JP2000042366A - Ｎｏｘ ，ｓｏｘ 分解除去材及びその製造方法 - Google Patents
Ｎｏｘ ，ｓｏｘ 分解除去材及びその製造方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
- C03C25/10—Coating
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- C03C2217/71—Photocatalytic coatings
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ゼオライトを介して光触媒をガラス繊維に担
持させることにより、低濃度のガスに対しても優れた分
解能を示すＮＯX ，ＳＯX 分解除去材を得る。 【構成】 このＮＯX ，ＳＯX 分解除去材は、ガラス繊
維を基材とし、光触媒物質を１〜２００ｇ／ｍ2 含有す
るゼオライト膜を前記ガラス繊維に担持させている。光
触媒物質又は光触媒前駆体を分散させたゼオライト系ゾ
ル−ゲル浴に薄いシート状に成形したガラス繊維を浸漬
し、光触媒物質又は光触媒前駆体を含むゼオライトを付
着させたガラス繊維を１００〜８００℃で熱処理するこ
とにより製造される。また、ガラス繊維と光触媒粉末と
の混合物をシート状に成形し、ゼオライト系ゾル−ゲル
浴に接触させてシート状成形体を結着した後、１００〜
８００℃で熱処理することによっても製造される。
持させることにより、低濃度のガスに対しても優れた分
解能を示すＮＯX ，ＳＯX 分解除去材を得る。 【構成】 このＮＯX ，ＳＯX 分解除去材は、ガラス繊
維を基材とし、光触媒物質を１〜２００ｇ／ｍ2 含有す
るゼオライト膜を前記ガラス繊維に担持させている。光
触媒物質又は光触媒前駆体を分散させたゼオライト系ゾ
ル−ゲル浴に薄いシート状に成形したガラス繊維を浸漬
し、光触媒物質又は光触媒前駆体を含むゼオライトを付
着させたガラス繊維を１００〜８００℃で熱処理するこ
とにより製造される。また、ガラス繊維と光触媒粉末と
の混合物をシート状に成形し、ゼオライト系ゾル−ゲル
浴に接触させてシート状成形体を結着した後、１００〜
８００℃で熱処理することによっても製造される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光照射により優れたＮ
ＯX ，ＳＯX 分解特性を有するＮＯX ，ＳＯ X 分解除去
材及びその製造方法に関する。
ＯX ，ＳＯX 分解特性を有するＮＯX ，ＳＯ X 分解除去
材及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＴｉＯ2 を代表とする光触媒では、バン
ドギャップ以上のエネルギーを有する波長の光を照射す
ると、光励起により伝導帯及び価電子帯にそれぞれ電子
及び正孔が発生する。生成した正孔は、強い酸化力を呈
することから、有機物，ＮＯX，ＳＯX 等の分解に利用
されている。この種の光触媒物質としては、ＴｉＯ2 ，
ＺｎＯ，ＺｒＯ2 ，ＷＯ3 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＦｅＴｉＯ
3 ，ＳｒＴｉＯ3 等が知られており、一般には粉末状で
使用されている。粉末状の光触媒は、そのままでも使用
可能であるが、取扱いや回収が困難で、流出や飛散によ
る損失もあることから、通常、基材に担持させて使用し
ている。光触媒の担持には、次の（Ａ）〜（Ｅ）の方法
が従来から採用されている。 （Ａ）光触媒粉末を合成樹脂と混合し、シート状やパネ
ル状に成形する方法 （Ｂ）光触媒粉末を接着剤でシート材のパネル材の表面
に付着させる方法 （Ｃ）光触媒粉末を基材表面に散布し、焼結によって基
材に接着させる方法 （Ｄ）熱分解して光触媒となる粉末状物質の粉末を加熱
した基材に吹き付け、基材表面での分解反応により生成
した光触媒を基材に接着する方法 （Ｅ）フッ素系，シリコン系等のポリマーで光触媒粉末
を基材に接着する方法
ドギャップ以上のエネルギーを有する波長の光を照射す
ると、光励起により伝導帯及び価電子帯にそれぞれ電子
及び正孔が発生する。生成した正孔は、強い酸化力を呈
することから、有機物，ＮＯX，ＳＯX 等の分解に利用
されている。この種の光触媒物質としては、ＴｉＯ2 ，
ＺｎＯ，ＺｒＯ2 ，ＷＯ3 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＦｅＴｉＯ
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使用されている。粉末状の光触媒は、そのままでも使用
可能であるが、取扱いや回収が困難で、流出や飛散によ
る損失もあることから、通常、基材に担持させて使用し
ている。光触媒の担持には、次の（Ａ）〜（Ｅ）の方法
が従来から採用されている。 （Ａ）光触媒粉末を合成樹脂と混合し、シート状やパネ
ル状に成形する方法 （Ｂ）光触媒粉末を接着剤でシート材のパネル材の表面
に付着させる方法 （Ｃ）光触媒粉末を基材表面に散布し、焼結によって基
材に接着させる方法 （Ｄ）熱分解して光触媒となる粉末状物質の粉末を加熱
した基材に吹き付け、基材表面での分解反応により生成
した光触媒を基材に接着する方法 （Ｅ）フッ素系，シリコン系等のポリマーで光触媒粉末
を基材に接着する方法
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】光触媒粉末の担持に従
来から使用されている樹脂や基材は、光触媒粉末とＮＯ
X ，ＳＯX との接触を促進したり、光触媒粉末周囲のＮ
ＯX ，ＳＯX 濃度を高める作用をもつものではない。そ
して、ＮＯX ，ＳＯX の分解は、光触媒粉末と接触した
ときに始めてＮＯX ，ＳＯX の分解反応が開始される。
そのため、低濃度ＮＯX ，ＳＯX の分解除去に使用する
と、低い分解効率に止まる。そこで、ガス中のＮＯX ，
ＳＯX を積極的に集めることにより分解能率を高めるこ
とを狙って、光触媒粉末を活性炭，ゼオライト等の吸着
剤と共に難分解性バインダーで基材に担持させることが
提案されている（特開平８−２２９３５１号公報他）。
しかし、光触媒及び吸着剤を均一に分散させることが難
しく、品質安定性に欠ける。また、光触媒及び吸着剤が
バインダーで覆われると、触媒作用や吸着作用が著しく
低下することが欠点である。
来から使用されている樹脂や基材は、光触媒粉末とＮＯ
X ，ＳＯX との接触を促進したり、光触媒粉末周囲のＮ
ＯX ，ＳＯX 濃度を高める作用をもつものではない。そ
して、ＮＯX ，ＳＯX の分解は、光触媒粉末と接触した
ときに始めてＮＯX ，ＳＯX の分解反応が開始される。
そのため、低濃度ＮＯX ，ＳＯX の分解除去に使用する
と、低い分解効率に止まる。そこで、ガス中のＮＯX ，
ＳＯX を積極的に集めることにより分解能率を高めるこ
とを狙って、光触媒粉末を活性炭，ゼオライト等の吸着
剤と共に難分解性バインダーで基材に担持させることが
提案されている（特開平８−２２９３５１号公報他）。
しかし、光触媒及び吸着剤を均一に分散させることが難
しく、品質安定性に欠ける。また、光触媒及び吸着剤が
バインダーで覆われると、触媒作用や吸着作用が著しく
低下することが欠点である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、光触媒作用を阻
害するバインダーを使用せずに光触媒と吸着剤をガラス
繊維に担持させることにより、吸着能及び光触媒作用を
充分に活用し、低濃度であっても優れたＮＯX，ＳＯX
除去効率を示すＮＯX ，ＳＯX 分解除去材を提供するこ
とを目的とする。本発明のＮＯX ，ＳＯX 分解除去材
は、その目的を達成するため、ガラス繊維を基材とし、
光触媒物質を１〜２００ｇ／ｍ2 含有するゼオライト膜
を前記ガラス繊維に担持させていることを特徴とする。
光触媒，ゼオライト膜を含めたガラス繊維は、内部のガ
ス透過性を確保する上から単位面積当たりの重量５０〜
５００ｇ／ｍ2 の範囲に維持することが好ましい。
題を解消すべく案出されたものであり、光触媒作用を阻
害するバインダーを使用せずに光触媒と吸着剤をガラス
繊維に担持させることにより、吸着能及び光触媒作用を
充分に活用し、低濃度であっても優れたＮＯX，ＳＯX
除去効率を示すＮＯX ，ＳＯX 分解除去材を提供するこ
とを目的とする。本発明のＮＯX ，ＳＯX 分解除去材
は、その目的を達成するため、ガラス繊維を基材とし、
光触媒物質を１〜２００ｇ／ｍ2 含有するゼオライト膜
を前記ガラス繊維に担持させていることを特徴とする。
光触媒，ゼオライト膜を含めたガラス繊維は、内部のガ
ス透過性を確保する上から単位面積当たりの重量５０〜
５００ｇ／ｍ2 の範囲に維持することが好ましい。
【０００５】このＮＯX ，ＳＯX 分解除去材は、光触媒
物質又は光触媒前駆体を分散させたゼオライト系ゾル−
ゲル浴に薄いシート状に成形したガラス繊維を浸漬し、
光触媒物質又は光触媒前駆体を含むゼオライトを付着さ
せたガラス繊維を１００〜８００℃で熱処理することに
より製造される。或いは、ガラス繊維と光触媒粉末との
混合物をシート状に成形し、ゼオライト系ゾル−ゲル浴
に接触させてシート状成形体を結着した後、１００〜８
００℃で熱処理することによっても製造される。
物質又は光触媒前駆体を分散させたゼオライト系ゾル−
ゲル浴に薄いシート状に成形したガラス繊維を浸漬し、
光触媒物質又は光触媒前駆体を含むゼオライトを付着さ
せたガラス繊維を１００〜８００℃で熱処理することに
より製造される。或いは、ガラス繊維と光触媒粉末との
混合物をシート状に成形し、ゼオライト系ゾル−ゲル浴
に接触させてシート状成形体を結着した後、１００〜８
００℃で熱処理することによっても製造される。
【０００６】
【実施の形態】本発明に従ったＮＯX ，ＳＯX 分解除去
材は、たとえば図１に示すように光触媒粒子１を含むゼ
オライト膜２をガラス繊維３に担持させている。光触媒
粒子１には、ＴｉＯ2 ，ＺｎＯ，ＺｒＯ2 ，ＷＯ3 ，Ｆ
ｅ2 Ｏ3 ，ＦｅＴｉＯ3 ，ＳｒＴｉＯ3 の１種又は２種
以上が使用される。光触媒物質としてＴｉＯ2 を使用す
る場合、ルチル，アナターゼ，ブルッカイト等の何れで
もよいが、特にアナターゼ型のＴｉＯ2 が好ましい。ガ
ラス繊維３には、光の透過性が良好で表面積が大きな不
織布，ガラスクロス，ガラスマット等が使用される。ゼ
オライトは、一般式Ｍx/m Ａｌx Ｓｉ(1-x) Ｏ2 ・ｎＨ
2 Ｏ（Ｍは陽イオン、ｍはその価数、ｎは空孔中に吸着
された水分子の数）で表されるアルミノケイ酸塩の結晶
であり、結晶内部に分子サイズ（５〜１３Å）の空孔を
もっている。空孔は、各種分子や微細粉末を保持する吸
着作用を呈すると共に、光触媒を均一に分散させる上で
も有効である。
材は、たとえば図１に示すように光触媒粒子１を含むゼ
オライト膜２をガラス繊維３に担持させている。光触媒
粒子１には、ＴｉＯ2 ，ＺｎＯ，ＺｒＯ2 ，ＷＯ3 ，Ｆ
ｅ2 Ｏ3 ，ＦｅＴｉＯ3 ，ＳｒＴｉＯ3 の１種又は２種
以上が使用される。光触媒物質としてＴｉＯ2 を使用す
る場合、ルチル，アナターゼ，ブルッカイト等の何れで
もよいが、特にアナターゼ型のＴｉＯ2 が好ましい。ガ
ラス繊維３には、光の透過性が良好で表面積が大きな不
織布，ガラスクロス，ガラスマット等が使用される。ゼ
オライトは、一般式Ｍx/m Ａｌx Ｓｉ(1-x) Ｏ2 ・ｎＨ
2 Ｏ（Ｍは陽イオン、ｍはその価数、ｎは空孔中に吸着
された水分子の数）で表されるアルミノケイ酸塩の結晶
であり、結晶内部に分子サイズ（５〜１３Å）の空孔を
もっている。空孔は、各種分子や微細粉末を保持する吸
着作用を呈すると共に、光触媒を均一に分散させる上で
も有効である。
【０００７】本発明に従ったＮＯX ，ＳＯX 分解除去材
は、ガラス繊維３で編成されているため、充分な通気性
をもっている。この通気性とゼオライト特有の空孔構造
とが相俟って、ゼオライト膜２で覆われている光触媒粒
子１であっても、外気と通じてＮＯX ，ＳＯX と接触す
る。すなわち、空気中のＮＯX ，ＳＯX は、ゼオライト
の吸着能により積極的に集められ、光触媒粒子１と接触
する機会が向上する。また、ガラス繊維１を透過した光
が散乱するため、ゼオライト膜２の内部にある光触媒粒
子１も有効にＮＯX ，ＳＯX の分解に寄与する。その結
果、高いＮＯX，ＳＯX の分解効率が示される。光触媒
粒子１は、担持量１〜２００ｇ／ｍ2 でゼオライト膜２
と共にガラス繊維に担持される。光触媒粒子１の担持量
が１ｇ／ｍ2 に満たないと、光触媒反応によるＮＯX ，
ＳＯX の分解効率が充分でない。しかし、２００ｇ／ｍ
2 を超えて光触媒粒子１を担持させることは困難であ
る。
は、ガラス繊維３で編成されているため、充分な通気性
をもっている。この通気性とゼオライト特有の空孔構造
とが相俟って、ゼオライト膜２で覆われている光触媒粒
子１であっても、外気と通じてＮＯX ，ＳＯX と接触す
る。すなわち、空気中のＮＯX ，ＳＯX は、ゼオライト
の吸着能により積極的に集められ、光触媒粒子１と接触
する機会が向上する。また、ガラス繊維１を透過した光
が散乱するため、ゼオライト膜２の内部にある光触媒粒
子１も有効にＮＯX ，ＳＯX の分解に寄与する。その結
果、高いＮＯX，ＳＯX の分解効率が示される。光触媒
粒子１は、担持量１〜２００ｇ／ｍ2 でゼオライト膜２
と共にガラス繊維に担持される。光触媒粒子１の担持量
が１ｇ／ｍ2 に満たないと、光触媒反応によるＮＯX ，
ＳＯX の分解効率が充分でない。しかし、２００ｇ／ｍ
2 を超えて光触媒粒子１を担持させることは困難であ
る。
【０００８】光触媒粒子１及びゼオライト膜２を担持さ
せたガラス繊維３は、単位面積当たりの重量（以下、単
に重量という）が５０〜５００ｇ／ｍ2 となるように編
成又は結束される。５０〜５００ｇ／ｍ2 の重量は、ガ
ラス繊維集合体の通気度及び光の透過性を確保してゼオ
ライト膜２の吸着能及び光触媒粒子１の触媒活性を高め
ると共に、ＮＯX ，ＳＯX の分解後に生じるＮＯ3 -やＳ
Ｏ4 2- を効率よく洗い流す上でも有効である。５０ｇ／
ｍ2 を下回る重量では、得られたシートの強度が低く、
作製や取り扱いが困難になる。逆に、重量が５００ｇ／
ｍ2 を越えると、ガスや光の透過性が低下し、ＮＯX ，
ＳＯX 分解率が低くなる。
せたガラス繊維３は、単位面積当たりの重量（以下、単
に重量という）が５０〜５００ｇ／ｍ2 となるように編
成又は結束される。５０〜５００ｇ／ｍ2 の重量は、ガ
ラス繊維集合体の通気度及び光の透過性を確保してゼオ
ライト膜２の吸着能及び光触媒粒子１の触媒活性を高め
ると共に、ＮＯX ，ＳＯX の分解後に生じるＮＯ3 -やＳ
Ｏ4 2- を効率よく洗い流す上でも有効である。５０ｇ／
ｍ2 を下回る重量では、得られたシートの強度が低く、
作製や取り扱いが困難になる。逆に、重量が５００ｇ／
ｍ2 を越えると、ガスや光の透過性が低下し、ＮＯX ，
ＳＯX 分解率が低くなる。
【０００９】本発明に従ったＮＯX ，ＳＯX 分解除去材
は、薄いシート状に成形したガラス繊維をゼオライト系
ゾル−ゲル浴に浸漬する。このとき、ゼオライト系のゾ
ル−ゲル浴は、それ自体でバインダー作用が有るため、
別途バインダーを使用しなくてもガラス繊維が結束され
る。次いで、１００〜８００℃に熱処理することによっ
て製造される。熱処理温度が１００℃より低いと膜形成
が不十分となり、逆に８００℃より高いとガラス繊維の
強度が不十分となる。ゾル−ゲル浴としては、たとえば
アルミニウムアルコキシド，アルコキシシラン，アルカ
リ金属及び／又はアルカリ土類金属アルコキシド，アミ
ン類及び水を有機溶媒に溶解し、光触媒粒子又は光触媒
粒子前駆体を分散させた溶液が使用される。ゾル−ゲル
浴への浸漬により、浴成分でガラス繊維３が相互に結束
され、ガラス繊維３の表面がコーティングされる（図１
ｂ）。ゾル−ゲル浴に含まれているアルコキシドは、加
水分解した状態で繊維表面に付着し、後続する熱処理工
程で脱水及び縮重合反応してゼオライト膜２になる（図
１ａ）。このとき、アミン類が存在すると加水分解後の
白濁化が防止され、均質なゼオライトとなると共に、ゲ
ル化も防止される。したがって、ゾル−ゲル浴に添加さ
れている光触媒粒子１が均一に分散し、光触媒粉末１が
分散したゼオライト膜２がガラス繊維の全表面に形成さ
れる。
は、薄いシート状に成形したガラス繊維をゼオライト系
ゾル−ゲル浴に浸漬する。このとき、ゼオライト系のゾ
ル−ゲル浴は、それ自体でバインダー作用が有るため、
別途バインダーを使用しなくてもガラス繊維が結束され
る。次いで、１００〜８００℃に熱処理することによっ
て製造される。熱処理温度が１００℃より低いと膜形成
が不十分となり、逆に８００℃より高いとガラス繊維の
強度が不十分となる。ゾル−ゲル浴としては、たとえば
アルミニウムアルコキシド，アルコキシシラン，アルカ
リ金属及び／又はアルカリ土類金属アルコキシド，アミ
ン類及び水を有機溶媒に溶解し、光触媒粒子又は光触媒
粒子前駆体を分散させた溶液が使用される。ゾル−ゲル
浴への浸漬により、浴成分でガラス繊維３が相互に結束
され、ガラス繊維３の表面がコーティングされる（図１
ｂ）。ゾル−ゲル浴に含まれているアルコキシドは、加
水分解した状態で繊維表面に付着し、後続する熱処理工
程で脱水及び縮重合反応してゼオライト膜２になる（図
１ａ）。このとき、アミン類が存在すると加水分解後の
白濁化が防止され、均質なゼオライトとなると共に、ゲ
ル化も防止される。したがって、ゾル−ゲル浴に添加さ
れている光触媒粒子１が均一に分散し、光触媒粉末１が
分散したゼオライト膜２がガラス繊維の全表面に形成さ
れる。
【００１０】光触媒粒子１に代えて有機チタン化合物を
ゼオライト系ゾル−ゲル浴に加えると、加熱後に形成さ
れるゼオライト膜２にＴｉＯ2 が分子サイズで均一に分
散され強固に取り込まれる（図２ａ、ｂ）。このように
加熱によってＴｉＯ2 等になる光触媒前駆体としては、
チタンテトラエトキシド，チタンテトライソプロポキシ
ド，チタンテトラブトキシド等がある。ゼオライト系の
ゾル−ゲル浴は、バインダーとして使用することもでき
る。この場合、ガラス繊維３と光触媒粒子１との混合物
を薄いシート状に成形した後、ゼオライト系ゾル−ゲル
浴で結着し、１００〜８００℃に熱処理する（図３ａ，
ｂ）。得られたＮＯX ，ＳＯX 分解除去材は、図３に示
すようにガラス繊維３の表面及び内部に光触媒粒子１が
分散付着している。
ゼオライト系ゾル−ゲル浴に加えると、加熱後に形成さ
れるゼオライト膜２にＴｉＯ2 が分子サイズで均一に分
散され強固に取り込まれる（図２ａ、ｂ）。このように
加熱によってＴｉＯ2 等になる光触媒前駆体としては、
チタンテトラエトキシド，チタンテトライソプロポキシ
ド，チタンテトラブトキシド等がある。ゼオライト系の
ゾル−ゲル浴は、バインダーとして使用することもでき
る。この場合、ガラス繊維３と光触媒粒子１との混合物
を薄いシート状に成形した後、ゼオライト系ゾル−ゲル
浴で結着し、１００〜８００℃に熱処理する（図３ａ，
ｂ）。得られたＮＯX ，ＳＯX 分解除去材は、図３に示
すようにガラス繊維３の表面及び内部に光触媒粒子１が
分散付着している。
【００１１】
【実施例】実施例１：アルミニウムイソプロポキシド
１．０モル，テトラエトキシシラン２．５モル，ナトリ
ウムメトキシド１．０モル，モノイソプロパノールアミ
ン５．０モル，及び水７．０モルをブチルセロソルブ１
５．０モルに溶解することにより、ゾル−ゲル浴を調製
した。このゾル−ゲル浴に粒径７ｎｍのアナターゼ型Ｔ
ｉＯ2 粉末を１〜２０ｇ／ｌの範囲で添加し、攪拌して
十分に分散させた。次いで、ガラス繊維をゾル−ゲル浴
に浸漬して引き上げ、２００℃で１０分間加熱した。こ
のとき、ガラス繊維の重量を５０〜２００ｇ／ｍ2 の範
囲で、ゼオライト膜中に含まれるＴｉＯ2 粉末量を１〜
２００ｇ／ｍ2 の範囲で変更させた。
１．０モル，テトラエトキシシラン２．５モル，ナトリ
ウムメトキシド１．０モル，モノイソプロパノールアミ
ン５．０モル，及び水７．０モルをブチルセロソルブ１
５．０モルに溶解することにより、ゾル−ゲル浴を調製
した。このゾル−ゲル浴に粒径７ｎｍのアナターゼ型Ｔ
ｉＯ2 粉末を１〜２０ｇ／ｌの範囲で添加し、攪拌して
十分に分散させた。次いで、ガラス繊維をゾル−ゲル浴
に浸漬して引き上げ、２００℃で１０分間加熱した。こ
のとき、ガラス繊維の重量を５０〜２００ｇ／ｍ2 の範
囲で、ゼオライト膜中に含まれるＴｉＯ2 粉末量を１〜
２００ｇ／ｍ2 の範囲で変更させた。
【００１２】実施例２：ＴｉＯ2 粉末添加前の溶液にチ
タンテトライソプロポキシドを３．０モル添加し、ブチ
ルセロソルブの使用量を２０．０モルにする以外は、実
施例１と同様な組成をもつゾル−ゲル浴を調製した。ゾ
ル−ゲル浴にガラス繊維を浸漬して引き上げ、４００℃
で５分間加熱した。実施例２では、ガラス繊維の重量を
１００ｇ／ｍ2 とし、ガラス繊維３の表面に形成される
ゼオライト膜２のＴｉＯ2 量を５〜１００ｇ／ｍ2 で変
化させた。
タンテトライソプロポキシドを３．０モル添加し、ブチ
ルセロソルブの使用量を２０．０モルにする以外は、実
施例１と同様な組成をもつゾル−ゲル浴を調製した。ゾ
ル−ゲル浴にガラス繊維を浸漬して引き上げ、４００℃
で５分間加熱した。実施例２では、ガラス繊維の重量を
１００ｇ／ｍ2 とし、ガラス繊維３の表面に形成される
ゼオライト膜２のＴｉＯ2 量を５〜１００ｇ／ｍ2 で変
化させた。
【００１３】実施例３：ガラス繊維及びＴｉＯ2 粉末の
混合物を薄いシート状に成形し、実施例１のＴｉＯ2 粉
末添加前のゼオライト系ゾル−ゲル浴をバインダーとし
て用いて結着した後、３００℃で１０分間加熱した。実
施例３では、ガラス繊維量を１００ｇ／ｍ2 ，ＴｉＯ2
粉末の担持量を５〜１００ｇ／ｍ2 ，ゼオライト付着量
を５〜５０ｇ／ｍ2 の範囲で変更した。
混合物を薄いシート状に成形し、実施例１のＴｉＯ2 粉
末添加前のゼオライト系ゾル−ゲル浴をバインダーとし
て用いて結着した後、３００℃で１０分間加熱した。実
施例３では、ガラス繊維量を１００ｇ／ｍ2 ，ＴｉＯ2
粉末の担持量を５〜１００ｇ／ｍ2 ，ゼオライト付着量
を５〜５０ｇ／ｍ2 の範囲で変更した。
【００１４】比較例１：粒径７ｎｍのアナターゼ型Ｔｉ
Ｏ2 粉末をシリカバインダーと共にガラス繊維に担持さ
せた。比較例１では、ガラス繊維の重量を１００ｇ／ｍ
2 とし、ガラス表面に形成されるシリカ膜中のＴｉＯ2
量を５〜１００ｇ／ｍ2 の範囲で変化させた。 比較例２：チタンテトライソプロポキシドのイソプロピ
ルアルコール溶液を加水分解して得られたゾル−ゲル浴
にガラス繊維を浸漬し、引上げ後に６００℃で１０分間
加熱した。比較例２では、ガラス繊維の重量を１００ｇ
／ｍ2 とし、表面に形成されるＴｉＯ2 量を５〜１０ｇ
／ｍ2 と範囲で変化させた。この場合、１０ｇ／ｍ 2 を
越える量のＴｉＯ2 を付着させようとすると焼成時にク
ラックが生じ、ＴｉＯ2 が脱落した。
Ｏ2 粉末をシリカバインダーと共にガラス繊維に担持さ
せた。比較例１では、ガラス繊維の重量を１００ｇ／ｍ
2 とし、ガラス表面に形成されるシリカ膜中のＴｉＯ2
量を５〜１００ｇ／ｍ2 の範囲で変化させた。 比較例２：チタンテトライソプロポキシドのイソプロピ
ルアルコール溶液を加水分解して得られたゾル−ゲル浴
にガラス繊維を浸漬し、引上げ後に６００℃で１０分間
加熱した。比較例２では、ガラス繊維の重量を１００ｇ
／ｍ2 とし、表面に形成されるＴｉＯ2 量を５〜１０ｇ
／ｍ2 と範囲で変化させた。この場合、１０ｇ／ｍ 2 を
越える量のＴｉＯ2 を付着させようとすると焼成時にク
ラックが生じ、ＴｉＯ2 が脱落した。
【００１５】実施例１〜３及び比較例１，２で得られた
光触媒担持ガラス繊維から縦横１０ｃｍの試料を採取し
て、各試料２枚をガラス製容器内にセットした。そし
て、濃度１ｐｐｍのＮＯガスを含む空気（相対湿度８０
％）を流量１．５ｌ／分で連続的に流しながら、ブラッ
クライトで０．５ｍ／Ｗｃｍ2 の紫外線を試料表面に照
射した。この条件下で、化学発光式ＮＯX 計を用いてガ
ラス製容器のガス出側でＮＯX 濃度を測定した。測定結
果を次式に代入し、ＮＯX 除去率を算出した。 ＮＯX 除去率＝［（Ａ1 −（Ａ2 ＋Ｂ2 ））／Ａ1 ］×
１００ Ａ1 ：初期ＮＯ濃度 Ａ2 ：分解後のＮＯ濃度 Ｂ2 ：分解後のＮＯ2 濃度
光触媒担持ガラス繊維から縦横１０ｃｍの試料を採取し
て、各試料２枚をガラス製容器内にセットした。そし
て、濃度１ｐｐｍのＮＯガスを含む空気（相対湿度８０
％）を流量１．５ｌ／分で連続的に流しながら、ブラッ
クライトで０．５ｍ／Ｗｃｍ2 の紫外線を試料表面に照
射した。この条件下で、化学発光式ＮＯX 計を用いてガ
ラス製容器のガス出側でＮＯX 濃度を測定した。測定結
果を次式に代入し、ＮＯX 除去率を算出した。 ＮＯX 除去率＝［（Ａ1 −（Ａ2 ＋Ｂ2 ））／Ａ1 ］×
１００ Ａ1 ：初期ＮＯ濃度 Ａ2 ：分解後のＮＯ濃度 Ｂ2 ：分解後のＮＯ2 濃度
【００１６】表１の調査結果にみられるように、本発明
に従ってＴｉＯ2 及びゼオライトを担持させた試験番号
１〜１５のガラス繊維は、何れも高いＮＯX 除去率を示
した。他方、ＴｉＯ2 の担持量が同じであってもゼオラ
イト膜のない試験番号１６〜２０ではＮＯX 分解除去率
が極めて低くなっていた。この対比から明らかなよう
に、光触媒粒子１をゼオライト膜２と共存させることに
よって、光触媒粒子の作用を効果的に引き出せることが
判る。特に光触媒粒子１及びゼオライト膜２を共存させ
たとき、ＮＯX 濃度が低いガスであっても高いＮＯX 除
去率が得られる。
に従ってＴｉＯ2 及びゼオライトを担持させた試験番号
１〜１５のガラス繊維は、何れも高いＮＯX 除去率を示
した。他方、ＴｉＯ2 の担持量が同じであってもゼオラ
イト膜のない試験番号１６〜２０ではＮＯX 分解除去率
が極めて低くなっていた。この対比から明らかなよう
に、光触媒粒子１をゼオライト膜２と共存させることに
よって、光触媒粒子の作用を効果的に引き出せることが
判る。特に光触媒粒子１及びゼオライト膜２を共存させ
たとき、ＮＯX 濃度が低いガスであっても高いＮＯX 除
去率が得られる。
【００１７】
【００１８】実施例４：実施例１の試験番号３と同一条
件で、ＴｉＯ2 粉末を分散させたゼオライト系ゾル−ゲ
ル浴にガラス繊維を浸漬した後、引き上げて８０〜８５
０℃で加熱し、ＴｉＯ2 含有ゼオライトを被覆したガラ
ス繊維を作製した。繊維表面に形成されたゼオライト膜
を観察し、膜性状に及ぼす加熱温度の影響を調査した。
表２の調査結果にみられるように、１００〜８００℃の
範囲に加熱温度を設定したとき、密着性が良好なゼオラ
イト膜が得られた。他方、１００℃に達しない加熱温度
ではゼオライト膜の密着性が不良で、ガラス繊維から剥
離し易いものであった。しかし、８００℃を超える温度
で熱処理すると、ガラス繊維の結晶化が進行し、繊維自
体の強度が低下するため、実用化に際して要求される取
扱い性等の特性が不十分であった。
件で、ＴｉＯ2 粉末を分散させたゼオライト系ゾル−ゲ
ル浴にガラス繊維を浸漬した後、引き上げて８０〜８５
０℃で加熱し、ＴｉＯ2 含有ゼオライトを被覆したガラ
ス繊維を作製した。繊維表面に形成されたゼオライト膜
を観察し、膜性状に及ぼす加熱温度の影響を調査した。
表２の調査結果にみられるように、１００〜８００℃の
範囲に加熱温度を設定したとき、密着性が良好なゼオラ
イト膜が得られた。他方、１００℃に達しない加熱温度
ではゼオライト膜の密着性が不良で、ガラス繊維から剥
離し易いものであった。しかし、８００℃を超える温度
で熱処理すると、ガラス繊維の結晶化が進行し、繊維自
体の強度が低下するため、実用化に際して要求される取
扱い性等の特性が不十分であった。
【００１９】
【００２０】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のＮＯ
X ，ＳＯX 分解除去材は、分子サイズの空孔を有するゼ
オライトを介して光触媒粒子をガラス繊維に担持させて
いるため、光触媒粒子がゼオライトで被覆されていても
触媒作用を発揮する。しかも、ゼオライトの優れた吸着
性が活用され、ＮＯX ，ＳＯX を吸着しながら光触媒反
応により分解する。また、基材がガラス材料であるため
光の透過が良好で散乱することにより全体に光が照射さ
れるため、光触媒の触媒活性が向上する。そのため、Ｎ
ＯX ，ＳＯX 濃度が低い場合にあっても、優れた分解除
去効率を示すものとなる。このようにして得られたＮＯ
X ，ＳＯX 分解除去材は、たとえばフィルターとしてト
ンネル内に紫外線照射装置と共に設置して使用したり、
パンチングメタル等と組み合わせて防音壁に使用でき
る。
X ，ＳＯX 分解除去材は、分子サイズの空孔を有するゼ
オライトを介して光触媒粒子をガラス繊維に担持させて
いるため、光触媒粒子がゼオライトで被覆されていても
触媒作用を発揮する。しかも、ゼオライトの優れた吸着
性が活用され、ＮＯX ，ＳＯX を吸着しながら光触媒反
応により分解する。また、基材がガラス材料であるため
光の透過が良好で散乱することにより全体に光が照射さ
れるため、光触媒の触媒活性が向上する。そのため、Ｎ
ＯX ，ＳＯX 濃度が低い場合にあっても、優れた分解除
去効率を示すものとなる。このようにして得られたＮＯ
X ，ＳＯX 分解除去材は、たとえばフィルターとしてト
ンネル内に紫外線照射装置と共に設置して使用したり、
パンチングメタル等と組み合わせて防音壁に使用でき
る。
【図１】 ガラス繊維に光触媒粒子１が付着したゼオラ
イト膜が形成されたガラス繊維の断面図（ａ）及び繊維
の結束状態を示す図（ｂ）
イト膜が形成されたガラス繊維の断面図（ａ）及び繊維
の結束状態を示す図（ｂ）
【図２】 光触媒−ゼオライト系複合膜を担持させたガ
ラス繊維の断面図（ａ）及び繊維の結束状態を示す図
（ｂ）
ラス繊維の断面図（ａ）及び繊維の結束状態を示す図
（ｂ）
【図３】 ガラス繊維及び光触媒粒子からなるシートを
ゼオライトで結着させたガラス繊維の断面図（ａ）及び
繊維の結束状態を示す図（ｂ）
ゼオライトで結着させたガラス繊維の断面図（ａ）及び
繊維の結束状態を示す図（ｂ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｊ 35/02 Ｂ０１Ｄ 53/36 １０１Ｚ (72)発明者 坂戸 健二 千葉県市川市高谷新町７番１号 日新製鋼 株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 4C058 AA30 BB07 JJ04 4D048 AA02 AA06 AB03 BA07X BA07Y BA08Y BA11X BA11Y BA12Y BA15Y BA16Y BA27Y BA36Y BA41X BA41Y BA42Y BB08 BB18 BB20 DA03 DA11 EA01 EA04
Claims (3)
- 【請求項１】 ガラス繊維を基材とし、光触媒物質を１
〜２００ｇ／ｍ2 含有するゼオライト膜を前記ガラス繊
維に担持させているＮＯX ，ＳＯX 分解除去材。 - 【請求項２】 光触媒物質又は光触媒前駆体を分散させ
たゼオライト系ゾル−ゲル浴に薄いシート状に成形した
ガラス繊維を浸漬し、光触媒物質又は光触媒前駆体を含
むゼオライトを付着させたガラス繊維を１００〜８００
℃で熱処理するＮＯX ，ＳＯX 分解除去材の製造方法。 - 【請求項３】 ガラス繊維と光触媒粉末との混合物をシ
ート状に成形し、ゼオライト系ゾル−ゲル浴に接触させ
てシート状成形体を結着した後、１００〜８００℃で熱
処理するＮＯX ，ＳＯX 分解除去材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10218883A JP2000042366A (ja) | 1998-08-03 | 1998-08-03 | Ｎｏｘ ，ｓｏｘ 分解除去材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10218883A JP2000042366A (ja) | 1998-08-03 | 1998-08-03 | Ｎｏｘ ，ｓｏｘ 分解除去材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000042366A true JP2000042366A (ja) | 2000-02-15 |
Family
ID=16726811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10218883A Withdrawn JP2000042366A (ja) | 1998-08-03 | 1998-08-03 | Ｎｏｘ ，ｓｏｘ 分解除去材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000042366A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002143692A (ja) * | 2000-09-01 | 2002-05-21 | New Industry Research Organization | ガス浄化処理用光触媒機能体及びその製造方法並びにこれを使用したガス浄化処理方法 |
| JP2003238111A (ja) * | 2002-02-13 | 2003-08-27 | Fuji Seratekku Kk | 燃料改質装置 |
| EP1777202A2 (en) * | 2005-10-20 | 2007-04-25 | Nisshinbo Industries, Inc. | Process for producing zeolite-coated glass fibers and fibrous structure produced by the same |
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| CN115155518A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-10-11 | 大连理工大学 | 一种高强度分子筛及其制备方法 |
-
1998
- 1998-08-03 JP JP10218883A patent/JP2000042366A/ja not_active Withdrawn
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