JPH1028867A - 光触媒体とその製造方法 - Google Patents
光触媒体とその製造方法Info
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- JPH1028867A JPH1028867A JP8205305A JP20530596A JPH1028867A JP H1028867 A JPH1028867 A JP H1028867A JP 8205305 A JP8205305 A JP 8205305A JP 20530596 A JP20530596 A JP 20530596A JP H1028867 A JPH1028867 A JP H1028867A
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Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 形状保持性が高く、さらに高い反応活性を有
し、比較的軽量な光触媒体とその製造方法を提供する。 【解決手段】 組成式ＡＯx で表される酸化物を主成分
とした無機質繊維体からなる基材を、加熱によりＢＯy
で表される光触媒になる光触媒前駆体と有機物樹脂とを
相溶性のある溶媒に溶解してなる溶液に浸漬した後、乾
燥、焼成することにより、前記基材にこれとＡ−Ｏ−Ｂ
なる結合層を介して酸化物を被覆する光触媒体の製造方
法であって、前記無機質繊維体として無機質繊維スリー
ブを用い、これを任意の形状に整えた後に、乾燥、焼成
をすることを特徴とする。
し、比較的軽量な光触媒体とその製造方法を提供する。 【解決手段】 組成式ＡＯx で表される酸化物を主成分
とした無機質繊維体からなる基材を、加熱によりＢＯy
で表される光触媒になる光触媒前駆体と有機物樹脂とを
相溶性のある溶媒に溶解してなる溶液に浸漬した後、乾
燥、焼成することにより、前記基材にこれとＡ−Ｏ−Ｂ
なる結合層を介して酸化物を被覆する光触媒体の製造方
法であって、前記無機質繊維体として無機質繊維スリー
ブを用い、これを任意の形状に整えた後に、乾燥、焼成
をすることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒を被覆した
無機質繊維の成形体とその製造方法に関する。さらに詳
しくは、乾燥、焼成の前に賦形処理を行うことにより高
い形状保持性を有し、さらに高い反応性を有しかつ比較
的軽量な光触媒体とその製造方法を提供するものであ
る。
無機質繊維の成形体とその製造方法に関する。さらに詳
しくは、乾燥、焼成の前に賦形処理を行うことにより高
い形状保持性を有し、さらに高い反応性を有しかつ比較
的軽量な光触媒体とその製造方法を提供するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、光触媒を被覆した成形体として
は、酸化物焼結体によって、粒状、板状、筒状あるいは
ハニカム状などにしたもの（特開平６−１７８９３５号
公報）が知られている。また、粒状、板状、筒状あるい
はハニカム状などの形状の定まった基材に光触媒を担持
させて光触媒体とする方法も知られている。
は、酸化物焼結体によって、粒状、板状、筒状あるいは
ハニカム状などにしたもの（特開平６−１７８９３５号
公報）が知られている。また、粒状、板状、筒状あるい
はハニカム状などの形状の定まった基材に光触媒を担持
させて光触媒体とする方法も知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記酸
化物焼結体による方法では、反応物質を含む気体や液体
などが接触する有効面積が小さく比較的反応活性が小さ
い。さらに、形状保持のために重量が比較的大きくなる
といった欠点を有していた。また、各種形状の基材に光
触媒を担持させる方法では、その形状は最初の基材形状
によって決定されてしまうといった欠点があった。本発
明は、これら従来技術の欠点を解消し、形状保持性が高
く、さらに高い反応活性を有し、比較的軽量な光触媒体
とその製造方法を提供することを目的としている。
化物焼結体による方法では、反応物質を含む気体や液体
などが接触する有効面積が小さく比較的反応活性が小さ
い。さらに、形状保持のために重量が比較的大きくなる
といった欠点を有していた。また、各種形状の基材に光
触媒を担持させる方法では、その形状は最初の基材形状
によって決定されてしまうといった欠点があった。本発
明は、これら従来技術の欠点を解消し、形状保持性が高
く、さらに高い反応活性を有し、比較的軽量な光触媒体
とその製造方法を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記欠点
を解決するため鋭意研究の結果、酸化物を主成分とした
無機質繊維スリーブを、加熱により光触媒になる光触媒
前駆体と有機物樹脂とを相溶性のある溶媒に溶解してな
る溶液に浸漬したのち任意の形状に整えた後、乾燥、焼
成することにより、継目のない成形体として形状保持が
できることを見いだし、本発明を完成させた。即ち請求
項１の光触媒体の製造方法は、組成式ＡＯx で表される
酸化物を主成分とした無機質繊維体からなる基材を、加
熱によりＢＯy で表される光触媒になる光触媒前駆体と
有機物樹脂とを相溶性のある溶媒に溶解してなる溶液に
浸漬した後、乾燥、焼成することにより、前記基材にこ
れとＡ−Ｏ−Ｂなる結合層を介して酸化物を被覆する光
触媒体の製造方法であって、前記無機質繊維体として無
機質繊維スリーブを用い、これを任意の形状に整えた後
に、乾燥、焼成をすることを特徴とする。また請求項２
記載の光触媒体の製造方法は、前記焼成時の温度を２０
０〜６００℃の範囲の温度とすることにより、残留有機
物を除去し被覆された光触媒の特性を発現させることを
特徴とする。また請求項３記載の光触媒体の製造方法
は、前記有機物樹脂を、２００℃以上かつ前記焼成温度
以下の分解温度を有する樹脂とすることにより、被覆さ
れた光触媒の脱落を小さくすることを特徴とする。また
請求項４記載の光触媒体の製造方法は、前記光触媒を酸
化チタンとすることにより、安定な光触媒を得ることを
特徴とする。また請求項５記載の光触媒体の製造方法
は、前記基材を酸化珪素を主成分とした無機質繊維体と
することにより、酸化物薄膜と強固な結合を形成するこ
とを特徴とする。また、請求項６記載の光触媒体の製造
方法は、筒状の光触媒体とすることにより、内部に光源
を配置することができ、効率的に光を照射できるように
することを特徴とする。また、請求項７記載の光触媒体
は、筒状の光触媒体において、無機質繊維スリーブに触
媒成分を担持して筒状に賦形したことを特徴とする。
を解決するため鋭意研究の結果、酸化物を主成分とした
無機質繊維スリーブを、加熱により光触媒になる光触媒
前駆体と有機物樹脂とを相溶性のある溶媒に溶解してな
る溶液に浸漬したのち任意の形状に整えた後、乾燥、焼
成することにより、継目のない成形体として形状保持が
できることを見いだし、本発明を完成させた。即ち請求
項１の光触媒体の製造方法は、組成式ＡＯx で表される
酸化物を主成分とした無機質繊維体からなる基材を、加
熱によりＢＯy で表される光触媒になる光触媒前駆体と
有機物樹脂とを相溶性のある溶媒に溶解してなる溶液に
浸漬した後、乾燥、焼成することにより、前記基材にこ
れとＡ−Ｏ−Ｂなる結合層を介して酸化物を被覆する光
触媒体の製造方法であって、前記無機質繊維体として無
機質繊維スリーブを用い、これを任意の形状に整えた後
に、乾燥、焼成をすることを特徴とする。また請求項２
記載の光触媒体の製造方法は、前記焼成時の温度を２０
０〜６００℃の範囲の温度とすることにより、残留有機
物を除去し被覆された光触媒の特性を発現させることを
特徴とする。また請求項３記載の光触媒体の製造方法
は、前記有機物樹脂を、２００℃以上かつ前記焼成温度
以下の分解温度を有する樹脂とすることにより、被覆さ
れた光触媒の脱落を小さくすることを特徴とする。また
請求項４記載の光触媒体の製造方法は、前記光触媒を酸
化チタンとすることにより、安定な光触媒を得ることを
特徴とする。また請求項５記載の光触媒体の製造方法
は、前記基材を酸化珪素を主成分とした無機質繊維体と
することにより、酸化物薄膜と強固な結合を形成するこ
とを特徴とする。また、請求項６記載の光触媒体の製造
方法は、筒状の光触媒体とすることにより、内部に光源
を配置することができ、効率的に光を照射できるように
することを特徴とする。また、請求項７記載の光触媒体
は、筒状の光触媒体において、無機質繊維スリーブに触
媒成分を担持して筒状に賦形したことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】前記酸化物を主成分とした無機質
繊維体としては、無機質繊維スリーブ、即ち、予め管状
に編んだ繊維製品を用いる必要があり、この無機質繊維
体の内径（ｍｍ）及び単重（ｇ／ｍ）は、いくらのもの
でも構わないが、取扱い性や酸化物の担持量の関係か
ら、１〜１００ｍｍ、１〜３００ｇ／ｍ、特に１５〜５
０ｍｍ、２５〜１３０ｇ／ｍが好ましい。
繊維体としては、無機質繊維スリーブ、即ち、予め管状
に編んだ繊維製品を用いる必要があり、この無機質繊維
体の内径（ｍｍ）及び単重（ｇ／ｍ）は、いくらのもの
でも構わないが、取扱い性や酸化物の担持量の関係か
ら、１〜１００ｍｍ、１〜３００ｇ／ｍ、特に１５〜５
０ｍｍ、２５〜１３０ｇ／ｍが好ましい。
【０００６】また、繊維体を構成する無機質繊維の材質
は、ガラスやセラミック等、主成分としてＡ＝Ｓｉ，Ａ
ｌ，Ｔｉ，Ｚｒ等の酸化物を有するものであればよい。
なかでも酸化物薄膜と強固な結合を形成できる酸化珪素
を主成分とした無機質繊維が好ましい。ここでいう、酸
化珪素を含む無機質繊維とは、例えば、石英ガラス、高
石英ガラス、Ｅガラス、Ｃガラス、Ｓガラス、Ａガラス
等からなる繊維が挙げられるが、経済性からＥガラス繊
維が好ましい。無機質繊維の平均繊維径は特に限定され
るものではないが、製造可能でしかも繊維体に加工する
のが容易であることから、０．１〜２０ミクロンが好ま
しい。
は、ガラスやセラミック等、主成分としてＡ＝Ｓｉ，Ａ
ｌ，Ｔｉ，Ｚｒ等の酸化物を有するものであればよい。
なかでも酸化物薄膜と強固な結合を形成できる酸化珪素
を主成分とした無機質繊維が好ましい。ここでいう、酸
化珪素を含む無機質繊維とは、例えば、石英ガラス、高
石英ガラス、Ｅガラス、Ｃガラス、Ｓガラス、Ａガラス
等からなる繊維が挙げられるが、経済性からＥガラス繊
維が好ましい。無機質繊維の平均繊維径は特に限定され
るものではないが、製造可能でしかも繊維体に加工する
のが容易であることから、０．１〜２０ミクロンが好ま
しい。
【０００７】また、加熱により金属酸化物となる前駆体
としては、金属アルコキシド、金属塩化物、金属硫化
物、金属酢酸塩等が使用できるが、有機物樹脂との相溶
性の関係から、アルコール類を相溶性溶媒とする場合は
金属アルコキシド、水を相溶性溶媒とする場合は金属塩
化物を選択することが好ましい。しかし、前駆体と有機
物樹脂が相溶する場合はどの組み合わせを選択してもか
まわない。
としては、金属アルコキシド、金属塩化物、金属硫化
物、金属酢酸塩等が使用できるが、有機物樹脂との相溶
性の関係から、アルコール類を相溶性溶媒とする場合は
金属アルコキシド、水を相溶性溶媒とする場合は金属塩
化物を選択することが好ましい。しかし、前駆体と有機
物樹脂が相溶する場合はどの組み合わせを選択してもか
まわない。
【０００８】また、有機物樹脂としてはアクリル系、オ
レフィン系等が一般的であるが、製造工程中の焼成工程
で酸化分解することが必要であるため分解温度が２００
℃以上かつ焼成温度以下の樹脂で、さらに該金属酸化物
前駆体との相溶性であればよく、モノマーの種類や分子
量によって特に限定されるものではない。
レフィン系等が一般的であるが、製造工程中の焼成工程
で酸化分解することが必要であるため分解温度が２００
℃以上かつ焼成温度以下の樹脂で、さらに該金属酸化物
前駆体との相溶性であればよく、モノマーの種類や分子
量によって特に限定されるものではない。
【０００９】このようにして選定された有機物樹脂と金
属酸化物前駆体の溶液に、無機質繊維スリーブを浸漬し
任意の形状に整えたのち、乾燥する。このとき、任意の
形状に整えるために、金属、セラミック、プラスチッ
ク、木などの型を用いて成形するとよい。
属酸化物前駆体の溶液に、無機質繊維スリーブを浸漬し
任意の形状に整えたのち、乾燥する。このとき、任意の
形状に整えるために、金属、セラミック、プラスチッ
ク、木などの型を用いて成形するとよい。
【００１０】乾燥温度は相溶性溶媒の沸点により異なる
が、４０〜１５０℃の範囲で行うのが好ましい。次に、
乾燥膜を焼成することにより、有機物樹脂や金属酸化物
の前駆体を構成している有機残基を取り除く。この焼成
で金属酸化物前駆体は金属酸化物に変化し、有機物樹脂
は酸化分解されＡ−Ｏ−Ｂ結合を有する薄膜が得られ
る。加えて、薄膜の焼結作用で形状保持が可能となる。
が、４０〜１５０℃の範囲で行うのが好ましい。次に、
乾燥膜を焼成することにより、有機物樹脂や金属酸化物
の前駆体を構成している有機残基を取り除く。この焼成
で金属酸化物前駆体は金属酸化物に変化し、有機物樹脂
は酸化分解されＡ−Ｏ−Ｂ結合を有する薄膜が得られ
る。加えて、薄膜の焼結作用で形状保持が可能となる。
【００１１】筒状の光触媒は、成形に用いる型を目的の
形状に合わせて円筒、角筒あるいは異形筒など筒状体と
しておき、有機物樹脂と金属酸化物前駆体の溶液に浸漬
したスリーブを、この型の外壁にかぶせて成形するか、
あるいは内壁に密着させて成形するとよい。
形状に合わせて円筒、角筒あるいは異形筒など筒状体と
しておき、有機物樹脂と金属酸化物前駆体の溶液に浸漬
したスリーブを、この型の外壁にかぶせて成形するか、
あるいは内壁に密着させて成形するとよい。
【００１２】このようにして得られた筒状の光触媒体の
内部に光源に配置し光を照射することにより、照射され
た光が有効に光触媒体に照射される。
内部に光源に配置し光を照射することにより、照射され
た光が有効に光触媒体に照射される。
【００１３】このとき用いる光源は、低圧水銀灯や殺菌
灯あるいはブラックライト蛍光灯等を用いるとよいが、
反応速度を考慮しなければ一般蛍光灯でもかまわない。
灯あるいはブラックライト蛍光灯等を用いるとよいが、
反応速度を考慮しなければ一般蛍光灯でもかまわない。
【００１４】
【実施例】次に、より具体的な実施例を比較例と共に説
明する。無機質繊維スリーブ、光触媒の前駆体材料およ
び有機物樹脂などは前記条件を満たしておけば効果は同
じである。そこで代表として、無機質繊維スリーブとし
てＥガラス繊維スリーブ（主成分ＳｉＯ2 ）、金属酸化
物の前駆体としてチタンイソプロポキシド、有機物樹脂
としてアクリル系樹脂（分解温度３５０℃）および相溶
媒としてエチルアルコールの組み合わせを選んで説明す
る。
明する。無機質繊維スリーブ、光触媒の前駆体材料およ
び有機物樹脂などは前記条件を満たしておけば効果は同
じである。そこで代表として、無機質繊維スリーブとし
てＥガラス繊維スリーブ（主成分ＳｉＯ2 ）、金属酸化
物の前駆体としてチタンイソプロポキシド、有機物樹脂
としてアクリル系樹脂（分解温度３５０℃）および相溶
媒としてエチルアルコールの組み合わせを選んで説明す
る。
【００１５】（実施例１）内径４５ｍｍφのＥガラス繊
維スリーブを、金属酸化物前駆体であるチタンイソプロ
ポキシド１０ｇとアクリル系樹脂１０ｇをエチルアルコ
ール１８０ｇに溶解した溶液に浸漬した。このスリーブ
を溶液から取り出し４０ｍｍφのセラミック製丸筒にか
ぶせた状態で６０℃で１時間乾燥して硬化させたのち、
毎分１℃の速度で４５０℃まで昇温し、４５０℃で５時
間保持することにより、有機物樹脂を完全に酸化分解
し、同時にチタンイソプロポキシドもＴｉＯ2 の酸化物
に変化させ、スリーブ中の繊維上にＴｉＯ2 膜を形成
し、円筒状の光触媒体を作製した。
維スリーブを、金属酸化物前駆体であるチタンイソプロ
ポキシド１０ｇとアクリル系樹脂１０ｇをエチルアルコ
ール１８０ｇに溶解した溶液に浸漬した。このスリーブ
を溶液から取り出し４０ｍｍφのセラミック製丸筒にか
ぶせた状態で６０℃で１時間乾燥して硬化させたのち、
毎分１℃の速度で４５０℃まで昇温し、４５０℃で５時
間保持することにより、有機物樹脂を完全に酸化分解
し、同時にチタンイソプロポキシドもＴｉＯ2 の酸化物
に変化させ、スリーブ中の繊維上にＴｉＯ2 膜を形成
し、円筒状の光触媒体を作製した。
【００１６】このときの形状保持性は良好であった。ま
た、ＴｉＯ2 膜の厚さをＳＥＭで確認したところ約０．
３ミクロンであり、強固に付着していた。さらに、この
膜についてＥＰＭＡおよびＥＳＣＡにより分析を行った
ところ、Ｓｉ−Ｏ−Ｔｉ結合の存在が確認された。
た、ＴｉＯ2 膜の厚さをＳＥＭで確認したところ約０．
３ミクロンであり、強固に付着していた。さらに、この
膜についてＥＰＭＡおよびＥＳＣＡにより分析を行った
ところ、Ｓｉ−Ｏ−Ｔｉ結合の存在が確認された。
【００１７】この円筒状光触媒体の内部に、三共電気
（株）製殺菌ランプＧＬ２０を１本配置して光を照射
し、ここにトリクロロエチレンを含む空気を１リットル
／分の速度で通過させ、分解効率を測定した。その結
果、初期トリクロロエチレン濃度１０ｐｐｍの空気が、
出口では濃度１ｐｐｍ以下となり、光触媒による反応が
効率的に進行していることが確認された。ここで図１は
本実施例にしたがって作製された円筒状の光触媒体１の
外観図である。また、図２は前記円筒状の光触媒体１の
内部に光源２を配置したときのモデル図である。なお、
図中３は反応物の流路を示す。
（株）製殺菌ランプＧＬ２０を１本配置して光を照射
し、ここにトリクロロエチレンを含む空気を１リットル
／分の速度で通過させ、分解効率を測定した。その結
果、初期トリクロロエチレン濃度１０ｐｐｍの空気が、
出口では濃度１ｐｐｍ以下となり、光触媒による反応が
効率的に進行していることが確認された。ここで図１は
本実施例にしたがって作製された円筒状の光触媒体１の
外観図である。また、図２は前記円筒状の光触媒体１の
内部に光源２を配置したときのモデル図である。なお、
図中３は反応物の流路を示す。
【００１８】
【発明の効果】このように、本発明による光触媒体は、
繊維上にＡ−Ｏ−Ｂ結合を持つ層を有した薄膜を形成す
ることにより形状保持性に優れており、さらに比較的軽
量で、継目のない光触媒成形体を提供することができ
る。
繊維上にＡ−Ｏ−Ｂ結合を持つ層を有した薄膜を形成す
ることにより形状保持性に優れており、さらに比較的軽
量で、継目のない光触媒成形体を提供することができ
る。
【図１】本発明の光触媒体の一例を示したもので、円筒
状のものである。
状のものである。
【図２】本発明の光触媒体の使用方法の一例を示したも
ので、円筒状の光触媒体の内部に光源を配置したもので
ある。
ので、円筒状の光触媒体の内部に光源を配置したもので
ある。
１ 円筒状の光触媒体 ２ 光源 ３ 反応物の流路
Claims (7)
- 【請求項１】 組成式ＡＯx で表される酸化物を主成分
とした無機質繊維体からなる基材を、加熱によりＢＯy
で表される光触媒になる光触媒前駆体と有機物樹脂とを
相溶性のある溶媒に溶解してなる溶液に浸漬した後、乾
燥、焼成することにより、前記基材にこれとＡ−Ｏ−Ｂ
なる結合層を介して酸化物を被覆する光触媒体の製造方
法であって、前記無機質繊維体として無機質繊維スリー
ブを用い、これを任意の形状に整えた後に、乾燥、焼成
をすることを特徴とする光触媒体の製造方法。 - 【請求項２】 前記焼成時の温度が２００〜６００℃の
範囲の温度であることを特徴とする請求項１記載の光触
媒体の製造方法。 - 【請求項３】 前記有機物樹脂が、２００℃以上かつ前
記焼成温度以下の分解温度を有する樹脂であることを特
徴とする請求項１または２の何れかに記載の光触媒体の
製造方法。 - 【請求項４】 前記光触媒は酸化チタンであることを特
徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光触媒体の製
造方法。 - 【請求項５】 前記基材が酸化珪素を主成分とする無機
質繊維体であることを特徴とする請求項１乃至４の何れ
かに記載の光触媒体の製造方法 - 【請求項６】 前記光触媒体の形状が、筒状であること
を特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の光触媒体
の製造方法。 - 【請求項７】 筒状の光触媒体において、無機質繊維ス
リーブに触媒成分を担持して筒状に賦形したことを特徴
とする光触媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20530596A JP3884104B2 (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 光触媒体とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20530596A JP3884104B2 (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 光触媒体とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1028867A true JPH1028867A (ja) | 1998-02-03 |
| JP3884104B2 JP3884104B2 (ja) | 2007-02-21 |
Family
ID=16504761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20530596A Expired - Fee Related JP3884104B2 (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 光触媒体とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3884104B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000063118A (ja) * | 1998-08-14 | 2000-02-29 | Jsr Corp | 二酸化チタン前駆体組成物および二酸化チタン |
| JP2000262906A (ja) * | 1999-03-19 | 2000-09-26 | Akio Komatsu | 金属担持二酸化チタン光触媒及びその量産方法 |
| JP2002066309A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-03-05 | Nippon Muki Co Ltd | 残留オゾン除去方法 |
| JP2002102656A (ja) * | 2000-09-28 | 2002-04-09 | Nippon Muki Co Ltd | 光触媒構造体を用いた有機物分解方法並びに分解装置 |
-
1996
- 1996-07-16 JP JP20530596A patent/JP3884104B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000063118A (ja) * | 1998-08-14 | 2000-02-29 | Jsr Corp | 二酸化チタン前駆体組成物および二酸化チタン |
| JP2000262906A (ja) * | 1999-03-19 | 2000-09-26 | Akio Komatsu | 金属担持二酸化チタン光触媒及びその量産方法 |
| JP2002066309A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-03-05 | Nippon Muki Co Ltd | 残留オゾン除去方法 |
| JP2002102656A (ja) * | 2000-09-28 | 2002-04-09 | Nippon Muki Co Ltd | 光触媒構造体を用いた有機物分解方法並びに分解装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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