JP2000218161A

JP2000218161A - 光触媒体

Info

Publication number: JP2000218161A
Application number: JP11021190A
Authority: JP
Inventors: Norihiro Matsuoka; 憲弘松岡
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2000-08-08

Abstract

(57)【要約】【課題】可視光の照射で活性が得られる酸化タングス
テンを光触媒として用いるとき、安定した活性を得る。【解決手段】酸化タングステンと、これよりも臭気を
脱臭したときに生成される副生成物の吸着性能が高いア
ルミナ、珪素−アルミニウム複合酸化物、タングステン
とジルコニウムの複合酸化物といった固体酸を混合して
塗液を作製する。これをハニカム状に成形された担体
１，２の表面に塗布して焼成することにより、光触媒膜
４を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高活性または可視
光で活性が得られる光触媒体であり、脱臭や有害物質除
去に適した光触媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】光触媒にそのバンドギャップ以上のエネ
ルギーを持つ波長の光を照射すると、光励起により伝導
帯に電子を、価電子帯に正孔を生じる。この光励起によ
り生じた電子の持つ強い還元力や正孔の持つ強い酸化力
は、有機物の分解・浄化、水の分解、窒素酸化物の除
去、二酸化炭素の分解・固定化などへの利用が検討され
ており、抗菌・浄化の分野では一部で実用化が進められ
ている。

【０００３】光触媒として最も代表的な材料は酸化チタ
ンである。酸化チタンは高活性であると同時に化学的な
安定性に優れ、光触媒としての活性は半永久的に持続す
る。また、人体に無害、資源として豊富、安価という特
長を有する。

【０００４】このｎ型半導体の一種である酸化チタンを
触媒として活性化させるためには、バンドギャップを超
える光エネルギーを照射する必要がある。酸化チタンの
各種結晶構造のうち、大きな活性が得られるのはアナタ
ーゼ結晶であり、バンドギャップは約３．２ｅＶであ
る。したがって、活性を得るためには、３８０ｎｍ以下
の紫外光を照射する必要がある。例えば、酸化チタン光
触媒を用いた空気清浄機は、空気中のタバコ等による臭
気成分を脱臭するために、紫外光を照射するブラックラ
イトや殺菌灯が組み込まれている。

【０００５】また、白色蛍光灯、昼光色蛍光灯、太陽光
等の自然光を酸化チタンに照射すると、微量の紫外線に
よって僅かながら活性を得ることが可能であるので、抗
菌・防汚の分野で徐々に実用化が進んでいる。また、Ｎ
Ｏｘの浄化検討も進められている。

【０００６】そして、エネルギー問題の対応策の一つと
して、水を光触媒で分解して水素と酸素を得る方法や、
地球温暖化対策として光触媒で二酸化炭素をアルコール
等に変換する方法等も研究されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】光触媒は、難分解の化
学物質を分解できる強い酸化・還元力を持つが、その分
解速度は小さいという欠点がある。また、酸化チタンを
活性にするためには紫外領域の光を照射する必要があ
り、太陽光、蛍光灯など汎用光源を励起光源として用い
た場合、ごく僅かに含まれる紫外光のみを利用すること
になり、活性が小さく、エネルギー効率が悪いという欠
点がある。そのため、酸化チタンを効率よく高活性にす
るために、一般的にブラックライト、殺菌用の紫外線ラ
ンプ等の特殊な光源が用いられている。

【０００８】このような酸化チタンの欠点を解消すべく
可視光で光触媒活性を得るため、１９７０年代より各種
検討が行われた。酸化チタン以外の可視光を吸収する材
料として、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＧａＰ等が検
討されたが、Ｆｅ2０3は活性がほとんど得られず、Ｃｄ
Ｓ、ＣｄＳｅ、ＧａＰは初期的に活性が得られても安定
性が悪いため、活性の低下、水への溶解の問題がある。
また、ＷＯ3（酸化タングステン）も可視光での活性は
得られるが、一般に安定性が悪く、信頼性に問題がある
と言われている。さらに、ニオブ酸カリウム系の複合酸
化物を用いる方法が検討されているが、可視光による活
性はわずかで、実用化されていない。

【０００９】一方、酸化チタンヘ各種材料をドーピング
する検討も行われているが、ドーピングを行うと可視光
の吸収は得られるが、触媒活性が消失するという問題が
ある。ドーピングによって活性が消失することなく、可
視光で活性を得る方法として、近年、イオン注入法によ
るドーピングが注目されている。この方法は、特開平９
−２６２４８２号公報に開示されているように、酸化チ
タンヘ金属イオンを打ち込み、その後４００〜５００℃
で焼成する方法であり、酸化チタンの活性を損なうこと
なく可視光活性が得られる。しかし、この方法はイオン
注入法によるため、大きな面積の基板上に形成された酸
化チタン光触媒に対して連続的に処理するのが困難であ
り、量産性に乏しく実用化されていない。

【００１０】そこで、本発明は、上記に鑑み、可視光で
活性を得られる酸化タングステンを用い、安定して活性
を得られるようにした光触媒体の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、光触媒として可視光を吸収して活性を得られる酸
化タングステンを用い、さらに固体酸を混合して光触媒
体としたものである。一般的な光触媒である酸化チタン
は、活性を得るために紫外光を照射する必要があり、自
然光や汎用光源では大きな光触媒活性が得られないとい
う欠点があった。可視光によって活性が得られる酸化タ
ングステンは一般的に安定性が悪く、信頼性に問題があ
ると言われているが、本発明者の検討の結果、酸化タン
グステンに固体酸を加えると、活性の低下を防止でき、
安定した活性を維持できることが明らかになった。

【００１２】このメカニズムの詳細はまだ明らかではな
いが、次のメカニズムが考えられる。酸化タングステン
は、酸化チタンに比べ光触媒作用による副生成物を生じ
易い。例えば、悪臭物質の一種であるアセトアルデヒド
を酸化タングステン光触媒で分解した場合、副生成物と
して酢酸が生成され、この酢酸は酸化タングステン光触
媒に付着する。酢酸はアセトアルデヒドに比べ分解しに
くいため、酢酸が付着することによってアセトアルデヒ
ドとの接触面積が減り、アセトアルデヒドの分解が妨げ
られ、活性が大きく低下する。しかし、酸化タングステ
ンに固体酸を混合すると、活性の低下を抑制することが
できる。すなわち、固体酸は極性分子または電子や陰イ
オンを引き寄せる作用があり、このため分解速度が遅い
酢酸は固体酸に吸着し、酸化タングステンの表面に付着
する酢酸が大きく減少し、高活性状態を維持することが
できる。

【００１３】したがって、この酸化タングステンと固体
酸を混合した光触媒体は、酸化タングステンの特性を活
かして、紫外光を照射しなくても白色蛍光灯、昼光色蛍
光灯や太陽光等の自然光で大きな活性を長期にわたって
得ることことができ、しかも副生成物の付着がなくなっ
て安定した活性が得られる。

【００１４】ここで、固体酸としては、副生成物の吸着
性能が酸化物タングステンよりも高いものであればよ
く、すなわちアルミナ、タングステンとジルコニウムの
複合酸化物、珪素−アルミニウム複合酸化物といったも
のが適している。アルミナは、工業的に大量生産されて
おり、入手しやすく、また比較的安価でありながら、酸
化タングステンに対する酢酸付着防止効果が得られ、コ
ストパフォーマンスに優れている。また、白色であるた
め、酸化タングステン粉と混合した場合、励起光を照射
すると乱反射を繰り返し、酸化タングステンの光吸収効
率が高まり、光触媒体に対する光照射の効率がよくな
り、大きな光触媒活性が得られるという利点がある。

【００１５】タングステンとジルコニウムの複合酸化物
は強い吸着性能を有しているので、酸化タングステンに
対して大きな酢酸付着防止効果が得られる。また、アル
ミナと同様白色であるため、酸化タングステン粉と混合
することにより、照射された励起光は乱反射を繰り返
し、酸化タングステンへの光照射の効率がよくなるとい
う利点がある。

【００１６】珪素−アルミニウム複合酸化物は、いわゆ
るゼオライトであり、アルミナよりも高い吸着性能を有
し、酸化タングステンに対して大きな酢酸付着防止効果
が得られる。しかも、安価で入手が容易であるという利
点を有している。

【００１７】そして、酸化タングステンへの副生成物の
付着防止効果をさらに高めるには、酸化タングステンと
金属微粒子を担持した固体酸とを混合するとよい。ここ
で、金属微粒子としては白金、金、銀、パラジウム等の
微粒子が用いられ、望ましくは粒径２ｎｍ以下の超微粒
子が適している。酸化タングステンに金属担持した固体
酸を加えることにより、光触媒作用によって生成する酢
酸等の分解速度の遅い副生成物は固体酸に吸着され、酸
化タングステンへの付着が抑制されるため、大きな光触
媒活性が長期間維持される。

【００１８】ところで、固体酸表面に吸着した酢酸等の
副生成物は、酸化タングステンの光触媒作用により徐々
に分解されるが、高濃度の臭気成分を長期間にわたって
光触媒体で処理する場合、副生成物の蓄積速度が分解速
度を上回るため、固体酸表面が吸着飽和に達し、酢酸等
の副生成物が酸化タングステン表面を覆い始める。この
現象を防止するためには、酸化タングステンと金属担持
した固体酸からなる光触媒体を定期的に加熱する。する
と、固体酸上の金属微粒子の触媒作用により酢酸などの
副生成物が速やかに分解除去され、酸化タングステンが
再生され、酸化タングステンの光触媒活性が損なわれる
ことなく、高活性を維持することができる。しかも、可
視光照射によって、長期にわたって活性を得ることがで
きる。

【００１９】また、固体酸として多孔質のものを用いる
ことによっても酸化タングステンへの副生成物の付着防
止効果をさらに高めることができる。すなわち、多孔質
の固体酸は吸着剤として作用することになり、例えば長
期間高濃度の臭気物質を光触媒体で処理する場合、副生
成物が固体酸に吸着され、副生成物が酸化タングステン
表面に付着しにくくなって、高い光触媒活性を長期間得
ることができる。ここで、多孔質の固体酸としては、上
記のアルミナ、珪素−アルミニウム複合酸化物が適して
いるが、多孔質であればよいので、例えば活性炭でもよ
い。また、多孔質の固体酸に、白金、金、銀、パラジウ
ム等の金属微粒子、望ましくは粒径２ｎｍ以下の超微粒
子を担持させると、この光触媒体を定期的に加熱するこ
とによって固体酸に吸着した副生成物を速やかに分解除
去することができ、高活性を維持できる。

【００２０】そして、酸化タングステンと固体酸とを単
に混合するよりも、酸化タングステン上に島状に固体酸
を担持させたり、あるいは固体酸上に島状に酸化タング
ステンを担持させて、一方の表面に他方を分散させて設
けるようにする。これによって、酸化タングステン表面
に固体酸が密着したり、あるいは固体酸表面に酸化タン
グステンが密着することになり、酸化タングステン近傍
のＯＨラジカル、Ｏ2−ラジカルなどの活性種によって
生成した酢酸等の副生成物が酸化タングステンに吸着さ
れずに速やかに固体酸に吸着される。しかも、固体酸と
酸化タングステンとの距離が短いため、固体酸表面に吸
着された副生成物が酸化タングステンによって生成した
活性種によって分解されやすいという効果が得られる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態の光触媒体
は、可視光を吸収して活性を得られる酸化タングステン
と固体酸とを混合してなるものである。固体酸は、酸化
タングステンの光触媒作用によって生成した酢酸等の副
生成物を吸着する機能を有するものであり、アルミナ、
タングステンとジルコニウムの複合酸化物、珪素−アル
ミニウム複合酸化物が用いられる。なお、これらのうち
１つを単独で用いたり、あるいはこれらを組み合わせて
用いてもよい。さらに、固体酸には、白金、金、銀、パ
ラジウム等の触媒作用を有する金属を担持させておくこ
とも可能である。

【００２２】そして、光触媒体の形態としては、酸化タ
ングステン粉と固体酸粉を混合して粉状で供給する。あ
るいは酸化タングステン粉および固体酸粉を混合してス
ラリー状にし、担体に対して塗布あるいは浸漬して焼成
することにより光触媒膜として担持させる。このように
することにより光触媒ユニットとなり、光触媒体の取り
扱いが容易になる。

【００２３】また、酸化タングステンの表面に固体酸を
分散させて設けてもよく、固体酸が島状に分布する。具
体的には、酸化タングステンを薄片状に形成し、これに
固体酸を混合してボールミル等で粉砕して、酸化タング
ステンの表面に固体酸を島状に担持させる。あるいは、
基板上にタングステンをスパッタ法により成膜して、酸
化タングステン膜を形成して、この上に固体酸粉を分散
させて接着する。また、アルミナ基板上にタングステン
をスパッタ法により成膜すると、酸化タングステンが島
状に分散して形成される。

【００２４】上記の光触媒体は脱臭装置あるいは有害物
質除去装置に適用される。その場合、担体上に酸化タン
グステンと固体酸を混合した光触媒膜を形成して、曲げ
加工、張り合わせにより所定の形状に成形することによ
り光触媒ユニットとし、これを所望の装置に利用すれば
よい。なお、酸化タングステンと固体酸は、例えばアル
ミナやシリカ系のバインダーで担体上に固定する。

【００２５】具体的には、図１、２に示すように、クロ
メート処理したアルミニウムを切断して所定幅の帯状担
体１にし、その一部をプレス加工することで波状担体２
にする。次に、接着剤でこれらの担体１，２を張り合わ
せ、ハニカム状担体３にする。

【００２６】光触媒用塗液は次の方法で作製する。シリ
カゾル（日産化学製スノーテックスＯ）に、酸化タング
ステン粉（関東化学製ＷＯ3）および白金担持アルミナ
粉（オキツモ製Ｐｔ−Ａｌ2０3）を加える。ただし、固
形分重量で酸化タングステンの含有量が２５％、白金担
持アルミナの含有量が２５％、シリカの含有量が５０％
になるように設定する。このように調整した塗液中にハ
ニカム状担体３を浸漬後、引き上げて上記の光触媒体用
皮膜原料を塗布し、次に２００℃で３０分焼成すると、
各担体１，２表面に光触媒膜４が形成される。この浸漬
塗布〜焼成を更に２回繰り返し、合計３層の光触媒膜を
形成して、ハニカム状の光触媒ユニットが完成する。

【００２７】例えば、上記の光触媒ユニットを図３に示
すように脱臭装置の円柱状のローター５として利用する
場合、回転軸６を介してモータ等によりローター５を回
転させる。このローター５にブロア等によって臭気を含
んだ空気を吹き込むと、ローター５の空隙７を通過する
途中で有害物質の１つであるアセトアルデヒドが酸化タ
ングステン光触媒により分解され、脱臭された空気が吹
き出される。このとき、副生成物として酢酸が生成さ
れ、光触媒体の表面に付着される。しかし、酢酸は固体
酸の表面に選択的に吸着され、酸化タングステンの表面
に付着する酢酸は少ない。そのため、酸化タングステン
は長期間にわたって安定した光触媒作用を発揮できる。
そして、光触媒ユニットに白色蛍光灯、昼光色蛍光灯等
の光源８、あるいは太陽光等から可視光を照射すると、
光触媒体は高い活性状態を維持できる。

【００２８】また、高濃度の臭気を長時間脱臭した場
合、酢酸等の分解速度の遅い副生成物が酸化タングステ
ンの表面に付着して、活性が低下してくるが、ヒータで
光触媒ユニットを加熱することにより、固体酸に担持さ
れた白金の触媒作用で副生成物が分解され、光触媒ユニ
ット表面をリフレッシュすることができ、再び高い活性
が得られる。

【００２９】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多く
の修正および変更を加え得ることは勿論である。

【００３０】

【実施例】以下に、本発明を実施例および比較例に基づ
いて説明する。

【００３１】（実施例１）酸化タングステン粉（関東化
学製ＷＯ3）０．５ｇに、ＷＯ3／ＺｒＯ2複合酸化物
（第一稀元素化学工業製）０．５ｇを混合した。

【００３２】（実施例２）酸化タングステン粉（関東化
学製ＷＯ3）０．５ｇとアルミナ粉（昭和軽金属製ＡＬ
−１５０ＳＧ）０．５ｇを混合した。

【００３３】（実施例３）酸化タングステン粉（関東化
学製ＷＯ3）０．５ｇに、ゼオライト（日産ガードラー
製）０．５ｇを混合した。

【００３４】（実施例４）シリカゾル（日産化学製スノ
ーテックスＯ）に、酸化タングステン粉（関東化学製Ｗ
Ｏ3）およびアルミナ粉（昭和軽金属製ＡＬ−１５０Ｓ
Ｇ）を加えた。ただし、固形分重量で酸化タングステン
の含有量が２５％、アルミナの含有量が２５％、シリカ
の含有量が５０％になるように設定した。このようにし
て調整した塗液を３ｃｍ×１２ｃｍのクロメート処理
アルミニウム基板に浸漬塗布し、２００ ℃で３０分焼
成した。浸漬・塗布〜焼成を更に２回繰り返し、合計３
層の光触媒膜を形成した。

【００３５】（実施例５）固形分を５％に調整したアル
ミナゾル（日産化学製５２０）１００ｍｌに酸化タング
ステン粉（関東化学製ＷＯ3）を１５ｇ加え、撹拌後ガ
ラス基板上に塗布し、４００℃で焼成した。焼成後、ガ
ラス基板上の皮膜をへらで擦り落とし、アルミナ製のボ
ールミルで１０時間粉砕することによって、アルミナを
分散して担持した酸化タングステンを作製した。

【００３６】（比較例１）酸化タングステン粉（関東化
学製ＷＯ3）０．５ｇのみをサンプルとして使用した。

【００３７】（比較例２）アナターゼ型酸化チタン粉
（石原産業製ＳＴ−０１）０．５ｇのみをサンプルとし
て使用した。

【００３８】（比較例３）ＷＯ3／ＺｒＯ2複合酸化物
（第一稀元素化学工業製）０．５ｇをサンプルとして使
用した。

【００３９】（比較例４）酸化タングステン粉（関東化
学製ＷＯ3）０．５ｇに、活性炭 (キャタラー工業製）
０．５ｇを混合した。

【００４０】（比較例５）アナターゼ型酸化チタン粉
（石原産業製ＳＴ−０１）０．５ｇに、ゼオライト（日
産ガードラー製）０．５ｇを混合した。

【００４１】（比較例６）シリカゾル（日産化学製スノ
ーテックスＯ）に、酸化タングステン粉（関東化学製Ｗ
Ｏ3）を加えた。ただし、固形分重量で酸化タングステ
ンの含有量が２５％、シリカの含有量が７５％になるよ
うに設定した。このようにして調整した塗液を３ｃｍ×
１２ｃｍのクロメート処理アルミニウム基板に浸漬・塗
布し、２００℃で３０分焼成した。浸漬・塗布〜焼成を
更に２回繰り返し、合計３層の光触媒膜を形成した。

【００４２】（比較例７）シリカゾル（日産化学製スノ
一テックスＯ）に、酸化チタン粉（石原産業製ＳＴ−０
１）を加えた。ただし、固形分重量で酸化チタンの含有
量が２５％、シリカの含有量が７５％になるように設定
した。このようにして調整した塗液を３ｃｍ×１２ｃｍ
のクロメート処理アルミニウム基板に浸漬・塗布し、２
００℃で３０分焼成した。浸漬・塗布〜焼成を更に２回
繰り返し、合計３層の光触媒膜を形成した。

【００４３】そして、上記の各光触媒体のサンプルを面
積８．４ｃｍ×５．４ｃｍ、深さ１．３ｃｍのスチロー
ル製の皿に別個に入れ、それぞれを５リットルの容器内
に個別に設置した。次に、悪臭物質の１つであるアセト
アルデヒドを１０Ｏｐｐｍの濃度となる量だけ注入し
た。その後、６Ｗの昼光色螢光灯を用い、サンプルに光
照射し、アセトアルデヒド濃度が１ｐｐｍまで減少する
時間を測定した。結果を表１に示す。

【００４４】

【表１】酸化タングステンとＷＯ3／ＺｒＯ2複合酸化物を混合し
た実施例１のサンプルは、酸化タングステンのみを使用
した比較例１のサンプルや酸化チタンを使用した比較例
２のサンプルと比べると約６０％の短時間でアセトアル
デヒドを分解している。なお、ＷＯ3／ＺｒＯ2複合酸化
物単独では、比較例３に示すようにほとんどアセトアル
デヒドを分解する活性がない。したがって、酸化タング
ステンにＷＯ3／ＺｒＯ2複合酸化物を加えることによっ
て、酸化タングステンの活性が強化されたものと考えら
れる。

【００４５】酸化タングステンとアルミナを混合した実
施例２のサンプルは、更にアセトアルデヒドを高速に分
解しており、比較例１、２のサンプルの半分以下の時間
でアセトアルデヒドを分解できる。また、酸化タングス
テンの表面にアルミナを分散させた実施例５のサンプル
も同様にアセトアルデヒドを効率よく分解できる。

【００４６】酸化タングステンとゼオライトを混合した
実施例３のサンプルは、酸化タングステンと活性炭を混
合した比較例４サンプルの約１／３の時間でアセトアル
デヒドを分解している。また、酸化チタンとゼオライト
を混合した比較例５のサンプルと比べ、１／４の時間で
分解している。なお、酸化タングステンと活性炭を混合
したものでも実施例１のサンプルよりも短時間でアセト
アルデヒドを分解している。

【００４７】酸化タングステンとアルミナの混合粉をシ
リカバインダーで固定した実施例４のサンプルは、アル
ミナを用いずに酸化タングステン粉を固定した比較例６
のサンプルと比べ半分の時間でアセトアルデヒドを分解
した。また、シリカバインダーで酸化チタン粉を固定し
た比較例７のサンプルと比べても半分以下の時間でアセ
トアルデヒドを分解しており、可視光を多量に含む昼光
色蛍光灯を照射した場合、酸化タングステンとアルミナ
を混合した実施例４のサンプルは、酸化チタンよりも高
い活性を示している。

【００４８】（実施例６）６ｃｍ×６ｃｍのアルミナ基
板３枚に、イオンビームスパッタ法によってタングステ
ンを成膜した。なお、成膜時の基板温度は室温で、設定
膜厚は２０Åとした。次に、焼成炉で５００℃、２時間
焼成し、酸化タングステンを島状に形成したアルミナ基
板を作製した。

【００４９】（比較例８）６ｃｍ×６ｃｍの石英ガラス
基板３枚に、イオンビームスパッタ法によってタングス
テンを成膜した。なお、成膜時の基板温度は室温で、設
定膜厚は20Åとした。次に、焼成炉で５００℃、２時間
焼成し、酸化タングステンを島状に形成したガラス基板
を作製した。

【００５０】そして、実施例６および比較例８で作製し
たサンプル各３枚をそれぞれ５リットルの容器内に設置
した。次に、悪臭物質の１つであるアセトアルデヒドを
１００ｐｐｍの濃度となる量まで注入した。その後、６
Ｗの昼光色蛍光灯を用い、サンプルに光照射し、アセト
アルデヒド濃度が１ｐｐｍまで減少する時間を測定し
た。結果を表２に示す。

【００５１】

【表２】アルミナ基板上に酸化タングステンを島状に形成した実
施例６のサンプルでは、アセトアルデヒドが９．３時間
で分解しているのに対し、ガラス基板上に酸化タングス
テンを島状に形成した比較例８のサンプルでは、アセト
アルデヒドの分解時間が１５時間と、分解時間が約１．
６倍かかっている。

【００５２】（実施例７）酸化タングステン粉（関東化
学製ＷＯ3）０．５ｇと白金担持アルミナ粉（オキツモ
製Ｐｔ−Ａｌ2Ｏ3）０．５ｇを混合した。

【００５３】そして、５リットルの容器内にホットプレ
ートを設置し、アルミニウム製の面積８．４ｃｍ×５．
４ｃｍ、深さ１．３ｃｍの皿をホットプレート上に置い
た。実施例２および７のサンプルを個別にアルミニウム
皿に入れ、悪臭物質の１つであるアセトアルデヒドを１
００ｐｐｍの濃度となる量まで注入した。次に、６Ｗの
昼光色蛍光灯を用い、３．５時間サンプルを光照射し
た。これを９回繰り返した後、１０回目に昼光色蛍光灯
の照射３．５時間後のアセトアルデヒドと酢酸の濃度を
測定した。

【００５４】次に、ホットプレートによって、実施例２
および実施例７のサンプルをそれぞれ２５０℃で２時間
加熱した後、再度アセトアルデヒドを１００ｐｐｍ注入
し、昼光色蛍光灯の照射３．５時間後のアセトアルデヒ
ドと酢酸の濃度を測定した。その結果を表３に示す。

【００５５】

【表３】アセトアルデヒド注入、昼光色蛍光灯照射を１０回繰り
返したとき、実施例２のサンプル、実施例７のサンプル
共に、アセトアルデヒドが１ｐｐｍまで分解せずに１５
ｐｐｍと高濃度に残存している。また、副生成物である
酢酸が９ｐｐｍと高濃度に残存している。次に、２５０
℃、２時間、各サンプルを加熱した後、再度アセトアル
デヒドを１００ｐｐｍ注入して、３．５時間昼光色蛍光
灯を照射後測定した結果、白金担持アルミナを混合した
実施例７のサンプルでは、副生成物である酢酸が０．１
ｐｐｍと大きく減少しており、アセトアルデヒドも１ｐ
ｐｍと低濃度まで分解されている。一方、白金を担持し
ていないアルミナを使用した実施例２のサンプルでは、
酢酸濃度が１２ｐｐｍと高く、２５０℃加熱後も酢酸生
成量は減っていない。また、アセトアルデヒドは４ｐｐ
ｍと高濃度に残存している。

【００５６】本結果から、次のメカニズムが推定され
る。多量のアセトアルデヒドを酸化タングステンで分解
した場合、酢酸が副生成物として多量に生成する。酸化
タングステンの光触媒作用によって酢酸は徐々に分解さ
れるが、高濃度のアセトアルデヒドを長時間処理し続け
ると、生成した酢酸がアルミナに吸着しきれずに空気中
に放出される。また、酢酸の一部は酸化タングステンの
表面を覆うためアセトアルデヒドの分解を阻害する。こ
こで、高温に加熱することにより白金を担持したアルミ
ナを酸化タングステンと混合している場合、白金触媒の
作用により酢酸が急速に分解される。このため加熱処理
した後、酢酸を吸着する能力が復活し、また酸化タング
ステン表面への酢酸吸着が抑制されるため、アセトアル
デヒドの分解が阻害されることがなくなり、活性が維持
される。

【００５７】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、酸化タングステンに副生成物の吸着性能が高い
固体酸を混合しているので、酸化タングステンの光触媒
作用により生成した酢酸等の分解速度の遅い副生成物が
酸化タングステンに付着することを防止でき、安定した
活性を得ることができる。これにより、副生成物の悪影
響によって酸化タングステンの活性が低下することが防
止され、可視光でも大きな光触媒活性が得られるという
酸化タングステンの優れた特性を大いに発揮させること
ができる。したがって、酸化チタンのように紫外光を照
射する特殊な光源を用いる必要がなくなり、安価な汎用
光源や自然光を利用できるので、脱臭装置や有害物質除
去装置に光触媒体を利用しやすくなり、その利用価値が
高まる。

【００５８】特に、固体酸に触媒作用を有する金属微粒
子を担持させると、加熱することによって固体酸に吸着
して蓄積した酢酸等の副生成物を除去することができ
る。このため、定期的に光触媒体をリフレッシュするこ
とができ、長寿命化を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のハニカム状の光触媒ユニ
ットの断面図

【図２】同じくその斜視図

【図３】光触媒ユニットをローターに使用した除湿装置
の模式図

【符号の説明】

１帯状担体２波状担体３ハニカム状担体４光触媒膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4G069 AA03 AA08 BA01A BA01B BA03A BA03B BA05A BA05B BA07B BA37 BA48A BB04A BB04B BB06A BC60A BC60B BC75B CA17 DA05 EA01X EA01Y EA07 FB02 FB13 FB30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸化タングステンと、該酸化タングステ
ンによる有機物の分解によって生成する副生成物の前記
酸化タングステンへの付着を阻止する固体酸とを混合し
てなることを特徴とする光触媒体。
【請求項２】固体酸に金属微粒子が担持されたことを
特徴とする請求項１記載の光触媒体。
【請求項３】固体酸が多孔質とされたことを特徴とす
る請求項１記載の光触媒体。
【請求項４】酸化タングステンおよび固体酸のいずれ
か一方の表面上に、他方が分散して設けられたことを特
徴とする請求項１記載の光触媒体。
【請求項５】固体酸として、アルミナ、珪素−アルミ
ニウム複合酸化物、タングステンとジルコニウムとの複
合酸化物のうちいずれか１つを用いたことを特徴とする
請求項１ないし４のいずれかに記載の光触媒体。
【請求項６】担体上に、酸化タングステンと、該酸化
タングステンによる有機物の分解によって生成する副生
成物の前記酸化タングステンへの付着を阻止する固体酸
とを混合した光触媒膜が形成されたことを特徴とする光
触媒体。
【請求項７】複数の担体が組み合わされて、有機物の
通過可能な空隙が形成されたことを特徴とする請求項６
記載の光触媒体。