JP2008296121A - アモルファスリン酸−酸化チタン系酸化触媒 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 質量比で、リン酸分:PO4量に換算して6〜21%、アルミニウム、マグネシウ、マンガン及びカルシウムから選ばれた1又は2種以上の金属成分:金属元素量に換算して合計で0.7〜9%、結晶質酸化チタンを含むチタン分:TiO2に換算して73〜93%、炭素分:0.01〜0.5%を含有し、かつ、アナターゼ型二酸化チタンの(101)面のX線回折チャートにおける半価幅が0.45〜1.3の範囲にあるアモルファスリン酸−酸化チタン系酸化触媒を被処理物の表面に被成する。
【選択図】 図1
Description
質量比(以下、同様)で、濃度14%のシュウ酸チタン(無水物として化学式:Ti(C2O4)2)の水溶液100gに対し、濃度50%のリン酸アルミニウム(化学式:Al(H2PO4)3の水溶液12gを混じてリン酸分/シュウ酸分の質量比が0.5のシュウ酸チタン−リン酸アルミニウム水溶液を調整した。得られたシュウ酸チタン−リン酸アルミニウム水溶液に酸化チタン粉末の半価幅が0.9〜1.1の範囲にある酸化チタン粉末28gを混じて塗布液とした。得られた塗布液140g中の組成物量は表1に示すとおりである(単位g)。
被膜付きガルバリウム鋼板から30mm×30mmに裁断した試験材を12枚切り出し、予備処理を行った後、SINウイルスを分散したPBS液を塗布し、所定の時間不活化処理を行った後、塗布したPBS液を回収してウイルス力価を測定した。これらの処理の具体的条件は下記のとおりである。
次の下記a〜dの段階を順次行うことによって行った。
a.3mW/cm2のUVA紫外線を24時間照射
b.PBS液を塗布し30分間放置
c.精製水で洗浄、乾燥
上記予備処理済みの試験板の表面に暗室中でSINウイルス液(ウイルス数:105PFU/ml)を2ml塗布し、内径54mmのシャーレに装入した。
暗室中で、シャーレに装入された状態の試験板(PBS液(ウイルス分散)液塗布済み)に対し、下記A,Bの不活化処理を行った。
A:紫外線強度を0.3mW/cm2として照射時間を0.5,10,20,40及び60分の各時間としてUVAランプ照射を行った。
B:UVAランプ無照射下で0.5,10,20,40及び60分の各時間保持した。
不活化処理後、PBS液(ウイルス分散)を回収し、予め培養されたVero細胞に接種・感染させ、プラーク法により残存ウイルス力価を測定した。
抗ウイルス性試験に用いたのと同一の30mm×30mmに裁断した被膜付きガルバリウム鋼板に対し、3mW/cm2のUVA紫外線を24時間照射した後、暗室内で2mlPBS液を塗布し30分間放置後回収し、塗布前及び塗布されたPBS液中のNO3濃度をイオンクロマトグラフにより測定した。結果を表3に示す(単位ppm)。結果から明らかなように、PBS液を塗布後においてはUVA紫外線を照射しなかったのにも拘らず、PBS液中のNO3の含有量が増加している。試験に供したガルバリウム鋼板の被膜中にはNO3が存在しなかったことから考えて、上記NO3の増加は、UVA照射からPBS液塗布の操作過程において大気中のNOXを取り込んで酸化した結果であると推定され、本発明のアモルファスリン酸−酸化チタン系酸化触媒被膜は、予めUVAランプの照射が行われていればNOXの低減作用を奏することが分かる。
被膜付きガルバリウム鋼板から幅43mm、長さ116mm、面積:50cm2の試験材を切り出し、これを特許文献3に記載のように空気清浄装置に組立てて、アセトアルデヒド分解試験を行った。空気清浄装置は、上記試験材1の56枚を離間間隔5mmとして、図5に示すようにしてガス流通方向に対する角度は6°を持たせるように組立てて8個の分割積層体2(2A〜2H)を形成し、これを図6に示すように組み合わせて筐体に収めたものである。この場合において、分割積層体2A〜2Hは各積層体間で積層体角度が互いに異なるようにされている。筐体は、内法で、幅400mm、奥行き250mm、高さ200mmで、空気流入口及び空気排出口を有し、一端に2m3/minの通風ファンを有するものとした。紫外線ランプ3は電力10Wであり、取付けられる紫外線ランプ3は、合計で4本である。
A.紫外線ランプの点灯状態とする
B.Aの試験の後、さらに紫外線ランプの無点灯状態とする
C.Aの試験を行うことなく、紫外線ランプの無点灯状態とする
の3水準で行った。
先に調整した試験材から50mm×50mmの試料を切り出し、コック付きテドラーバッグに収容し10ppmのアセトアルデヒドの空気1l(リットル)を封入、0.5mW/cm2のUVAを照射しながら、検知管でアセトアルデヒドと二酸化炭素の濃度を同時に測定した。その結果、アセトアルデヒド濃度はUVA照射開始とともに減少し15分間で0ppmに達した。このとき、アセトアルデヒドが酸化されるだけならば、発生する二酸化酸素の量は、減少するアセトアルデヒドの2当量に相当し、アセトアルデヒド濃度が0ppmに達した後は0となるはずであるが、測定結果によれば、二酸化炭素の発生量は、アセトアルデヒドの減少当量のほぼ4倍に達し、さらに、アセトアルデヒドが0ppmに達した後も増加を続けた。このことは二酸化炭素の発生源がアセトアルデヒドのみならず被膜中にも存在することを示している。
Ti2O3+O2=2TiO2+O
そして、このようにして発生する活性酸素Oにより前記のNOXの低減作用、脱臭作用、抗ウイルス作用又は抗菌作用が生じたものと推定される。一方、大気中においては、未分解シュウ酸チタンが分解され、空格子点が多いとされているTiOが生成した段階にとどまるが、NOXやウイルスあるいは臭気発生物質と接触すると、水滴と接触したときと同様の機構によりこれらを酸化するものと推定される。
2:分割積層体
3:紫外線ランプ
Claims (10)
- 質量比で、
リン酸分:PO4量に換算して6〜21%、
アルミニウム、マグネシウム、マンガン及びカルシウムから選ばれた1又は2種以上の金属成分:金属元素量に換算して合計で0.7〜9%、
結晶質酸化チタンを含むチタン分:TiO2に換算して73〜93%、
炭素分:0.01〜0.5%
を含有し、
アナターゼ型二酸化チタンの(101)面のX線回折チャートにおける半価幅が0.45〜1.3°の範囲にあることを特徴とする被処理物の表面に被成されてなるアモルファスリン酸−酸化チタン系酸化触媒被膜。 - 質量比で、
リン酸分:PO4量に換算して6〜21%、
アルミニウム、マグネシウム、マンガン及びカルシウムから選ばれた1又は2種以上の金属成分:金属元素量に換算して合計で0.7〜9%、
結晶質酸化チタンを含むチタン分:TiO2に換算して73〜93%
を含有し、
アナターゼ型二酸化チタンの(101)面のX線回折チャートにおける半価幅が0.45〜1.3°の範囲にあることを特徴とする被処理物の表面に被成されてなるアモルファスリン酸−酸化チタン系酸化触媒被膜。 - シュウ酸チタンの水溶液にアルミニウム、マグネシウム、マンガン及びカルシウムから選ばれた1又は2種以上の金属成分のリン酸塩水溶液を混じてリン酸分/シュウ酸分の質量比が0.4〜0.8の範囲にあるリン酸塩−シュウ酸チタン水溶液を調整し、該リン酸塩−シュウチタン酸水溶液に結晶質酸化チタンを混じて塗布液となし、該塗布液を被処理物の表面の少なくとも一部に塗布・乾燥した後、300〜500℃の範囲に保持した炉中で20秒〜3分間の焼付けを行うことを特徴とする請求項1記載のアモルファスリン酸−酸化チタン系酸化触媒被膜の形成方法。
- 酸化チタン粉末の半価幅が0.45〜1.1の範囲にあるものであることを特徴とする請求項3記載のアモルファスリン酸−酸化チタン系酸化触媒被膜の形成方法。
- 被処理物が金属板又は無機質繊維であることを特徴とする請求項3又は4記載のアモルファスリン酸−酸化チタン系酸化触媒被膜の形成方法。
- 被膜表面に強度:0.3〜5mW/cm2の紫外線を20分〜24時間に亘って照射させた後、紫外線無照射状態においてさらに酸化触媒機能を発揮させることを特徴とする請求項1記載のアモルファスリン酸−酸化チタン系酸化触媒被膜の使用方法。
- 紫外線無照射状態における酸化触媒機能が抗菌作用であることを特徴とする請求項7記載のアモルファスリン酸−酸化チタン系酸化触媒被膜の使用方法。
- 紫外線無照射状態における酸化触媒機能が脱臭作用であることを特徴とする請求項7記
載のアモルファスリン酸−酸化チタン系酸化触媒被膜の使用方法。 - 紫外線無照射状態における酸化触媒機能が抗ウイルス作用であることを特徴とする請求項7記載のアモルファスリン酸−酸化チタン系酸化触媒被膜の使用方法。
- 紫外線無照射状態における酸化触媒機能がNOX,SOXの低減作用であることを特徴とする請求項7記載のアモルファスリン酸−酸化チタン系酸化触媒被膜の使用方法。
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