JPH11290695A - 光触媒フィルタ - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光触媒の励起光の照射効率が良好で、触媒性
能の高い光触媒フィルタを提供する。 【解決手段】 光触媒を表面乃至内部に担持させた吸着
材１と、光導波路２とが一体に組み合わされて光触媒フ
ィルタを構成することを特徴とする。吸着材は繊維状活
性炭、光導波路は光通信用のシングルモードファイバを
用いることが好ましい。
能の高い光触媒フィルタを提供する。 【解決手段】 光触媒を表面乃至内部に担持させた吸着
材１と、光導波路２とが一体に組み合わされて光触媒フ
ィルタを構成することを特徴とする。吸着材は繊維状活
性炭、光導波路は光通信用のシングルモードファイバを
用いることが好ましい。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は空気清浄機、汚水処
理装置、浄水器などに使用される光触媒フィルタに関す
るものである。 【０００２】 【従来の技術】近年、空気浄化や汚水浄化などの環境浄
化に光触媒を利用する試みが活発となっている。これは
酸化チタン（TiO2）などの半導体にエネルギーギャップ
以上のエネルギーを持つ光を照射することにより生じた
電子と正孔の酸化、還元作用により、空気中や水中の悪
臭物質、有害物質などを分解、除去するものである。 【０００３】光触媒反応は光触媒表面でのみ反応が生じ
るため、光触媒を用いた空気浄化、汚水浄化において
は、処理物質が光触媒の表面へ効率良く供給される必要
がある。そこで、活性炭などの吸着剤に光触媒を担持さ
せて、空気中の悪臭物質や汚水浄化に利用する試みが行
われている。しかし、光触媒反応は光が当たっている部
分でしか反応が生じないため、光触媒を吸着剤に担持さ
せたものでは、光の当たらない部分ができてしまい、光
触媒の性能を充分に発揮できないという問題がある。 【０００４】悪臭物質の分解性能の高い光触媒を利用し
た脱臭方法として、例えば特開平９−７５４３４号では
酸化チタンを担持させた多孔性物質からなる吸着剤に、
紫外線増感剤、透光性セラミックス、透光性プラスチッ
クスのうちから選ばれた少なくとも１種の成分を加えて
成形した脱臭材を使用する方法が提示されている。これ
は紫外線増感材、透光性セラミックス、透光性プラスチ
ックスのいずれかにより、励起光の酸化チタンへの照射
効率を高め、脱臭性能を高めたものである。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上記提示の技術は優れ
たものであるが、酸化チタンを担持した吸着剤と、紫外
線増感剤、透光性セラミックス、透光性プラスチックス
を混合した粒子または粉末状か、バインダまたは接着剤
によって板状などに成形したものであり、脱臭材表面か
らある程度の深さまでは光が透過することが可能である
が、それぞれの構成要素が分散して存在するために脱臭
材の充分内部まで光を照射することができないと言う問
題を残している。 【０００６】具体的には、実施例として酸化チタンを担
持した椰子殻活性炭１００ｇと紫外線増感材であるｐ−
ニトロアニリン１ｇ、透光性セラミックスである透光性
アルミナ粉末２ｇおよびポリエチレン粉末バインダ１５
ｇを混合し、板状に成形したものがあげられているが、
光を内部に導く透光性材料が粉末で分散しており、全体
にしめる体積も小さいため、充分内部まで光を供給する
ことができず、脱臭材全体の光触媒性能を充分発揮でき
ない。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は光触媒を表面乃
至内部に担持させた吸着材と、光触媒の励起光を導光可
能な光導波路とを一体に組合せて、光触媒フィルタを形
成することにより、フィルタ外部から照射した励起光を
フィルタ内部の光触媒に効率良く供給することができ、
処理物質の分解、除去性能にすぐれた光触媒フィルタを
実現したものである。なおこの光触媒フィルタの使用に
当っては、フィルタのハウジングとか接着剤など、他の
部品や構造材料と合わせ用いられることが多いことは言
うまでもない。 【０００８】 【作用】本発明の光触媒フィルタは、光触媒を表面乃至
内部に担持させた吸着材と、光触媒の励起光を導光可能
な光導波路とを一体に組合せてなることを特徴とする。
本発明では、フィルタ外部から照射された光がフィルタ
の構成部材の１つある光導波路によりフィルタ内部まで
導かれるため、フィルタ内の光触媒への光の照射効率が
高く、フィルタ全体の光触媒の能力を充分発揮させるこ
とができ、処理物質の分解処理性能に優れている。 【０００９】また、光触媒の担持基材として使用してい
る吸着材が、空気中や水中の処理物質を効率良く捕集
し、処理物質の光触媒表面への接触確率を高めるため、
処理性能に優れている。光触媒により完全分解しにくく
中間生成物を生成しやすい物質であっても、吸着材が中
間生成物を再吸着して光触媒表面に接触する確率を高め
るため、完全分解しやすいという効果もある。吸着材に
吸着させた処理物質は、光触媒により完全に分解される
ため、吸着飽和による性能劣化がない。 【００１０】本発明で光触媒の担持基材として使用する
吸着材としては、処理物質に対して吸着性を有するもの
であればどんなものでも使用可能であるが、比表面積が
大きなこと、吸着性能が優れていること、入手の容易さ
などの理由から、活性炭、シリカゲル、活性アルミナ、
ゼオライトなどを用いることが望ましく、これらを単独
あるいは必要に応じて複数を組み合わせて用いても良
い。処理物質によって最適な吸着材を選定することが重
要であり、例えば空気中の悪臭物質の除去や、水道水中
のトリハロメタン類、残留塩素、カビ臭の除去などには
活性炭を用いるのが良い。 【００１１】活性炭は粒状、粉末状、繊維状などいずれ
のものでも使用することができるが、繊維状活性炭は比
表面積が大きいため吸着性能に優れており、また後述す
るようにシート状に形成してフィルタ形状を作製しやす
いことから最も好ましい。粒状あるいは粉末状活性炭の
原料には、椰子殻、石炭、コークス、木炭など、繊維状
活性炭の原料にはセルロース系繊維、フェノール系繊
維、ピッチ系繊維などがあるが、いずれも使用すること
ができ、処理する物質に対し吸着性能の優れたものを選
んで使用すればよい。例えば水道水中のトリハロメタン
除去には、椰子殻原料のものを使用するのが好ましい。 【００１２】粒状活性炭、粉末状活性炭、シリカゲル、
活性アルミナ、ゼオライト等前記した吸着材はバインダ
等を用いて容易にシート状に形成できる。またこれら粒
状、粉末状の吸着材を繊維状活性炭と組み合わせること
により、繊維状活性炭の機能の向上をはかることもでき
る。例えば繊維状活性炭に椰子殻原料の粒状活性炭を組
み合わせて、水中のトリハロメタン類の除去性能を向上
さす如くである。 【００１３】本発明に用いる光触媒としては、例えばTi
O2、SrTiO3、CdS 、CdSe、GaP 、ZrO2、KTaO3 、KTa
0.77Nb0.23O3 、Nb2O5 、ZnO 、Fe2O3 、WO3 、SnO2、I
n2O3 、MoO3、Cu2O、CuFeO2など公知の光触媒能を有す
る物質であればどんなものでも、単独あるいは複数の物
質の組み合わせのいずれの形でも使用することができ
る。特にTiO2は強い酸化力を有し安価で無害であるため
特に望ましい。TiO2はアナターゼ型とルチル型の２種類
の結晶構造が存在し、どちらも使用することができる
が、より触媒活性の高いアナターゼ型を使用するほうが
望ましい。あるいは両者を組み合わせて用いても良い。 【００１４】光触媒性能を向上させる目的で、TiO2表面
にPt、Pd、Au、Ag、Ru、Rh、Fe、Co、Ni、Cu、Znなどの
金属あるいはこれらの金属の酸化物を単独あるいは複数
を組み合わせて担持させても良い。特にTiO2表面にPt、
Pd、Auなどの貴金属の粒径１〜１００nmの微粒子を担持
させたものは、公知のように光触媒性能が高いため特に
望ましい。TiO2表面にこれらの金属あるいは金属酸化物
を担持させる方法としては、含浸法、光析出法、化学析
出法、同時沈殿法、混練法、振り混ぜ法、金属粉添加
法、真空蒸着法、スパッタ法などの公知の技術を用いる
ことができる。これらの金属あるいは金属酸化物を担持
したTiO2を使用する場合は、これらの物質を担持させた
TiO2微粒子を吸着材に担持させて用いても良いし、吸着
材にTiO2を担持させた後にこれらの材料を担持させて用
いても良い。 【００１５】光触媒は吸着材の表面乃至は内部にできる
だけ吸着材の細孔を埋めてしまわないように担持されて
いる必要がある。光触媒の担持方法としては、ゾルゲル
法、熱分解法、パイロゾル法、CVD 法、真空蒸着法、ス
パッタ法、イオンプレーティング法、金属酸化法など公
知の技術を利用することができる。また、光触媒の微粒
子を光触媒に対し難分解性のバインダを介して担持させ
てもよい。この場合のバインダとしてはシリカやアルミ
ナなどの無機系バインダ、フッ素系ポリマー、シリコン
系ポリマーなどの有機系バインダなど公知のものを使用
すればよい。光触媒微粒子粉末は粒径が小さなものほど
光触媒活性が高いため望ましく、１〜５００nmの平均粒
径をもつものが望ましい。前記したような金属あるいは
金属酸化物の微粒子を表面に担持したTiO2微粒子を用い
てもよい。光触媒がTiO2の場合は市販されている無機バ
インダ成分を含んだ光触媒コーティング材を使用しても
よい。 【００１６】本発明で用いる光導波路としては、光触媒
を励起可能な光を導光できるものであれば、どんなもの
でも使用可能である。形状としては、ファィバ状、シー
ト状、板状、円筒状など組み合わせる吸着材に応じて選
択し、所要のフィルタ形状に適用しやすいようにすれば
よい。構造としては、例えばガラスファイバのように導
光部だけからなるものでも、例えば光ファイバのように
導光部に光を閉じ込める構造でもよい。導光部の材料と
しては、光触媒の励起光の透過率ができるだけ高いもの
が望ましく、光触媒にTiO2を使用する場合は例えば、石
英ガラス、硼珪酸ガラス、アルミナ、ポリカーボネート
などを使用することが望ましい。光導波路としては具体
的には、板状、シート状、円筒状に加工したガラス、透
光性樹脂、透光性セラミックスなど、あるいはガラスフ
ァイバ、石英ファイバ、光ファイバなどを使用すること
ができる。 【００１７】本発明で使用する光導波路は入射した光が
フィルタ内部に伝搬するに従い、徐々に光が漏れること
が望ましい。導光部だけからなる光導波路では特別な工
夫をしなくても良い。光ファイバを用いる場合は、例え
ば光ファイバを曲げてフィルタに設置する、クラッドの
一部を削ってコアを露出させる、最大受光角よりもわず
かに大きな入射角で光を入射するようにレンズなどで調
整するなどを行えばよい。 【００１８】光ファイバを使用する場合は、１．３μｍ
帯、１．５５μｍ帯、０．８５μｍ帯などの光通信で用
いられている信号伝送用のシングルモードファイバを使
用することが特に望ましい。このようなファイバはコア
の断面積こ比べクラッドの断面積が非常に大きなため、
クラッドを光の伝搬に使用することにより、大光量の光
を伝搬させることができる。さらに光が適度に漏れなが
ら伝搬するため、光の入射角を制御したり、光ファイバ
を曲げたりする必要がない。また、クラッドの材質が可
視光から紫外光までの透過率の高い石英であるため、Ti
O2のように励起光に紫外光が必要な光触媒を用いる場合
でも、紫外光を効率良く伝搬させることが可能である。
さらに光通信用に大量に製造されていて、非常に安価で
あるという利点もある。 【００１９】ソングルモードファィバは、クラッドが石
英ガラスであればどんなものでも使用することができ
る。クラッド材料としては、紫外光から可視光までの透
過特性の良好な純粋石英ガラスがもっとも望ましいが、
フッ素なとの不純物をドープしたものを用いることもで
きる。コア材料はどんなものでも使用でき、SiO2＋GeO2
ガラス、石英ガラスなどが入手しやすいが、これらの
材料に不純物がドープしてあるものでもよい。クラッド
径としては５０〜５００μｍのものが望ましい。これ以
上細いものは伝搬できる光量が少なく強度的にも弱いた
め適さず、これ以上太いものはフィルタを作る際に曲げ
にくくなるため適さない。伝撒可能な光量、強度、曲げ
やすさ、入手の容易さから、１００〜１５０μｍのもの
がさらに望ましい。コア径としては１〜２５μｍが望ま
しい。これ以上細いものは作製が困難であり、これ以上
太いものはクラッドの断面積が小さくなり伝搬できる光
量が小さくなるため望ましくない。作製の容易さ、クラ
ッド断面積の大きさ、入手の容易さから、５〜１５μｍ
のものがさらに望ましい。 【００２０】このようなシングルモードファイバとして
は、例えば１．３μｍ帯用シングルモードファイバ、
１．５５μｍ帯用純粋石英コアファイバ（カットオフシ
フトファイバ）、１．５５μｍ帯用分散シフトファイ
バ、０．８５μｍ用シングルモードファイバなどがあ
り、いずれも使用できるが、クラッドが純粋石英ガラス
でコア系の小さい１．３μｍ帯シングルモードファィバ
が、光の伝搬効率が良好なため最も望ましい。光フアイ
バ心線は通常、強度を確保するため表面にウレタンアク
リレートなどの被覆がされているので、このような表面
被覆を除去して使用する。表面被覆の除去法としては、
例えば硫酸などの酸で溶かす方法などが利用できる。 【００２１】次に本発明の光触媒フィルタの構造につい
て説明する。フィルタ形状としては、シート、板状、円
筒状、ハニカムなど装置の形状に応じて任意に選ぶこと
ができる。図１は吸着材がシート状に成形された繊維状
活性炭であり、光触媒を担持した繊維状活性炭１と光導
波路２が積層して組み合わされた構造を有する板状フィ
ルタの例を示している。このシート状の繊維状活性炭に
は不織布状（フェルト状）、ペーパー状、ハニカム状と
したものなども含まれる。図は光導波路２にガラスファ
イバや光ファイバなどのファイバ状のものを用いた例を
示しているが、ファイバ状に限らず、先に述べたものか
ら選んで使用することができる。図の例ではファイバ状
光導波路の端面がでているフィルタ上面から励起光を入
射して使用する。 【００２２】図２（ａ）は吸着材がシート状に成形され
た繊維状活性炭であり、光触媒を担持したシート状の繊
維状活性炭１と光導波路２が同心円状に配置組み合わさ
れた、円筒状フィルタの例を示している。図２（ｂ）は
光触媒を担持したシート状の繊維状活性炭１と光導波路
２を多重渦巻き状に巻いた円筒状フィルタの例を示して
いる。図は光導波路にファイバ状のものを用いた例を示
しているが、ファイバ状に限らず、前記のものから選ん
で使用することができる。図の例ではファイバ状光導波
路の端面がでているフィルタ上面から励起光を入射して
使用する。 【００２３】図３（ａ）は吸着材が長繊維状に紡糸され
た繊維状活性炭であり、光触媒を担持した長繊維状活性
炭３とファイバ状光導波路４を束ねてシートを形成した
ものを、図３（ｂ）は光触媒を担持した長繊維状活性炭
とファイバ状光導波路４を編みこんでシートを形成した
ものを示しており、これらのシートを複数枚重ねて板状
に成形したり、あるいは巻くことにより円筒状に成形し
てフィルタとして用いる。図は長繊維状繊維状活性炭と
ファイバ状光導波路の束ねかた、あるいは編みかたの一
例を示しているのであって、他の束ねかたや編みかたで
シートを形成しても良い。これらの例は、吸着性能の高
い繊維状活性炭を使用すること、励起光の照射効率が特
に優れていること、フィルタ作製が容易であることから
特に望ましい構造である。 【００２４】図４は円筒状の光導波路５を同心円状に配
置し、該光導波路５の間に光触媒担持した吸着材６を詰
めた円筒状フィルタを示している。このフィルタでは円
筒の中心の穴から円筒側面へ、あるいは円筒側面から円
筒の中心に向かって処理する気体や液体を流通させるこ
とができるように、円筒状の導波路の側面に穴７を開け
ている。 【００２５】以上図を用いて説明したものは本発明の光
触媒フィルタのほんの一例であり、これまで説明してき
たように、すくなくとも光触媒を担持した吸着材と、光
導波路とを組合わせた構成を有するものであれば、任意
の構造のものを用いることができる。光導波路がフィル
タ外部まで延びており、フィルタから離れたところから
励起光を入射するような構造であってもよい。また前記
の説明においては、光触媒を担持した吸着材並びに光導
波路の生成は公知の方法によればよいと記述したが、今
後生ずるかも知れない新しい方法によっても差し支えな
いことは言うまでもない。 【００２６】光触媒反応のために光導波路端面から入射
させる光としては、吸着材に担持した光触媒を励起可能
な波長を持つものが使用でき、光源として例えば水銀ラ
ンプ、キセノンランプなどの放電ランプ、蛍光灯、ブラ
ックライト、殺菌灯などの蛍光ランプ、白熱灯などのフ
ィラメントランプ、レーザ光源などの人工光源または、
太陽光を使用することができる。 【００２７】本発明の光触媒フィルタは、前記した光触
媒励起用の光源と組み合わせて使用することにより、気
体または液体の処理に用いることができる。例えば気体
処理としては、空気中の悪臭物質や細菌などの分解除
去、排ガス中の有機塩素化合物などの有害物質の分解除
去、大気中のNOx の酸化除去などに、液体の処理として
は、排水中の有機塩素化合物などの有害物質の分解除
去、地下水中の農薬等の有害物質の分解除去、水道水中
のトリハロメタン類、残留塩素、カビ臭物質、細菌等の
分解除去、排水や水道水中の重金属イオンの除去などに
利用することができる。また、水の光分解や水の光分解
によるH2発生などにも用いることができる。 【００２８】 【発明の実施の形態】本発明の具体的な実施の形態は次
の実施例によって述べる。 【００２９】 【実施例】実施例１ 吸着材に不織布状の繊維状活性炭を用い、光触媒として
TiO2を次のようにして担持させた。まず、テトラエトキ
シシラン１００ｇをエタノール１０００ｍｌに溶かし、
水、硝酸、エタノールを１：２０：１００のモル比で混
合した溶液５００ｍｌを加えてシリカゾルを調製した。
これにアナターゼ型TiO2の微粒子粉末（石原産業製、Ｓ
Ｔ−０１）を加えて分散させたものに、繊維状活性炭を
浸し、引き上げて乾燥した後、４００℃で１時間焼成
し、TiO2担持繊維状活性炭不織布を得た。 光導波路と
して直径１００μｍの石英ファイバを用い、これを束ね
てシート状にしたものと、TiO2担持繊維状活性炭不織布
を交互に積層して、図１の構造を持つ幅３５cm、長さ３
０cm、厚さ５mmの板状のフィルタを作製した。 【００３０】このフィルタを閉鎖循環式の気相反応装置
に組み込み、石英ファイバの端面から光が入射するよう
にフィルタの上部から１０Ｗのブラックライト蛍光ラン
プを用いて紫外光を照射しながら、大気で希釈した初期
濃度１００ppm のアセトアルデヒドをフィルタを通して
循環させた。光照射開始後のアセトアルデヒド濃度の経
時変化をガスクロマトグラフにより測定したところ、２
時間後にはアセトアルデヒド濃度は１ppm まで減少し
た。以上の操作を１０回繰り返したが、アセトアルデヒ
ドの除去能力は変化しなかった。 【００３１】実施例２ 実施例１と同様にして作製したTiO2担持繊維状活性炭不
織布と、直径１００μｍの石英ファイバを束ねてシート
状にしたものを重ね、これを渦巻き状に巻いて図２
（ｂ）の構造を持つ内径３cm、外径５cm、長さ３０cmの
円筒状フィルタを作製した。 【００３２】このフィルタを閉鎖循環式の液相反応装置
に組み込み、石英ファイバの端面から光が入射するよう
にフィルタの上部から１０Ｗのブラックライト蛍光ラン
プを用いて紫外光を照射しながら、初期濃度１ppm の２
−メチルイソボルネオールを含む処理水をフィルタを通
して循環させた。処理水は円筒の中央の穴から円筒を通
って円筒側面から外部へ抜けるように流通させた。光照
射開始後の２−メチルイソボルネオール濃度の経時変化
をガスクロマトグラフ質量分析計により測定したとこ
ろ、３０分後には２−メチルイソボルネオール濃度は
０．０１ppm まで減少した。以上の操作を２０回繰り返
したが、２−メチルイソボルネオールの除去能力は変化
しなかった。なお必要によっては、渦巻き状に巻かず図
２ａのように円筒状に形成することもできる。 【００３３】実施例３ 吸着材に長繊維状に紡糸された繊維状活性炭を用い、実
施例１と同様にしてTiO2を担持し、TiO2担持長繊維状活
性炭を得た。光導波路として表面被覆を１０％硫化水素
水溶液で除去したコアはSiO2＋GeO2ガラスの径８μｍ、
クラッドは石英ガラスの径１２５μｍの１．３μｍ帯用
シングルモードファイバ（住友電気工業製、品番：ＥＳ
−１）を用い、縦糸にシングルモードファイバを、横糸
にTiO2担持繊維状活性炭長繊維を用いて格子状に織り込
み、図３（ｂ）に示す構造を持つシートを形成した。こ
のシートをシングルモードファイバがフィルタの長手方
向になるように巻いて内径３cm、外径５cm、長さ３０cm
の円筒状のフィルタを作製した。 【００３４】このフィルタを閉鎖循環式の液相反応装置
に組み込み、石英ファイバの端面から光が入射するよう
にフィルタの上部から１０Ｗのブラックライト蛍光ラン
プを用いて紫外光を照射しながら、初期濃度１ppm のト
リクロロエタンを含む処理水をフィルタを通して循環さ
せた。処理水は円筒の中央の穴から円筒を通って円筒側
面から外部へ抜けるように流通させた。光照射開始後の
トリクロロエタン濃度の経時変化をガスクロマトグラフ
により測定したところ、３０分後にはトリクロロエタン
濃度は０．０２ppm まで減少した。以上の操作を２０回
繰り返したが、トリクロロエタンの除去能力は変化しな
かった。なお必要によっては、上記縦糸と横系を格子状
に織り込まず、図３（ａ）の様に並べて束ねて使用する
こともできる。 【００３５】実施例４ 吸着材に標準粒度５０メッシュの粒状椰子殻活性炭を用
い、実施例１と同様にしてTiO2を担持し、TiO2担持粒状
活性炭を得た。光導波路として側面に穴のあいた厚さ２
mm、長さ３０cmの円筒状の石英ガラスを用いた。光導波
路は内径が３cm、３．５cm、４cm、４．５cm、５cmの５
枚を用い、内径５cmのものだけ底部を持つものを使用し
た。これらを同心円状に配置し、光導波路の間にTiO2担
持粒状活性炭を充填し、図４の構造を持つ円筒状フィル
タを作製した。 【００３６】このフィルタを閉鎖循環式の液相反応装置
に組み込み、石英ガラス導波路の端面から光が入射する
ようにフィルタの上部から１０Ｗのブラックライト蛍光
ランプを用いて紫外光を照射しながら、初期濃度１ppm
のクロロホルムを含む処理水をフィルタを通して循環さ
せた。処理水は円筒の中央の穴から円筒を通って円筒側
面から外部へ抜けるように流通させた。光照射開始後の
クロロホルム濃度の経時変化をガスクロマトグラフ質量
分析装置により測定したところ、３０分後にはクロロホ
ルム濃度は０．０１ppm まで減少した。以上の操作を２
０回繰り返したが、クロロホルムの除去能力は変化しな
かった。 【００３７】実施例５ 吸着材に平均粒度６メッシュのシリカゲルを用い、ゾル
ゲル法によりTiO2を担持した。ゾルゲル法の手順として
は、まず８０wt％のチタンテトライソプロポキシドのイ
ソプロパノール溶液１５０ｍｌを純水７５０ｍｌ、硝酸
５ｍｌに加え、加水分解によりチタニアゾルを作製し、
シリカゲルにチタニアゾルをディップコートした後、５
５０℃にて焼成を行い、TiO2担持シリカゲルを得た。光
導波路に実施例４と同様の円筒状石英ガラスを用い、光
触媒担持粒状活性炭のかわりにTiO2担持シリカゲルを用
いて、実施例４と同様の円筒状フィルタを作製した。 【００３８】このフィルタを閉鎖循環式の気相反応装置
に組み込み、石英ガラス導波路の端面から光が入射する
ようにフィルタの上部から１０Ｗのブラックライト蛍光
ランプを用いて紫外光を照射しながら、大気で希釈した
初期濃度１００ppm のテトラクロロエチレンをフィルタ
を通して循環させた。ガスは円筒の中央の穴から円筒を
通って円筒側面から外部へ抜けるように流通させた。光
照射開始後のテトラクロロエチレン濃度の経時変化をガ
スクロマトグラフにより測定したところ、２時間後には
テトラクロロエチレン濃度は５ppm まで減少した。以上
の操作を１０回繰り返したが、テトラクロロエチレンの
除去能力は変化しなかった。 【００３９】以上のように本発明の光触媒フィルタを使
用すると、気相中や水中の悪臭物質、有害物質などを効
率良く分解、除去することができる。光導波路によりフ
ィルタ全体にわたり効率良く光が照射されるため、処理
能力が高く、フィルタ内部の吸着材に吸着された物質も
効率良く分解されるため、反応を繰り返しても除去性能
が劣化しない。 【００４０】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によるとフ
ィルタ外部から照射した励起光をフィルタ内部の光触媒
に効率良く供給することができ、処理物質の分解、除去
性能にすぐれた光触媒フィルタを実現できる。
理装置、浄水器などに使用される光触媒フィルタに関す
るものである。 【０００２】 【従来の技術】近年、空気浄化や汚水浄化などの環境浄
化に光触媒を利用する試みが活発となっている。これは
酸化チタン（TiO2）などの半導体にエネルギーギャップ
以上のエネルギーを持つ光を照射することにより生じた
電子と正孔の酸化、還元作用により、空気中や水中の悪
臭物質、有害物質などを分解、除去するものである。 【０００３】光触媒反応は光触媒表面でのみ反応が生じ
るため、光触媒を用いた空気浄化、汚水浄化において
は、処理物質が光触媒の表面へ効率良く供給される必要
がある。そこで、活性炭などの吸着剤に光触媒を担持さ
せて、空気中の悪臭物質や汚水浄化に利用する試みが行
われている。しかし、光触媒反応は光が当たっている部
分でしか反応が生じないため、光触媒を吸着剤に担持さ
せたものでは、光の当たらない部分ができてしまい、光
触媒の性能を充分に発揮できないという問題がある。 【０００４】悪臭物質の分解性能の高い光触媒を利用し
た脱臭方法として、例えば特開平９−７５４３４号では
酸化チタンを担持させた多孔性物質からなる吸着剤に、
紫外線増感剤、透光性セラミックス、透光性プラスチッ
クスのうちから選ばれた少なくとも１種の成分を加えて
成形した脱臭材を使用する方法が提示されている。これ
は紫外線増感材、透光性セラミックス、透光性プラスチ
ックスのいずれかにより、励起光の酸化チタンへの照射
効率を高め、脱臭性能を高めたものである。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上記提示の技術は優れ
たものであるが、酸化チタンを担持した吸着剤と、紫外
線増感剤、透光性セラミックス、透光性プラスチックス
を混合した粒子または粉末状か、バインダまたは接着剤
によって板状などに成形したものであり、脱臭材表面か
らある程度の深さまでは光が透過することが可能である
が、それぞれの構成要素が分散して存在するために脱臭
材の充分内部まで光を照射することができないと言う問
題を残している。 【０００６】具体的には、実施例として酸化チタンを担
持した椰子殻活性炭１００ｇと紫外線増感材であるｐ−
ニトロアニリン１ｇ、透光性セラミックスである透光性
アルミナ粉末２ｇおよびポリエチレン粉末バインダ１５
ｇを混合し、板状に成形したものがあげられているが、
光を内部に導く透光性材料が粉末で分散しており、全体
にしめる体積も小さいため、充分内部まで光を供給する
ことができず、脱臭材全体の光触媒性能を充分発揮でき
ない。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は光触媒を表面乃
至内部に担持させた吸着材と、光触媒の励起光を導光可
能な光導波路とを一体に組合せて、光触媒フィルタを形
成することにより、フィルタ外部から照射した励起光を
フィルタ内部の光触媒に効率良く供給することができ、
処理物質の分解、除去性能にすぐれた光触媒フィルタを
実現したものである。なおこの光触媒フィルタの使用に
当っては、フィルタのハウジングとか接着剤など、他の
部品や構造材料と合わせ用いられることが多いことは言
うまでもない。 【０００８】 【作用】本発明の光触媒フィルタは、光触媒を表面乃至
内部に担持させた吸着材と、光触媒の励起光を導光可能
な光導波路とを一体に組合せてなることを特徴とする。
本発明では、フィルタ外部から照射された光がフィルタ
の構成部材の１つある光導波路によりフィルタ内部まで
導かれるため、フィルタ内の光触媒への光の照射効率が
高く、フィルタ全体の光触媒の能力を充分発揮させるこ
とができ、処理物質の分解処理性能に優れている。 【０００９】また、光触媒の担持基材として使用してい
る吸着材が、空気中や水中の処理物質を効率良く捕集
し、処理物質の光触媒表面への接触確率を高めるため、
処理性能に優れている。光触媒により完全分解しにくく
中間生成物を生成しやすい物質であっても、吸着材が中
間生成物を再吸着して光触媒表面に接触する確率を高め
るため、完全分解しやすいという効果もある。吸着材に
吸着させた処理物質は、光触媒により完全に分解される
ため、吸着飽和による性能劣化がない。 【００１０】本発明で光触媒の担持基材として使用する
吸着材としては、処理物質に対して吸着性を有するもの
であればどんなものでも使用可能であるが、比表面積が
大きなこと、吸着性能が優れていること、入手の容易さ
などの理由から、活性炭、シリカゲル、活性アルミナ、
ゼオライトなどを用いることが望ましく、これらを単独
あるいは必要に応じて複数を組み合わせて用いても良
い。処理物質によって最適な吸着材を選定することが重
要であり、例えば空気中の悪臭物質の除去や、水道水中
のトリハロメタン類、残留塩素、カビ臭の除去などには
活性炭を用いるのが良い。 【００１１】活性炭は粒状、粉末状、繊維状などいずれ
のものでも使用することができるが、繊維状活性炭は比
表面積が大きいため吸着性能に優れており、また後述す
るようにシート状に形成してフィルタ形状を作製しやす
いことから最も好ましい。粒状あるいは粉末状活性炭の
原料には、椰子殻、石炭、コークス、木炭など、繊維状
活性炭の原料にはセルロース系繊維、フェノール系繊
維、ピッチ系繊維などがあるが、いずれも使用すること
ができ、処理する物質に対し吸着性能の優れたものを選
んで使用すればよい。例えば水道水中のトリハロメタン
除去には、椰子殻原料のものを使用するのが好ましい。 【００１２】粒状活性炭、粉末状活性炭、シリカゲル、
活性アルミナ、ゼオライト等前記した吸着材はバインダ
等を用いて容易にシート状に形成できる。またこれら粒
状、粉末状の吸着材を繊維状活性炭と組み合わせること
により、繊維状活性炭の機能の向上をはかることもでき
る。例えば繊維状活性炭に椰子殻原料の粒状活性炭を組
み合わせて、水中のトリハロメタン類の除去性能を向上
さす如くである。 【００１３】本発明に用いる光触媒としては、例えばTi
O2、SrTiO3、CdS 、CdSe、GaP 、ZrO2、KTaO3 、KTa
0.77Nb0.23O3 、Nb2O5 、ZnO 、Fe2O3 、WO3 、SnO2、I
n2O3 、MoO3、Cu2O、CuFeO2など公知の光触媒能を有す
る物質であればどんなものでも、単独あるいは複数の物
質の組み合わせのいずれの形でも使用することができ
る。特にTiO2は強い酸化力を有し安価で無害であるため
特に望ましい。TiO2はアナターゼ型とルチル型の２種類
の結晶構造が存在し、どちらも使用することができる
が、より触媒活性の高いアナターゼ型を使用するほうが
望ましい。あるいは両者を組み合わせて用いても良い。 【００１４】光触媒性能を向上させる目的で、TiO2表面
にPt、Pd、Au、Ag、Ru、Rh、Fe、Co、Ni、Cu、Znなどの
金属あるいはこれらの金属の酸化物を単独あるいは複数
を組み合わせて担持させても良い。特にTiO2表面にPt、
Pd、Auなどの貴金属の粒径１〜１００nmの微粒子を担持
させたものは、公知のように光触媒性能が高いため特に
望ましい。TiO2表面にこれらの金属あるいは金属酸化物
を担持させる方法としては、含浸法、光析出法、化学析
出法、同時沈殿法、混練法、振り混ぜ法、金属粉添加
法、真空蒸着法、スパッタ法などの公知の技術を用いる
ことができる。これらの金属あるいは金属酸化物を担持
したTiO2を使用する場合は、これらの物質を担持させた
TiO2微粒子を吸着材に担持させて用いても良いし、吸着
材にTiO2を担持させた後にこれらの材料を担持させて用
いても良い。 【００１５】光触媒は吸着材の表面乃至は内部にできる
だけ吸着材の細孔を埋めてしまわないように担持されて
いる必要がある。光触媒の担持方法としては、ゾルゲル
法、熱分解法、パイロゾル法、CVD 法、真空蒸着法、ス
パッタ法、イオンプレーティング法、金属酸化法など公
知の技術を利用することができる。また、光触媒の微粒
子を光触媒に対し難分解性のバインダを介して担持させ
てもよい。この場合のバインダとしてはシリカやアルミ
ナなどの無機系バインダ、フッ素系ポリマー、シリコン
系ポリマーなどの有機系バインダなど公知のものを使用
すればよい。光触媒微粒子粉末は粒径が小さなものほど
光触媒活性が高いため望ましく、１〜５００nmの平均粒
径をもつものが望ましい。前記したような金属あるいは
金属酸化物の微粒子を表面に担持したTiO2微粒子を用い
てもよい。光触媒がTiO2の場合は市販されている無機バ
インダ成分を含んだ光触媒コーティング材を使用しても
よい。 【００１６】本発明で用いる光導波路としては、光触媒
を励起可能な光を導光できるものであれば、どんなもの
でも使用可能である。形状としては、ファィバ状、シー
ト状、板状、円筒状など組み合わせる吸着材に応じて選
択し、所要のフィルタ形状に適用しやすいようにすれば
よい。構造としては、例えばガラスファイバのように導
光部だけからなるものでも、例えば光ファイバのように
導光部に光を閉じ込める構造でもよい。導光部の材料と
しては、光触媒の励起光の透過率ができるだけ高いもの
が望ましく、光触媒にTiO2を使用する場合は例えば、石
英ガラス、硼珪酸ガラス、アルミナ、ポリカーボネート
などを使用することが望ましい。光導波路としては具体
的には、板状、シート状、円筒状に加工したガラス、透
光性樹脂、透光性セラミックスなど、あるいはガラスフ
ァイバ、石英ファイバ、光ファイバなどを使用すること
ができる。 【００１７】本発明で使用する光導波路は入射した光が
フィルタ内部に伝搬するに従い、徐々に光が漏れること
が望ましい。導光部だけからなる光導波路では特別な工
夫をしなくても良い。光ファイバを用いる場合は、例え
ば光ファイバを曲げてフィルタに設置する、クラッドの
一部を削ってコアを露出させる、最大受光角よりもわず
かに大きな入射角で光を入射するようにレンズなどで調
整するなどを行えばよい。 【００１８】光ファイバを使用する場合は、１．３μｍ
帯、１．５５μｍ帯、０．８５μｍ帯などの光通信で用
いられている信号伝送用のシングルモードファイバを使
用することが特に望ましい。このようなファイバはコア
の断面積こ比べクラッドの断面積が非常に大きなため、
クラッドを光の伝搬に使用することにより、大光量の光
を伝搬させることができる。さらに光が適度に漏れなが
ら伝搬するため、光の入射角を制御したり、光ファイバ
を曲げたりする必要がない。また、クラッドの材質が可
視光から紫外光までの透過率の高い石英であるため、Ti
O2のように励起光に紫外光が必要な光触媒を用いる場合
でも、紫外光を効率良く伝搬させることが可能である。
さらに光通信用に大量に製造されていて、非常に安価で
あるという利点もある。 【００１９】ソングルモードファィバは、クラッドが石
英ガラスであればどんなものでも使用することができ
る。クラッド材料としては、紫外光から可視光までの透
過特性の良好な純粋石英ガラスがもっとも望ましいが、
フッ素なとの不純物をドープしたものを用いることもで
きる。コア材料はどんなものでも使用でき、SiO2＋GeO2
ガラス、石英ガラスなどが入手しやすいが、これらの
材料に不純物がドープしてあるものでもよい。クラッド
径としては５０〜５００μｍのものが望ましい。これ以
上細いものは伝搬できる光量が少なく強度的にも弱いた
め適さず、これ以上太いものはフィルタを作る際に曲げ
にくくなるため適さない。伝撒可能な光量、強度、曲げ
やすさ、入手の容易さから、１００〜１５０μｍのもの
がさらに望ましい。コア径としては１〜２５μｍが望ま
しい。これ以上細いものは作製が困難であり、これ以上
太いものはクラッドの断面積が小さくなり伝搬できる光
量が小さくなるため望ましくない。作製の容易さ、クラ
ッド断面積の大きさ、入手の容易さから、５〜１５μｍ
のものがさらに望ましい。 【００２０】このようなシングルモードファイバとして
は、例えば１．３μｍ帯用シングルモードファイバ、
１．５５μｍ帯用純粋石英コアファイバ（カットオフシ
フトファイバ）、１．５５μｍ帯用分散シフトファイ
バ、０．８５μｍ用シングルモードファイバなどがあ
り、いずれも使用できるが、クラッドが純粋石英ガラス
でコア系の小さい１．３μｍ帯シングルモードファィバ
が、光の伝搬効率が良好なため最も望ましい。光フアイ
バ心線は通常、強度を確保するため表面にウレタンアク
リレートなどの被覆がされているので、このような表面
被覆を除去して使用する。表面被覆の除去法としては、
例えば硫酸などの酸で溶かす方法などが利用できる。 【００２１】次に本発明の光触媒フィルタの構造につい
て説明する。フィルタ形状としては、シート、板状、円
筒状、ハニカムなど装置の形状に応じて任意に選ぶこと
ができる。図１は吸着材がシート状に成形された繊維状
活性炭であり、光触媒を担持した繊維状活性炭１と光導
波路２が積層して組み合わされた構造を有する板状フィ
ルタの例を示している。このシート状の繊維状活性炭に
は不織布状（フェルト状）、ペーパー状、ハニカム状と
したものなども含まれる。図は光導波路２にガラスファ
イバや光ファイバなどのファイバ状のものを用いた例を
示しているが、ファイバ状に限らず、先に述べたものか
ら選んで使用することができる。図の例ではファイバ状
光導波路の端面がでているフィルタ上面から励起光を入
射して使用する。 【００２２】図２（ａ）は吸着材がシート状に成形され
た繊維状活性炭であり、光触媒を担持したシート状の繊
維状活性炭１と光導波路２が同心円状に配置組み合わさ
れた、円筒状フィルタの例を示している。図２（ｂ）は
光触媒を担持したシート状の繊維状活性炭１と光導波路
２を多重渦巻き状に巻いた円筒状フィルタの例を示して
いる。図は光導波路にファイバ状のものを用いた例を示
しているが、ファイバ状に限らず、前記のものから選ん
で使用することができる。図の例ではファイバ状光導波
路の端面がでているフィルタ上面から励起光を入射して
使用する。 【００２３】図３（ａ）は吸着材が長繊維状に紡糸され
た繊維状活性炭であり、光触媒を担持した長繊維状活性
炭３とファイバ状光導波路４を束ねてシートを形成した
ものを、図３（ｂ）は光触媒を担持した長繊維状活性炭
とファイバ状光導波路４を編みこんでシートを形成した
ものを示しており、これらのシートを複数枚重ねて板状
に成形したり、あるいは巻くことにより円筒状に成形し
てフィルタとして用いる。図は長繊維状繊維状活性炭と
ファイバ状光導波路の束ねかた、あるいは編みかたの一
例を示しているのであって、他の束ねかたや編みかたで
シートを形成しても良い。これらの例は、吸着性能の高
い繊維状活性炭を使用すること、励起光の照射効率が特
に優れていること、フィルタ作製が容易であることから
特に望ましい構造である。 【００２４】図４は円筒状の光導波路５を同心円状に配
置し、該光導波路５の間に光触媒担持した吸着材６を詰
めた円筒状フィルタを示している。このフィルタでは円
筒の中心の穴から円筒側面へ、あるいは円筒側面から円
筒の中心に向かって処理する気体や液体を流通させるこ
とができるように、円筒状の導波路の側面に穴７を開け
ている。 【００２５】以上図を用いて説明したものは本発明の光
触媒フィルタのほんの一例であり、これまで説明してき
たように、すくなくとも光触媒を担持した吸着材と、光
導波路とを組合わせた構成を有するものであれば、任意
の構造のものを用いることができる。光導波路がフィル
タ外部まで延びており、フィルタから離れたところから
励起光を入射するような構造であってもよい。また前記
の説明においては、光触媒を担持した吸着材並びに光導
波路の生成は公知の方法によればよいと記述したが、今
後生ずるかも知れない新しい方法によっても差し支えな
いことは言うまでもない。 【００２６】光触媒反応のために光導波路端面から入射
させる光としては、吸着材に担持した光触媒を励起可能
な波長を持つものが使用でき、光源として例えば水銀ラ
ンプ、キセノンランプなどの放電ランプ、蛍光灯、ブラ
ックライト、殺菌灯などの蛍光ランプ、白熱灯などのフ
ィラメントランプ、レーザ光源などの人工光源または、
太陽光を使用することができる。 【００２７】本発明の光触媒フィルタは、前記した光触
媒励起用の光源と組み合わせて使用することにより、気
体または液体の処理に用いることができる。例えば気体
処理としては、空気中の悪臭物質や細菌などの分解除
去、排ガス中の有機塩素化合物などの有害物質の分解除
去、大気中のNOx の酸化除去などに、液体の処理として
は、排水中の有機塩素化合物などの有害物質の分解除
去、地下水中の農薬等の有害物質の分解除去、水道水中
のトリハロメタン類、残留塩素、カビ臭物質、細菌等の
分解除去、排水や水道水中の重金属イオンの除去などに
利用することができる。また、水の光分解や水の光分解
によるH2発生などにも用いることができる。 【００２８】 【発明の実施の形態】本発明の具体的な実施の形態は次
の実施例によって述べる。 【００２９】 【実施例】実施例１ 吸着材に不織布状の繊維状活性炭を用い、光触媒として
TiO2を次のようにして担持させた。まず、テトラエトキ
シシラン１００ｇをエタノール１０００ｍｌに溶かし、
水、硝酸、エタノールを１：２０：１００のモル比で混
合した溶液５００ｍｌを加えてシリカゾルを調製した。
これにアナターゼ型TiO2の微粒子粉末（石原産業製、Ｓ
Ｔ−０１）を加えて分散させたものに、繊維状活性炭を
浸し、引き上げて乾燥した後、４００℃で１時間焼成
し、TiO2担持繊維状活性炭不織布を得た。 光導波路と
して直径１００μｍの石英ファイバを用い、これを束ね
てシート状にしたものと、TiO2担持繊維状活性炭不織布
を交互に積層して、図１の構造を持つ幅３５cm、長さ３
０cm、厚さ５mmの板状のフィルタを作製した。 【００３０】このフィルタを閉鎖循環式の気相反応装置
に組み込み、石英ファイバの端面から光が入射するよう
にフィルタの上部から１０Ｗのブラックライト蛍光ラン
プを用いて紫外光を照射しながら、大気で希釈した初期
濃度１００ppm のアセトアルデヒドをフィルタを通して
循環させた。光照射開始後のアセトアルデヒド濃度の経
時変化をガスクロマトグラフにより測定したところ、２
時間後にはアセトアルデヒド濃度は１ppm まで減少し
た。以上の操作を１０回繰り返したが、アセトアルデヒ
ドの除去能力は変化しなかった。 【００３１】実施例２ 実施例１と同様にして作製したTiO2担持繊維状活性炭不
織布と、直径１００μｍの石英ファイバを束ねてシート
状にしたものを重ね、これを渦巻き状に巻いて図２
（ｂ）の構造を持つ内径３cm、外径５cm、長さ３０cmの
円筒状フィルタを作製した。 【００３２】このフィルタを閉鎖循環式の液相反応装置
に組み込み、石英ファイバの端面から光が入射するよう
にフィルタの上部から１０Ｗのブラックライト蛍光ラン
プを用いて紫外光を照射しながら、初期濃度１ppm の２
−メチルイソボルネオールを含む処理水をフィルタを通
して循環させた。処理水は円筒の中央の穴から円筒を通
って円筒側面から外部へ抜けるように流通させた。光照
射開始後の２−メチルイソボルネオール濃度の経時変化
をガスクロマトグラフ質量分析計により測定したとこ
ろ、３０分後には２−メチルイソボルネオール濃度は
０．０１ppm まで減少した。以上の操作を２０回繰り返
したが、２−メチルイソボルネオールの除去能力は変化
しなかった。なお必要によっては、渦巻き状に巻かず図
２ａのように円筒状に形成することもできる。 【００３３】実施例３ 吸着材に長繊維状に紡糸された繊維状活性炭を用い、実
施例１と同様にしてTiO2を担持し、TiO2担持長繊維状活
性炭を得た。光導波路として表面被覆を１０％硫化水素
水溶液で除去したコアはSiO2＋GeO2ガラスの径８μｍ、
クラッドは石英ガラスの径１２５μｍの１．３μｍ帯用
シングルモードファイバ（住友電気工業製、品番：ＥＳ
−１）を用い、縦糸にシングルモードファイバを、横糸
にTiO2担持繊維状活性炭長繊維を用いて格子状に織り込
み、図３（ｂ）に示す構造を持つシートを形成した。こ
のシートをシングルモードファイバがフィルタの長手方
向になるように巻いて内径３cm、外径５cm、長さ３０cm
の円筒状のフィルタを作製した。 【００３４】このフィルタを閉鎖循環式の液相反応装置
に組み込み、石英ファイバの端面から光が入射するよう
にフィルタの上部から１０Ｗのブラックライト蛍光ラン
プを用いて紫外光を照射しながら、初期濃度１ppm のト
リクロロエタンを含む処理水をフィルタを通して循環さ
せた。処理水は円筒の中央の穴から円筒を通って円筒側
面から外部へ抜けるように流通させた。光照射開始後の
トリクロロエタン濃度の経時変化をガスクロマトグラフ
により測定したところ、３０分後にはトリクロロエタン
濃度は０．０２ppm まで減少した。以上の操作を２０回
繰り返したが、トリクロロエタンの除去能力は変化しな
かった。なお必要によっては、上記縦糸と横系を格子状
に織り込まず、図３（ａ）の様に並べて束ねて使用する
こともできる。 【００３５】実施例４ 吸着材に標準粒度５０メッシュの粒状椰子殻活性炭を用
い、実施例１と同様にしてTiO2を担持し、TiO2担持粒状
活性炭を得た。光導波路として側面に穴のあいた厚さ２
mm、長さ３０cmの円筒状の石英ガラスを用いた。光導波
路は内径が３cm、３．５cm、４cm、４．５cm、５cmの５
枚を用い、内径５cmのものだけ底部を持つものを使用し
た。これらを同心円状に配置し、光導波路の間にTiO2担
持粒状活性炭を充填し、図４の構造を持つ円筒状フィル
タを作製した。 【００３６】このフィルタを閉鎖循環式の液相反応装置
に組み込み、石英ガラス導波路の端面から光が入射する
ようにフィルタの上部から１０Ｗのブラックライト蛍光
ランプを用いて紫外光を照射しながら、初期濃度１ppm
のクロロホルムを含む処理水をフィルタを通して循環さ
せた。処理水は円筒の中央の穴から円筒を通って円筒側
面から外部へ抜けるように流通させた。光照射開始後の
クロロホルム濃度の経時変化をガスクロマトグラフ質量
分析装置により測定したところ、３０分後にはクロロホ
ルム濃度は０．０１ppm まで減少した。以上の操作を２
０回繰り返したが、クロロホルムの除去能力は変化しな
かった。 【００３７】実施例５ 吸着材に平均粒度６メッシュのシリカゲルを用い、ゾル
ゲル法によりTiO2を担持した。ゾルゲル法の手順として
は、まず８０wt％のチタンテトライソプロポキシドのイ
ソプロパノール溶液１５０ｍｌを純水７５０ｍｌ、硝酸
５ｍｌに加え、加水分解によりチタニアゾルを作製し、
シリカゲルにチタニアゾルをディップコートした後、５
５０℃にて焼成を行い、TiO2担持シリカゲルを得た。光
導波路に実施例４と同様の円筒状石英ガラスを用い、光
触媒担持粒状活性炭のかわりにTiO2担持シリカゲルを用
いて、実施例４と同様の円筒状フィルタを作製した。 【００３８】このフィルタを閉鎖循環式の気相反応装置
に組み込み、石英ガラス導波路の端面から光が入射する
ようにフィルタの上部から１０Ｗのブラックライト蛍光
ランプを用いて紫外光を照射しながら、大気で希釈した
初期濃度１００ppm のテトラクロロエチレンをフィルタ
を通して循環させた。ガスは円筒の中央の穴から円筒を
通って円筒側面から外部へ抜けるように流通させた。光
照射開始後のテトラクロロエチレン濃度の経時変化をガ
スクロマトグラフにより測定したところ、２時間後には
テトラクロロエチレン濃度は５ppm まで減少した。以上
の操作を１０回繰り返したが、テトラクロロエチレンの
除去能力は変化しなかった。 【００３９】以上のように本発明の光触媒フィルタを使
用すると、気相中や水中の悪臭物質、有害物質などを効
率良く分解、除去することができる。光導波路によりフ
ィルタ全体にわたり効率良く光が照射されるため、処理
能力が高く、フィルタ内部の吸着材に吸着された物質も
効率良く分解されるため、反応を繰り返しても除去性能
が劣化しない。 【００４０】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によるとフ
ィルタ外部から照射した励起光をフィルタ内部の光触媒
に効率良く供給することができ、処理物質の分解、除去
性能にすぐれた光触媒フィルタを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の光触媒フィルタの構成を説明する斜
視図である。 【図２】（ａ）（ｂ）は実施例２の光触媒フィルタの構
成を説明する斜視図である。 【図３】（ａ）（ｂ）は実施例３の光触媒フィルタの構
成を説明する平面図である。 【図４】実施例４の光触媒フィルタの構成を説明する斜
視図である。 【符号の説明】 １ 光触媒を担持した繊維状活性炭 ２ 光導波路 ３ 光触媒を担持した長繊維状活性炭 ４ ファイバ状光導波路 ５ 円筒状の光導波路 ６ 光触媒を担持した吸着材 ７ 円筒状の光導波路の側面に設けた穴
視図である。 【図２】（ａ）（ｂ）は実施例２の光触媒フィルタの構
成を説明する斜視図である。 【図３】（ａ）（ｂ）は実施例３の光触媒フィルタの構
成を説明する平面図である。 【図４】実施例４の光触媒フィルタの構成を説明する斜
視図である。 【符号の説明】 １ 光触媒を担持した繊維状活性炭 ２ 光導波路 ３ 光触媒を担持した長繊維状活性炭 ４ ファイバ状光導波路 ５ 円筒状の光導波路 ６ 光触媒を担持した吸着材 ７ 円筒状の光導波路の側面に設けた穴
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ
Ｃ０２Ｆ 1/32 Ｃ０２Ｆ 1/72 １０１
1/72 １０１ Ｆ２４Ｆ 7/00 Ａ
// Ｆ２４Ｆ 7/00 Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢＪ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 フィルタは、少なくとも光触媒を表面乃
至内部に担持させた吸着材と、光触媒の励起光を導光可
能な光導波路とを一体に組み合わせてなり、該フィルタ
外部から照射した励起光が光導波路によりフィルタ内部
の光触媒に供給されることを特徴とする光触媒フィル
タ。 【請求墳２】 吸着材は活性炭、シリカゲル、活性アル
ミナ、ゼオライトのなかの１種または２種以上を組み合
わせてなることを特徴とする請求項１に記載の光触媒フ
ィルタ。 【請求項３】 吸着材がシート状に成形され、該シート
状吸着材と光導波路が積層された板状であることを特徴
とする請求項１または請求項２に記載の光触媒フィル
タ。 【請求項４】 吸着材がシート状に成形され、該シート
状吸着材と光導波路とが同心円状に配置された円筒状で
あるか、該シート状吸着材と光導波路とが多重渦巻き状
に巻かれた円筒状であることを特徴とする請求項１また
は請求項２に記載の光触媒フィルタ。 【請求項５】 吸着材は長繊維状に紡糸され、光導波路
はファイバ状に形成され、その両者が束ねるか編みこむ
ことによってシート状に形成されているか、または該シ
ート状が円筒状または多重渦巻き状に成形されてなるこ
とを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光触媒
フィルタ。 【請求項６】 光導波路が光通信用のシングルモードフ
ァイバであることを特徴とする請求項１、請求項２、請
求項３、請求項４または請求項５に記載の光触媒フィル
タ。 【請求項７】 光触媒が酸化チタンであることを特徴と
する請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項
５または請求項６に記載の光触媒フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11629598A JPH11290695A (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 光触媒フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11629598A JPH11290695A (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 光触媒フィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11290695A true JPH11290695A (ja) | 1999-10-26 |
Family
ID=14683499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11629598A Pending JPH11290695A (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 光触媒フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11290695A (ja) |
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