(57)【要約】【課題】ＶＯＣや気相無機還元性化合物をオゾンの酸化反応により分解処理を行う方法や装置に用いられるフィルター体であって、簡易な工程で製造することができ、かつ、オゾンの供給量が少量であっても処理対象成分の分解効率を高めることができつつ、分解性能を長時間維持することのできるフィルター体及びその製造方法を提供する。【解決手段】  処理対象成分であるＶＯＣ及び気相無機還元性化合物の少なくとも一方を含有するガスとオゾンとを混合させ、触媒を担持したフィルターに接触させて、該処理対象成分とオゾンの促進酸化により処理対象成分を分解処理するオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体の製造方法であって、フィルター体は、コバルト、マンガン、銅のうち一又は複数の酸化物である遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカ吸着材を水中で混合して混合スラリー状物とし、混合スラリー状物に基材を含浸させて焼成されてなる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象成分であるＶＯＣ及び気相無機還元性化合物の少なくとも一方を含有するガスとオゾンとを混合させ、触媒を担持したフィルターに接触させて、該処理対象成分とオゾンの促進酸化により前記処理対象成分を分解処理するオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体であって、
前記フィルター体は、コバルト、マンガン、銅のうち一又は複数の酸化物である遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカペンタルゼオライト、脱アルミニウムフォージャサイト及びメソポーラスシリケートのいずれかよりなる高シリカ吸着材を１：３ないし１：５０の重量比で含有する混合物を基材表面に担持してなる
ことを特徴とするオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体。
【請求項２】
処理対象成分であるＶＯＣ及び気相無機還元性化合物の少なくとも一方を含有するガスとオゾンとを混合させ、触媒を担持したフィルターに接触させて、該処理対象成分とオゾンの促進酸化により前記処理対象成分を分解処理するオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体の製造方法であって、
前記フィルター体は、コバルト、マンガン、銅のうち一又は複数の酸化物である遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカ吸着材を水中で混合して混合スラリー状物とし、前記混合スラリー状物に基材を含浸させて焼成されてなる
ことを特徴とするオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体の製造方法。
【請求項３】
前記混合スラリー状物に含まれる前記遷移金属含有酸化物多孔質体分の割合が前記高シリカ吸着材分の割合よりも少ないことを特徴とする請求項２に記載のオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体の製造方法。
【請求項４】
前記混合スラリー状物に含まれる前記遷移金属含有酸化物多孔質体分と前記高シリカ吸着材分が１：３ないし１：５０の重量比である請求項２又は３に記載のオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体の製造方法。
【請求項５】
前記遷移金属含有酸化物多孔質体のＢＥＴ比表面積が１００ｍ2／ｇ以上である請求項４に記載のオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体の製造方法。
【請求項６】
前記高シリカ吸着材が、高シリカペンタルゼオライト、脱アルミニウムフォージャサイト及びメソポーラスシリケートのいずれかよりなる請求項２ないし５のいずれか１項に記載のオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＶＯＣや気相無機還元性化合物をオゾンの酸化反応により分解処理を行う方法や装置に使用されるフィルター体及びその製造方法に関し、特に、簡易な工程でフィルター体の製造を可能とし、かつ該フィルターを用いることによって処理対象成分の分解処理性能を向上させることができるオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
揮発性有機化合物（ＶＯＣ）は、常温常圧で大気中に容易に揮発する有機化学物質の総称であって、ＶＯＣ（揮発性のアルコール類、ケトン類、エステル類、エーテル類、アルデヒド類や芳香族類等）は溶剤や燃料等として幅広く使用されている。しかしながら、環境中へ放出されると、健康被害を引き起こしたり悪臭の原因となる。特に、ホルムアルデヒドによるシックハウス症候群や化学物質過敏症が問題となっている。他にも、農作物はエチレンやアルデヒド、テルペン等に接触すると熟成が促進され鮮度保持に支障をきたす場合がある。
【０００３】
そこで、ＶＯＣ等を酸化分解処理することが考えられる。例えば、ＶＯＣを含む排ガス処理において、ハニカムローターＴＳＡ（温度スイング吸着法）と触媒燃焼を用いる処理方法が多く採用されている。この処理方法は、例えば、排気ガス等に含まれるＶＯＣを高シリカゼオライトに吸着させ、減容濃縮し、吸着したＶＯＣを熱風により脱着させる。そして、脱離濃縮されたＶＯＣを触媒燃焼で酸化分解する方法である。この方法は、濃縮した後に高温でＶＯＣを分解するため効率的であるが、装置の複雑さや操作の煩雑さ等からコストがかかってしまう。
【０００４】
発明者らは、このことに鑑み、効率が良くコストの低減も望むことのできるＶＯＣ等のオゾン酸化処理を提案した（特許文献１参照）。この方法によると、ＶＯＣを含む排ガスにオゾンを供給した混合ガスを、ゼオライトと遷移金属含有酸化物よりなる吸着剤に接触させ、オゾンの酸化反応によりＶＯＣを分解処理するものである。この処理方法は、装置が簡単な構成とすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１７４０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ＶＯＣや気相無機還元性化合物をオゾンの酸化反応により分解処理を行う方法や装置に用いられるフィルター体であって、簡易な工程で製造することができ、かつ、オゾンの供給量が少量であっても処理対象成分の分解効率を高めることができつつ、分解性能を長時間維持することのできるフィルター体及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、第１の発明は、処理対象成分であるＶＯＣ及び気相無機還元性化合物の少なくとも一方を含有するガスとオゾンとを混合させ、触媒を担持したフィルターに接触させて、該処理対象成分とオゾンの促進酸化により前記処理対象成分を分解処理するオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体であって、前記フィルター体は、コバルト、マンガン、銅のうち一又は複数の酸化物である遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカペンタルゼオライト、脱アルミニウムフォージャサイト及びメソポーラスシリケートのいずれかよりなる高シリカ吸着材を１：３ないし１：５０の重量比で含有する混合物を基材表面に担持してなることを特徴とするオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体に係る。
【０００８】
第２の発明は、処理対象成分であるＶＯＣ及び気相無機還元性化合物の少なくとも一方を含有するガスとオゾンとを混合させ、触媒を担持したフィルターに接触させて、該処理対象成分とオゾンの促進酸化により前記処理対象成分を分解処理するオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体の製造方法であって、前記フィルター体は、コバルト、マンガン、銅のうち一又は複数の酸化物である遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカ吸着材を水中で混合して混合スラリー状物とし、前記混合スラリー状物に基材を含浸させて焼成されてなることを特徴とするオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体の製造方法に係る。
【０００９】
第３の発明は、前記混合スラリー状物に含まれる前記遷移金属含有酸化物多孔質体分の割合が前記高シリカ吸着材分の割合よりも少ないことを特徴とする請求項２に記載のオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体の製造方法に係る。
【００１０】
第４の発明は、前記混合スラリー状物に含まれる前記遷移金属含有酸化物多孔質体分と前記高シリカ吸着材分が１：３ないし１：５０の重量比である請求項２又は３に記載のオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体の製造方法に係る。
【００１１】
第５の発明は、前記遷移金属含有酸化物多孔質体のＢＥＴ比表面積が１００ｍ2／ｇ以上である請求項４に記載のオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体の製造方法に係る。
【００１２】
第６の発明は、前記高シリカ吸着材が、高シリカペンタルゼオライト、脱アルミニウムフォージャサイト及びメソポーラスシリケートのいずれかよりなる請求項２ないし５のいずれか１項に記載のオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体の製造方法に係る。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明に係るオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体によると、処理対象成分であるＶＯＣ及び気相無機還元性化合物の少なくとも一方を含有するガスとオゾンとを混合させ、触媒を担持したフィルターに接触させて、該処理対象成分とオゾンの促進酸化により前記処理対象成分を分解処理するオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体であって、前記フィルター体は、コバルト、マンガン、銅のうち一又は複数の酸化物である遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカペンタルゼオライト、脱アルミニウムフォージャサイト及びメソポーラスシリケートのいずれかよりなる高シリカ吸着材を１：３ないし１：５０の重量比で含有する混合物を基材表面に担持してなるため、オゾンの供給量が少量であっても処理対象成分の除去率を高めることができ、かつ処理対象成分の分解性能を長時間維持することができる。
【００１４】
第２の発明に係るオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体の製造方法によると、処理対象成分であるＶＯＣ及び気相無機還元性化合物の少なくとも一方を含有するガスとオゾンとを混合させ、触媒を担持したフィルターに接触させて、該処理対象成分とオゾンの促進酸化により前記処理対象成分を分解処理するオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体の製造方法であって、前記フィルター体は、コバルト、マンガン、銅のうち一又は複数の酸化物である遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカ吸着材を水中で混合して混合スラリー状物とし、前記混合スラリー状物に基材を含浸させて焼成されてなるため、簡易な工程で、処理対象成分の除去率が高く、分解性能を長時間維持することが可能なフィルター体を製造することができる。
【００１５】
第３の発明に係るオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体の製造方法によると、第２の発明において、前記混合スラリー状物に含まれる前記遷移金属含有酸化物多孔質体分の割合が前記高シリカ吸着材分の割合よりも少ないため、安価であり、フィルター体の分解性能が高くなる。
【００１６】
第４の発明に係るオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体の製造方法によると、第２又は３の発明において、前記混合スラリー状物に含まれる前記遷移金属含有酸化物多孔質体分と前記高シリカ吸着材分が１：３ないし１：５０の重量比であるため、フィルター体の性能がより高くなる。
【００１７】
第５の発明に係るオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体の製造方法によると、第２ないし４の発明において、前記遷移金属含有酸化物多孔質体のＢＥＴ比表面積が１００ｍ2／ｇ以上であるため、フィルター体の分解性能が高くなる。
【００１８】
第６の発明に係るオゾン酸化分解処理に用いられるフィルター体の製造方法によると、第２ないし５の発明において、前記高シリカ吸着材が、高シリカペンタルゼオライト、脱アルミニウムフォージャサイト及びメソポーラスシリケートのいずれかよりなるため、フィルター体の分解性能を安定させることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明により製造されたフィルター体は、処理対象成分であるＶＯＣや気相無機還元性化合物をオゾンによる酸化分解処理方法ないし装置に用いられる。
【００２０】
この方法ないし装置においては、処理対象成分であるＶＯＣを含有する排ガスをオゾンを混合し、当該フィルター体に混合した気体を供給することによって、フィルター体に接触させる。フィルター体に担持された高シリカ吸着材がＶＯＣを吸着して濃縮し、遷移金属含有酸化物多孔体の触媒反応によりオゾンの酸化反応を促進して効率よくＶＯＣの分解除去を行う。
【００２１】
フィルター体は、遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカ吸着材の混合物を基材表面に担持してなる。はじめに、遷移金属含有酸化物多孔質体としてコバルト、マンガン、銅のうち一又は複数の酸化物と、高シリカ吸着材として高シリカペンタルゼオライト、脱アルミニウムフォージャサイト及びメソポーラスシリケートのいずれかが用意され、遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカ吸着材は適量水中に分散され、十分に撹拌された混合スラリー状物が調製される。
【００２２】
これらの混合物を担持する基礎として基材が用いられる。基材は、例えば、ガラス製やアルミナ製、活性炭製等が挙げられる。該基材を混合スラリー状物に含浸させ、基材表面に遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカ吸着材の混合物を付着させて、１００℃〜１５０℃で乾燥させ、２００〜５００℃で焼成する。基材の形状としては、装置の形状に応じて適宜決定され、例えば、ハニカム形状や平板と波板を組み合わせた段ボール形状等が挙げられる。乾燥時に、基材表面の混合物の量が少ないときは、再度、基材をスラリー状物に含浸させて乾燥させる工程を繰り返すのがよい。
【００２３】
遷移金属含有酸化物多孔質体は、コバルト、マンガン、銅のうち一又は複数の酸化物であり、実施例ではコバルト、マンガン、銅の３種類からなる複合酸化物を用いた。これら酸化物は、各金属塩水溶液と苛性ソーダ等のアルカリ水溶液をそれぞれ水媒体中に滴下し、３種金属の共沈物を析出させ、該共沈物を、濾過、水洗いし、乾燥させたのちに１００〜５００℃の範囲で熱処理をして得る。金属塩は、特に限定されず、硫酸塩、硝酸塩等が使用される。アルカリ水溶液は、苛性ソーダの他に、ソーダ灰や重曹等、様々なものを使用することができる。各金属塩の割合として、各金属の全体に対するモル比として、コバルトは４０ｍｏｌ％以下、マンガンは３０〜７０ｍｏｌ％、銅は２５〜４５ｍｏｌ％の範囲が好適である。金属塩の水溶液の濃度は、おおよそ５〜５０質量％が適当である。沈殿条件として、沈殿ｐＨをｐＨ５〜１４の範囲、より好ましくはｐＨ９〜１３の範囲がよい。熱処理の温度はより好ましくは１００〜３００℃の範囲がよい。この際、熱処理の温度が高すぎると比表面積が減少してＶＯＣの吸着性能が低下するため、ＢＥＴ比表面積が１００ｍ2／ｇ以上となるよう熱処理温度を調節することによって吸着性能の高い遷移金属含有酸化物多孔質体を得ることができる。
【００２４】
高シリカ吸着材は、処理対象成分とオゾンを吸着すればよく、いずれも使用することができるが、高シリカペンタルゼオライト、脱アルミニウムフォージャサイト及びメソポーラスシリケートとするとより吸着性能を高めることができる。
【００２５】
本発明のフィルター体が使用されるオゾン酸化分解処理方法は、ＶＯＣ等の処理対象成分を含む排ガスとオゾン発生装置により生じたオゾンガスとを混合させ、フィルター体が備えられた処理塔内に注入して該フィルター体に接触させ、フィルター体表面においてオゾンによる処理対象成分の酸化分解処理を行う。このとき、オゾンと排ガスに含まれる処理対象成分の濃度比（オゾン濃度／（Ｃ１換算濃度ｐｐｍＣ））が０．８よりも大きい方が好ましい。また、オゾン濃度が高ければ高いほどＶＯＣ等の処理対象成分の分解処理は安定して高い除去率を維持することができる。
【実施例】
【００２６】
［測定項目と測定方法］
発明者らは、後記する各試作例及び比較例のフィルター体に関し、処理対象成分をトルエンとし、オゾンによる分解処理実験を行い吸着分解性能を評価した。処理対象成分のトルエンを７０ｐｐｍ（４９０ｐｐｍＣ）の濃度で含有する排ガスを用い、オゾンガス（７３５ｐｐｍ又は２４５０ｐｐｍの濃度）を注入して混合させ、各試作例又は比較例のフィルター体に接触させ時間経過毎の処理塔入口のトルエン濃度と処理塔出口のトルエン濃度を測定した。
【００２７】
［試作例及び比較例のフィルター体の製造］
〈試作例１〉
遷移金属含有酸化物多孔質体（『ＤＡＩＰＹＲＯＸＩＤＥ  ＃７８１２』：大日精化工業株式会社製）１３．５ｇと高シリカゼオライト（ＵＳＫＹ７００：ユニオン昭和株式会社製）４．５ｇにバインダー（『スノーテックスＣ』：日産化学株式会社製）２１．６ｇと精製水７２．０ｇとを混合させた混合スラリー状物に活性炭製のハニカム形状の基材（ピッチ３ｍｍ、山高１．６ｍｍ、縦幅２０ｍｍ、横幅２０ｍｍ、奥行１００ｍｍ、体積４０ｃｍ3）を含浸させて基材表面を該スラリー状物で被覆させ、１２０℃で乾燥し、４５０℃で焼成して試作例１のフィルター体を得た（遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカ吸着材の重量比は３：１である）。
【００２８】
〈試作例２〉
遷移金属含有酸化物多孔質体１３．５ｇと高シリカゼオライト４．５ｇにバインダー２１．６ｇと精製水７２．０ｇとを混合させた混合スラリー状物にガラス製のハニカム形状に成形された基材（ピッチ３ｍｍ、山高１．６ｍｍ、縦幅２０ｍｍ、横幅２０ｍｍ、奥行１００ｍｍ、体積４０ｃｍ3）を含浸させて基材表面を該スラリー状物で被覆させ、１２０℃で乾燥し、４５０℃で焼成して試作例２のフィルター体を得た（遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカ吸着材の重量比は３：１である）。試作例２の作成に際し、用いた遷移金属含有酸化物多孔質体、高シリカゼオライト及びバインダーは、試作例１と同様である。
【００２９】
〈試作例３〉
遷移金属含有酸化物多孔質体の量を９．０ｇ、高シリカゼオライトの量を９．０ｇとした以外は試作例２に準じ、試作例３のフィルター体を得た（遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカ吸着材の重量比は１：１である）。
【００３０】
〈試作例４〉
遷移金属含有酸化物多孔質体の量を４．５ｇ、高シリカゼオライトの量を１３．５ｇとした以外は試作例２に準じ、試作例４のフィルター体を得た（遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカ吸着材の重量比は１：３である）。
【００３１】
〈試作例５〉
遷移金属含有酸化物多孔質体の量を１．６３ｇ、高シリカゼオライトの量を１６．３ｇとした以外は試作例２に準じ、試作例５のフィルター体を得た（遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカ吸着材の重量比は１：１０である）。
【００３２】
〈試作例６〉
遷移金属含有酸化物多孔質体の量を０．６９ｇ、高シリカゼオライトの量を１７．３ｇとした以外は試作例２に準じ、試作例６のフィルター体を得た（遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカ吸着材の重量比は１：２５である）。
【００３３】
〈試作例７〉
遷移金属含有酸化物多孔質体の量を０．３５ｇ、高シリカゼオライトの量を１７．６ｇとした以外は試作例２に準じ、試作例７のフィルター体を得た（遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカ吸着材の重量比は１：５０である）。
【００３４】
〈試作例８〉
遷移金属含有酸化物多孔質体の量を１．１２ｇ、高シリカゼオライトの量を１６．８ｇとした以外は試作例２に準じ、試作例８のフィルター体を得た（遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカ吸着材の重量比は１：１５である）。
【００３５】
〈試作例９〉
遷移金属含有酸化物多孔質体の量を０．８５ｇ、高シリカゼオライトの量を１７．１ｇとした以外は試作例２に準じ、試作例９のフィルター体を得た（遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカ吸着材の重量比は１：２０である）。
【００３６】
〈試作例１０〉
遷移金属含有酸化物多孔質体の量を０．８５ｇ、高シリカゼオライトの量を１７．４ｇとした以外は試作例２に準じ、試作例１０のフィルター体を得た（遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカ吸着材の重量比は１：３０である）。
【００３７】
〈比較例１〉
遷移金属含有酸化物多孔質体の量を９．０ｇ、高シリカゼオライトの量を０．０ｇとした以外は試作例１に準じ、比較例１のフィルター体を得た（遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカ吸着材の重量比は１：０である）。
【００３８】
〈比較例２〉
はじめに、高シリカ吸着材１８．０ｇとバインダー２１．６ｇと精製水２１．６ｇとを混合したスラリー状物に基材を含浸させて乾燥、焼成した後に、遷移金属含有酸化物多孔質体９．０ｇとバインダー２１．６ｇと精製水７２．０とを混合したスラリー状物に再度含浸させて乾燥、焼成して高シリカ吸着材と遷移金属含有酸化物多孔質体を基材表面に積層して担持する比較例２のフィルター体を得た（遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカ吸着材の重量比は１：３である）。原料や乾燥、焼成温度は試作例１と同様である。
【００３９】
〈比較例３〉
遷移金属含有酸化物多孔質体の量を９．０ｇ、高シリカゼオライトの量を０．０ｇとした以外は試作例２に準じ、比較例３のフィルター体を得た（遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカ吸着材の重量比は１：０である）。
【００４０】
〈比較例４〉
遷移金属含有酸化物多孔質体の量を０．０ｇ、高シリカゼオライトの量を９．０ｇとした以外は試作例２に準じ、比較例４のフィルター体を得た（遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカ吸着材の重量比は０：１である）。
【００４１】
［トルエンの分解性能評価］
試作例２〜１０及び比較例３，４のフィルター体に関し、処理対象成分をトルエンとし、分解性能を通気試験により評価した。表１はそれぞれの試験条件である。
【００４２】
【表１】
2020081934.tif 000002
【００４３】
試作例１及び比較例１，２のフィルター体について、試験Ｎｏ．１の条件でトルエンの分解試験を行い、各フィルター体の分解性能を表２に示した。各経過時間ごとに入口のトルエンの濃度（ｐｐｍＣ）と出口のトルエンの濃度（ｐｐｍＣ）を計測し、トルエンの除去率（％）を測定した。
【００４４】
【表２】
2020081934.tif 000003
【００４５】
［結果と考察］
表２から理解されるように、試作例１のフィルター体は、比較例１及び２のフィルター体よりもトルエン分解性能が高いことを示した。試作例１は比較例１よりも遷移金属含有酸化物多孔質体の量を少なくしても高い分解性能を示した。また、高シリカ吸着材と遷移金属含有酸化物多孔質体の混合物を基材表面に担持する試作例１は、基材表面に高シリカ吸着材と遷移金属含有酸化物多孔質体を積層して担持する比較例２よりも分解性能が高いことが示された。つまり、本発明のフィルター体は安価かつ省工程で容易に製造が可能でありながら従来と同等以上のＶＯＣの分解性能を有することが分かった。
【００４６】
次に、試作例２〜４及び比較例３，４のフィルター体について、試験Ｎｏ．１の条件でトルエンの分解試験を行い、各フィルター体の分解性能を表３に示した。また、試験Ｎｏ．２の条件で行った分解試験の結果を表４に示した。各経過時間ごとに入口のトルエンの濃度（ｐｐｍＣ）と出口のトルエンの濃度（ｐｐｍＣ）を計測し、トルエンの除去率（％）を測定した。
【００４７】
【表３】
2020081934.tif 000004
【００４８】
【表４】
2020081934.tif 000005
【００４９】
［結果と考察］
表３及び４から理解されるように、試作例２〜４のフィルター体は、いずれも比較例３及び４のトルエンの分解性能と同等又はそれ以上であることを示した。本発明のフィルター体は安価かつ省工程で容易に製造が可能でありながら従来と同等以上のＶＯＣの分解性能を有することが分かった。特に、遷移金属含有酸化物多孔質体の割合が高シリカ吸着材分よりも小さい試作例４については、長時間にわたりトルエンの除去率が高く維持されていることが分かった。また、表３及び４の試験結果から、オゾンの供給量を増加させることでトルエンの除去率が向上することがわかった。
【００５０】
次に、表３及び４の結果から、遷移金属含有酸化物多孔質体の割合が小さい（高シリカ吸着材の割合が大きい）フィルター体の性能が高いことが理解されたため、遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカ吸着材の比率を変更した試作例５〜７で同様の試験を行った。試験Ｎｏ．１の条件でトルエンの通気試験の結果を表５、試験Ｎｏ．２の条件での通気試験を表６に示す。
【００５１】
【表５】
2020081934.tif 000006
【００５２】
【表６】
2020081934.tif 000007
【００５３】
［結果と考察］
試作例５〜７のいずれのフィルター体についても比較例３及び４のフィルター体よりもトルエンの分解性能が高い。また、試作例４のフィルター体と比較しても、より分解性能が向上した。特に、遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカ吸着材の比率が１：２５（遷移金属含有酸化物多孔質体の比率が３．８％）である試作例６のフィルター体の分解性能が最も高く、長時間除去率を高く維持することができた。
【００５４】
また、表３及び４の結果と同様に、いずれもオゾンの供給量を増加させることで処理対象成分であるトルエンの分解性能が向上することが示された。
【００５５】
ここで、さらに良好な性能のフィルター体を導くために、遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカ吸着材の比率をより細かく変更した試作例８〜１０で実験を行った。試験Ｎｏ．１の条件でトルエンの分解試験の結果を表７に示す。
【００５６】
【表７】
2020081934.tif 000008
【００５７】
［結果と考察］
表７に示される通り、遷移金属含有酸化物多孔質体と高シリカ吸着材の比率が１：２０（遷移金属含有酸化物多孔質体の比率が４．７％）である試作例９のフィルター体の分解性能が最も高く、除去率を長時間高く維持できることがわかった。
【００５８】
試作例２〜１０の試験Ｎｏ．１の条件で２１６時間（９日間）経過後除去率のまとめを表８に示す。
【００５９】
【表８】
2020081934.tif 000009
【００６０】
表８に示されるように、遷移金属含有酸化物多孔質体の割合が小さい（高シリカゼオライトの割合が大きい）フィルター体は、試作例２及び３と比べて処理対象成分であるトルエンの分解性能が高いことが示された。また、試作例９の分解性能が最も高く、試作例６，８及び１０の分解性能も特に高いことから、遷移金属含有酸化物多孔質体の比率が３〜７％、特には５％前後であるフィルター体とすると、より分解性能を向上させることができることが分かった。これらは、オゾンの供給量が少ない場合でも高い分解性能を示し、経済的で殊更有用である。
【００６１】
高シリカ吸着材は、オゾンよりもＶＯＣを吸着しやすく、フィルター体に担持された高シリカ吸着材によってＶＯＣは吸着されて濃縮されるため、オゾンとの接触効率が上がったと考えられる。遷移金属含有酸化物多孔質体は少量であってもＶＯＣとオゾンの触媒反応を促進することができることが分かった。
【００６２】
［まとめ］
比較例２の基材表面に高シリカ吸着材と遷移金属含有酸化物多孔質体を積層して担持するフィルター体と、試作例１の高シリカ吸着材と遷移金属含有酸化物多孔質体の混合物を基材表面に担持するフィルター体を比較して、試作例１の性能が高いことが示された。また、試作例２〜１０を用いた分解実験により、遷移金属含有酸化物多孔質体の割合が小さい（高シリカ吸着材の割合が大きい）試作例のフィルター体の性能が高いことが示され、さらには遷移金属含有酸化物多孔質体の比率が５％前後とすると、特に性能が向上することが分かった。高シリカ吸着材及び遷移金属含有酸化物多孔質体それぞれがフィルター体の表面に露出することにより、ＶＯＣを吸着しつつ、オゾンによる分解を促進することができると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の製造方法は、簡易な工程で分解性能に優れたフィルター体を製造することができ、経済的であり環境負荷を抑えることができる。また、本発明の製造方法により製造されたフィルター体は、処理対象成分の分解性能が高く、さらに分解性能を長時間維持することができるため、経済的であり極めて有望である。