用い、この光触媒微粒子に半導体
のバンドギャップ以上のエネルギーに対応する波長の光
を照射し、当該微粒子から発せられる光の光触媒反応を
利用して、有害物質を酸化分解する技術が注目されてい
る。そして、光が届きにくい部所でもこの光触媒反応を
利用する方法として光学繊維に光触媒微粒子を担持させ
たものを用いる方法が提案されており、さらに特公平4
−43841号公報、特開平6−134476号公報に
は、光学繊維の表面に漏光部を形成し、この漏光部に光
触媒微粒子を直接薄膜状に積み重ねて担持させることが
開示されている。
【0003】一般に光触媒の反応は、光触媒反応に係わ
る面積が大きいほど有害物質の酸化分解速度が大きくな
るが、前記公報で開示の方法では、有害物質が接触する
のは薄膜状の表層部の光触媒微粒子のみであり、反応に
係わる面積が少ないため酸化分解速度が小さく、実用上
有害物質の除去には不十分である。また、用いる光学繊
維の漏光度を高めるため光学繊維を大きな曲率で屈曲さ
せて用いる場合、担持させた光触媒微粒子の薄膜に応力
が加わりクラックが生じ、光触媒微粒子の脱落が起こり
易いという難点がある。
る面積が大きいほど有害物質の酸化分解速度が大きくな
るが、前記公報で開示の方法では、有害物質が接触する
のは薄膜状の表層部の光触媒微粒子のみであり、反応に
係わる面積が少ないため酸化分解速度が小さく、実用上
有害物質の除去には不十分である。また、用いる光学繊
維の漏光度を高めるため光学繊維を大きな曲率で屈曲さ
せて用いる場合、担持させた光触媒微粒子の薄膜に応力
が加わりクラックが生じ、光触媒微粒子の脱落が起こり
易いという難点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、光触
媒反応に携わる面積が大きく、かつ光触媒微粒子の脱落
が起こり難い光触媒繊維を提供することにあり、また光
触媒繊維を用いた有害物質の酸化分解速度の大きい有害
物質除去装置を提供することにある。
媒反応に携わる面積が大きく、かつ光触媒微粒子の脱落
が起こり難い光触媒繊維を提供することにあり、また光
触媒繊維を用いた有害物質の酸化分解速度の大きい有害
物質除去装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、光触媒微粒子
を表面に固定したガラス質球が、光学的に透明な接着剤
を介して或いは介することなく、漏光部を有する光学繊
維の表面の少なくとも一部に担持されたことを特徴とす
る光触媒繊維、
を表面に固定したガラス質球が、光学的に透明な接着剤
を介して或いは介することなく、漏光部を有する光学繊
維の表面の少なくとも一部に担持されたことを特徴とす
る光触媒繊維、
【0006】及び、前記の光触媒繊維を有害物質の光触
媒反応槽に内蔵させたことを特徴とする有害物質除去装
置、にある。
媒反応槽に内蔵させたことを特徴とする有害物質除去装
置、にある。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の光触媒繊維に用いられる
光触媒微粒子としては、二酸化チタン、酸化亜鉛、三酸
化タングステン、三酸化ニオブ等の金属酸化物結晶微粒
子、硫化カドミウム等の硫黄化合物結晶微粒子等が挙げ
られ、特に酸化力の強い結晶形態のアナターゼ型の二酸
化チタンが好ましく、例えば市販品として入手しうる二
酸化チタン光触媒微粒子としては、石原産業(株)製タ
イペークST−01、多木化学(株)製酸化チタンゾル
が用いられる。また、光触媒微粒子として、チタンアル
コキシド化合物、亜鉛アルコキシド化合物等の金属アル
コキシド化合物の部分加水分解物を縮合したものを用い
ることもできる。
光触媒微粒子としては、二酸化チタン、酸化亜鉛、三酸
化タングステン、三酸化ニオブ等の金属酸化物結晶微粒
子、硫化カドミウム等の硫黄化合物結晶微粒子等が挙げ
られ、特に酸化力の強い結晶形態のアナターゼ型の二酸
化チタンが好ましく、例えば市販品として入手しうる二
酸化チタン光触媒微粒子としては、石原産業(株)製タ
イペークST−01、多木化学(株)製酸化チタンゾル
が用いられる。また、光触媒微粒子として、チタンアル
コキシド化合物、亜鉛アルコキシド化合物等の金属アル
コキシド化合物の部分加水分解物を縮合したものを用い
ることもできる。
【0008】光触媒微粒子の好ましい一次粒子径は、1
0〜1000オングストロングであり、粒子径が10オ
ングストロング未満では、粒子の量子サイズ効果が顕著
に現れ、半導体の価電子帯の上端と伝導電子帯の下端間
のエネルギー(バンドギャップ)が高エネルギー側にシ
フトし、励起波長域での光学繊維の光吸収のため励起光
の導光が困難となり、粒子径が1000オングストロン
グを超えると、光触媒反応の活性が低くなる。本発明の
光触媒繊維に光触媒反応を起こさせるには、バンドギャ
ップ以上のエネルギーに対応する410nm以下の紫外
線を照射することにより光学繊維の導光部より導光して
漏光部より漏光させ光触媒微粒子を励起させて光触媒反
応を誘起することができる。
0〜1000オングストロングであり、粒子径が10オ
ングストロング未満では、粒子の量子サイズ効果が顕著
に現れ、半導体の価電子帯の上端と伝導電子帯の下端間
のエネルギー(バンドギャップ)が高エネルギー側にシ
フトし、励起波長域での光学繊維の光吸収のため励起光
の導光が困難となり、粒子径が1000オングストロン
グを超えると、光触媒反応の活性が低くなる。本発明の
光触媒繊維に光触媒反応を起こさせるには、バンドギャ
ップ以上のエネルギーに対応する410nm以下の紫外
線を照射することにより光学繊維の導光部より導光して
漏光部より漏光させ光触媒微粒子を励起させて光触媒反
応を誘起することができる。
【0009】光触媒微粒子を固定するガラス質球として
は、SiO2、Al2O3を主成分とする光学的に透明な
中空状球(ガラスバルーン)或いは中実状球(ガラスビ
ーズ)が用いられ、特に中空状球は軽く、水に浮く光触
媒繊維が得られるという利点を有する。なお、本発明に
おいて、光学的に透明とは、波長410nmにおける全
光線透過率が20%以上であることを意味し、ガラス質
球の全光線透過率が20%未満では、ガラス質球を透過
する光量が少なく光触媒を十分励起できない。
は、SiO2、Al2O3を主成分とする光学的に透明な
中空状球(ガラスバルーン)或いは中実状球(ガラスビ
ーズ)が用いられ、特に中空状球は軽く、水に浮く光触
媒繊維が得られるという利点を有する。なお、本発明に
おいて、光学的に透明とは、波長410nmにおける全
光線透過率が20%以上であることを意味し、ガラス質
球の全光線透過率が20%未満では、ガラス質球を透過
する光量が少なく光触媒を十分励起できない。
【0010】ガラス質球の直径は、用いる光学繊維の直
径、光触媒微粒子の粒子径にもよるが、1μm〜10m
mの範囲で適宜選択される。ガラス質球の直径が1μm
未満では、ガラス質球に固定される光触媒微粒子の数が
少なく十分な光触媒反応を生じ難く、10mmを超える
と、ガラス質球を光学繊維に担持させることが困難であ
る。また、ガラス質球が中空状球である場合は、実用上
の強度を保持するうえで、殻の厚みが0.1μm以上で
あることが好ましい。
径、光触媒微粒子の粒子径にもよるが、1μm〜10m
mの範囲で適宜選択される。ガラス質球の直径が1μm
未満では、ガラス質球に固定される光触媒微粒子の数が
少なく十分な光触媒反応を生じ難く、10mmを超える
と、ガラス質球を光学繊維に担持させることが困難であ
る。また、ガラス質球が中空状球である場合は、実用上
の強度を保持するうえで、殻の厚みが0.1μm以上で
あることが好ましい。
【0011】本発明の光触媒繊維に用いられる光学繊維
としては、微粒子の光触媒を励起する波長域が導光可能
であれば特に制限はなく、例えばポリメチルメタクリレ
ート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、
ポリ−4−メチルペンテン−1等の非晶性ポリオレフィ
ン樹脂等を素材とするプラスチック系光学繊維及び石英
ガラスを素材とする石英系光学繊維が挙げられる。
としては、微粒子の光触媒を励起する波長域が導光可能
であれば特に制限はなく、例えばポリメチルメタクリレ
ート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、
ポリ−4−メチルペンテン−1等の非晶性ポリオレフィ
ン樹脂等を素材とするプラスチック系光学繊維及び石英
ガラスを素材とする石英系光学繊維が挙げられる。
【0012】また、光学繊維は、コア/クラッド構造の
ステップインデックス型光学繊維、コア部構造のみより
なる裸の光学繊維或いはグレイデッドインデックス型光
学繊維のいずれであってもよい。本発明において光学繊
維は、漏光部を有しない光学繊維であってもガラス質球
を光学繊維表面に接合することにより、その接合部より
漏光するが、さらに光学繊維の漏光率を高めるには光学
繊維の表面に漏光部を形成させたものであることが好ま
しい。
ステップインデックス型光学繊維、コア部構造のみより
なる裸の光学繊維或いはグレイデッドインデックス型光
学繊維のいずれであってもよい。本発明において光学繊
維は、漏光部を有しない光学繊維であってもガラス質球
を光学繊維表面に接合することにより、その接合部より
漏光するが、さらに光学繊維の漏光率を高めるには光学
繊維の表面に漏光部を形成させたものであることが好ま
しい。
【0013】本発明の光触媒繊維は、光触媒微粒子を表
面に固定したガラス質球が漏光部を有する光学繊維の表
面、好ましくは光学繊維表面の漏光部の全部または一部
に担持されてなるが、光学繊維の漏光部は、光学繊維
の表面に粗面を形成する、光学繊維を漏光が生じる曲
率に屈曲する等の方法により形成し、漏光部形成の部位
は、使用用途、使用形態に応じて適宜設定することがで
きる。
面に固定したガラス質球が漏光部を有する光学繊維の表
面、好ましくは光学繊維表面の漏光部の全部または一部
に担持されてなるが、光学繊維の漏光部は、光学繊維
の表面に粗面を形成する、光学繊維を漏光が生じる曲
率に屈曲する等の方法により形成し、漏光部形成の部位
は、使用用途、使用形態に応じて適宜設定することがで
きる。
【0014】ガラス質球表面への光触媒微粒子の固定及
び光触媒微粒子固定ガラス質球の光学繊維漏光部への担
持においては、予めガラス質球表面及び光学繊維漏光部
表面に表面処理を施し官能基を形成しておくことが好ま
しい。
び光触媒微粒子固定ガラス質球の光学繊維漏光部への担
持においては、予めガラス質球表面及び光学繊維漏光部
表面に表面処理を施し官能基を形成しておくことが好ま
しい。
【0015】表面処理としては、例えば、水酸化ナト
リウム水溶液、水酸化カリウム水溶液等のアルカリ性水
溶液で加水分解し水酸基を形成させる、無水コハク
酸、無水酢酸、無水フタル酸等の酸無水物の加水分解物
と被処理物表面の水酸基と脱水反応させカルボキシル基
を形成させる、分子末端にエポキシ基、アミノ基、ア
ルコキシ基を有する加水分解性ケイ素化合物の加水分解
物で処理しその縮合物で被覆する等の方法が用いられ
る。
リウム水溶液、水酸化カリウム水溶液等のアルカリ性水
溶液で加水分解し水酸基を形成させる、無水コハク
酸、無水酢酸、無水フタル酸等の酸無水物の加水分解物
と被処理物表面の水酸基と脱水反応させカルボキシル基
を形成させる、分子末端にエポキシ基、アミノ基、ア
ルコキシ基を有する加水分解性ケイ素化合物の加水分解
物で処理しその縮合物で被覆する等の方法が用いられ
る。
【0016】における加水分解性ケイ素化合物として
は、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−
クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピ
ルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエ
トキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシ
シラン等が挙げられる。
は、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−
クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピ
ルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエ
トキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシ
シラン等が挙げられる。
【0017】ガラス質球表面への光触媒微粒子の固定
は、ガラス質球表面自体に存在する水酸基と光触媒微
粒子表面に存在する水酸基を化学的に反応させ、化学的
結合を形成させる、表面処理したガラス質球の官能基
と光触媒微粒子表面に存在する水酸基を化学的に反応さ
せ、化学的結合を形成させる等の方法により行われる。
は、ガラス質球表面自体に存在する水酸基と光触媒微
粒子表面に存在する水酸基を化学的に反応させ、化学的
結合を形成させる、表面処理したガラス質球の官能基
と光触媒微粒子表面に存在する水酸基を化学的に反応さ
せ、化学的結合を形成させる等の方法により行われる。
【0018】これら化学的反応は、エーテル結合、エス
テル結合、アミド結合等を形成する脱水縮合反応、エポ
キシ基の開環重合に基づく反応であり、光触媒微粒子の
固定方法としては、ガラス質球に光触媒微粒子をコーテ
ィングし、室温〜600℃の温度範囲で加熱することに
より化学的反応を生じさせる方法が挙げられる。加熱温
度が室温以下では、反応が遅く、600℃を超えると、
光触媒の結晶形態が変わり易く光触媒活性が低下し易く
なる。
テル結合、アミド結合等を形成する脱水縮合反応、エポ
キシ基の開環重合に基づく反応であり、光触媒微粒子の
固定方法としては、ガラス質球に光触媒微粒子をコーテ
ィングし、室温〜600℃の温度範囲で加熱することに
より化学的反応を生じさせる方法が挙げられる。加熱温
度が室温以下では、反応が遅く、600℃を超えると、
光触媒の結晶形態が変わり易く光触媒活性が低下し易く
なる。
【0019】光触媒微粒子固定ガラス質球の光学繊維漏
光部への担持は、光触媒微粒子固定ガラス質球を一層の
み光学繊維漏光部へ担持させる場合は、光触媒微粒子固
定ガラス質球の官能基と光学繊維漏光部の官能基との化
学的結合をさせることにより行われ、また、光学的に透
明な接着剤を用い、この接着剤を介して光学繊維の漏光
部に担持させてもよい。光触媒微粒子固定ガラス質球の
光学繊維漏光部への担持における化学的結合は、脱水縮
合反応に基づくエーテル結合、エステル結合、アミド結
合、エポキシ基の開環重合に基づく結合である。
光部への担持は、光触媒微粒子固定ガラス質球を一層の
み光学繊維漏光部へ担持させる場合は、光触媒微粒子固
定ガラス質球の官能基と光学繊維漏光部の官能基との化
学的結合をさせることにより行われ、また、光学的に透
明な接着剤を用い、この接着剤を介して光学繊維の漏光
部に担持させてもよい。光触媒微粒子固定ガラス質球の
光学繊維漏光部への担持における化学的結合は、脱水縮
合反応に基づくエーテル結合、エステル結合、アミド結
合、エポキシ基の開環重合に基づく結合である。
【0020】光触媒微粒子固定ガラス質球を一層のみ光
学繊維漏光部へ担持する方法としては、例えば光触媒微
粒子固定ガラス質球を液面に浮かべた液に光学繊維の少
なくとも漏光部を浸した後、漏光部にのみ光触媒微粒子
固定ガラス質球が付着している状態で引き上げ、20〜
600℃の温度で、かつ光学繊維が損傷しない温度範囲
で加熱する。加熱温度が20℃以下では、反応が遅く、
600℃を超えると、化学的結合が壊れ易くなる。
学繊維漏光部へ担持する方法としては、例えば光触媒微
粒子固定ガラス質球を液面に浮かべた液に光学繊維の少
なくとも漏光部を浸した後、漏光部にのみ光触媒微粒子
固定ガラス質球が付着している状態で引き上げ、20〜
600℃の温度で、かつ光学繊維が損傷しない温度範囲
で加熱する。加熱温度が20℃以下では、反応が遅く、
600℃を超えると、化学的結合が壊れ易くなる。
【0021】図1に、光学繊維漏光部の全部に光触媒微
粒子固定ガラス質球を一層のみ担持させた光触媒繊維の
模式側面図、図2に、光学繊維漏光部の一部に光触媒微
粒子固定ガラス質球を一層のみ担持させた光触媒繊維の
模式側面図をそれぞれ示す。
粒子固定ガラス質球を一層のみ担持させた光触媒繊維の
模式側面図、図2に、光学繊維漏光部の一部に光触媒微
粒子固定ガラス質球を一層のみ担持させた光触媒繊維の
模式側面図をそれぞれ示す。
【0022】光触媒微粒子固定ガラス質球を積み重ねて
光学繊維漏光部へ担持させる場合は、それぞれの官能基
同士の化学的結合だけでは、光学繊維漏光部と光触媒微
粒子固定ガラス質球或いは隣接する光触媒微粒子固定ガ
ラス質球と光触媒微粒子固定ガラス質球の間の十分な結
合強度が得られないので、光学的に透明な接着剤を用い
て光学繊維漏光部と光触媒微粒子固定ガラス質球間或い
は隣接する光触媒微粒子固定ガラス質球間を接着する。
従って、接着剤を用いてなる本発明の光触媒繊維は、光
触媒微粒子を表面に固定したガラス質球が光学的に透明
な接着剤を介して光学繊維の漏光部の少なくとも一部に
担持されている。
光学繊維漏光部へ担持させる場合は、それぞれの官能基
同士の化学的結合だけでは、光学繊維漏光部と光触媒微
粒子固定ガラス質球或いは隣接する光触媒微粒子固定ガ
ラス質球と光触媒微粒子固定ガラス質球の間の十分な結
合強度が得られないので、光学的に透明な接着剤を用い
て光学繊維漏光部と光触媒微粒子固定ガラス質球間或い
は隣接する光触媒微粒子固定ガラス質球間を接着する。
従って、接着剤を用いてなる本発明の光触媒繊維は、光
触媒微粒子を表面に固定したガラス質球が光学的に透明
な接着剤を介して光学繊維の漏光部の少なくとも一部に
担持されている。
【0023】用いられる光学的に透明な接着剤は、前記
と同様、波長410nmにおける全光線透過率が20%
以上である接着剤で、全光線透過率が20%未満では、
微粒子の光触媒に励起光が十分到達しない。また、用い
られる接着剤は、その屈折率が光学繊維及びガラス質球
の屈折率と同程度か小さいことが好ましく、光学繊維、
ガラス質球より屈折率が大きいと界面で反射する光の分
だけ光触媒に励起光が到達し難くなる。さらに接着剤
は、当然ながら光触媒の酸化分解作用に耐えうるもので
あることが必要である。。
と同様、波長410nmにおける全光線透過率が20%
以上である接着剤で、全光線透過率が20%未満では、
微粒子の光触媒に励起光が十分到達しない。また、用い
られる接着剤は、その屈折率が光学繊維及びガラス質球
の屈折率と同程度か小さいことが好ましく、光学繊維、
ガラス質球より屈折率が大きいと界面で反射する光の分
だけ光触媒に励起光が到達し難くなる。さらに接着剤
は、当然ながら光触媒の酸化分解作用に耐えうるもので
あることが必要である。。
【0024】好ましく用いられる接着剤としては、
(イ)加水分解性ケイ素化合物の縮合物、(ロ)フッ素
系樹脂が挙げられる。(イ)における加水分解性ケイ素
化合物としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシ
シラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−
クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テ
トラエトキシシラン等が挙げられる。
(イ)加水分解性ケイ素化合物の縮合物、(ロ)フッ素
系樹脂が挙げられる。(イ)における加水分解性ケイ素
化合物としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシ
シラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−
クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テ
トラエトキシシラン等が挙げられる。
【0025】(イ)の加水分解性ケイ素化合物の縮合物
は、加水分解性ケイ素化合物を水/アルコール溶液に溶
かし、塩酸、酢酸等の存在下で加水分解させ、次いで部
分的に縮合させた溶液で、この溶液を接着剤として用い
る。
は、加水分解性ケイ素化合物を水/アルコール溶液に溶
かし、塩酸、酢酸等の存在下で加水分解させ、次いで部
分的に縮合させた溶液で、この溶液を接着剤として用い
る。
【0026】加水分解性ケイ素化合物の縮合物を接着剤
として用いて光触媒微粒子固定ガラス質球を光学繊維漏
光部へ担持する方法としては、例えばa.光触媒微粒子
固定ガラス質球を部分的縮合溶液上に浮かべ、光学繊維
の少なくとも漏光部を浸した後、漏光部に光触媒微粒子
固定ガラス質球が付着した状態で引き上げ、20〜60
0℃の温度で、かつ光学繊維が損傷しない温度範囲で加
熱し、部分的縮合物を硬化させる方法、b.光触媒微粒
子固定ガラス質球の入った容器に部分的縮合溶液を塗布
した光学繊維を挿入し、漏光部に光触媒微粒子固定ガラ
ス質球を付着させた状態で引き上げ、20〜600℃の
温度で、かつ光学繊維が損傷しない温度範囲で加熱し、
部分的縮合物を硬化させる方法が用いられる。
として用いて光触媒微粒子固定ガラス質球を光学繊維漏
光部へ担持する方法としては、例えばa.光触媒微粒子
固定ガラス質球を部分的縮合溶液上に浮かべ、光学繊維
の少なくとも漏光部を浸した後、漏光部に光触媒微粒子
固定ガラス質球が付着した状態で引き上げ、20〜60
0℃の温度で、かつ光学繊維が損傷しない温度範囲で加
熱し、部分的縮合物を硬化させる方法、b.光触媒微粒
子固定ガラス質球の入った容器に部分的縮合溶液を塗布
した光学繊維を挿入し、漏光部に光触媒微粒子固定ガラ
ス質球を付着させた状態で引き上げ、20〜600℃の
温度で、かつ光学繊維が損傷しない温度範囲で加熱し、
部分的縮合物を硬化させる方法が用いられる。
【0027】また、(ロ)のフッ素系樹脂としては、例
えば旭硝子(株)製サイトップ或いはルミフロンとして
市販のフッ素系樹脂が挙げられ、これらフッ素系樹脂を
フッ素系溶媒、例えば3M社製フロリナートに溶解させ
たフッ素樹脂溶液を接着剤として用いる。
えば旭硝子(株)製サイトップ或いはルミフロンとして
市販のフッ素系樹脂が挙げられ、これらフッ素系樹脂を
フッ素系溶媒、例えば3M社製フロリナートに溶解させ
たフッ素樹脂溶液を接着剤として用いる。
【0028】フッ素系樹脂を接着剤として用いて光触媒
微粒子固定ガラス質球を光学繊維漏光部へ担持する方法
としては、例えばフッ素樹脂溶液に光学繊維の少なくと
も漏光部を浸し、引き上げ漏光部にフッ素樹脂溶液を塗
布した後、光触媒微粒子固定ガラス質球の入った容器に
挿入し、漏光部に光触媒微粒子固定ガラス質球を付着さ
せた状態で引き上げ、20〜300℃の温度で、かつ光
学繊維が損傷しない温度範囲で加熱し、フッ素樹脂溶液
の溶媒を蒸発させる方法が用いられる。
微粒子固定ガラス質球を光学繊維漏光部へ担持する方法
としては、例えばフッ素樹脂溶液に光学繊維の少なくと
も漏光部を浸し、引き上げ漏光部にフッ素樹脂溶液を塗
布した後、光触媒微粒子固定ガラス質球の入った容器に
挿入し、漏光部に光触媒微粒子固定ガラス質球を付着さ
せた状態で引き上げ、20〜300℃の温度で、かつ光
学繊維が損傷しない温度範囲で加熱し、フッ素樹脂溶液
の溶媒を蒸発させる方法が用いられる。
【0029】図3に、光学繊維漏光部の全部に光触媒微
粒子固定ガラス質球を接着剤を介して積層担持させた光
触媒繊維の模式側面図、図4に、光学繊維漏光部の一部
に光触媒微粒子固定ガラス質球を接着剤を介して積層担
持させた光触媒繊維の模式側面図をそれぞれ示す。
粒子固定ガラス質球を接着剤を介して積層担持させた光
触媒繊維の模式側面図、図4に、光学繊維漏光部の一部
に光触媒微粒子固定ガラス質球を接着剤を介して積層担
持させた光触媒繊維の模式側面図をそれぞれ示す。
【0030】また、本発明の光触媒繊維は、接着剤の介
する光触媒微粒子固定ガラス質球担持部において担持部
と漏光部との間或いは担持部内に空洞部分が形成されて
いてもよく、空洞部分が形成されるときは、空洞部分に
露出する光触媒微粒子固定ガラス質球の分だけ光触媒微
粒子の接触面積が増加する。
する光触媒微粒子固定ガラス質球担持部において担持部
と漏光部との間或いは担持部内に空洞部分が形成されて
いてもよく、空洞部分が形成されるときは、空洞部分に
露出する光触媒微粒子固定ガラス質球の分だけ光触媒微
粒子の接触面積が増加する。
【0031】かかる光触媒微粒子固定ガラス質球担持部
における空洞部分の形成には、例えば光学繊維漏光部に
接着剤を用いて光触媒微粒子固定ガラス質球及び溶剤可
溶性微粒子を積層担持させ、接着剤を加熱硬化後、溶剤
に浸して溶剤可溶性微粒子を溶出させる方法が用いられ
る。溶剤可溶性微粒子としては、例えばポリビニルアル
コール樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂等からなる微粒
子が、また溶剤として水、水/アルコール混合液等が挙
げられる。
における空洞部分の形成には、例えば光学繊維漏光部に
接着剤を用いて光触媒微粒子固定ガラス質球及び溶剤可
溶性微粒子を積層担持させ、接着剤を加熱硬化後、溶剤
に浸して溶剤可溶性微粒子を溶出させる方法が用いられ
る。溶剤可溶性微粒子としては、例えばポリビニルアル
コール樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂等からなる微粒
子が、また溶剤として水、水/アルコール混合液等が挙
げられる。
【0032】図5に、光学繊維漏光部の全部に光触媒微
粒子固定ガラス質球を接着剤を介して積層担持させ、担
持部に空洞部分を形成させた光触媒繊維の模式側面図、
図6に、光学繊維漏光部の一部に光触媒微粒子固定ガラ
ス質球を接着剤を介して積層担持させ、担持部に空洞部
分を形成させた光触媒繊維の模式側面図をそれぞれ示
す。
粒子固定ガラス質球を接着剤を介して積層担持させ、担
持部に空洞部分を形成させた光触媒繊維の模式側面図、
図6に、光学繊維漏光部の一部に光触媒微粒子固定ガラ
ス質球を接着剤を介して積層担持させ、担持部に空洞部
分を形成させた光触媒繊維の模式側面図をそれぞれ示
す。
【0033】また、本発明の光触媒繊維は、前記の方法
以外に光学繊維漏光部にガラス質球を接着剤を用いて担
持させた後、担持されたガラス質球に光触媒微粒子を固
定させる方法によって得ることもでき、この際の光学繊
維漏光部へのガラス質球の担持、ガラス質球への光触媒
微粒子を固定化は、前記と同様の方法で行うことができ
る。
以外に光学繊維漏光部にガラス質球を接着剤を用いて担
持させた後、担持されたガラス質球に光触媒微粒子を固
定させる方法によって得ることもでき、この際の光学繊
維漏光部へのガラス質球の担持、ガラス質球への光触媒
微粒子を固定化は、前記と同様の方法で行うことができ
る。
【0034】本発明の光触媒繊維においては、光学繊維
に導光された励起光は、光学繊維内部を全反射しながら
進行し、漏光部にて散乱され、漏光部に接しているガラ
ス質球表面の光触媒微粒子に到達し、或いはまた、光学
的に透明な接着剤及び積層のガラス質球を透過しガラス
質球表面の光触媒微粒子に到達する。また、本発明の光
触媒繊維においては、漏光部にて散乱された励起光は、
ガラス質球にてさらに散乱されるためガラス質球表面の
光触媒微粒子全体に励起光が届き易くなっている。
に導光された励起光は、光学繊維内部を全反射しながら
進行し、漏光部にて散乱され、漏光部に接しているガラ
ス質球表面の光触媒微粒子に到達し、或いはまた、光学
的に透明な接着剤及び積層のガラス質球を透過しガラス
質球表面の光触媒微粒子に到達する。また、本発明の光
触媒繊維においては、漏光部にて散乱された励起光は、
ガラス質球にてさらに散乱されるためガラス質球表面の
光触媒微粒子全体に励起光が届き易くなっている。
【0035】本発明の光触媒繊維は、励起光によって十
分な光触媒反応を生じさせることから、有害物質の除去
装置に極めて好適に用いられるものであり、本発明の有
害物質除去装置は、前記の光触媒繊維を有害物質の光触
媒反応槽に内蔵させた有害物質除去装置にある。
分な光触媒反応を生じさせることから、有害物質の除去
装置に極めて好適に用いられるものであり、本発明の有
害物質除去装置は、前記の光触媒繊維を有害物質の光触
媒反応槽に内蔵させた有害物質除去装置にある。
【0036】図7〜図9に、本発明の有害物質除去装置
の例の模式概略図を示す。本発明の装置は、光源6、光
触媒繊維9及び反応槽10を主たる要素として構成され
る。図7は、光触媒繊維9を束ねずに反応槽10に内蔵
させた装置、図8は、光触媒繊維9を多数本束ねて反応
槽10に内蔵させた装置、図9は、ラセン状にカールさ
せた光触媒繊維9を反応槽10に内蔵させた装置の各模
式概略図である。
の例の模式概略図を示す。本発明の装置は、光源6、光
触媒繊維9及び反応槽10を主たる要素として構成され
る。図7は、光触媒繊維9を束ねずに反応槽10に内蔵
させた装置、図8は、光触媒繊維9を多数本束ねて反応
槽10に内蔵させた装置、図9は、ラセン状にカールさ
せた光触媒繊維9を反応槽10に内蔵させた装置の各模
式概略図である。
【0037】図7〜図9において、被処理物入口12よ
り有害物質を含む気体或いは液体を反応槽10に導き入
れ、光源6から照射の励起光7が繊維端部から導光され
る光触媒繊維9と接触させ、光触媒反応により被処理物
の気体或いは液体に含まれる有害物質を酸化分解し、無
害物として処理物出口16より排出する。
り有害物質を含む気体或いは液体を反応槽10に導き入
れ、光源6から照射の励起光7が繊維端部から導光され
る光触媒繊維9と接触させ、光触媒反応により被処理物
の気体或いは液体に含まれる有害物質を酸化分解し、無
害物として処理物出口16より排出する。
【0038】装置に用いる光触媒繊維の本数、漏光部の
大きさ、光触媒反応面積の設定は、被処理物の有害物質
濃度、流動速度等に応じて適宜選定することができる。
光源としては、白色蛍光灯、ブラックライト蛍光灯、高
圧水銀灯、低圧水銀灯、太陽光等が用いられる。光源か
らの光は、光触媒繊維の繊維端部に直接照射してもよい
し、一旦集光レンズで集光した後、光触媒繊維の繊維端
部に照射してもよい
大きさ、光触媒反応面積の設定は、被処理物の有害物質
濃度、流動速度等に応じて適宜選定することができる。
光源としては、白色蛍光灯、ブラックライト蛍光灯、高
圧水銀灯、低圧水銀灯、太陽光等が用いられる。光源か
らの光は、光触媒繊維の繊維端部に直接照射してもよい
し、一旦集光レンズで集光した後、光触媒繊維の繊維端
部に照射してもよい
【0039】本発明の有害物質除去装置は、有害物質を
含む気体或いは有害物質を含む液体の浄化に適用され、
この装置の前段または後段に、公知の分離膜装置を組み
合わせて浄化の強化または気体或いは液体中のゴミの除
去、特定成分の分離を行うことができる。また、光触媒
繊維と分離膜とを併存させて浄化機能、分離機能を併せ
持つ有害物質除去装置とすることもできる。
含む気体或いは有害物質を含む液体の浄化に適用され、
この装置の前段または後段に、公知の分離膜装置を組み
合わせて浄化の強化または気体或いは液体中のゴミの除
去、特定成分の分離を行うことができる。また、光触媒
繊維と分離膜とを併存させて浄化機能、分離機能を併せ
持つ有害物質除去装置とすることもできる。
【0040】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。
る。
【0041】(実施例1) 〈光触媒微粒子固定ガラス質球の作製〉中空状ガラス質
球(3M社製グラスバブルズS−60、平均粒子直径3
5μm、殻の平均厚み0.8μm)と二酸化チタンゾル
(多木化学(株)製酸化チタンゾル)をガラスシャーレ
に入れ、ガラス質球表面を二酸化チタンゾルで濡らした
後、このガラス質球を取り出し、熱風乾燥機中で100
℃で2時間加熱し、ガラス質球表面の二酸化チタンゾル
溶媒を蒸発させた。次いでこのガラス質球を電気炉中で
500℃で10時間加熱し、二酸化チタン微粒子をガラ
ス質球に固定した光触媒微粒子固定ガラス質球を作製し
た。
球(3M社製グラスバブルズS−60、平均粒子直径3
5μm、殻の平均厚み0.8μm)と二酸化チタンゾル
(多木化学(株)製酸化チタンゾル)をガラスシャーレ
に入れ、ガラス質球表面を二酸化チタンゾルで濡らした
後、このガラス質球を取り出し、熱風乾燥機中で100
℃で2時間加熱し、ガラス質球表面の二酸化チタンゾル
溶媒を蒸発させた。次いでこのガラス質球を電気炉中で
500℃で10時間加熱し、二酸化チタン微粒子をガラ
ス質球に固定した光触媒微粒子固定ガラス質球を作製し
た。
【0042】〈光学繊維の準備〉直径100μm、長さ
50cmのグレイデッドインデックス型の石英光学繊維
の先端から15cmまでの表面全体に#2000のサン
ドペーパーを用いて擦過して傷つけ漏光部を形成した。
この光学繊維を、テトラエトキシシラン10重量%を1
/1000規定塩酸とエタノールの混合液中で加水分
解、部分縮合させて作製した溶液に、浸漬した後、引き
上げて100℃で24時間加熱し、光学繊維漏光部をテ
トラエトキシシラン縮合物で被覆した。この表面処理に
より光学繊維漏光部表面に水酸基とエポキシ基が形成さ
れた。
50cmのグレイデッドインデックス型の石英光学繊維
の先端から15cmまでの表面全体に#2000のサン
ドペーパーを用いて擦過して傷つけ漏光部を形成した。
この光学繊維を、テトラエトキシシラン10重量%を1
/1000規定塩酸とエタノールの混合液中で加水分
解、部分縮合させて作製した溶液に、浸漬した後、引き
上げて100℃で24時間加熱し、光学繊維漏光部をテ
トラエトキシシラン縮合物で被覆した。この表面処理に
より光学繊維漏光部表面に水酸基とエポキシ基が形成さ
れた。
【0043】〈光触媒繊維の作製〉前記作製の光触媒微
粒子固定ガラス質球を前記と同じようにして得たテトラ
エトキシシラン部分縮合物溶液上に浮かべ、前記の表面
処理した石英光学繊維をこの溶液に浸漬し、光学繊維漏
光部に光触媒微粒子固定ガラス質球を付着させた状態で
引き上げ、100℃で1時間乾燥する浸漬、乾燥操作を
5回繰り返した。その後、200℃で2時間加熱して接
着剤であるテトラエトキシシラン部分縮合物を縮合硬化
させて光触媒微粒子固定ガラス質球を石英光学繊維の漏
光部に積層担持させた光触媒繊維を作製した。
粒子固定ガラス質球を前記と同じようにして得たテトラ
エトキシシラン部分縮合物溶液上に浮かべ、前記の表面
処理した石英光学繊維をこの溶液に浸漬し、光学繊維漏
光部に光触媒微粒子固定ガラス質球を付着させた状態で
引き上げ、100℃で1時間乾燥する浸漬、乾燥操作を
5回繰り返した。その後、200℃で2時間加熱して接
着剤であるテトラエトキシシラン部分縮合物を縮合硬化
させて光触媒微粒子固定ガラス質球を石英光学繊維の漏
光部に積層担持させた光触媒繊維を作製した。
【0044】作製した光触媒繊維500本を束ねてトリ
クロロメタン1000ppmを含む水中に入れ、光触媒
繊維束の繊維端部より超高圧水銀灯を照射して導光し、
水をスターラーで攪拌しながら光触媒反応をさせたとこ
ろ、6時間後、水中のトリクロロメタンの濃度は3pp
mとなった。
クロロメタン1000ppmを含む水中に入れ、光触媒
繊維束の繊維端部より超高圧水銀灯を照射して導光し、
水をスターラーで攪拌しながら光触媒反応をさせたとこ
ろ、6時間後、水中のトリクロロメタンの濃度は3pp
mとなった。
【0045】(実施例2) 〈光触媒微粒子固定ガラス質球の作製〉実施例1におい
て中空状ガラス質球を粒子直径0.1mmの中実状ガラ
ス質球に代えた以外は、実施例1と同様にして二酸化チ
タン微粒子をガラス質球に固定した光触媒微粒子固定ガ
ラス質球を作製した。
て中空状ガラス質球を粒子直径0.1mmの中実状ガラ
ス質球に代えた以外は、実施例1と同様にして二酸化チ
タン微粒子をガラス質球に固定した光触媒微粒子固定ガ
ラス質球を作製した。
【0046】〈光学繊維の準備〉直径200μm、長さ
60cmのスッテプインデックス型のポリメチルメタク
リレート樹脂光学繊維の先端から15cmまでの表面全
体に#1000のサンドペーパーを用いて擦過して傷つ
け漏光部を形成した。この光学繊維を、γ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシラン10重量%を1/100
0規定塩酸とエタノールの混合液中で加水分解、部分縮
合させて作製した溶液に、浸漬した後、引き上げて60
℃で5分間加熱し、光学繊維漏光部をγ−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシラン部分縮合物で被覆した。こ
の表面処理により光学繊維漏光部表面に水酸基とエポキ
シ基が形成された。
60cmのスッテプインデックス型のポリメチルメタク
リレート樹脂光学繊維の先端から15cmまでの表面全
体に#1000のサンドペーパーを用いて擦過して傷つ
け漏光部を形成した。この光学繊維を、γ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシラン10重量%を1/100
0規定塩酸とエタノールの混合液中で加水分解、部分縮
合させて作製した溶液に、浸漬した後、引き上げて60
℃で5分間加熱し、光学繊維漏光部をγ−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシラン部分縮合物で被覆した。こ
の表面処理により光学繊維漏光部表面に水酸基とエポキ
シ基が形成された。
【0047】〈光触媒繊維の作製〉前記作製の光触媒微
粒子固定ガラス質球の入った250ミリリットル容量の
ビーカーに前記の表面処理した光学繊維を挿入し、光学
繊維漏光部全体に光触媒微粒子固定ガラス質球を積層付
着させた状態で引き上げ、80℃で24時間加熱して接
着剤であるγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン部分縮合物を縮合硬化させて二酸化チタン微粒子固定
ガラス質球をポリメチルメタクリレート樹脂光学繊維の
漏光部に積層担持させた光触媒繊維を作製した。
粒子固定ガラス質球の入った250ミリリットル容量の
ビーカーに前記の表面処理した光学繊維を挿入し、光学
繊維漏光部全体に光触媒微粒子固定ガラス質球を積層付
着させた状態で引き上げ、80℃で24時間加熱して接
着剤であるγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン部分縮合物を縮合硬化させて二酸化チタン微粒子固定
ガラス質球をポリメチルメタクリレート樹脂光学繊維の
漏光部に積層担持させた光触媒繊維を作製した。
【0048】作製した光触媒繊維500本を束ねてクロ
ロホルム1500ppmを含む水中に入れ、光触媒繊維
束の繊維端部より超高圧水銀灯を照射して導光し、水を
攪拌しながら光触媒反応させたところ、9時間後、水中
のクロロホルムの濃度は11ppmとなった。
ロホルム1500ppmを含む水中に入れ、光触媒繊維
束の繊維端部より超高圧水銀灯を照射して導光し、水を
攪拌しながら光触媒反応させたところ、9時間後、水中
のクロロホルムの濃度は11ppmとなった。
【0049】(実施例3) 〈光触媒繊維の作製〉中空状ガラス質球(3M社製グラ
スバブルズS−60、平均粒子直径35μm、殻の平均
厚み0.8μm)をテトラエトキシシラン10重量%を
1/1000規定塩酸とエタノールの混合液中で加水分
解、部分縮合させて作製した溶液上に浮かべ、実施例1
と同様にして表面処理した石英光学繊維を、この溶液に
浸漬し、光学繊維漏光部にガラス質球を付着させた状態
で引き上げ、100℃で1時間乾燥する浸漬、乾燥操作
を5回繰り返してガラス質球を石英光学繊維の漏光部に
部分的に積層担持させた。
スバブルズS−60、平均粒子直径35μm、殻の平均
厚み0.8μm)をテトラエトキシシラン10重量%を
1/1000規定塩酸とエタノールの混合液中で加水分
解、部分縮合させて作製した溶液上に浮かべ、実施例1
と同様にして表面処理した石英光学繊維を、この溶液に
浸漬し、光学繊維漏光部にガラス質球を付着させた状態
で引き上げ、100℃で1時間乾燥する浸漬、乾燥操作
を5回繰り返してガラス質球を石英光学繊維の漏光部に
部分的に積層担持させた。
【0050】次いで、石英光学繊維漏光部に積層担持の
ガラス質球に前記と同じテトラエトキシシラン部分縮合
物溶液を10cm3滴下しガラス質球間に浸透させた
後、200℃で加熱して接着剤であるテトラエトキシシ
ラン部分縮合物を縮合硬化させた後、このガラス質球担
持光学繊維を二酸化チタンゾル(多木化学(株)製酸化
チタンゾル)に浸漬し、引き上げて500℃で加熱して
二酸化チタン微粒子をガラス質球に固定して光触媒繊維
を作製した。
ガラス質球に前記と同じテトラエトキシシラン部分縮合
物溶液を10cm3滴下しガラス質球間に浸透させた
後、200℃で加熱して接着剤であるテトラエトキシシ
ラン部分縮合物を縮合硬化させた後、このガラス質球担
持光学繊維を二酸化チタンゾル(多木化学(株)製酸化
チタンゾル)に浸漬し、引き上げて500℃で加熱して
二酸化チタン微粒子をガラス質球に固定して光触媒繊維
を作製した。
【0051】作製した光触媒繊維500本を束ねてタバ
コのニコチン0.7mmg、タール9mmgを含む茶褐
色の水1リットル中に入れ、光触媒繊維束の繊維端部よ
り高圧水銀灯を照射して導光し、水をスターラーで攪拌
しながら光触媒反応させたところ、24時間後、水は無
色透明となり、タバコ臭もなかった。
コのニコチン0.7mmg、タール9mmgを含む茶褐
色の水1リットル中に入れ、光触媒繊維束の繊維端部よ
り高圧水銀灯を照射して導光し、水をスターラーで攪拌
しながら光触媒反応させたところ、24時間後、水は無
色透明となり、タバコ臭もなかった。
【0052】(実施例4) 〈光触媒微粒子固定ガラス質球の作製〉実施例1におい
て中空状ガラス質球を中空状ガラス質球(東芝バロティ
ーニ(株)製HSC−110B、平均粒子直径10μ
m、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランによ
る表面処理品)に代えた以外は、実施例1と同様にして
二酸化チタン微粒子をガラス質球に固定した光触媒微粒
子固定ガラス質球を作製した。
て中空状ガラス質球を中空状ガラス質球(東芝バロティ
ーニ(株)製HSC−110B、平均粒子直径10μ
m、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランによ
る表面処理品)に代えた以外は、実施例1と同様にして
二酸化チタン微粒子をガラス質球に固定した光触媒微粒
子固定ガラス質球を作製した。
【0053】〈光学繊維の準備〉直径80μm、長さ5
0cmのグレイデッドインデックス型の石英光学繊維の
先端から15cmまでの表面全体に#3000のサンド
ペーパーを用いて擦過して傷つけ漏光部を形成した。こ
の光学繊維を、テトラエトキシシラン15重量%及びγ
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン15重量%
の混合物を1/1000規定塩酸とエタノールの混合液
中で加水分解、部分縮合させて作製した溶液に、浸漬し
た後、引き上げて60℃で5分間乾燥し、光学繊維漏光
部をテトラエトキシシランとγ−グリシドキシプロピル
トリメトキシシランの混合物の部分縮合物で被覆した。
この表面処理により光学繊維漏光部表面に水酸基とエポ
キシ基が形成された。
0cmのグレイデッドインデックス型の石英光学繊維の
先端から15cmまでの表面全体に#3000のサンド
ペーパーを用いて擦過して傷つけ漏光部を形成した。こ
の光学繊維を、テトラエトキシシラン15重量%及びγ
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン15重量%
の混合物を1/1000規定塩酸とエタノールの混合液
中で加水分解、部分縮合させて作製した溶液に、浸漬し
た後、引き上げて60℃で5分間乾燥し、光学繊維漏光
部をテトラエトキシシランとγ−グリシドキシプロピル
トリメトキシシランの混合物の部分縮合物で被覆した。
この表面処理により光学繊維漏光部表面に水酸基とエポ
キシ基が形成された。
【0054】〈光触媒繊維の作製〉前記作製の光触媒微
粒子固定ガラス質球と重量平均分子量2000の平均粒
子直径10μmのポリビニルアルコール樹脂微粒子を重
量比1:1に混合し、水を加えてそれぞれ粒子を濡らし
た。次いで、前記の表面処理した石英光学繊維をこの粒
子混合物中に挿入し、二酸化チタン微粒子固定ガラス質
球とポリビニルアルコール樹脂微粒子を光学繊維漏光部
全体に付着させた状態で引き上げ、80℃で24時間加
熱し、光学繊維漏光部の表面処理に用いた部分縮合物を
縮合硬化させた。得られた光触媒繊維を80℃の温水中
に2日間浸漬し、ポリビニルアルコール樹脂微粒子を溶
出させ、二酸化チタン微粒子固定ガラス質球の積層担持
部に空洞部分が形成された光触媒繊維を作製した。
粒子固定ガラス質球と重量平均分子量2000の平均粒
子直径10μmのポリビニルアルコール樹脂微粒子を重
量比1:1に混合し、水を加えてそれぞれ粒子を濡らし
た。次いで、前記の表面処理した石英光学繊維をこの粒
子混合物中に挿入し、二酸化チタン微粒子固定ガラス質
球とポリビニルアルコール樹脂微粒子を光学繊維漏光部
全体に付着させた状態で引き上げ、80℃で24時間加
熱し、光学繊維漏光部の表面処理に用いた部分縮合物を
縮合硬化させた。得られた光触媒繊維を80℃の温水中
に2日間浸漬し、ポリビニルアルコール樹脂微粒子を溶
出させ、二酸化チタン微粒子固定ガラス質球の積層担持
部に空洞部分が形成された光触媒繊維を作製した。
【0055】作製した光触媒繊維500本を束ねてタバ
コ10本分のタバコ煙が充満する箱の中に挿入し、箱内
の空気をファンで1時間攪拌しながら光触媒繊維の光触
媒微粒子固定ガラス質球担持部にタバコ煙を吸着させ
た。その後、光触媒繊維束の繊維端部より高圧水銀灯を
照射して導光し、光触媒反応させたところ、5時間後担
持部に吸着されていたタバコの褐色のヤニ及び箱内のタ
バコ臭が完全になくなっていた。
コ10本分のタバコ煙が充満する箱の中に挿入し、箱内
の空気をファンで1時間攪拌しながら光触媒繊維の光触
媒微粒子固定ガラス質球担持部にタバコ煙を吸着させ
た。その後、光触媒繊維束の繊維端部より高圧水銀灯を
照射して導光し、光触媒反応させたところ、5時間後担
持部に吸着されていたタバコの褐色のヤニ及び箱内のタ
バコ臭が完全になくなっていた。
【0056】(実施例5) 〈光学繊維の準備〉直径1mm、長さ60cmのグレイ
デッドインデックス型の石英光学繊維の先端から10c
mまでの表面全体に#3000のサンドペーパーを用い
擦過して傷つけ漏光部を形成した。この光学繊維を、γ
−アミノプロピルトリエトキシシラン20重量%を水と
エタノールの重量比1:1の混合液中で加水分解、部分
縮合させて作製した溶液に、浸漬した後、引き上げて6
0℃で5分間乾燥し、光学繊維漏光部をγ−アミノプロ
ピルトリエトキシシランの部分縮合物で被覆した。この
表面処理により光学繊維漏光部表面に水酸基とアミノ基
が形成された。
デッドインデックス型の石英光学繊維の先端から10c
mまでの表面全体に#3000のサンドペーパーを用い
擦過して傷つけ漏光部を形成した。この光学繊維を、γ
−アミノプロピルトリエトキシシラン20重量%を水と
エタノールの重量比1:1の混合液中で加水分解、部分
縮合させて作製した溶液に、浸漬した後、引き上げて6
0℃で5分間乾燥し、光学繊維漏光部をγ−アミノプロ
ピルトリエトキシシランの部分縮合物で被覆した。この
表面処理により光学繊維漏光部表面に水酸基とアミノ基
が形成された。
【0057】〈光触媒繊維の作製〉実施例4において作
製したと光触媒微粒子固定ガラス質球を水面に浮かべ、
前記の表面処理した石英光学繊維を、この水に浸漬した
後、光学繊維漏光部の一部に光触媒微粒子固定ガラス質
球を一層に付着させた状態で引き上げ、80℃で2時間
加熱して水を蒸発させた後、250℃で15時間加熱し
て二酸化チタン微粒子固定ガラス質球を石英光学繊維の
漏光部に単層担持させた光触媒繊維を作製した。
製したと光触媒微粒子固定ガラス質球を水面に浮かべ、
前記の表面処理した石英光学繊維を、この水に浸漬した
後、光学繊維漏光部の一部に光触媒微粒子固定ガラス質
球を一層に付着させた状態で引き上げ、80℃で2時間
加熱して水を蒸発させた後、250℃で15時間加熱し
て二酸化チタン微粒子固定ガラス質球を石英光学繊維の
漏光部に単層担持させた光触媒繊維を作製した。
【0058】作製した光触媒繊維500本を束ねてタバ
コのニコチン0.7mmg、タール9mmgを含む茶褐
色の水1リットル中に入れ、光触媒繊維束の繊維端部よ
り高圧水銀灯を照射して導光し、水をスターラーで攪拌
しながら光触媒反応させたところ、17時間後、水は無
色透明となり、タバコ臭もなかった。
コのニコチン0.7mmg、タール9mmgを含む茶褐
色の水1リットル中に入れ、光触媒繊維束の繊維端部よ
り高圧水銀灯を照射して導光し、水をスターラーで攪拌
しながら光触媒反応させたところ、17時間後、水は無
色透明となり、タバコ臭もなかった。
【0059】(実施例6) 〈光触媒微粒子固定ガラス質球の作製〉実施例1におい
て中空状ガラス質球を中空状ガラス質球(旭硝子(株)
製セルスターZ−45、平均粒子直径52μm、殻の平
均厚み0.7μm)に代えた以外は、実施例1と同様に
して二酸化チタン微粒子をガラス質球に固定した光触媒
微粒子固定ガラス質球を作製した。
て中空状ガラス質球を中空状ガラス質球(旭硝子(株)
製セルスターZ−45、平均粒子直径52μm、殻の平
均厚み0.7μm)に代えた以外は、実施例1と同様に
して二酸化チタン微粒子をガラス質球に固定した光触媒
微粒子固定ガラス質球を作製した。
【0060】〈光学繊維の準備〉直径250μm、長さ
70cmのステップインデックス型のポリメチルメタク
リレート樹脂光学繊維の先端から10cmまでの表面全
体に#1500のサンドペーパーを用いて擦過して傷つ
け漏光部を形成した。この光学繊維を、γ−グリシドキ
シプロピルメチルジメトキシシラン10重量%を1/1
000規定塩酸とエタノールの混合液中で加水分解、部
分縮合させて作製した溶液に、浸漬した後、引き上げて
60℃で10分間加熱し、光学繊維漏光部をγ−グリシ
ドキシプロピルメチルジメトキシシランの部分縮合物で
被覆した。この表面処理によりポリメチルメタクリレー
ト樹脂光学繊維漏光部表面に水酸基とエポキシ基が形成
された。
70cmのステップインデックス型のポリメチルメタク
リレート樹脂光学繊維の先端から10cmまでの表面全
体に#1500のサンドペーパーを用いて擦過して傷つ
け漏光部を形成した。この光学繊維を、γ−グリシドキ
シプロピルメチルジメトキシシラン10重量%を1/1
000規定塩酸とエタノールの混合液中で加水分解、部
分縮合させて作製した溶液に、浸漬した後、引き上げて
60℃で10分間加熱し、光学繊維漏光部をγ−グリシ
ドキシプロピルメチルジメトキシシランの部分縮合物で
被覆した。この表面処理によりポリメチルメタクリレー
ト樹脂光学繊維漏光部表面に水酸基とエポキシ基が形成
された。
【0061】〈光触媒繊維の作製〉前記作製の光触媒微
粒子固定ガラス質球を前記と同じようにして得たγ−グ
リシドキシプロピルメチルジメトキシシランの部分縮合
物溶液上に浮かべ、前記の表面処理した石英光学繊維を
この溶液に浸漬した後、光学繊維漏光部全体に光触媒微
粒子固定ガラス質球を一層に付着させた状態で引き上
げ、80℃で12時間加熱して光触媒微粒子固定ガラス
質球をポリメチルメタクリレート樹脂光学繊維の漏光部
全体に単層担持させた光触媒繊維を作製した。
粒子固定ガラス質球を前記と同じようにして得たγ−グ
リシドキシプロピルメチルジメトキシシランの部分縮合
物溶液上に浮かべ、前記の表面処理した石英光学繊維を
この溶液に浸漬した後、光学繊維漏光部全体に光触媒微
粒子固定ガラス質球を一層に付着させた状態で引き上
げ、80℃で12時間加熱して光触媒微粒子固定ガラス
質球をポリメチルメタクリレート樹脂光学繊維の漏光部
全体に単層担持させた光触媒繊維を作製した。
【0062】作製した光触媒繊維500本を束ねてトリ
クロロメタン850ppmを含む水中に入れ、光触媒繊
維束の繊維端部より超高圧水銀灯を照射して導光し、水
をスターラーで攪拌しながら光触媒反応をさせたとこ
ろ、10時間後、水中のトリクロロメタンの濃度は19
ppmとなった。
クロロメタン850ppmを含む水中に入れ、光触媒繊
維束の繊維端部より超高圧水銀灯を照射して導光し、水
をスターラーで攪拌しながら光触媒反応をさせたとこ
ろ、10時間後、水中のトリクロロメタンの濃度は19
ppmとなった。
【0063】(実施例7) 〈光触媒微粒子固定ガラス質球の作製〉実施例2におい
て中空状ガラス質球を粒子直径5mmの中実状ガラス質
球に代えた以外は、実施例2と同様にして二酸化チタン
微粒子をガラス質球に固定した光触媒微粒子固定ガラス
質球を作製した。
て中空状ガラス質球を粒子直径5mmの中実状ガラス質
球に代えた以外は、実施例2と同様にして二酸化チタン
微粒子をガラス質球に固定した光触媒微粒子固定ガラス
質球を作製した。
【0064】〈光学繊維の準備〉直径10mm、長さ6
0cmのスッテプインデックス型のポリメチルメタクリ
レート樹脂光学繊維の先端から10cmまでの繊維表面
全体に#1500のサンドペーパーを用いて擦過して傷
つけ漏光部を形成した。この光学繊維を、フッ素樹脂塗
料(旭硝子(株)製ルミフロン)に浸漬した後、引き上
げて80℃で30分間加熱し、光学繊維漏光部全体をフ
ッ素樹脂で被覆した。この光学繊維漏光部に被覆のフッ
素樹脂は完全には乾いていない状態にあった。
0cmのスッテプインデックス型のポリメチルメタクリ
レート樹脂光学繊維の先端から10cmまでの繊維表面
全体に#1500のサンドペーパーを用いて擦過して傷
つけ漏光部を形成した。この光学繊維を、フッ素樹脂塗
料(旭硝子(株)製ルミフロン)に浸漬した後、引き上
げて80℃で30分間加熱し、光学繊維漏光部全体をフ
ッ素樹脂で被覆した。この光学繊維漏光部に被覆のフッ
素樹脂は完全には乾いていない状態にあった。
【0065】〈光触媒繊維の作製〉前記作製の光触媒微
粒子固定ガラス質球をガラスシャーレに入れ、前記の表
面処理した光学繊維をこの光触媒微粒子固定ガラス質球
と接触させて漏光部の一部に一層に光触媒微粒子固定ガ
ラス質球を付着させた。次いで80℃で30時間加熱
し、フッ素樹脂の溶媒を蒸発させポリメチルメタクリレ
ート樹脂光学繊維の漏光部に光触媒微粒子固定ガラス質
球を単層に担持させた光触媒繊維を作製した。
粒子固定ガラス質球をガラスシャーレに入れ、前記の表
面処理した光学繊維をこの光触媒微粒子固定ガラス質球
と接触させて漏光部の一部に一層に光触媒微粒子固定ガ
ラス質球を付着させた。次いで80℃で30時間加熱
し、フッ素樹脂の溶媒を蒸発させポリメチルメタクリレ
ート樹脂光学繊維の漏光部に光触媒微粒子固定ガラス質
球を単層に担持させた光触媒繊維を作製した。
【0066】作製した光触媒繊維500本を束ねてトリ
クロロメタン1120ppmを含む水中に入れ、光触媒
繊維束の繊維端部より超高圧水銀灯を照射して導光し、
水を攪拌しながら光触媒反応させたところ、10時間
後、水中のクロロホルムの濃度は35ppmとなった。
クロロメタン1120ppmを含む水中に入れ、光触媒
繊維束の繊維端部より超高圧水銀灯を照射して導光し、
水を攪拌しながら光触媒反応させたところ、10時間
後、水中のクロロホルムの濃度は35ppmとなった。
【0067】(実施例8) 〈光触媒微粒子固定ガラス質球の作製〉実施例1におい
て中空状ガラス質球として水酸化ナトリウム10重量%
水溶液により80℃で8時間加水分解し、表面に水酸基
を形成させたガラス質球を用いた以外は、実施例1と同
様にして二酸化チタン微粒子をガラス質球に固定した光
触媒微粒子固定ガラス質球を作製した。
て中空状ガラス質球として水酸化ナトリウム10重量%
水溶液により80℃で8時間加水分解し、表面に水酸基
を形成させたガラス質球を用いた以外は、実施例1と同
様にして二酸化チタン微粒子をガラス質球に固定した光
触媒微粒子固定ガラス質球を作製した。
【0068】〈光学繊維の準備、光触媒繊維の作製〉前
記作製の光触媒微粒子固定ガラス質球を用いた以外は、
実施例1と同様にして光触媒微粒子固定ガラス質球を石
英光学繊維の漏光部に積層担持させた光触媒繊維を作製
した。
記作製の光触媒微粒子固定ガラス質球を用いた以外は、
実施例1と同様にして光触媒微粒子固定ガラス質球を石
英光学繊維の漏光部に積層担持させた光触媒繊維を作製
した。
【0069】(実施例9)実施例1において、光学繊維
の準備の際、石英光学繊維漏光部の表面処理を、無水酢
酸に浸漬し、引き上げて100℃で加熱し、光学繊維漏
光部表面にカルボキシル基を形成させる表面処理に代え
た以外は、実施例1と同様にして光触媒微粒子固定ガラ
ス質球を石英光学繊維の漏光部に積層担持させた光触媒
繊維を作製した。
の準備の際、石英光学繊維漏光部の表面処理を、無水酢
酸に浸漬し、引き上げて100℃で加熱し、光学繊維漏
光部表面にカルボキシル基を形成させる表面処理に代え
た以外は、実施例1と同様にして光触媒微粒子固定ガラ
ス質球を石英光学繊維の漏光部に積層担持させた光触媒
繊維を作製した。
【0070】作製した光触媒繊維500本を束ねてジブ
ロモクロロメタン1200ppmを含む水中に入れ、光
触媒繊維束の繊維端部より超高圧水銀灯を照射して導光
し、水をスターラーで攪拌しながら光触媒反応させたと
ころ、8時間後、水中のジブロモクロロメタンの濃度は
8ppmとなった。
ロモクロロメタン1200ppmを含む水中に入れ、光
触媒繊維束の繊維端部より超高圧水銀灯を照射して導光
し、水をスターラーで攪拌しながら光触媒反応させたと
ころ、8時間後、水中のジブロモクロロメタンの濃度は
8ppmとなった。
【0071】(比較例1)実施例1において、表面処理
した石英光学繊維を二酸化チタンゾルに浸漬し、引き上
げ500℃で加熱する浸漬、加熱操作を5回繰り返して
光学繊維漏光部に二酸化チタン微粒子を直接固定して光
触媒繊維を作製した。 作製した光触媒繊維500本を
束ねてトリクロロメタン1000ppmを含む水中に入
れ、実施例1と同じ条件で、光触媒繊維束の繊維端部よ
り超高圧水銀灯を照射して導光し、水をスターラーで攪
拌しながら光触媒反応させたところ、6時間後、水中の
トリクロロメタンの濃度は500ppmとしかならなか
った。
した石英光学繊維を二酸化チタンゾルに浸漬し、引き上
げ500℃で加熱する浸漬、加熱操作を5回繰り返して
光学繊維漏光部に二酸化チタン微粒子を直接固定して光
触媒繊維を作製した。 作製した光触媒繊維500本を
束ねてトリクロロメタン1000ppmを含む水中に入
れ、実施例1と同じ条件で、光触媒繊維束の繊維端部よ
り超高圧水銀灯を照射して導光し、水をスターラーで攪
拌しながら光触媒反応させたところ、6時間後、水中の
トリクロロメタンの濃度は500ppmとしかならなか
った。
【0072】(比較例2)実施例2において、表面処理
したポリメチルメタクリレート樹脂光学繊維を二酸化チ
タンゾルに浸漬し、引き上げ80℃で加熱する浸漬、加
熱操作を5回繰り返して光学繊維漏光部に二酸化チタン
微粒子を直接固定して光触媒繊維を作製した。 作製し
た光触媒繊維500本を束ねてクロロホルム1500p
pmを含む水中に入れ、実施例1と同じ条件で、光触媒
繊維束の繊維端部より超高圧水銀灯を照射して導光し、
水をスターラーで攪拌しながら光触媒反応させたとこ
ろ、9時間後、水中のクロロホルムの濃度は780pp
mとしかならなかった。
したポリメチルメタクリレート樹脂光学繊維を二酸化チ
タンゾルに浸漬し、引き上げ80℃で加熱する浸漬、加
熱操作を5回繰り返して光学繊維漏光部に二酸化チタン
微粒子を直接固定して光触媒繊維を作製した。 作製し
た光触媒繊維500本を束ねてクロロホルム1500p
pmを含む水中に入れ、実施例1と同じ条件で、光触媒
繊維束の繊維端部より超高圧水銀灯を照射して導光し、
水をスターラーで攪拌しながら光触媒反応させたとこ
ろ、9時間後、水中のクロロホルムの濃度は780pp
mとしかならなかった。
【0073】(実施例10)図10に示すように、有害
物質除去装置を、反応槽21、光源17、被処理水貯蔵
タンク25、被処理水循環用ポンプ27で構成し、反応
槽21は、上蓋22を備え、直径18cm、高さ40c
mの円筒形をなし、被処理水貯蔵タンク25は、フッ素
樹脂よりなる容量30リットルのタンクであり、被処理
水貯蔵タンク25と反応槽21、反応槽21と被処理水
貯蔵タンク25とはガラス製の配管23でそれぞれ結ば
れ、また、循環用ポンプ27は、被処理水を反応槽21
と被処理水貯蔵タンク25の間で循環させるもので、フ
ロン工業(株)製テフロンベローズポンプ型式BP−6
0(吐出量30cm3/分)を用いた。
物質除去装置を、反応槽21、光源17、被処理水貯蔵
タンク25、被処理水循環用ポンプ27で構成し、反応
槽21は、上蓋22を備え、直径18cm、高さ40c
mの円筒形をなし、被処理水貯蔵タンク25は、フッ素
樹脂よりなる容量30リットルのタンクであり、被処理
水貯蔵タンク25と反応槽21、反応槽21と被処理水
貯蔵タンク25とはガラス製の配管23でそれぞれ結ば
れ、また、循環用ポンプ27は、被処理水を反応槽21
と被処理水貯蔵タンク25の間で循環させるもので、フ
ロン工業(株)製テフロンベローズポンプ型式BP−6
0(吐出量30cm3/分)を用いた。
【0074】反応槽21の上蓋22に、実施例1で作製
した光触媒繊維20を100本固定し、反応槽21内に
光触媒繊維20を配置した。なお、上蓋22上に露出す
る繊維端面は光学研磨した。被処理水貯蔵タンク25
に、トリクロロエタン500ppmを含む水を被処理水
24として投入し、循環用ポンプ27で被処理水24を
循環させた。同時に、光源17としたウシオ電機(株)
製超高圧水銀灯UI−501Cからの励起光18を反射
鏡19で反射させて光触媒繊維20の端部から入射さ
せ、光触媒繊維20の基体光学繊維28の漏光部29か
ら出射させ、ガラス質球30を介し光触媒微粒子31に
照射して光触媒反応を誘起させた。光触媒反応中は、反
応槽21を攪拌子の回転で攪拌しながら行った。光照射
下に9時間装置を運転したところ、処理水の水中トリク
ロロエタン濃度は8ppmとなった。
した光触媒繊維20を100本固定し、反応槽21内に
光触媒繊維20を配置した。なお、上蓋22上に露出す
る繊維端面は光学研磨した。被処理水貯蔵タンク25
に、トリクロロエタン500ppmを含む水を被処理水
24として投入し、循環用ポンプ27で被処理水24を
循環させた。同時に、光源17としたウシオ電機(株)
製超高圧水銀灯UI−501Cからの励起光18を反射
鏡19で反射させて光触媒繊維20の端部から入射さ
せ、光触媒繊維20の基体光学繊維28の漏光部29か
ら出射させ、ガラス質球30を介し光触媒微粒子31に
照射して光触媒反応を誘起させた。光触媒反応中は、反
応槽21を攪拌子の回転で攪拌しながら行った。光照射
下に9時間装置を運転したところ、処理水の水中トリク
ロロエタン濃度は8ppmとなった。
【0075】(実施例11)図11に示すように、実施
例10で用いたと同様の有害物質除去装置を用いた。反
応槽21の上蓋22には、実施例3で作製した光触媒繊
維20を500本ガラス管に挿入した状態で固定し、反
応槽21内に光触媒繊維20を配置した。被処理水24
としてトリクロロエタン500ppmを含む水を用い、
実施例10と同様にして装置を運転し、光触媒反応をさ
せた。光照射下に10時間装置を運転したところ、処理
水の水中トリクロロエタン濃度は1.6ppmとなっ
た。
例10で用いたと同様の有害物質除去装置を用いた。反
応槽21の上蓋22には、実施例3で作製した光触媒繊
維20を500本ガラス管に挿入した状態で固定し、反
応槽21内に光触媒繊維20を配置した。被処理水24
としてトリクロロエタン500ppmを含む水を用い、
実施例10と同様にして装置を運転し、光触媒反応をさ
せた。光照射下に10時間装置を運転したところ、処理
水の水中トリクロロエタン濃度は1.6ppmとなっ
た。
【0076】(実施例12)図12に示すように、有害
物質除去装置を、反応槽21、光源17、汚染空気槽3
6、循環用ポンプ27で構成し、反応槽21は、上蓋2
2を備え、直径18cm、高さ40cmの円筒形をな
し、汚染空気槽36は、タテ60cm、ヨコ50cm、
高さ60cmの箱であり、汚染空気槽36と反応槽2
1、反応槽21と汚染空気槽35とはガラス製の配管2
3でそれぞれ結ばれ、また、循環用ポンプ27は、汚染
空気を反応槽21と汚染空気槽36の間で循環させるも
ので、排気量5リットル/分の排気ポンプを用いた。
物質除去装置を、反応槽21、光源17、汚染空気槽3
6、循環用ポンプ27で構成し、反応槽21は、上蓋2
2を備え、直径18cm、高さ40cmの円筒形をな
し、汚染空気槽36は、タテ60cm、ヨコ50cm、
高さ60cmの箱であり、汚染空気槽36と反応槽2
1、反応槽21と汚染空気槽35とはガラス製の配管2
3でそれぞれ結ばれ、また、循環用ポンプ27は、汚染
空気を反応槽21と汚染空気槽36の間で循環させるも
ので、排気量5リットル/分の排気ポンプを用いた。
【0077】反応槽21の上蓋22には、実施例4で作
製した光触媒繊維20を350本束ねて固定し、反応槽
21内に光触媒繊維20を配置した。汚染空気槽36に
は、タバコ10本分のタバコ煙33を充満させ、循環用
ポンプ27でタバコ煙汚染空気を循環させた。タバコ煙
汚染空気の循環中に、タバコ煙33は光触媒繊維20に
吸着され、吸着箇所は褐色となった。次いで、光源17
としたオーク製作所製高圧水銀灯(型式HHM−300
0)からの励起光18を反射鏡19で反射させて光触媒
繊維20の端部から入射させ、光触媒繊維20の基体光
学繊維漏光部から出射させ、ガラス質球を介し光触媒微
粒子に照射して光触媒反応を誘起させた。光触媒反応中
は、タバコ煙汚染空気を循環させながら行った。光照射
下に8時間装置を運転したところ、処理空気からタバコ
臭が消え、光触媒繊維20のタバコ煙吸着箇所は無色と
なった。
製した光触媒繊維20を350本束ねて固定し、反応槽
21内に光触媒繊維20を配置した。汚染空気槽36に
は、タバコ10本分のタバコ煙33を充満させ、循環用
ポンプ27でタバコ煙汚染空気を循環させた。タバコ煙
汚染空気の循環中に、タバコ煙33は光触媒繊維20に
吸着され、吸着箇所は褐色となった。次いで、光源17
としたオーク製作所製高圧水銀灯(型式HHM−300
0)からの励起光18を反射鏡19で反射させて光触媒
繊維20の端部から入射させ、光触媒繊維20の基体光
学繊維漏光部から出射させ、ガラス質球を介し光触媒微
粒子に照射して光触媒反応を誘起させた。光触媒反応中
は、タバコ煙汚染空気を循環させながら行った。光照射
下に8時間装置を運転したところ、処理空気からタバコ
臭が消え、光触媒繊維20のタバコ煙吸着箇所は無色と
なった。
【0078】(実施例13)図13に示すように、有害
物質除去装置を、反応槽21、光源17で構成し、有害
物質除去装置の前段に膜濾過装置38を設けた。膜濾過
装置38は、ステンレススチール製のハウジングにポリ
エチレン中空糸膜39が収納された三菱レイヨン(株)
製中空糸膜モジュール(型式EHF−270TS、膜面
積15m2)から構成され、反応槽21とは配管23で
結ばれる。反応槽21は、容量250リットルのステン
レススチール製の容器で、上蓋22を備え、上蓋22
に、実施例6で作製した光触媒繊維20を固定し、反応
槽21内に光触媒繊維20を配置した。
物質除去装置を、反応槽21、光源17で構成し、有害
物質除去装置の前段に膜濾過装置38を設けた。膜濾過
装置38は、ステンレススチール製のハウジングにポリ
エチレン中空糸膜39が収納された三菱レイヨン(株)
製中空糸膜モジュール(型式EHF−270TS、膜面
積15m2)から構成され、反応槽21とは配管23で
結ばれる。反応槽21は、容量250リットルのステン
レススチール製の容器で、上蓋22を備え、上蓋22
に、実施例6で作製した光触媒繊維20を固定し、反応
槽21内に光触媒繊維20を配置した。
【0079】水道蛇口37より総トリハロメタン400
0ppb、鉄サビ混入の水道水を送液し、膜濾過装置3
8で濾過して鉄サビを除き、濾過水を反応槽21に通し
た。また、光源17としたオーク製作所製高圧水銀灯
(型式HHM−3000)からの励起光18を反射鏡1
9で反射させて光触媒繊維20の端部から入射させ、光
触媒繊維20の基体光学繊維漏光部から出射させ、ガラ
ス質球を介し光触媒微粒子に照射して光触媒反応を誘起
させた。反応槽出口40より取り出された水は、その総
トリハロメタン濃度が40ppbであった。
0ppb、鉄サビ混入の水道水を送液し、膜濾過装置3
8で濾過して鉄サビを除き、濾過水を反応槽21に通し
た。また、光源17としたオーク製作所製高圧水銀灯
(型式HHM−3000)からの励起光18を反射鏡1
9で反射させて光触媒繊維20の端部から入射させ、光
触媒繊維20の基体光学繊維漏光部から出射させ、ガラ
ス質球を介し光触媒微粒子に照射して光触媒反応を誘起
させた。反応槽出口40より取り出された水は、その総
トリハロメタン濃度が40ppbであった。
【0080】(実施例14)図14に示すように、実施
例10と同様に、有害物質除去装置を、反応槽21、光
源17で構成し、有害物質除去装置の前段に水中溶存ガ
ス脱気装置42を設けた。水中溶存ガス脱気装置42
は、ハウジングに脱気用のセグメント化ポリウレタン中
空糸膜43が収納された三菱レイヨン(株)製中空糸膜
モジュール(型式MHF−5104C、膜面積15
m2)から構成され、反応槽21とは配管23で結ばれ
る。反応槽21は、上蓋22を備え、上蓋22に、実施
例1で作製した光触媒繊維20を固定し、反応槽21内
に光触媒繊維20を配置した。
例10と同様に、有害物質除去装置を、反応槽21、光
源17で構成し、有害物質除去装置の前段に水中溶存ガ
ス脱気装置42を設けた。水中溶存ガス脱気装置42
は、ハウジングに脱気用のセグメント化ポリウレタン中
空糸膜43が収納された三菱レイヨン(株)製中空糸膜
モジュール(型式MHF−5104C、膜面積15
m2)から構成され、反応槽21とは配管23で結ばれ
る。反応槽21は、上蓋22を備え、上蓋22に、実施
例1で作製した光触媒繊維20を固定し、反応槽21内
に光触媒繊維20を配置した。
【0081】工業用水41を送液し、水中溶存ガス脱気
装置42で脱気した後、脱気工業用水46として排出
し、また減圧側の膜透過ガスを排気ポンプ47を介して
反応槽21に通した。この膜透過ガスには、水蒸気、二
酸化炭素、酸素、トリハロメタン5ppmが検出され
た。また、光源17としたウシオ電機(株)製超高圧水
銀灯UI−501Cからの励起光18を反射鏡19で反
射させて光触媒繊維20の端部から入射させ、光触媒繊
維20の基体光学繊維漏光部から出射させ、ガラス質球
を介し光触媒微粒子に照射して光触媒反応を誘起させ
た。反応槽出口40より取り出された浄化ガス45は、
その総トリハロメタン濃度が0.05ppmであった。
装置42で脱気した後、脱気工業用水46として排出
し、また減圧側の膜透過ガスを排気ポンプ47を介して
反応槽21に通した。この膜透過ガスには、水蒸気、二
酸化炭素、酸素、トリハロメタン5ppmが検出され
た。また、光源17としたウシオ電機(株)製超高圧水
銀灯UI−501Cからの励起光18を反射鏡19で反
射させて光触媒繊維20の端部から入射させ、光触媒繊
維20の基体光学繊維漏光部から出射させ、ガラス質球
を介し光触媒微粒子に照射して光触媒反応を誘起させ
た。反応槽出口40より取り出された浄化ガス45は、
その総トリハロメタン濃度が0.05ppmであった。
【0082】
【発明の効果】本発明の光触媒繊維は、有害物質を吸着
する吸着表面積が大きく、吸着面全体に励起光が照射さ
れ、光触媒反応が速やかに進行し、光触媒反応により水
中のトリハロメタン、バクテリア、カニ等の有害物質、
空気中のタバコ煙、アセトアルデヒド、メチルメルカプ
タン等の悪臭物質を酸化分解することができる。また、
本発明の光触媒繊維を内蔵する有害物質除去装置は、前
記のような有害物質を含む液体或いは気体を、それらの
流動速度が大きい場合や有害物質濃度が高い場合でも除
去処理することが可能であり、浄水装置、空気清浄装
置、汚泥処理装置、下水処理装置、プール水濾過装置等
として有用なるものである。
する吸着表面積が大きく、吸着面全体に励起光が照射さ
れ、光触媒反応が速やかに進行し、光触媒反応により水
中のトリハロメタン、バクテリア、カニ等の有害物質、
空気中のタバコ煙、アセトアルデヒド、メチルメルカプ
タン等の悪臭物質を酸化分解することができる。また、
本発明の光触媒繊維を内蔵する有害物質除去装置は、前
記のような有害物質を含む液体或いは気体を、それらの
流動速度が大きい場合や有害物質濃度が高い場合でも除
去処理することが可能であり、浄水装置、空気清浄装
置、汚泥処理装置、下水処理装置、プール水濾過装置等
として有用なるものである。
【図1】光学繊維漏光部の全部に光触媒微粒子固定ガラ
ス質球を一層のみ担持させた光触媒繊維の模式側面図で
ある。
ス質球を一層のみ担持させた光触媒繊維の模式側面図で
ある。
【図2】光学繊維漏光部の一部に光触媒微粒子固定ガラ
ス質球を一層のみ担持させた光触媒繊維の模式側面図で
ある。
ス質球を一層のみ担持させた光触媒繊維の模式側面図で
ある。
【図3】光学繊維漏光部の全部に光触媒微粒子固定ガラ
ス質球を接着剤を介して積層担持させた光触媒繊維の模
式側面図である。
ス質球を接着剤を介して積層担持させた光触媒繊維の模
式側面図である。
【図4】光学繊維漏光部の一部に光触媒微粒子固定ガラ
ス質球を接着剤を介して積層担持させた光触媒繊維の模
式側面図である。
ス質球を接着剤を介して積層担持させた光触媒繊維の模
式側面図である。
【図5】光学繊維漏光部の全部に光触媒微粒子固定ガラ
ス質球を接着剤を介して積層担持させ、担持部に空洞部
分を形成させた光触媒繊維の模式側面図である。
ス質球を接着剤を介して積層担持させ、担持部に空洞部
分を形成させた光触媒繊維の模式側面図である。
【図6】光学繊維漏光部の一部に光触媒微粒子固定ガラ
ス質球を接着剤を介して積層担持させ、担持部に空洞部
分を形成させた光触媒繊維の模式側面図である。
ス質球を接着剤を介して積層担持させ、担持部に空洞部
分を形成させた光触媒繊維の模式側面図である。
【図7】本発明の有害物質除去装置の例の模式概略図で
ある。
ある。
【図8】本発明の有害物質除去装置の他の例の模式概略
図である。
図である。
【図9】本発明の有害物質除去装置の他の例の模式概略
図である。
図である。
【図10】実施例10で用いた有害物質除去装置の模式
概略図である。
概略図である。
【図11】実施例11で用いた有害物質除去装置の模式
概略図である。
概略図である。
【図12】実施例12で用いた有害物質除去装置の模式
概略図である。
概略図である。
【図13】実施例13で用いた有害物質除去装置の模式
概略図である。
概略図である。
【図14】実施例14で用いた有害物質除去装置の模式
概略図である。
概略図である。
1 光学繊維漏光部 2 ガラス質球 3 光触媒微粒子 4 光学的に透明な接着剤 5 空洞部分 6 光源 7 励起光 8 反射鏡 9 光触媒繊維 10 反応槽 11 上蓋 12 被処理物入口 13 漏光部 14 ガラス質球 15 光触媒微粒子 16 処理物出口 17 光源 18 励起光 19 反射鏡 20 光触媒繊維 21 反応槽 22 上蓋 23 配管 24 被処理水 25 被処理水貯蔵タンク 26 一部処理の被処理水 27 循環用ポンプ 28 光学繊維 29 漏光部 30 ガラス質球 31 光触媒微粒子 32 光学的に透明な接着剤 33 タバコ煙 34 タバコ 35 灰皿 36 汚染空気槽 37 水道蛇口 38 膜濾過装置 39 中空糸膜 40 反応槽出口 41 工業用水 42 脱気装置 43 脱気用中空糸膜 44 膜透過ガス 45 浄化ガス 46 脱気工業用水 47 排気ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C02F 1/72 101 B01D 53/36 ZABG
Claims (6)
- 【請求項1】 光触媒微粒子を表面に固定したガラス質
球が漏光部を有する光学繊維の表面の少なくとも一部に
担持されたことを特徴とする光触媒繊維。 - 【請求項2】 光触媒微粒子を表面に固定したガラス質
球が光学的に透明な接着剤を介して漏光部を有する光学
繊維の表面の少なくとも一部に担持されたことを特徴と
する光触媒繊維。 - 【請求項3】 ガラス質球が光学繊維の表面の少なくと
も漏光部に担持された請求項1または請求項2記載の光
触媒繊維。 - 【請求項4】 ガラス質球が中空状球である請求項1、
請求項2または請求項3記載の光触媒繊維。 - 【請求項5】 接着剤の介する担持部に空洞部分が形成
されている請求項1、請求項2、請求項3または請求項
4記載の光触媒繊維。 - 【請求項6】 請求項1、請求項2、請求項3、請求項
4または請求項5記載の光触媒繊維を有害物質の光触媒
反応槽に内蔵させたことを特徴とする有害物質除去装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8094669A JPH09253505A (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | 光触媒繊維及び有害物質除去装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8094669A JPH09253505A (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | 光触媒繊維及び有害物質除去装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09253505A true JPH09253505A (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=14116655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8094669A Pending JPH09253505A (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | 光触媒繊維及び有害物質除去装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09253505A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11285643A (ja) * | 1998-04-03 | 1999-10-19 | Matsushita Seiko Co Ltd | 光触媒脱臭体および光触媒脱臭装置 |
| JP2001292902A (ja) * | 2000-04-14 | 2001-10-23 | Takuro Ishibashi | 二酸化チタン光触媒による水質浄化ポット |
| EP1302234A1 (en) * | 2001-09-27 | 2003-04-16 | Hoya- Schott Corporation | Light-transmittable linear photocatalytic filter material, filter to which the material is applied, and process for production thereof |
| JP2003144848A (ja) * | 2001-11-09 | 2003-05-20 | Takuma Co Ltd | 排ガス処理方法およびその装置 |
| JP2005193118A (ja) * | 2004-01-06 | 2005-07-21 | Daiken Kagaku Kogyo Kk | 光触媒性粒子、光触媒性溶液、噴霧器、空気清浄器及び光触媒性基体 |
| JP2007209841A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | National Institute For Materials Science | 光エネルギーを利用した環境浄化装置 |
| JP2010029867A (ja) * | 2009-11-12 | 2010-02-12 | Ohbayashi Corp | 光触媒担持体 |
-
1996
- 1996-03-26 JP JP8094669A patent/JPH09253505A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11285643A (ja) * | 1998-04-03 | 1999-10-19 | Matsushita Seiko Co Ltd | 光触媒脱臭体および光触媒脱臭装置 |
| JP2001292902A (ja) * | 2000-04-14 | 2001-10-23 | Takuro Ishibashi | 二酸化チタン光触媒による水質浄化ポット |
| EP1302234A1 (en) * | 2001-09-27 | 2003-04-16 | Hoya- Schott Corporation | Light-transmittable linear photocatalytic filter material, filter to which the material is applied, and process for production thereof |
| JP2003144848A (ja) * | 2001-11-09 | 2003-05-20 | Takuma Co Ltd | 排ガス処理方法およびその装置 |
| JP2005193118A (ja) * | 2004-01-06 | 2005-07-21 | Daiken Kagaku Kogyo Kk | 光触媒性粒子、光触媒性溶液、噴霧器、空気清浄器及び光触媒性基体 |
| JP2007209841A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | National Institute For Materials Science | 光エネルギーを利用した環境浄化装置 |
| JP2010029867A (ja) * | 2009-11-12 | 2010-02-12 | Ohbayashi Corp | 光触媒担持体 |
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