(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性および光反射性の少なくとも一方を有する吸着剤粒子と、光触媒粒子とを含有する固形状の光触媒組成物であって、
上記吸着剤粒子と光触媒粒子とが、分散状態で存在しており、
上記光触媒組成物の内部に向かうにしたがい、上記吸着剤粒子と光触媒粒子との組成比が、連続的に増加または減少していることを特徴とする光触媒組成物。
【請求項２】
三層以上の多層構造となっていることを特徴とする請求項１に記載の光触媒組成物。
【請求項３】
空隙が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光触媒組成物。
【請求項４】
上記空隙の占める割合が、上記光触媒組成物１００体積％に対して、３０〜５０体積％であることを特徴とする請求項３に記載の光触媒組成物。
【請求項５】
上記光触媒粒子は、可視光応答型の光触媒からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光触媒組成物。
【請求項６】
上記光触媒粒子は、酸化タングステン、可視光領域で作用する二酸化チタン、またはこれらの混合物から構成されていることを特徴とする請求項５に記載の光触媒組成物。
【請求項７】
上記吸着剤粒子が、ゼオライト、セピオライト、メソポーラスシリカ、活性白土、またはこれら複数の混合物から構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光触媒組成物。
【請求項８】
ペレット形態である請求項１〜７のいずれか１項に記載の光触媒組成物。
【請求項９】
略球形のペレット形態であり、その直径が０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項８に記載の光触媒組成物。
【請求項１０】
上記光触媒組成物の内部に向かうにしたがい、上記吸着剤粒子と光触媒粒子との組成比が、連続的に減少しており、
上記光触媒組成物の表面における光触媒粒子の分布密度が最も高いことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の光触媒組成物。
【請求項１１】
バインダーをさらに含有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光触媒組成物。
【請求項１２】
光触媒組成物光透過性および光反射性の少なくとも一方を有する吸着剤粒子と、光触媒粒子とを含有する固形状の光触媒組成物の製造方法であって、
上記光触媒組成物の内部に向かうにしたがい、上記吸着剤粒子と光触媒粒子との組成比が、連続的に増加または減少するように、上記吸着剤粒子と光触媒粒子とを上記光触媒組成物の表面から内部にかけて分散させる分散工程を含むことを特徴とする光触媒組成物の製造方法。
【請求項１３】
上記分散工程は、
上記吸着剤粒子と光触媒粒子とを混合する混合工程と、
上記混合工程により混合された吸着剤粒子と光触媒粒子とを成形する成形工程とを含むことを特徴とする請求項１２に記載の光触媒組成物の製造方法。
【請求項１４】
光触媒組成物光透過性および光反射性の少なくとも一方を有する吸着剤粒子と、光触媒粒子とを含有する固形状の光触媒組成物の製造方法であって、
上記吸着剤粒子と光触媒粒子とを上記光触媒組成物の表面から内部にかけて分散させる分散工程を含み、
上記分散工程は、上記吸着剤粒子と光触媒粒子とを混合する混合工程と、上記混合工程により混合された吸着剤粒子と光触媒粒子とを成形する成形工程とを含んでおり、
上記成形工程によって得られた成形物の表面に、さらに光触媒粒子を担持させる担持工程を含むことを特徴とする光触媒組成物の製造方法。
【請求項１５】
光触媒組成物光透過性および光反射性の少なくとも一方を有する吸着剤粒子と、光触媒粒子とを含有する固形状の光触媒組成物の製造方法であって、
上記吸着剤粒子と光触媒粒子とを上記光触媒組成物の表面から内部にかけて分散させる分散工程を含み、
上記分散工程は、
上記吸着剤粒子と、熱可塑性バインダーまたは熱硬化性バインダーとを用いて空隙が形成された成形物を形成する成形工程と、
上記空隙が形成された成形物の表面に、上記光触媒粒子を担持させる担持工程とを含むことを特徴とする光触媒組成物の製造方法。
【請求項１６】
上記成形工程では、熱可塑性バインダーを用いて加熱成形し、
上記担持工程では、含浸法により上記空隙が形成された成形物の表面に、上記光触媒粒子を担持させ、
上記担持工程の後に、加熱により上記熱可塑性バインダーを軟化させた後、軟化した熱可塑性バインダーを硬化させることにより、上記光触媒粒子を熱可塑性バインダーに固定する固定工程とを含むことを特徴とする請求項１５に記載の光触媒組成物の製造方法。
【請求項１７】
上記成形工程では、複数条件で硬化する熱硬化性バインダーを用いて加熱成形し、
上記担持工程では、含浸法により上記空隙が形成された成形物の表面に、上記光触媒粒子を担持させ、
上記担持工程の後に、上記成形工程とは異なる硬化条件で上記熱硬化性バインダーを硬化させることにより、上記光触媒粒子を熱硬化性バインダーに固定する固定工程とを含むことを特徴とする請求項１５に記載の光触媒組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒組成物およびその製造方法に関し、特に、吸着剤粒子と光触媒粒子とが分散状態で存在する固形状の光触媒組成物およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸着剤と光触媒とを組み合わせて、揮発性有機化合物（ＶＯＣ：Volatile Organic Compounds）や臭気物質などを分解する性能を向上させる方法が、従来から知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１，２には、ゼオライトと光触媒とを組み合わせた消臭剤または脱臭フィルタが開示されている。
【０００４】
具体的には、図１５は、特許文献１に記載の消臭剤を模式的に示す断面図である。図１５に示すように、特許文献１に記載の消臭剤１０１は、ゼオライト粒子１０２の表面を、可視光応答型の光触媒の微粒子１０３によって被覆した構成である。この消臭剤１０１によれば、充分なガス除去速度と、屋内や自動車内など紫外線が非常に少ない状況でも安定したガス除去能力を有することができるとしている。
【０００５】
また、特許文献２に記載の脱臭フィルタは、疎水性ゼオライトを含有した多孔状成形体の表面に、光触媒を担持した構成である。疎水性ゼオライトは、悪臭成分を吸着する一方、水分を吸着し難いため、悪臭成分を高い濃度で捕集することができる。また、疎水性ゼオライト表面に担持された光触媒の作用によって、捕集された悪臭成分が効率的に分解される。これにより、吸着剤が再生し、吸着力を継続的に利用することができるため、脱臭力が非常に優れているとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１６７６９９号公報（２００７年  ７月  ５日公開）
【特許文献２】特開２００２−１３６８１１号公報（２００２年  ５月１４日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１，２に記載の構成では、吸着剤の吸着性能が不十分であり、光触媒の分解性能が持続しないという問題が生じる。
【０００８】
具体的には、特許文献１，２に記載の構成は、いずれも、吸着剤の表面に光触媒が担持された構成となっている。このため、吸着剤に対する光触媒の担持量は、最大でも吸着剤の全表面が光触媒の層で被覆される量に制限される。しかし、光触媒の担持量が多くなるほど、吸着剤の表面の露出量が少なくなるため、吸着剤が分解対象物に晒されなくなる。その結果、吸着剤による吸着性能を十分に発揮できない。
【０００９】
さらに、長期間にわたって使用すると、吸着剤の表面に担持された光触媒が剥がれ落ちてしまうため、光触媒の量が不足する。その結果、光触媒による分解性能が、経時的に低下する恐れがある。
【００１０】
本発明は上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、吸着性能と分解性能とを持続させることのできる光触媒組成物を提供することにある。また、本発明の別の目的は、吸着性能と分解性能とを両立させることのできる光触媒組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る光触媒組成物は、光透過性および光反射性の少なくとも一方を有する吸着剤粒子と、光触媒粒子とを含有する固形状の光触媒組成物であって、上記吸着剤粒子と光触媒粒子とが、分散状態で存在していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一態様によれば、吸着剤の吸着性能と光触媒の分解性能とを持続させることのできる光触媒組成物を提供することができるという効果を奏する。また、本発明の一態様によれば、吸着剤の吸着性能と光触媒の分解性能とを両立させることのできる光触媒組成物を提供することができるという効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態１にかかる光触媒組成物の外観を概略的に示す模式図である。
【図２】上記光触媒組成物のガス吸着分解性能評価に用いた評価装置を示す概略図である。
【図３】上記光触媒組成物のガス吸着分解性能の評価結果を示すグラフである。
【図４】上記光触媒組成物を撮影したＳＥＭ画像を示す図である。
【図５】比較対象となる従来の光触媒組成物を撮影したＳＥＭ画像を示す図である。
【図６】上記光触媒組成物および従来の光触媒組成物のガス吸着性能を比較したグラフである。
【図７】上記光触媒組成物および従来の光触媒組成物のガス分解性能を比較したグラフである。
【図８】本発明の実施形態２に係る光触媒組成物を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態３に係る光触媒組成物を模式的に示す断面図である。
【図１０】本発明の実施形態４に係る光触媒組成物を模式的に示す断面図である。
【図１１】本発明の実施形態５に係る光触媒組成物の外観を模式的に示す斜視図である。
【図１２】本発明の実施形態５に係る光触媒組成物を模式的に示す断面図である。
【図１３】上記光触媒組成物および従来の光触媒組成物の、吸着剤粒子量あたりのガス吸着性能を比較したグラフである。
【図１４】上記光触媒組成物および従来の光触媒組成物の、光触媒粒子量あたりのガス吸着性能を比較したグラフである。
【図１５】特許文献１に記載の消臭剤を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
〔実施形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は本発明の一例であって、発明の内容を制限するものではない。
【００１５】
［光触媒組成物１の構成］
まず、図１を用いて、本実施形態に係る光触媒組成物の構成を説明する。図１は、本発明の実施形態１にかかる光触媒組成物１の外観を概略的に示す模式図である。図１に示すように、本実施形態の光触媒組成物１は、固形状（固体）であり、吸着剤粒子２と光触媒粒子３とが、分散状態で存在した集合体を形成している。さらに、光触媒組成物１には、空隙６が形成されている。
【００１６】
吸着剤粒子２は、光触媒組成物１の分解対象物を吸着および／または分解し得るものである。吸着剤粒子２は、光透過性および光反射性の少なくとも一方を有している。具体的には、吸着剤粒子２は、光触媒粒子３が吸収する波長の光の少なくとも一部を透過もしくは反射する性質、または、光触媒粒子３が吸収する波長の光の少なくとも一部を透過し一部を反射する性質を有する。例えば、吸着剤粒子２は、ゼオライト、セピオライト、メソポーラスシリカ、活性白土、またはこれら複数（少なくとも２つ）の混合物から構成することができる。
【００１７】
ゼオライト、セピオライトなどの鉱物、メソポーラスシリカ、および活性白土は、可視光から近紫外の波長領域においては波長が長いほど光吸収率が低く、光透過率と光反射率との和が高くなるという性質を有する。ゼオライトの構造型としては、特に限定されず、ＢＥＡ、ＣＨＡ、ＥＭＴ、ＥＲＩ、ＦＡＵ、ＦＥＲ、ＧＩＳ、ＨＥＵ、ＬＴＡ、ＬＴＬ、ＭＡＺ、ＭＥＩ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＭＯＲ、ＭＴＷ、ＯＦＦ、あるいはＭＣＭ４１、ＭＣＭ４８などの種々の構造型のものを用いることができる。また、ゼオライトは、天然型、合成型のいずれも用いることができる。
【００１８】
吸着剤粒子２のサイズ（平均粒径）は特に限定されるものではないが、例えば、直径（球状粒子の場合）または最大長さ（非球状粒子の場合）が、０．１μｍ以上、１μｍ以下程度であることが一般的である。吸着剤粒子２が光透過性および光反射性の少なくとも一方を有する理由については後述する。なお、吸着剤粒子２のサイズ（平均粒径）は、光学的な粒度分布計による測定、及び、ＳＥＭ／ＴＥＭでの観察により測定した値を示す。
【００１９】
光触媒粒子３は、光を吸収することにより、光触媒組成物１の分解対象物を吸着および／または分解し得るものである。すなわち、光触媒粒子３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ことによって、光触媒活性を示すものである。光触媒粒子３が吸収する光の波長は特に限定されるものではない。例えば、光触媒粒子３は、可視光を吸収して光触媒活性を示す可視光応答型の光触媒であってもよいし、紫外線を吸収して光触媒活性を示す紫外線応答型の光触媒であってもよいし、可視光応答型の光触媒と紫外線応答型の光触媒との混合物であってもよい。しかし、光触媒粒子３は、可視光応答型の光触媒であることが好ましい。
【００２０】
可視光応答型の光触媒としては、例えば、ＷＯ３、Ｗ２５Ｏ７３、Ｗ２０Ｏ５８、Ｗ２４Ｏ６８、またはこれらの混合物からなる酸化タングステンが好適である。また、特定の金属イオンの導入または酸素サイトへの窒素の導入により可視光領域でも作用するように改良された二酸化チタン（ＴｉＯ２）を、可視光応答型の光触媒として用いてもよい。可視光応答型の光触媒は、酸化タングステンと、そのように改良された二酸化チタンとの混合物であってもよい。
【００２１】
一方、紫外線応答型の光触媒としては、例えば、二酸化チタン（ＴｉＯ２：単に酸化チタンとも称される）などを挙げることができる。
【００２２】
光触媒粒子３のサイズは特に限定されるものではないが、吸着剤粒子２よりも小さいことが好ましい。これにより、光触媒組成物１の内部まで光触媒粒子３を確実に分散させることができる。光触媒粒子３のサイズ（平均粒径）は、例えば、直径（球状粒子の場合）または最大長さ（非球状粒子の場合）が、１ｎｍ以上、１０ｎｍ以下程度であることが好適である。なお、光触媒粒子３のサイズ（平均粒径）は、光学的な粒度分布計による測定、及び、ＳＥＭ／ＴＥＭでの観察により測定した値を示す。
【００２３】
光触媒組成物１において、吸着剤粒子２と光触媒粒子３との含有率（重量比）は、光触媒組成物１の用途に応じて設定すればよく、特に限定されるものではない。吸着剤粒子２の効果を重視する場合は、吸着剤粒子２を光触媒粒子３よりも多く含有した光触媒組成物１とすればよい。一方、光触媒粒子３の効果を重視する場合は、光触媒粒子３を吸着剤粒子２よりも多く含有した光触媒組成物１とすればよい。例えば、吸着剤粒子２／光触媒粒子３の重量比は、１〜９であることが好ましく、１．５〜４であることがより好ましい。これにより、吸着剤粒子２の効果（吸着性能）と、光触媒粒子３の効果（分解性能）とのバランスのとれた光触媒組成物１となる。
【００２４】
光触媒組成物１における空隙６の割合（空隙率）は任意に設定できるが、例えば光触媒組成物１の体積比率１００体積％に対して、３０〜５０体積％であることが好ましい。ここで、空隙率は、光触媒組成物１の見かけ上の体積に占める空隙６（空間）の割合を示すものとする。これにより、吸着剤粒子２が光反射性を有する波長領域においても光透過性を有する波長領域同様、光触媒組成物１の内部にまで光を到達させることができる。また、分解対象物が空隙６に浸透し、光触媒組成物１の内部の吸着剤粒子２において十分に吸着が行える。
【００２５】
光触媒組成物１の形態は固形状であれば特に限定されるものではない。図１に示すように、本実施形態では、光触媒組成物１は、吸着剤粒子２と光触媒粒子３とが塊状の集合体からなっている。光触媒組成物１は、粉末、粒子、ペレット、ハニカム、膜の各形態であってもよいが、ペレット形態であることが好適である。
【００２６】
なお、光触媒組成物１は、吸着剤粒子２および光触媒粒子３からなるものであってもよいし、他の成分を含んでいてもよい。例えば、各種バインダーなどを含んでいてもよい。
【００２７】
［光触媒組成物１の製造方法］
次に、光触媒組成物１の製造方法について説明する。光触媒組成物１の製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、以下のように、吸着剤粒子２と光触媒粒子３とを光触媒組成物１の表面から内部にかけて分散させる分散工程を含む製造方法が考えられる。
【００２８】
具体的には、上記分散工程では、粉末状の吸着剤粒子２と、粉末状の光触媒粒子３とを混合し、これらの粒子の集合体として塊状に固定成形する。すなわち、光触媒組成物１の製造方法は、吸着剤粒子２と光触媒粒子３とを混合する混合工程と、混合工程により混合された吸着剤粒子２と光触媒粒子３とを成形する成形工程とを含んでいる。これによって光触媒組成物１を製造することができる。
【００２９】
また、この固定成形の条件によって、光触媒組成物１に空隙６を形成することができる。例えば、粉末状の吸着剤粒子２と、粉末状の光触媒粒子３とをある割合で混合し、これらの粒子の集合体として空隙を持った塊状に固定成形（光触媒組成物１の内部の固定成形）した後に、その周囲に粉末状の吸着剤粒子２と、粉末状の光触媒粒子３とを別の割合で混合し同様のまたは別の成形方法で空隙を持たせて固定成形（光触媒組成物１の表面の固定成形）することによって、空隙６が形成された光触媒組成物１を製造することができる。また、この製造方法において、各固定成形時の粉末状の吸着剤粒子２と、粉末状の光触媒粒子３との割合を同一にすれば、吸着剤粒子と光触媒粒子との組成比が均一な、光触媒組成物を製造することができる。
【００３０】
光触媒組成物１の成形方法としては、特に制限はなく、リングダイ方式若しくはフラットダイ方式による造粒、又は、ブリケッティングマシンによる造粒でも構わない。光触媒組成物１の製造に適用可能なその他の造粒方法としては、スプレードライ、押出造粒、転動造粒、加熱成形造粒などを挙げることができる。
【００３１】
また、光触媒組成物１を造粒により製造する場合、吸着剤粒子２および光触媒粒子３以外に、他の成分を混合してもよい。他の成分の典型例はバインダーである。例えば、バインダーとして、粘土、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）、樹脂類などの有機または無機のバインダーを、吸着剤粒子２および光触媒粒子３と共に混合し、成形することによって、光触媒組成物１を製造してもよい。
【００３２】
このようにして製造される光触媒組成物１は、ハンドリングと分解対象物の浸透性の観点から、略球形に成形することが好ましい。略球形に成形する場合の粒子径（直径）は特に限定されるものではないが、例えば、０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下程度であることが好ましい。言い換えれば、粒子径（直径）が０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下程度のペレット形態の光触媒組成物１を形成することが好ましい。粒子径が０．５ｍｍ未満であるとハンドリングの面で困難が生じる恐れがあり、５ｍｍより大きいと分解対象物の浸透性の面で問題が生じる恐れがある。
【００３３】
［光触媒組成物１の作用］
続いて、光触媒組成物１の作用について説明する。上述のように、光触媒組成物１は、吸着剤粒子２と光触媒粒子３とを含んでいる。吸着剤粒子２と光触媒粒子３は、いずれも、光触媒組成物１の分解対象物を吸着および／または分解し得るものである。分解対象物は、気体または液体のいずれの状態であってもよい。分解対象物は、例えば、トルエン、キシレン、アセトアルデヒドなどの揮発性有機溶媒（ＶＯＣ）、酢酸、硫化水素、メチルメルカプタンなどの臭気物質などを挙げることができる。光触媒組成物１は、このような分解対象物を吸着または分解することで除去する効果を有するため、消臭・脱臭などの用途に好適である。
【００３４】
吸着剤粒子２は、一般に吸着速度が速い一方で飽和してしまうとそれ以上吸着が進まなくなるという特徴を持つ。一方、光触媒粒子３は、一般に分解速度が遅い一方で飽和することなく分解し続けるという特徴を持っている。したがって、吸着剤粒子２および光触媒粒子３を組み合わせると、吸着剤粒子２が素早く分解対象物を吸着し、吸着剤粒子２が吸着した分解対象物を光触媒粒子３により分解する。このため、吸着剤粒子２は飽和することがない。一方、光触媒粒子３の分解速度は分解対象物の濃度に依存する。光触媒粒子３は、吸着剤粒子２に高濃度に吸着された分解対象物を分解するため、分解速度も速くなる。したがって、光触媒組成物１は、吸着剤粒子２が飽和することがなく、光触媒粒子３による分解速度が速いという相乗効果が得られる。
【００３５】
本実施形態の光触媒組成物１は、吸着剤粒子２と光触媒粒子３とが分散状態で存在している。このため、例えば、光触媒組成物１を、除去したいガス雰囲気中に設置することにより、吸着剤粒子２の効果によって除去対象ガスを吸着することができ、さらに光触媒粒子３が光を吸収することにより、光触媒粒子３の効果によって除去対象ガスを分解することができる。
【００３６】
また、光触媒組成物１では、光触媒粒子３が光触媒組成物１の最表面のみならず内部にまで分散して存在している。しかし、吸着剤粒子２は光透過性および光反射性の少なくとも一方を有する。このため、吸着剤粒子２が光透過性を有する場合、直接内部の光触媒粒子３にまで光が到達する。また、光触媒組成物１では空隙６が形成されているため、吸着剤粒子２が光透過性を有する場合も光反射性を有する場合も、空隙６を介して内部の光触媒粒子３にまで確実に光が到達する。特に、ゼオライト、セピオライトなどの鉱物は、可視光から近紫外の波長領域においては波長が長いほど光吸収率が低く、光透過率と光反射率との和が高くなる。このため、吸着剤粒子２を光透過性の高いゼオライト、セピオライト、またはこれらの混合物から構成すれば、内部の光触媒粒子３にまで十分な光を到達させることができる。
【００３７】
このように、本実施形態の光触媒組成物１は、光透過性および光反射性の少なくとも一方を有する吸着剤粒子２と、光触媒粒子３とが分散状態で存在する。これにより、ハンドリングしやすく、吸着剤粒子２の吸着能力を阻害することなく十分な量の光触媒粒子３を確保できる。したがって、高いガス吸着分解性能を発揮し、長期間の使用でもガス分解性能が低下しにくい光触媒組成物１を提供することができる。それゆえ、吸着剤粒子２の吸着性能と光触媒粒子３の分解性能とを持続させることのできる光触媒組成物１を提供することができる。また、吸着剤粒子２の吸着性能と光触媒粒子３の分解性能とを両立させることのできる光触媒組成物１を提供することができる。
【００３８】
また、本実施形態の光触媒組成物１は、空隙６が形成されている。これにより、吸着剤粒子２が光反射性を有する波長領域においても光透過性を有する波長領域同様、空隙６を介して光触媒組成物１の内部にまで光を到達させることができる。また、分解対象物が空隙６に浸透し、光触媒組成物１の内部の吸着剤粒子２において吸着を行うことができる。また、光触媒組成物１の１００体積％に対して、空隙６を３０体積％以上、５０体積％以下の割合で形成することによって、より確実に光触媒組成物１の内部にまで光を到達させることができると共に、光触媒組成物１の内部の吸着剤粒子２において分解対象物を十分に吸着することができる。
【００３９】
［光触媒組成物１の評価］
（評価対象の光触媒組成物１の製造）
光触媒として酸化タングステン、吸着剤としてＺＳＭ−５型のゼオライト、バインダーとしてＣＭＣを用いた。酸化タングステン：ゼオライト：バインダーの重量比を、１：８．５：０．５とし、押出し造粒と転動造粒とを組み合わせて、ペレット形態の光触媒組成物１を製造した。
【００４０】
（比較対象（比較例１，２）の光触媒組成物の製造）
［比較例１］セラミックス表面に光触媒を担持した光触媒組成物
光触媒として酸化タングステン、セラミックスとして多孔（スポンジ状）のセラミックスフィルターを用いた。酸化タングステン：セラミックスフィルターの重量比を１：９とし、含浸により、セラミックス表面に光触媒を担持した光触媒組成物を製造した。
【００４１】
［比較例２］ゼオライト表面に光触媒を担持した光触媒組成物
光触媒として酸化タングステン、吸着剤としてβ型のゼオライトペレットを用いた。酸化タングステン：ゼオライトの重量比を１．５：８．５とし、含浸により、ゼオライト表面に光触媒を担持した光触媒組成物を製造した。なお、評価対象と比較例２とで用いたゼオライトの構造型が異なっているが、各ゼオライトの粉末を単体で評価した場合、同等の能力（ガス吸着速度＝１．６［ｈ−１］）であることを別途確認した。
【００４２】
（評価方法）
図２は、光触媒組成物１のガス吸着分解性能評価に用いた測定系（評価装置１０）を示す概略図である。図２に示すように、評価装置１０は、遮光ボックス１１、光源１２、ガスバッグ１３、およびシャーレ１４から構成されている。光源１２は、遮光ボックス１１の内部天井中央から床面を照らす向きに設置されている。ガスバッグ１３は遮光ボックス１１の床面中央に設置されており、シャーレ１４はガスバッグ１３の内部に収容されている。遮光ボックス１１は、遮光ボックス１１の内部と外部との間で光が透過することを防ぐ構造となっており、ガスバッグ１３には光源１２から発せられた光以外の光は照射されない。光源１２には波長４５０ｎｍの青色ＬＥＤを用いており、約７ｍＷ／ｃｍ２の放射照度で照射する。ガスバッグ１３は５Ｌの容量を持ち、波長４５０ｎｍの付近では透明であり、ガスの出入りができないよう密閉できる構造となっている。シャーレ１４は石英ガラス製であり、ここにガス吸着分解速度の測定を行いたい対象物（光触媒組成物１）を乗せる。
【００４３】
分解対象ガスとしては、ＶＯＣや各種臭いの原因となるガスの代表としてアセトアルデヒドガスを使用した。ガス濃度変化の時間依存性を測定し、ガス濃度の対数を縦軸に、時間を横軸に取った時の、傾きの大きさ［ｈ−１］をガス吸着分解速度と定義した。ガスの吸着及びガスの分解による濃度変化の時間依存性は、その対数が直線に乗ることから、初期濃度がいくらであるかは傾きの算出に影響しないが、ここではガスの初期濃度を約５００ｐｐｍとして測定を行った。つまり、５００ｐｐｍのアセトアルデヒドガスを、測定対象物（光触媒組成物１）を乗せたシャーレ１４と共にガスバッグ１３に封入し、光源１２から光を照射させ、ガス濃度変化の時間依存性の測定を行った。ガス濃度の測定については、ガステック製のアセトアルデヒド用検知管Ｎｏ．９２を使用した。
【００４４】
なお、このとき光源１２から光照射を行わないことにより、吸着剤粒子２の効果によるガス吸着速度のみの測定を行うことも可能である。
【００４５】
（評価結果）
上述した評価方法により、評価対象の光触媒組成物１のガス吸着分解速度を測定した。図３は、光触媒組成物１のガス吸着分解性能の評価結果を示すグラフである。なお、図３のグラフには、比較対象として、セラミックスの表面に光触媒粒子を担持した光触媒組成物（比較例１）の測定結果も示している。
【００４６】
図３に示すように、比較例（セラミックス＋光触媒（表面担持））では、吸着剤粒子２が存在しないため、光照射しなければガスの吸着分解はほとんど見られない。しかし、光照射することにより光触媒粒子の効果が現れ、ガス吸着分解速度は０．８［ｈ−１］と測定された。
【００４７】
これに対し、評価対象の光触媒組成物１（ゼオライト＋光触媒混合ペレット）では、光照射しないときのガスの吸着速度は１．５［ｈ−１］であり、光照射することでガス分解速度は２．８［ｈ−１］に上昇した。
【００４８】
このことから、本実施形態の光触媒組成物１では、吸着剤粒子２の効果に光触媒粒子３の効果を単に上乗せしただけでなく、相乗効果によって、より高いガス吸着分解性能を発揮したことがわかる。
【００４９】
次に、図４〜図７を用いて、本実施形態の光触媒組成物１と、比較対象となる従来の光触媒組成物（吸着剤粒子の表面に光触媒粒子が担持された光触媒組成物）との比較結果について説明する。図４は、光触媒組成物１を撮影したＳＥＭ画像を示す図である。図５は、比較対象（比較例２）となる従来の光触媒組成物を撮影したＳＥＭ画像を示す図である。
【００５０】
従来、上述した特許文献１，２に記載されているように、吸着剤粒子と光触媒粒子との組合せ効果を発揮させる手段として、吸着剤粒子の表面に光触媒粒子を担持させるという方法が取られてきた。これは、光触媒粒子がガスなどの分解対象物を分解するためには光を照射する必要があり、光が照射されやすい吸着剤粒子の表面に光触媒を配置するという発想によるものである。
【００５１】
これに対し、本実施形態の光触媒組成物１では、光触媒粒子３は、光触媒組成物１の表面だけでなく、内部にも分散して存在している。
【００５２】
上述のように、評価対象の光触媒組成物１および比較対象の光触媒組成物（比較例２）は、いずれも吸着剤粒子としてゼオライトを用い、光触媒粒子３は重量比約１０〜２０％程度の割合で構成されているものである。
【００５３】
図４に示すように、評価対象の光触媒組成物１の表面においては、粒径約０．５μｍ程度のゼオライト粒子（吸着剤粒子２）が多く露出し、ところどころに粒径約０．１μｍ程度の光触媒粒子３の粒子が見えている。
【００５４】
これに対し、図５に示すように、比較例２の光触媒組成物は、ゼオライト（吸着剤粒子）の表面のほとんどが光触媒粒子で覆われてしまっていることがわかる。このような構成では、表面に露出するのが光触媒粒子となり、ゼオライトが表面に露出しないため、ガス吸着性能が十分に発揮できない。
【００５５】
次に、図６に基づき、光触媒組成物１および従来の光触媒組成物における実際のガス吸着性能の測定結果を説明する。図６は、光触媒組成物１および従来の光触媒組成物（比較例２）のガス吸着性能を比較したグラフである。なお、図６においては、比較として、光触媒粒子を担持していないゼオライト単独のペレットのガス吸着速度の測定結果も示した。
【００５６】
図６に示すように、評価対象の光触媒組成物１（ゼオライト＋光触媒混合ペレット）のガス吸着速度は、ゼオライトのみのペレットとほぼ同じ１．５［ｈ−１］となっている。
【００５７】
これに対し、比較例２の光触媒組成物（ゼオライトペレット＋光触媒（表面担持））のガス吸着速度は、１．２［ｈ−１］であり、評価対象の光触媒組成物１およびゼオライト単独よりも、ガス吸着性能が低いことがわかる。
【００５８】
図５のＳＥＭ画像の結果と図６の結果とを合わせて考えると、ゼオライト表面が光触媒粒子で覆われているため、光触媒粒子３が吸着剤粒子２のガス吸着性能に悪影響を及ぼしていると考えられる。
【００５９】
次に、図７に基づき、光触媒組成物１および従来の光触媒組成物における実際のガス吸着性能の測定結果を説明する。図７は、光触媒組成物１および従来の光触媒組成物（比較例２）のガス分解性能を比較したグラフである。
【００６０】
図７に示すように、いずれもガス分解速度は２．８［ｈ−１］となった。この結果は、光触媒組成物１のように光触媒粒子３がペレットの内部に存在する構成であっても、光透過性のある吸着剤粒子２と、可視光応答型の光触媒粒子３とを用いることにより、内部の光触媒粒子３にまで十分に光が到達することを示している。このため、光触媒組成物１は、吸着剤粒子の表面に光触媒粒子を担持させた比較例２の光触媒組成物（ゼオライトペレット＋光触媒（表面担持））と同程度のガス分解性能を有することが確認された。
【００６１】
一方、比較例２の光触媒組成物は、ゼオライトペレット表面に光触媒粒子が担持されているため、長期間の使用により万が一ペレットからの粉落ちなどが生じた場合、表面に存在する光触媒粒子から優先的に剥がれていく。その結果、ガス分解性能が落ちて行き、最終的には吸着剤粒子のみのペレットとなってしまう。
【００６２】
これに対し、光触媒組成物１は、内部にまで光触媒粒子３が存在するため、長期間使用してもガス分解性能を完全に失うことなく持続させることができる。したがって、長寿命な光触媒組成物１を実現することができる。
【００６３】
なお、光触媒組成物１では、吸着剤粒子２と光触媒粒子３との割合（組成比）が、その内部の各所において均一となっている。これにより、たとえ粉落ちしたとしても、常に吸着剤粒子２と光触媒粒子３の割合が一定になる。このため、光触媒組成物１では、常に吸着と分解とのバランスが最適に保たれる。また、吸着剤粒子２と光触媒粒子３とが極端に消耗されてしまった場合においては、同じ光触媒組成物１を追加補充すれることにより、吸着と分解とのバランスを保ったままガス吸着分解性能を回復させることができる。
【００６４】
以上のように、光触媒組成物１は、吸着剤粒子２と光触媒粒子３とが分散状態で存在しているため、吸着性能と分解性能とを持続させることができる。
【００６５】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００６６】
図８は、本発明の実施形態２に係る光触媒組成物１ａを模式的に示す断面図である。図８に示すように、本実施形態の光触媒組成物１ａは、ほぼ球状のペレット形態である。なお、図示されていないが、光触媒組成物１ａは、吸着剤粒子２と光触媒粒子３とが分散状態で存在している。光触媒組成物１ａの内部は、外層（表面層）４ａおよび内層５ａの二層構造になっている。光触媒組成物１ａは、外層４ａでは吸着剤粒子２の割合が光触媒粒子３の割合よりも高く、内層５ａでは光触媒粒子３の割合が吸着剤粒子２の割合よりも高くなっている。つまり、光触媒組成物１ａは、外層４ａおよび内層５ａにおいて、吸着剤粒子２と光触媒粒子３との存在割合が不均一となっている。なお、光触媒組成物１ａは、二層構造となっているが、三層以上の多層構造であってもよい。
【００６７】
光触媒組成物１ａによれば、より分解対象物に触れやすい外層４ａにおいて吸着剤粒子２の含有量が高くなっている。これにより、外層４ａにより多く存在する吸着剤粒子２で分解対象物を素早く吸着し、光触媒粒子３の含有率が高い内層５ａでは、より多くの光触媒粒子３でじっくり分解する、といった機能を実現することができる。
【００６８】
また、光触媒組成物１ａは、長期的な観点おいては、吸着剤粒子２の割合が多い外側から消耗していくことから、短期的には吸着重視、長期的には分解重視という光触媒組成物１ａのペレットを実現することができる。
【００６９】
このような二層構造の光触媒組成物１ａの作製方法としては、例えばブリケットやリングダイ、フラットダイといった型を用いた成形によって、一旦内層５ａを形成してから、材料比を変えて外層４ａを再度成形するという方法が考えられる。作製方法はこれらに限定されるものではなく、内層５ａから順に成形することにより、二層のみならず三層以上の多層構造の光触媒組成物１ａの作製も可能である。
【００７０】
〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００７１】
図９は、本発明の実施形態３に係る光触媒組成物１ｂを模式的に示す断面図である。図９の光触媒組成物１ｂは、図８の光触媒組成物１ａの外層４ａと内層５ａとにおける、吸着剤粒子２と光触媒粒子３との割合を逆にしたものである。すなわち、光触媒組成物１ｂの内部も、外層４ｂおよび内層５ｂの二層構造になっている。光触媒組成物１ｂは、外層４ａでは光触媒粒子３の割合が吸着剤粒子２の割合よりも高く、内層５ａでは吸着剤粒子２の割合が光触媒粒子３の割合よりも高くなっている。なお、光触媒組成物１ｂは、二層構造となっているが、三層以上の多層構造であってもよい。
【００７２】
光触媒組成物１ｂによれば、光触媒組成物１ａと逆の機能を実現することができる。つまり、光触媒組成物１ｂによれば、短期的には分解重視、長期的には吸着重視という光触媒組成物１ｂのペレットを実現することができる。光触媒組成物１ｂの作製方法は、光触媒組成物１ａと同様であるため、説明を省略する。
【００７３】
〔実施形態４〕
本発明の他の実施形態について、図１０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００７４】
図１０は、本発明の実施形態４に係る光触媒組成物１ｃを模式的に示す断面図である。図１０の光触媒組成物１ｃは、図８の光触媒組成物１ａの内層５ａを、多層構造にしたものである。すなわち、光触媒組成物１ｃは、外層（表面層）４ｃおよび内層５ｃを備え、内層５ｃが１２の層５１〜６２から構成されている。
【００７５】
さらに、光触媒組成物１ｃは、外層４ｃから内部に向かうにしたがい、吸着剤粒子２おと光触媒粒子３との割合（組成比）が連続的に変化している。つまり、光触媒組成物１ｃは、外層４ｃおよび内層５ｃ（層５１〜６２）において、吸着剤粒子２と光触媒粒子３との存在割合が不均一となっている。図１０の例では、光触媒組成物１ｃの中心に向かうほど、吸着剤粒子２の割合が低く、光触媒粒子３の割合が高くなっている。しかし、逆に、光触媒組成物１ｃの中心に向かうほど、吸着剤粒子２の割合が高く、光触媒粒子３の割合が低くなっていてもよい。
【００７６】
光触媒組成物１ｃは、光触媒組成物１ａと同様の構成であるため、光触媒組成物１ｂと同様の効果を奏する。
【００７７】
また、実施形態２，３の光触媒組成物１ａ，１ｂでは、外層４ａ・４ｂと内層５ａ・５ｂとの間で、吸着剤粒子２と光触媒粒子３との組成比が急激に変化するため、造粒の際にひび割れもしくは剥がれなどが生じる場合がある。
【００７８】
これに対し、本実施形態の光触媒組成物１ｃでは、外層４ｃと内層５ｃとの間で、吸着剤粒子２と光触媒粒子３との組成比が連続的に変化しているため、造粒の際にひび割れもしくは剥がれなどが生じるのを軽減することができる。
【００７９】
光触媒組成物１ｃの作製方法としては、例えば、転動造粒のように内層５ｃ（最も内側の層６２）から順にペレットを成長させていくような造粒方法において、成長に伴って投入する材料の組成比を変えていくような造粒方法が考えられる。作製方法はこれに限定されるものではなく、内層５ｃ（最も内側の層６２）から成長させる造粒方法を用いることにより、外層４ｃ（表面）からの距離に従って吸着剤粒子２及び光触媒粒子３の割合を自由に制御することができる。
【００８０】
〔実施形態５〕
本発明の他の実施形態について、図１１および図１２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００８１】
図１１は、本発明の実施形態５に係る光触媒組成物１ｄの外観を模式的に示す斜視図である。図１２は、本発明の実施形態５に係る光触媒組成物１ｄを模式的に示す断面図である。図１１および図１２に示すように、本実施形態の光触媒組成物１ｄは、実施形態１の光触媒組成物１と同様に、固形状（固体）であり、吸着剤粒子２と光触媒粒子３とが分散状態で存在した集合体を形成している。さらに、図１２に示すように、光触媒組成物１ｄでも、空隙６が形成されている。
【００８２】
光触媒組成物１ｄは、光触媒組成物１ｄの表面における光触媒粒子３の分布密度が最も高い点が、光触媒組成物１との最大の相違点である。光触媒粒子３の分布密度は特に限定されるものではないが、分布密度が高ければ分解重視、低ければより吸着重視された光触媒組成物１ｄとなる。つまり、光触媒粒子３の分布密度が高いほど、光触媒粒子３の効果（分解性能）を重視した光触媒組成物１ｄとなる。
【００８３】
具体的には、図１２に示すように、光触媒組成物１ｄでは、光触媒粒子３の分布密度が、光触媒組成物１の表面において密に、内部において疎になっている。言い換えれば、光触媒組成物１ｄに対しある方向から平行光を照射した場合において、吸着剤粒子２による反射光を考慮せずに平行光が直接照射される光触媒粒子３と吸着剤粒子２との面積の比を「Ａ」とし、平行光が直接照射されない光触媒粒子３と吸着剤粒子２の体積の比を「Ｂ」とした場合、光触媒組成物１は、１／Ａ≠０、Ｂ≠０、かつ、Ａ＞Ｂとなっている。
【００８４】
上記「Ａ」は、光触媒組成物１ｄのみかけ上の表面における光触媒粒子３の占める面積／光触媒組成物１ｄのみかけ上の表面における吸着剤粒子２の占める面積で表すことができる。上記「Ｂ」は、光触媒組成物１ｄの内部における光触媒粒子３の占める体積／光触媒組成物１ｄの内部における吸着剤粒子２の占める体積で表すことができる。上記「Ａ」における、光触媒組成物１ｄのみかけ上の表面の面積は、例えば、電子顕微鏡等で撮影した写真から算出することができる。上記「Ｂ」における各体積は、断面の観察やＸ線透視により直接的に算出することもできるし、光触媒組成物１ｄの密度と空隙率及び光触媒粒子３の密度と吸着剤粒子２の密度とから重量比を算出することにより、計算で体積比を算出することができる。
【００８５】
なお、光触媒粒子３の分布密度は、光触媒組成物１ｄの表面が最大であればよく、内部に向かうにしたがい次第に減少する構成であってもよい。
【００８６】
光触媒組成物１ｄにおいて、光触媒粒子３は光を受けることにより効果を発揮するため、光を強く受ける光触媒組成物１ｄの表面に多く存在する方が効率的である。したがって、光触媒組成物１ｄの表面における光触媒粒子３の分布密度が最も高いことが好ましい。すなわち、Ａ＞Ｂであることが好ましい。一方で、吸着剤粒子２も分解対象物と接しない限り吸着性能を発揮できないため１／Ａ≠０であることが好ましい。また、光触媒組成物１ｄの内部であっても、吸着剤粒子２の反射光および透過光が到達すると共に、空隙６を介して直接内部の光触媒粒子３に光が到達する。これにより、内部の光触媒粒子３も効果を発揮するため、Ｂ≠０であることが好ましい。
【００８７】
［光触媒組成物１ｄの製造方法］
次に、光触媒組成物１ｄの製造方法について説明する。光触媒組成物１ｄの製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば以下のような製造方法が考えられる。
【００８８】
例えば、粉末状の吸着剤粒子２と、粉末状の光触媒粒子３とをある割合で混合（第１混合工程）し、これらの粒子の集合体として空隙を持った塊状に固定成形（光触媒組成物１ｄの内部の固定成形）した後（第１成形工程）に、その周囲に粉末状の吸着剤粒子２と、粉末状の光触媒粒子３とを最初の成形時よりも光触媒粒子３が多い割合で混合（第２混合工程）し、第１成形工程と同様のまたは別の成形方法で空隙を持たせて固定成形（光触媒組成物１ｄの表面の固定成形）する（第２成形工程）ことによって製造することができる。なお、第１成形工程および第２成形工程における成形方法は、実施形態１で説明した成形方法と同様である。
【００８９】
また、光触媒組成物１ｄは、実施形態１における混合工程および成形工程の後に、成形工程によって得られた成形物の表面に、さらに光触媒粒子３を担持させる担持工程を行うことによっても、製造することができる。
【００９０】
このような製造方法によって、光触媒組成物１ｄを簡便に製造することができる。
【００９１】
なお、本実施形態の光触媒組成物１ｄの製造時には、空隙６を形成するため、後述の［光触媒組成物１ｄの評価］における製造方法において、吸着剤粒子２とバインダーからなるペレットに光触媒粒子３を含浸させる過程で、ペレットの内部まで光触媒粒子３を含浸させることができる。
【００９２】
［光触媒組成物１ｄの作用］
このように、本実施形態の光触媒組成物１ｄでは、光触媒粒子３が光触媒組成物１の最表面のみならず内部にまで分散して存在している。しかも、光触媒組成物１ｄの表面における光触媒粒子の分布密度が最も高くなっている。すなわち、光触媒組成物１ｄの表面において光触媒粒子３の分布密度が密に、内部において疎になっている。このため、実施形態１の光触媒組成物１の効果に加えて、光触媒粒子３の多くが光を強く受けることができ、分解性能の向上を図ることができる。
【００９３】
また、光触媒組成物１ｄは空隙６が形成されているため、吸着剤粒子２の吸着能力を阻害することなく十分な量の光触媒粒子３を確保できる。
【００９４】
［光触媒組成物１ｄの評価］
（評価対象の光触媒組成物１ｄの製造）
光触媒として酸化タングステン、吸着剤としてＺＳＭ−５型のゼオライト、バインダーとしてポリエチレンを用いた。酸化タングステン：ゼオライト：バインダーの重量比を、０．５：４．５：５として加熱成形により空隙が形成されたペレット形態としたのち、含浸により光触媒をペレット周囲に担持させ、最終的に周囲（表面）の酸化タングステン：内部の酸化タングステン：ゼオライト：バインダーの重量比が１．７：０．５：４．５：５となったペレット形態の光触媒組成物１ｄを製造した。
【００９５】
なお、光学的な表面観察によると、光触媒組成物１ｄの表面における、「光触媒面積／吸着剤面積の比（Ａ）」は約１００と算出された。また、光触媒および吸着剤の各密度の計算から、光触媒組成物１ｄの内部における、光触媒体積／吸着剤体積の比Ｂは、約０．０３と算出され、光触媒組成物１ｄの空隙率は、約３７％と算出された。
【００９６】
（比較対象（比較例３）の光触媒組成物の製造）
光触媒として酸化タングステン、吸着剤としてＺＳＭ−５型のゼオライト、バインダーとしてポリエチレンを用いた。酸化タングステン：ゼオライト：バインダーの重量比を、２．５：２．５：５として加熱成形によりペレット形態の光触媒組成物を製造した。
【００９７】
なお、光学的な表面観察によると、光触媒面積／吸着剤面積の比Ａ＝０．００５程度と見積もられ、密度の計算から光触媒体積／吸着剤体積の比Ｂ＝０．０３程度と見積もられた。比較例３の光触媒組成物の空隙率は、約３７％と算出された。
【００９８】
（評価方法）
実施形態１の評価方法と同様に、図２に示す評価装置を用いて実施例の光触媒組成物１ｄおよび比較例の光触媒組成物を評価した。
【００９９】
分解対象ガスとしては、ＶＯＣや各種臭いの原因となるガスの代表としてアセトアルデヒドガスを使用した。まず、実施例および比較例３の光触媒組成物に光を照射せずにアセトアルデヒドガスを吸着させた際のガス濃度変化を測定し、ガス濃度変化が見られなくなった時点におけるガス減少量を吸着剤の量で除し、吸着剤の単位量あたりの限界吸着量とした。次に、実施例および比較例の光触媒組成物に光を照射してアセトアルデヒドガスの分解を行った。アセトアルデヒドガスの分解により生じる二酸化炭素濃度の変化を測定することによってガスの分解量を算出し、その分解量の変化の傾きを光触媒の量で除したものを、光触媒の単位量あたりの平均分解速度とした。アセトアルデヒドガス濃度の測定については、ガステック製のアセトアルデヒド用検知管Ｎｏ．９２及び二酸化炭素用検知管Ｎｏ．２ＬＣを使用した。
【０１００】
（評価結果）
上述した評価方法により、本実施形態の光触媒組成物１ｄの限界吸着量及び平均分解速度を測定した。図１３は、光触媒組成物１ｄの限界吸着量の評価結果を示すグラフである。なお、図１３のグラフには、比較対象として、表面に光触媒粒子を担持していない光触媒組成物（比較例３）の測定結果も示している。
【０１０１】
図１３に示すように、本実施形態の光触媒組成物１ｄと比較例３では、限界吸着量は同等かやや本実施形態の光触媒組成物１ｄが優位となっている。これは、本実施形態の光触媒組成物１ｄの表面においては、上述の特許文献１，２に記載されている従来例とは異なり、光触媒組成物１の表面全てを光触媒粒子３で覆ってしまうことなく吸着剤粒子２が表面に露出しており、また、内部にわたって空隙が存在するためガスが浸透し十分に吸着が行えたものと考えられる。
【０１０２】
次に、図１４に基づき、光触媒組成物１ｄおよび比較例３における平均分解速度の測定結果を説明する。図１４は、光触媒組成物１ｄおよび比較例３のガス分解性能を比較したグラフである。
【０１０３】
図１４に示すように、平均分解速度は比較例３の２１．８［ｐｐｍ＠５Ｌ／ｈ］に対して光触媒組成物１ｄでは２６．３［ｐｐｍ＠５Ｌ／ｈ］となった。この結果は、比較例３のように光触媒粒子がペレットの内部に存在する構成であっても、光触媒組成物１ｄのように光透過性及び光反射性のある吸着剤粒子２と、可視光応答型の光触媒粒子３とを用いて空隙６を持つように成形することにより、内部の光触媒粒子３にまで十分に光が到達しガスの分解が可能であることを示している。さらに、光触媒組成物１ｄは、表面に担持した光触媒粒子３が直接的に光を受けることから分解効率が高くなっている。このため、本実施形態の光触媒組成物１ｄの方がトータルとして、比較例３よりも光触媒粒子３のガス分解効率が高くなったということを示している。したがって、光触媒組成物１ｄは、表面に光触媒粒子を追加担持させていない比較例３に対して平均分解速度が高く、ガス分解効率の面で優位になるということが確認された。
【０１０４】
以上のように、光触媒組成物１ｄは、表面において光触媒粒子３の分布が密に、内部において疎になっている。これにより、吸着剤の吸着性能と光触媒の分解性能とを持続および両立させることができる上、光触媒粒子３の多くが光を強く受けることができ、分解性能の向上を図ることができる。
【０１０５】
〔実施形態６〕
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。本実施形態では、実施形態５の光触媒組成物１ｄの製造方法について説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１０６】
本実施形態における光触媒組成物１ｄの製造方法は、吸着剤粒子２と光触媒粒子３とを光触媒組成物１ｄの表面から内部にかけて分散させる分散工程が、吸着剤粒子２と、熱可塑性バインダーとを用いて空隙６が形成された成形物を形成する成形工程と、上記空隙６が形成された成形物の表面に、光触媒粒子３を担持させる担持工程とを含んでいる。
【０１０７】
例えば、上記成形工程は、粉末状の吸着剤粒子２を、バインダーとして熱可塑性樹脂（熱可塑性バインダー）を用いて空隙６を持った塊状に固定成形する。さらに、成形工程後、上記担持工程を行うことによって、成形工程で得られた成形物の表面に、光触媒粒子３を含浸法により担持させる。これにより、光触媒組成物１ｄを簡便に製造することができる。
【０１０８】
上記成形工程で用いる熱可塑性バインダーは、例えば、ポリプロピレンやポリエチレンなどの熱可塑性樹脂である。また、上記成形工程における成形方法としては、熱を加える成形方法であれば特に限定されるものではない。例えば、成形方法は、型に吸着剤粒子２と熱可塑性バインダーとの混合粒子を流し込み加熱して成形する、加熱成形による造粒であってよい。
【０１０９】
一方、上記担持工程における光触媒粒子３の含浸法は、例えば、光触媒粒子３を水やアルコールなどの溶媒に分散させ、上記成形工程によって得られた成形物（空隙６を持った塊状の固定成形物）に染み込ませ、加熱または常温で乾燥させる方法であってもよい。
【０１１０】
このような方法によれば、担持工程において、成形工程によって得られた固定成形物の表面だけでなく、空隙６にも光触媒粒子３の分散液がある程度浸透する。このため、固定成形物の内部にもある程度の光触媒粒子３を担持させることができる。その結果、光触媒組成物１ｄの内部にまで確実に光触媒粒子３を分散させ、内部の吸着剤粒子２に光触媒粒子３を担持させることができる。
【０１１１】
さらに、本実施形態の製造方法では、担持工程の後に、加熱により上記熱可塑性バインダーを軟化させた後、軟化した熱可塑性バインダーを硬化させることにより、上記光触媒粒子３を熱可塑性バインダーに固定する固定工程をさらに含むことが好ましい。
【０１１２】
このように、含浸法により光触媒粒子３を担持させる担持工程の後に、固定工程を行うと、固定工程では熱可塑性バインダーが軟化し、常温まで冷却される。これにより、熱可塑性バインダーが再び硬化するときに、光触媒粒子３を熱可塑性バインダーに固定することができる。その結果、光触媒組成物１ｄの内部の熱可塑性バインダーに光触媒粒子３を担持させることができる。したがって、光触媒組成物１ｄの内部に確実に光触媒粒子３を担持させることができる。
【０１１３】
〔実施形態７〕
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。本実施形態では、実施形態５の光触媒組成物１ｄの別の製造方法について説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１１４】
本実施形態における光触媒組成物１ｄの製造方法は、吸着剤粒子２と光触媒粒子３とを光触媒組成物１ｄの表面から内部にかけて分散させる分散工程が、吸着剤粒子２と、熱硬化性バインダーとを用いて空隙６が形成された成形物を形成する成形工程と、上記空隙６が形成された成形物の表面に、光触媒粒子３を担持させる担持工程とを含んでいる。
【０１１５】
例えば、上記成形工程は、粉末状の吸着剤粒子２を、バインダーとして複数条件で硬化する熱硬化性バインダーを用いて加熱成形する。例えば、バインダーとして、異なる２つの条件で熱硬化する２段階熱硬化性バインダーを用いる。そして、成形工程では、１段階目の硬化によって空隙６を持った塊状に固定形成する。さらに、成形工程後、上記担持工程を行うことによって、成形工程で得られた成形物の表面に、光触媒粒子３を含浸法により担持させる。これにより、光触媒組成物１ｄを簡便に製造することができる。
【０１１６】
上記成形工程で用いる熱硬化性バインダーは、複数条件で硬化する熱硬化性バインダーを用いることが好ましい。例えば、このような性質の熱硬化性バインダーとして、異なる２つの条件で熱硬化する２段階熱硬化性樹脂、より具体的にはシリコーン系樹脂またはエポキシ系樹脂が挙げられる。
【０１１７】
また、上記成形工程における成形方法としては、熱を加える成形方法であれば特に限定されるものではない。例えば、成形方法は、型に吸着剤粒子２と熱硬化性バインダーとの混合粒子を流し込み加熱して成形する、加熱成形による造粒であってよい。
【０１１８】
一方、上記担持工程における光触媒粒子３の含浸法は、例えば、光触媒粒子３を水やアルコールなどの溶媒に分散させ、上記成形工程によって得られた成形物（空隙６を持った塊状の固定成形物）に染み込ませ、加熱または常温で乾燥させる方法であってもよい。
【０１１９】
このような方法によれば、担持工程において、成形工程によって得られた固定成形物の表面だけでなく、空隙６にも光触媒粒子３の分散液がある程度浸透する。このため、固定成形物の内部にもある程度の光触媒粒子３を担持させることができる。その結果、光触媒組成物１ｄの内部にまで確実に光触媒粒子３を分散させ、内部の吸着剤粒子２に光触媒粒子３を担持させることができる。
【０１２０】
さらに、本実施形態の製造方法では、担持工程の後に、上記成形工程とは異なる硬化条件で熱硬化性バインダーを硬化させることにより、光触媒粒子３を熱硬化性バインダーに固定する固定工程をさらに含むことが好ましい。
【０１２１】
このように、含浸法により光触媒粒子３を担持させる担持工程の後に、固定工程を行うと、固定工程において２段階目の硬化が起こり、光触媒粒子３を熱硬化性バインダーに固定することができる。その結果、光触媒組成物１ｄの内部の熱可塑性バインダーに光触媒粒子３を担持させることができる。したがって、光触媒組成物１ｄの内部に確実に光触媒粒子３を担持させることができる。
【０１２２】
〔まとめ〕
本発明の態様１にかかる光触媒組成物１，１ａ，１ｂ，１ｃ、１ｄは、光透過性および光反射性の少なくとも一方を有する吸着剤粒子２と、光触媒粒子３とを含有する固形状の光触媒組成物１，１ａ，１ｂ，１ｃであって、上記吸着剤粒子２と光触媒粒子３とが、分散状態で存在している構成である。
【０１２３】
上記の構成によれば、吸着剤粒子と光触媒粒子とが分散状態で存在している。すなわち、光触媒粒子は、特許文献１，２に記載の技術のように、吸着剤粒子の表面にのみ存在するのではなく、光触媒組成物の内部にまで分散状態で存在する。これにより、吸着剤粒子への分解対象物の吸着が、光触媒粒子によって阻害されないため、高い吸着性能が発揮される。
【０１２４】
さらに、上記の構成によれば、吸着剤粒子の表面に光触媒粒子を担持させる（被覆させる）構成ではないため、その場合よりも、多くの光触媒粒子を含有させることができる。また、吸着剤粒子の表面から光触媒粒子が剥がれ落ちるという問題も生じない。しかも、吸着剤粒子が光透過性を有するため、内部に存在する光触媒粒子にも十分光が到達する。これにより、光触媒による分解性能を持続させることができる。
【０１２５】
したがって、吸着性能と分解性能とを持続させることのできる光触媒組成物を提供することができる。また、吸着性能と分解性能とを両立させることのできる光触媒組成物を提供することができる。
【０１２６】
本発明の態様２にかかる光触媒組成物１，１ａ，１ｂ，１ｃ、１ｄは、態様１において、空隙が形成されていることが好ましい。本発明の態様３にかかる光触媒組成物１，１ａ，１ｂ，１ｃ、１ｄは、態様２において、上記空隙の占める割合が、上記光触媒組成物１００体積％に対して、３０〜５０体積％であることが好ましい。
【０１２７】
上記の構成によれば、吸着剤粒子２が光反射性を有する波長領域においては、空隙を介して光触媒組成物の内部にまで到達する。つまり、吸着剤粒子が光反射性を有する波長領域においても光透過性を有する波長領域同様、光触媒組成物の内部まで光を到達させることができる。また、ガスが空隙に浸透し、光触媒組成物の内部の吸着剤粒子においても十分に吸着を行うことができる。
【０１２８】
本発明の態様４に係る光触媒組成物１，１ａ，１ｂ，１ｃ、１ｄは、態様１〜３において、上記光触媒粒子３は、可視光応答型の光触媒からなることが好ましい。本発明の態様５に係る光触媒組成物１，１ａ，１ｂ，１ｃ、１ｄは、態様４において、上記光触媒粒子３は、酸化タングステン、可視光領域で作用する二酸化チタン、またはこれら複数の混合物から構成されていてもよい。
【０１２９】
上記の構成によれば、光触媒粒子が、酸化タングステンや可視光領域でも作用するように改良された二酸化チタンなどの可視光応答型の光触媒から構成されているため、可視光を吸収することにより、光触媒活性を示す。これにより、紫外線応答型の光触媒よりも長い波長において、分解対象物を分解することが可能となる。したがって、屋内や自動車内など紫外線が非常に少ない状況でも、吸着性能と分解性能とを安定して発揮する光触媒組成物を提供することができる。
【０１３０】
本発明の態様６に係る光触媒組成物１，１ａ，１ｂ，１ｃ、１ｄは、態様１〜５において、上記吸着剤粒子２が、ゼオライト、セピオライト、メソポーラスシリカ、活性白土、またはこれら複数の混合物から構成されていることが好ましい。
【０１３１】
上記の構成によれば、吸着剤粒子が、特に可視光から近紫外の波長領域において光透過性の高いゼオライト、セピオライト、メソポーラスシリカ、活性白土、またはこれら複数の混合物から構成されている。これにより、光触媒組成物の内部に存在する光触媒粒子にまで、確実に光を到達させることができる。したがって、光触媒組成物の吸着性能と分解性能とを長期間持続させることができる。
【０１３２】
本発明の態様７に係る光触媒組成物１，１ａ，１ｂ，１ｃ、１ｄは、態様１〜６において、ペレット形態であることが好ましい。
【０１３３】
上記の構成によれば、ペレット形態の光触媒組成物１，１ａ，１ｂ，１ｃ、１ｄであるため、粉体のまま使用する場合と比較して、他の担持体などを必要とせず、ガス吸着分解性能を低下させない範囲で、ある程度の体積を持った塊としてそのまま使用することができる。したがって、ハンドリングの面で簡便に使用することができる。
【０１３４】
本発明の態様８に係る光触媒組成物１，１ａ，１ｂ，１ｃ、１ｄは、態様７において、略球形のペレット形態であり、その直径が０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下であってもよい。これにより、ハンドリング面の簡便性を維持しつつ、光触媒組成物への分解対象物を確実に浸透させることができる。
【０１３５】
本発明の態様９に係る光触媒組成物１ｄは、態様１〜８において、上記光触媒組成物１ｄの表面における光触媒粒子の分布密度が最も高い構成であってもよい。
【０１３６】
上記の構成によれば、光触媒組成物１ｄの表面において光触媒粒子３の分布が密に、内部において疎になっているため、表面に担持した光触媒粒子３の方が直接的に光を受けることから分解効率が高くなる。
【０１３７】
さらに、光触媒組成物１ｄに空隙６が形成されていれば、光触媒組成物１ｄの表面全てを光触媒粒子３で覆ってしまうことなく吸着剤粒子２が表面に露出する。これにより、表面においても、内部においても、吸着剤の吸着性能と光触媒の分解性能とが発揮される。したがって、吸着剤の吸着性能と光触媒の分解性能とを、より確実に持続させることができると共に、より確実に両立させることができる。
【０１３８】
本発明の態様１０に係る光触媒組成物１は、態様１〜８において、上記吸着剤粒子２と光触媒粒子３との組成比が、光触媒組成物１の内部において均一であってもよい。
【０１３９】
上記の構成によれば、吸着剤粒子および光触媒粒子が、光触媒組成物中に均一に存在する。このため、常に吸着と分解とのバランスが最適に保たれた光触媒組成物を提供することができる。
【０１４０】
本発明の態様１１に係る光触媒組成物１は、態様１〜８において、光触媒組成物の内部に向かうにしたがい、上記吸着剤粒子と光触媒粒子との組成比が、増加または減少していてもよい。
【０１４１】
上記の構成によれば、光触媒組成物の内部に向かうにしたがい、上記吸着剤粒子と光触媒粒子との組成比が変化するため、吸着剤粒子および光触媒粒子が、光触媒組成物中に不均一に存在する。これにより、内部に向かうにしたがい吸着剤粒子が減少する場合には、短期的には吸着重視、長期的には分解重視という光触媒組成物を実現することができる。一方、内部に向かうにしたがい吸着剤粒子が増加する場合には、短期的には分解重視、長期的には吸着重視という光触媒組成物を実現することができる。
【０１４２】
本発明の態様１２に係る光触媒組成物１，１ａ，１ｂ，１ｃ、１ｄは、態様１〜１１において、バインダーをさらに含有する構成であってもよい。これにより、光触媒組成物の成形が容易になり、光触媒組成物を簡便に製造することができる。
【０１４３】
本発明の態様１３にかかる光触媒組成物１，１ａ，１ｂ，１ｃ、１ｄの製造方法は、光透過性および光反射性の少なくとも一方を有する吸着剤粒子と、光触媒粒子とを含有する固形状の光触媒組成物の製造方法であって、上記吸着剤粒子と光触媒粒子とを上記光触媒組成物の表面から内部にかけて分散させる分散工程を含む方法である。
【０１４４】
上記の構成によれば、吸着性能と分解性能とを持続させることのできる光触媒組成物、および、吸着性能と分解性能とを両立させることのできる光触媒組成物を製造することができる。
【０１４５】
本発明の態様１４に係る光触媒組成物１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの製造方法は、態様１３において、上記分散工程が、上記吸着剤粒子と光触媒粒子とを混合する混合工程と、上記混合工程により混合された吸着剤粒子と光触媒粒子とを成形する成形工程とを含んでいてもよい。これにより、光触媒組成物を簡便に製造することができる。
【０１４６】
本発明の態様１５に係る光触媒組成物１ｄの製造方法は、態様１４において、上記成形工程によって得られた成形物の表面に、さらに光触媒粒子３を担持させる担持工程を含んでいてもよい。
【０１４７】
上記の構成によれば、光触媒組成物１ｄの表面における光触媒粒子３の分布密度が最も高い光触媒組成物１ｄを簡便に製造することができる。
【０１４８】
本発明の態様１６に係る光触媒組成物１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの製造方法は、態様１３において、上記分散工程が、上記吸着剤粒子と、熱可塑性バインダーまたは熱硬化性バインダーとを用いて空隙が形成された成形物を形成する成形工程と、上記空隙が形成された成形物の表面に、上記光触媒粒子を担持させる担持工程とを含んでいてもよい。
【０１４９】
上記の構成によれば、吸着性能と分解性能とを持続させることのできる光触媒組成物、および、吸着性能と分解性能とを両立させることのできる光触媒組成物を簡便に製造することができる。
【０１５０】
本発明の態様１７に係る光触媒組成物１ｄの製造方法は、態様１６において、上記成形工程では、熱可塑性バインダーを用いて加熱成形し、上記担持工程では、含浸法により上記空隙が形成された成形物の表面に、上記光触媒粒子を担持させ、上記担持工程の後に、加熱により上記熱可塑性バインダーを軟化させた後、軟化した熱可塑性バインダーを硬化させることにより、上記光触媒粒子を熱可塑性バインダーに固定する固定工程とを含んでいてもよい。
【０１５１】
上記の構成によれば、担持工程において、含浸により空隙に光触媒粒子の分散液を浸透させて空隙が形成された成形物の内部に光触媒粒子を担持させた後、固定工程を行う。これにより、固定工程による加熱により、光触媒粒子を熱可塑性バインダーに固定することができる。したがって、光触媒組成物１ｄの表面における光触媒粒子３の分布密度が最も高い光触媒組成物１ｄを簡便に製造することができる。
【０１５２】
本発明の態様１８に係る光触媒組成物１ｄの製造方法は、態様１６において、上記成形工程では、複数条件で硬化する熱硬化性バインダーを用いて加熱成形し、上記担持工程では、含浸法により上記空隙が形成された成形物の表面に、上記光触媒粒子を担持させ、上記担持工程の後に、上記成形工程とは異なる硬化条件で上記熱硬化性バインダーを硬化させることにより、上記光触媒粒子を熱硬化性バインダーに固定する固定工程とを含んでいてもよい。
【０１５３】
上記の構成によれば、成形工程よる１段階目の硬化により、空隙が形成された成形物が形成される。さらに、担持工程において、含浸により空隙に光触媒粒子の分散液を浸透させて空隙が形成された成形物の内部に光触媒粒子を担持させた後、固定工程を行う。これにより、固定工程による２段階目の硬化により、光触媒粒子３を２段階熱硬化性バインダーに固定することができる。したがって、光触媒組成物１ｄの表面における光触媒粒子３の分布密度が最も高い光触媒組成物１ｄを簡便に製造することができる。
【０１５４】
本発明の態様２１にかかるガス吸着分解ペレットは、粉末状の吸着剤と粉末状の光触媒を混合し、粉末の集合体として塊状に固定成形させたペレットであって、吸着剤は光透過性を有し、光触媒は可視光応答型となっている。
【０１５５】
上記の構成によれば、十分な量の光触媒を確保できるため高いガス吸着分解性能を有し、長時間使用してもガス分解性能が低下しにくいガス吸着分解ペレットを実現することができる。
【０１５６】
本発明の態様２２に係るガス吸着分解ペレットは、態様２１において、前記吸着剤が、ゼオライト、セピオライト、又はこれらの混合物から構成されていてもよい。
【０１５７】
上記の構成によれば、特に光透過性を有する吸着剤であるため、ペレット内部まで十分に光を到達させ、高いガス分解性能を実現することができる。
【０１５８】
本発明の態様２３に係るガス吸着分解ペレットは、態様２１または２２において、前記光触媒が、三酸化タングステン（ＷＯ３）、特定の金属イオンの導入または酸素サイトへの窒素の導入により可視光領域でも作用するように改良された二酸化チタン（ＴｉＯ２）、又はこれらの混合物から構成されていてもよい。
【０１５９】
上記の構成によれば、特に可視光に反応する特性を持つ光触媒を構成することが可能となるため、紫外光に反応する光触媒と比較してより長い波長でもガスを分解することが可能となり、一般に吸着剤における光透過性がより高くなるより長波長の光を用いることができるため、高いガス分解性能を実現することができる。
【０１６０】
本発明の態様２４に係るガス吸着分解ペレットは、態様２１〜２３において、概球形であり、その直径はφ０．５ｍｍ〜φ５ｍｍ程度であってもよい。
【０１６１】
上記の構成によれば、粉体のまま使用する場合と比較して、他の担持体などを必要とせず、ガス吸着分解性能を低下させない範囲で、ある程度の体積を持った塊としてそのまま使用することができるため、ハンドリングの面で簡便に使用することができる。
【０１６２】
本発明の態様２５に係るガス吸着分解ペレットは、態様２１〜２４において、吸着剤及び光触媒の存在割合が、ペレット内部の各所において均一であってもよい。
【０１６３】
上記の構成によれば、長期間の使用により例え粉落ち等が発生した場合でも吸着剤と光触媒の割合を常に一定に保つことができ、絶えず最適な割合で動作させることが可能となることから、長期間の使用によるガス吸着分解性能の低下を軽減することができる。
【０１６４】
本発明の態様２６に係るガス吸着分解ペレットは、態様２１〜２５において、吸着剤及び光触媒の存在割合が、ペレット表面からの距離の関数で表現できてもよい。
【０１６５】
上記の構成によれば、ガス及び光がペレット表面から浸透するに従って濃度が変化するが、それに応じて最適な吸着剤及び光触媒の割合を自由に設定することができる。
【０１６６】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６７】
本発明の光触媒組成物は、空気清浄機や脱臭機に好適に利用することができ、利用の場面としては、家庭、会議室、店舗、工場、医療機関、自動車、電車、船舶、航空機などにおいて好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１６８】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ  光触媒組成物
２  吸着剤粒子
３  光触媒粒子
６  空隙
【要約】      （修正有）【課題】吸着性能と分解性能とを持続させることのできる光触媒組成物の提供。【解決手段】光透過性を有するゼオライト、セピオライト、メソポーラスシリカ、活性白土、またはこれら複数の混合物から構成されている吸着剤粒子2と、酸化タングステン、可視光領域で作用する二酸化チタン、またはこれらの混合物から構成されている光触媒粒子３とを含有しており、吸着剤粒子２と光触媒粒子３とが、分散状態で存在している光触媒組成物１。光触媒組成物１は空隙が形成されており、光触媒組成物１の１００体積％に対して、空隙は３０〜５０体積％である光触媒組成物１。【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図４】
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【図５】
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