(57)【要約】【課題】空気中の有機化学物質を迅速に吸着除去するとともに有機化学物質を効率よく酸化分解することできる空気清浄装置および空気清浄方法を提供すること。【解決手段】本発明に係る空気清浄装置１は、空気が流通する流路５０中に配置された第１の電極２１と、第２の電極２２と、第１の電極２１と第２の電極２２との間に電圧を印加する電源部３０と、第１の電極２１と第２の電極２２との間、または近傍に配置された光触媒モジュール１０と、第２の電極２２の下流側に配置されたオゾン分解触媒モジュール４０とを備えた空気清浄装置であり、光触媒モジュール１０は、基体の表面に、光触媒反応部と、有機化学物質を吸着する吸着剤が担持されて形成され、光触媒反応部に隣接して設けられた光触媒隣接吸着部とを有し、オゾン分解触媒モジュール４０は、基体の表面にオゾン分解触媒反応部を有する。【選択図】  図１
2011125390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気が流通する流路中に配置された第１の電極と、
前記流路中に前記第１の電極に対向して配置された第２の電極と、
前記第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加する電源部と、
前記第１の電極と第２の電極との間、または近傍に配置された光触媒モジュールと、
前記流路中かつ前記第２の電極の下流側に配置されたオゾン分解触媒モジュールとを備えた空気清浄装置であり、
前記光触媒モジュールは、基体の表面に、光触媒が担持されて形成された光触媒反応部と、有機化学物質を吸着する吸着剤が担持されて形成され、前記光触媒反応部に隣接して設けられた光触媒隣接吸着部とを有し、
前記オゾン分解触媒モジュールは、基体の表面にオゾン分解触媒が担持されて形成されたオゾン分解触媒反応部を有することを特徴とする空気清浄装置。
【請求項２】
前記オゾン分解触媒モジュールは、基体の表面に、オゾン分解触媒が担持されて形成されたオゾン分解触媒反応部と、有機化学物質を吸着する吸着剤が担持されて形成され、前記オゾン分解触媒反応部に隣接して設けられたオゾン分解触媒隣接吸着部とを有することを特徴とする請求項１に記載の空気清浄装置。
【請求項３】
空気が流通する流路中に配置された第１の電極と、
前記流路中に前記第１の電極に対向して配置された第２の電極と、
前記第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加する電源部と、
前記第１の電極と第２の電極との間、または近傍に配置された光触媒モジュールと、
前記流路中かつ前記第２の電極の下流側に配置されたオゾン分解触媒モジュールとを備えた空気清浄装置であり、
前記光触媒モジュールは、基体の表面に光触媒が担持されて形成された光触媒反応部を有し、
前記オゾン分解触媒モジュールは、基体の表面に、オゾン分解触媒が担持されて形成されたオゾン分解触媒反応部と、有機化学物質を吸着する吸着剤が担持されて形成され、前記オゾン分解触媒反応部に隣接して設けられたオゾン分解触媒隣接吸着部とを有することを特徴とする空気清浄装置。
【請求項４】
前記光触媒モジュールは、基体と、この基体の表面に光触媒が担持されて形成された光触媒反応部と、この光触媒反応部の表面の一部に有機化学物質を吸着する吸着剤がさらに担持されて形成された光触媒隣接吸着部とを有することを特徴とする請求項１または２に記載の空気清浄装置。
【請求項５】
前記光触媒モジュールは、基体と、この基体の表面に有機化学物質を吸着する吸着剤が担持されて形成された光触媒隣接吸着部と、この光触媒隣接吸着部の表面の一部に光触媒がさらに担持されて形成された光触媒反応部とを有することを特徴とする請求項１または２に記載の空気清浄装置。
【請求項６】
前記オゾン分解触媒モジュールは、基体と、この基体の表面にオゾン分解触媒が担持されて形成されたオゾン分解触媒反応部と、このオゾン分解触媒反応部の表面の一部に有機化学物質を吸着する吸着剤がさらに担持されて形成されたオゾン分解触媒隣接吸着部とを有することを特徴とする請求項２または３に記載の空気清浄装置。
【請求項７】
前記オゾン分解触媒モジュールは、基体と、この基体の表面に有機化学物質を吸着する吸着剤が担持されて形成されたオゾン分解触媒隣接吸着部と、このオゾン分解触媒隣接吸着部の表面の一部にオゾン分解触媒がさらに担持されて形成されたオゾン分解触媒反応部とを有することを特徴とする請求項２または３に記載の空気清浄装置。
【請求項８】
前記吸着剤は、ゼオライトであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項９】
前記吸着剤は、白金、イリジウム、オスミウム、パラジウム、ロジウムおよびルテニウムの少なくとも一種からなる白金族金属の微粒子であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項１０】
基体の表面に、光触媒が担持されて形成された光触媒反応部と、有機化学物質を吸着する吸着剤が担持されて形成され、前記光触媒反応部に隣接して設けられた光触媒隣接吸着部とを有する光触媒モジュールと、
基体の表面にオゾン分解触媒が担持されて形成されたオゾン分解触媒反応部を有するオゾン分解触媒モジュールと、
を備えた空気清浄装置を用いた空気清浄方法であり、
放電光を発生させることにより、有機化学物質を含む空気中にオゾンを生成するオゾン生成工程と、
前記光触媒モジュールを用い、前記オゾン生成工程を経た空気に含まれる有機化学物質の一部を前記光触媒隣接吸着部に吸着させるとともに、表面拡散により前記光触媒隣接吸着部から前記光触媒反応部に移動した有機化学物質と前記空気に含まれる有機化学物質の他の一部とを前記放電光で生じた光触媒反応により酸化分解する光触媒処理工程と、
前記オゾン分解触媒モジュールを用い、前記光触媒処理工程を経た空気に含まれるオゾンを分解して酸素ラジカルを生成し、前記空気に含まれる有機化学物質を前記酸素ラジカルにより酸化分解するオゾン分解工程と、
を有することを特徴とする空気清浄方法。
【請求項１１】
前記オゾン分解触媒モジュールは、基体の表面に、オゾン分解触媒が担持されて形成されたオゾン分解触媒反応部と、有機化学物質を吸着する吸着剤が担持されて形成され、前記オゾン分解触媒反応部に隣接して設けられたオゾン分解触媒隣接吸着部とを有し、
放電光を発生させることにより、有機化学物質を含む空気中にオゾンを生成するオゾン生成工程と、
前記光触媒モジュールを用い、前記オゾン生成工程を経た空気に含まれる有機化学物質の一部を前記光触媒隣接吸着部に吸着させるとともに、表面拡散により前記光触媒隣接吸着部から前記光触媒反応部に移動した有機化学物質と前記空気に含まれる有機化学物質の他の一部とを前記放電光で生じた光触媒反応により酸化分解する光触媒処理工程と、
前記オゾン分解触媒モジュールを用い、前記光触媒処理工程を経た空気に含まれる有機化学物質の一部を前記オゾン分解触媒隣接吸着部に吸着させるとともに、前記オゾン分解触媒反応部で前記空気に含まれるオゾンを分解して酸素ラジカルを生成し、表面拡散により前記オゾン分解触媒隣接吸着部から前記オゾン分解触媒反応部に移動した有機化学物質と前記空気に含まれる有機化学物質とを前記酸素ラジカルにより酸化分解するオゾン分解工程と、
を有することを特徴とする請求項１０に記載の空気清浄方法。
【請求項１２】
基体の表面に光触媒が担持されて形成された光触媒反応部を有する光触媒モジュールと、
基体の表面に、オゾン分解触媒が担持されて形成されたオゾン分解触媒反応部と、有機化学物質を吸着する吸着剤が担持されて形成され、前記オゾン分解触媒反応部に隣接して設けられたオゾン分解触媒隣接吸着部とを有するオゾン分解触媒モジュールと、
を備えた空気清浄装置を用いた空気清浄方法であり、
放電光を発生させることにより、有機化学物質を含む空気中にオゾンを生成するオゾン生成工程と、
前記光触媒モジュールを用い、前記オゾン生成工程を経た空気に含まれる有機化学物質を前記放電光で生じた光触媒反応により酸化分解する光触媒処理工程と、
前記オゾン分解触媒モジュールを用い、前記光触媒処理工程を経た空気に含まれる有機化学物質の一部を前記オゾン分解触媒隣接吸着部に吸着させるとともに、前記オゾン分解触媒反応部で前記空気に含まれるオゾンを分解して酸素ラジカルを生成し、表面拡散により前記オゾン分解触媒隣接吸着部から前記オゾン分解触媒反応部に移動した有機化学物質と前記空気に含まれる有機化学物質とを前記酸素ラジカルにより酸化分解するオゾン分解工程と、
を有することを特徴とする空気清浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電光の作用と光触媒反応とを組み合わせて用いた、空気中の有機化学物質を酸化分解する空気清浄装置および空気清浄方法に関するものであり、詳しくは放電光を照射することで活性化した光触媒とオゾンの作用により空気に含まれる有機化学物質を酸化分解して清浄、脱臭、除菌する空気清浄装置および空気清浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放電用電極を用いて放電を発生させ、その際に生じる紫外光により光触媒を活性化させて、空気中のアンモニア、ホルムアルデヒド等の有機化学物質を酸化分解して空気を清浄化、あるいは脱臭を行う装置が知られている。
【０００３】
たとえば、特許文献１（特開２００３−３１７０７３１号公報）には、図７に示すような空気清浄装置７０が開示されている。空気清浄装置７０は、流路８０内に設けられた光触媒モジュール７１と、流路８０内の光触媒モジュール７１の下流側に設けられたオゾン分解触媒モジュール７５と、光触媒モジュール７１の前記流路における上流側および下流側にそれぞれ配置された電極７２、７３と、電極７２、７３間に導線７６、７７を介して高電圧を印加する高圧電源７４とを備える。
【０００４】
空気清浄装置７０は、光触媒反応、オゾンによる酸化、およびオゾンの分解の際に生じた化学的活性の高い酸素ラジカルによる酸化等の作用により、有機化学物質を無害な物質に分解して除去するものである。
【０００５】
なお、空気清浄装置７０以外の空気清浄装置としては、光触媒モジュールを備えずに、活性炭等の吸着剤を用い有機化学物質を吸着して除去するタイプの空気清浄装置も知られている。
【０００６】
しかし、吸着剤を用いた空気清浄装置では、吸着剤への有機化学物質の吸着量が飽和すると有機化学物質を吸着できなくなって空気清浄性能が低下するという問題がある。また、吸着剤を用いた空気清浄装置は吸着剤への有機化学物質の吸着量が飽和すると吸着剤の交換が必要になるという問題がある。
【０００７】
これに対し、特許文献１に記載された光触媒モジュールを備えた空気清浄装置は、有機化学物質を吸着するのでなく分解するため、有機化学物質の完全な除去が可能になるという利点がある。
【０００８】
また、光触媒モジュールを備えた空気清浄装置には、光触媒の交換が不要になるため光触媒モジュールを半永久的に用いることができるという利点がある。
【０００９】
さらに、光触媒モジュールを備えた空気清浄装置で用いられるオゾン分解触媒モジュールのオゾン分解触媒として、従前に用いられていた活性炭に代えて二酸化マンガン等の金属酸化物触媒を用いると、オゾン分解触媒の交換が不要になるため、光触媒モジュールを備えた空気清浄装置を構成する光触媒モジュールおよびオゾン分解触媒モジュールの両方について半永久的に用いることができるという利点がある。
【００１０】
このように、光触媒モジュールを備えた空気清浄装置には、有機化学物質の処理効率がよく、メンテナンス性に優れるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−３１７０７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、一般的に、有機化学物質を光触媒作用で酸化分解する速度は、有機化学物質を吸着剤に吸着する速度に比べて遅い。このため、光触媒モジュールを備えた空気清浄装置は、吸着剤を用いた空気清浄装置に比べて、空気中の有機化学物質の除去速度が遅いという問題があった。
【００１３】
そこで、光触媒モジュールを備えた空気清浄装置において、光触媒作用による酸化分解速度を向上させるために、空気と光触媒との接触面積を大きくする工夫がされている。たとえば、光触媒モジュールにおいて、光触媒を担持する基体を三次元網目構造等の三次元構造としたものが提案されている。
【００１４】
しかし、近年、光触媒モジュールを備えた空気清浄装置には、空気浄化能力の高性能化が強く求められている。このため、従来の光触媒モジュールを備えた空気清浄装置では、空気浄化能力が不充分になるおそれがあった。
【００１５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、光触媒モジュールを備え、気体中の有機化学物質の迅速な除去が可能な空気清浄装置および空気清浄方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、光触媒モジュールおよびオゾン分解触媒モジュールに少なくともいずれかに、有機化学物質を吸着する吸着剤をさらに担持すると、気体中の有機化学物質の迅速な除去が可能であることを見出して完成されたものである。
【００１７】
本発明に係る空気清浄装置は、上記問題点を解決するものであり、空気が流通する流路中に配置された第１の電極と、前記流路中に前記第１の電極に対向して配置された第２の電極と、前記第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加する電源部と、前記第１の電極と第２の電極との間、または近傍に配置された光触媒モジュールと、前記流路中かつ前記第２の電極の下流側に配置されたオゾン分解触媒モジュールとを備えた空気清浄装置であり、前記光触媒モジュールは、基体の表面に、光触媒が担持されて形成された光触媒反応部と、有機化学物質を吸着する吸着剤が担持されて形成され、前記光触媒反応部に隣接して設けられた光触媒隣接吸着部とを有し、前記オゾン分解触媒モジュールは、基体の表面にオゾン分解触媒が担持されて形成されたオゾン分解触媒反応部を有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る空気清浄装置は、上記問題点を解決するものであり、空気が流通する流路中に配置された第１の電極と、前記流路中に前記第１の電極に対向して配置された第２の電極と、前記第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加する電源部と、前記第１の電極と第２の電極との間、または近傍に配置された光触媒モジュールと、前記流路中かつ前記第２の電極の下流側に配置されたオゾン分解触媒モジュールとを備えた空気清浄装置であり、前記光触媒モジュールは、基体の表面に光触媒が担持されて形成された光触媒反応部を有し、前記オゾン分解触媒モジュールは、基体の表面に、オゾン分解触媒が担持されて形成されたオゾン分解触媒反応部と、有機化学物質を吸着する吸着剤が担持されて形成され、前記オゾン分解触媒反応部に隣接して設けられたオゾン分解触媒隣接吸着部とを有することを特徴とする。
【００１９】
さらに、本発明に係る空気清浄方法は、上記問題点を解決するものであり、基体の表面に、光触媒が担持されて形成された光触媒反応部と、有機化学物質を吸着する吸着剤が担持されて形成され、前記光触媒反応部に隣接して設けられた光触媒隣接吸着部とを有する光触媒モジュールと、基体の表面にオゾン分解触媒が担持されて形成されたオゾン分解触媒反応部とを有するオゾン分解触媒モジュールと、を備えた空気清浄装置を用いた空気清浄方法であり、放電光を発生させることにより、有機化学物質を含む空気中にオゾンを生成するオゾン生成工程と、前記光触媒モジュールを用い、前記オゾン生成工程を経た空気に含まれる有機化学物質の一部を前記光触媒隣接吸着部に吸着させるとともに、表面拡散により前記光触媒隣接吸着部から前記光触媒反応部に移動した有機化学物質と前記空気に含まれる有機化学物質の他の一部とを前記放電光で生じた光触媒反応により酸化分解する光触媒処理工程と、前記オゾン分解触媒モジュールを用い、前記光触媒処理工程を経た空気に含まれるオゾンを分解して酸素ラジカルを生成し、前記空気に含まれる有機化学物質を前記酸素ラジカルにより酸化分解するオゾン分解工程と、を有することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る空気清浄方法は、上記問題点を解決するものであり、基体の表面に光触媒が担持されて形成された光触媒反応部を有する光触媒モジュールと、基体の表面に、オゾン分解触媒が担持されて形成されたオゾン分解触媒反応部と、有機化学物質を吸着する吸着剤が担持されて形成され、前記オゾン分解触媒反応部に隣接して設けられたオゾン分解触媒隣接吸着部とを有するオゾン分解触媒モジュールと、を備えた空気清浄装置を用いた空気清浄方法であり、放電光を発生させることにより、有機化学物質を含む空気中にオゾンを生成するオゾン生成工程と、前記光触媒モジュールを用い、前記オゾン生成工程を経た空気に含まれる有機化学物質を前記放電光で生じた光触媒反応により酸化分解する光触媒処理工程と、前記オゾン分解触媒モジュールを用い、前記光触媒処理工程を経た空気に含まれる有機化学物質の一部を前記オゾン分解触媒隣接吸着部に吸着させるとともに、前記オゾン分解触媒反応部で前記空気に含まれるオゾンを分解して酸素ラジカルを生成し、表面拡散により前記オゾン分解触媒隣接吸着部から前記オゾン分解触媒反応部に移動した有機化学物質と前記空気に含まれる有機化学物質とを前記酸素ラジカルにより酸化分解するオゾン分解工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る空気清浄装置および空気清浄方法によれば、空気中の有機化学物質を迅速に吸着除去するとともに有機化学物質を効率よく酸化分解することできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る空気清浄装置の第１の実施形態の断面図。
【図２】図１に示す空気清浄装置を構成する光触媒モジュールの拡大図。
【図３】図１に示す空気清浄装置を構成するオゾン分解触媒モジュールの拡大図。
【図４】本発明に係る空気清浄装置の第２の実施形態の断面図。
【図５】図４に示す空気清浄装置を構成する光触媒モジュールの拡大図。
【図６】図４に示す空気清浄装置を構成するオゾン分解触媒モジュールの拡大図。
【図７】従来の空気清浄装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る空気清浄装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２４】
［第１の実施形態］
図１は、本発明に係る空気清浄装置の第１実施形態の断面図である。
【００２５】
図１に示す空気清浄装置１は、放電型光触媒を用いた空気清浄装置であり、空気が流通する流路５０中に配置された第１の電極２１と、流路５０中に第１の電極２１に対向して配置された第２の電極２２と、第１の電極２１と第２の電極２２との間に電圧を印加する電源部３０と、第１の電極２１と第２の電極２２との間に配置された光触媒モジュール１０と、流路５０中かつ第２の電極２２の下流側に配置されたオゾン分解触媒モジュール４０とを備える。
【００２６】
空気清浄装置１は、流路５０中を図１の矢印５５、５６方向に空気を流通させる図示しないファンが設けられる。
【００２７】
（第１の電極、第２の電極および電源部）
第１の電極２１および第２の電極２２は、空気が通気可能で、第１の電極２１−第２の電極２２間での放電光の発生が可能な電極である。第１の電極２１および第２の電極２２としては、たとえば、導電性を有する材料からなるメッシュ状、格子状、棒状等の電極が用いられる。
【００２８】
第１の電極２１と第２の電極２２とは対向して配置される。また、第１の電極２１は導線３１で電源部３０に接続されるとともに、第２の電極２２は導線３２で電源部３０に接続される。
【００２９】
電源部３０としては、第１の電極２１−第２の電極２２間に高電圧を印加して放電光を発生させることが可能なものが用いられる。電源部３０としては公知の高圧電源が用いられる。
【００３０】
電源部３０から第１の電極２１−第２の電極２２間に電圧が印加されると、第１の電極２１−第２の電極２２間に放電光が発生するようになっている。第１の電極２１−第２の電極２２間で発生させる放電光としては、光触媒モジュール１０に担持された光触媒が光触媒反応を起こす波長のものが用いられる。具体的には、放電光として、波長１０ｎｍ〜４００ｎｍの紫外線等が用いられる。
【００３１】
第１の電極２１−第２の電極２２間に放電光が発生すると、放電光により、光触媒モジュール１０に担持された光触媒が光触媒反応を起こすとともに、流路５０中の空気の一部が酸化されてオゾンが生成される。
【００３２】
（光触媒モジュール）
光触媒モジュール１０は、流路５０中の第１の電極２１と第２の電極２２との間で発生する放電光が照射される範囲に配置される。光触媒反応を効率よく起こさせるためには、電極から５ｍｍ以内に配置されるのが好ましく、電極間に光触媒モジュール１０を配置するのが最も好ましい。光触媒モジュール１０は、流路５０中の空気に含まれる有機化学物質を吸着するとともに、第１の電極２１−第２の電極２２間で発生した放電光により光触媒反応を生じるものである。
【００３３】
図２は、図１に示す空気清浄装置１を構成する光触媒モジュール１０の拡大図である。
【００３４】
図２に示すように、光触媒モジュール１０は、基体１１の表面に、光触媒が担持されて形成された光触媒反応部１４と、有機化学物質を吸着する吸着剤１６が担持されて形成され、光触媒反応部１４に隣接して設けられた光触媒隣接吸着部１６とを有する。
【００３５】
より具体的には、光触媒モジュール１０は、基体１１と、基体１１の表面に形成された光触媒反応部１４と、光触媒反応部１４の表面の一部に形成された光触媒隣接吸着部１６とを有する。
【００３６】
＜基体＞
基体１１は、通気可能な空隙を有する部材である。基体１１としては、たとえば、三次元網目構造等の多孔質部材が挙げられる。
【００３７】
基材１１の材質としては、たとえば、コーディエライト（Ｍｇ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８）を主成分とするケイ酸塩、アルミナ珪酸ガラス、アルミナ、シリカ、マグネシア、炭化珪素、チタン酸アルミニウム等が用いられる。ここで、コーディエライトを主成分とするということは、ケイ酸塩の５０重量％以上がコーディエライトであることを意味する。
【００３８】
三次元網目構造を有する基材は、コーディエライトであると、光触媒反応部１４が基材１１から剥離しにくいため好ましい。
【００３９】
＜光触媒反応部＞
光触媒反応部１４は、図２に示すように、基体１１の表面に光触媒が担持されることにより形成される。光触媒反応部１４は、通常、基体１１の表面全体を被覆するように形成される。
【００４０】
光触媒反応部１４は、第１の電極２１−第２の電極２２間で発生した放電光により光触媒反応を生じ、流路５０中の空気に含まれる有機化学物質を酸化分解するものである。
【００４１】
ここで有機化学物質とは、空気清浄装置１で分解除去する対象である有機化学物質を意味する。本発明で用いられる有機化学物質としては特に限定されないが、たとえば、アンモニア、ホルムアルデヒド等が挙げられる。
【００４２】
光触媒反応部１４の形成に用いられる光触媒としては、たとえば、酸化チタンＴｉＯ２、酸化イットリウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化タングステン等や、これらに白金、パラジウム、ロジウム等が挙げられる。このうち、酸化チタンＴｉＯ２は、空気中での高電圧印加により得られる一般的な放電光である波長３００ｎｍ〜４００ｎｍの光に対して光触媒活性が高いため、好ましい。
【００４３】
光触媒反応部１４は、上記光触媒を公知の方法で基体１１の表面に担持させることにより形成される。
【００４４】
＜光触媒隣接吸着部＞
光触媒隣接吸着部１６は、図２に示すように、光触媒反応部１４の表面の一部に、有機化学物質を吸着する吸着剤がさらに担持されることにより形成される。
【００４５】
光触媒隣接吸着部１６は、流路５０中の空気に含まれる有機化学物質を吸着するものである。
【００４６】
光触媒隣接吸着部１６の形成に用いられる吸着剤としては、たとえば、ゼオライト、白金族金属の微粒子等が挙げられる。このうち、ゼオライトは、光触媒反応やオゾンで分解されないため好ましい。
【００４７】
ゼオライトの形状は、バルク状でもよいが、微粒子状であると光触媒反応部１４の表面に担持させやすいため好ましい。
【００４８】
白金族金属としては、たとえば、白金、イリジウム、オスミウム、パラジウム、ロジウムおよびルテニウムの少なくとも一種が挙げられる。
【００４９】
吸着剤が微粒子状である場合、吸着剤の粒径は、通常、１ｎｍ〜１００ｎｍである。吸着剤の粒径がこの範囲内にあると、光触媒隣接吸着部１６で吸着された有機化学物質が、隣接した光触媒反応部１４で速やかに酸化分解されるため好ましい。すなわち、吸着剤微粒子が１ｎｍ〜１００ｎｍ程度の微小なものであると、吸着剤微粒子に吸着した有機化学物質は吸着剤微粒子上を表面拡散することにより隣接した光触媒反応部１４に速やかに移動できるため、速やかに酸化分解される。
【００５０】
光触媒隣接吸着部１６は、上記吸着剤を公知の方法で光触媒反応部１４の表面に担持させることにより形成される。
【００５１】
光触媒隣接吸着部１６は、基体１１の表面に光触媒を担持させた後、吸着剤微粒子を水溶液中に分散させたゾルを基体１１に含侵させた後、焼成して、吸着剤微粒子を光触媒からなる光触媒反応部１４の表面に担持させることにより得られる。また、光触媒隣接吸着部１６は、上記の含侵させ、焼成して、担持させる工程に代えて、ＣＶＤ（化学蒸着担持法）で光触媒反応部１４の表面に担持させて形成してもよい。
【００５２】
また、光触媒微粒子と吸着剤微粒子を共に分散させたゾルを用い、このゾルを基体１１に含侵させ、焼成して、基体１１に光触媒微粒子と吸着剤微粒子とを担持させることにより、基体１１の表面に、光触媒隣接吸着部１６と光触媒反応部１４とを形成する方法でもよい。さらにこの含侵、焼成し、担持する工程に代えてＣＶＤで担持してもよい。
【００５３】
基体上の光触媒と吸着剤のモル比は１：１〜１：５程度が望ましい。
【００５４】
光触媒隣接吸着部１６は、光触媒反応部１４の表面の一部に形成されるため、光触媒隣接吸着部１６の外周部は光触媒反応部１４に隣接している。このため、光触媒隣接吸着部１６に吸着された有機化学物質は、光触媒隣接吸着部１６上を表面拡散することにより光触媒反応部１４に容易に到達することができる。そして、光触媒反応部１４に到達した有機化学物質は、光触媒反応部１４の光触媒反応で酸化分解される。このように、光触媒隣接吸着部１６に吸着された有機化学物質は、容易に表面拡散して光触媒反応部１４に移動し、光触媒反応で酸化分解されるため、光触媒隣接吸着部１６では有機化学物質の吸着飽和が実質的に生じない。
【００５５】
なお、図２では、光触媒反応部１４の表面の一部に光触媒隣接吸着部１６が一箇所だけ形成された部分のみを拡大して示すが、光触媒隣接吸着部１６は、通常、光触媒モジュール１０全体では多数箇所点在するように形成される。
【００５６】
光触媒隣接吸着部１６が光触媒反応部１４の表面上に多数箇所点在することにより、光触媒隣接吸着部１６と光触媒反応部１４との境界線の長さが光触媒モジュール１０全体で大きくなる。これにより、光触媒隣接吸着部１６に吸着した有機化学物質が表面拡散して光触媒反応部１４に移動する速度が速くなり、有機化学物質の光触媒反応による酸化分解が迅速になるため好ましい。
【００５７】
（オゾン分解触媒モジュール）
オゾン分解触媒モジュール４０は、流路５０中かつ第２の電極２２の下流側に配置される。オゾン分解触媒モジュール４０は、流路５０中の空気に含まれるオゾンを分解するとともに、オゾンの分解の際に化学的活性の高い酸素ラジカルを生成するものである。
【００５８】
図３は、図１に示す空気清浄装置１を構成するオゾン分解触媒モジュール４０の拡大図である。
【００５９】
図３に示すように、オゾン分解触媒モジュール４０は、基体４１の表面にオゾン分解触媒が担持されて形成されたオゾン分解触媒反応部４４を有する。
【００６０】
より具体的には、オゾン分解触媒モジュール４０は、基体４１と、基体４１の表面に形成されたオゾン分解触媒反応部４４とを有する。
【００６１】
＜基体＞
基体４１は、通気可能な空隙を有する部材である。基体４１としては、たとえば、三次元網目構造等の多孔質部材が用いられる。
【００６２】
基材４１の材質としては、特に限定されないが、たとえば、アルミ、ステンレス等の金属や、アルミナ、シリカ、マグネシウム、炭化珪素、チタン酸アルミニウム等が用いられる。
【００６３】
＜オゾン分解触媒反応部＞
オゾン分解触媒反応部４４は、通常、基体４１の表面全体を被覆するように形成される。
【００６４】
オゾン分解触媒反応部４４は、流路５０中の空気に含まれるオゾンを分解するとともに、オゾンの分解の際に化学的活性の高い酸素ラジカルを生成する。オゾンの分解の際に得られた酸素ラジカルは、流路５０中の空気に含まれる有機化学物質を酸化分解する。
【００６５】
オゾン分解触媒反応部４４の形成に用いられるオゾン分解触媒としては、たとえば、Ｍｎ、ＣｕまたはＮｉの酸化物、Ｎｉ、Ｃｏ、ＭｎまたはＣｕを含有する多孔質カーボン、ゼオライト、および粘土鉱物の少なくとも１つからなるオゾン分解物質が用いられる。
【００６６】
（作用）
図１を参照して空気清浄装置１の作用について説明する。
【００６７】
はじめに、図示しないファン等を用いて有機化学物質を含む空気を空気清浄装置１の流路５０内に矢印５５の方向に供給する。一方、電源部３０を用いて第１の電極２１と第２の電極２２との間に電圧を印加し、第１の電極２１と第２の電極２２との間に放電光を発生させる。
【００６８】
第１の電極２１と第２の電極２２との間に放電光が発生すると、流路５０内で放電光の近傍にある空気中の酸素は、放電光の作用でオゾンを生成する。生成したオゾンは、流路５０内の空気中の有機化学物質の一部を酸化分解する。
【００６９】
光触媒モジュール１０では、光触媒反応部１４において放電光により光触媒反応が生じるとともに、光触媒隣接吸着部１６において有機化学物質の吸着反応が生じる。
【００７０】
すなわち、第１の電極２１と第２の電極２２との間に放電光が発生すると、光触媒反応部１４では、放電光により光触媒反応が生じ、空気中の酸素からヒドロキシラジカル（・OH）が生成される。ヒドロキシラジカル（・OH）は、流路５０内の空気中の有機化学物質の一部を酸化分解する。
【００７１】
また、流路５０内の空気中の有機化学物質の他の一部は、光触媒隣接吸着部１６に吸着される。
【００７２】
なお、光触媒モジュール１０では、光触媒隣接吸着部１６での有機化学物質の吸着速度の方が、光触媒反応部１４での有機化学物質の酸化分解の反応速度よりも速い。このため、通常、流路５０内で光触媒モジュール１０の近傍にある空気中の有機化学物質の一部は、速やかに、光触媒隣接吸着部１６に吸着される。また、流路５０内で光触媒モジュール１０の近傍にある空気中の有機化学物質の他の一部は、光触媒反応部１４での光触媒反応により、光触媒隣接吸着部１６への吸着反応よりもゆっくりとした速度で酸化分解される。
【００７３】
さらに、光触媒隣接吸着部１６に吸着された有機化学物質は、表面拡散により光触媒隣接吸着部１６から光触媒反応部１４に移動し、光触媒反応部１４で酸化分解される。このように、光触媒隣接吸着部１６では吸着した有機化学物質が光触媒反応部１４に移動して酸化分解されるため、光触媒隣接吸着部１６は、有機化学物質の吸着飽和が実質的に生じない。
【００７４】
このように光触媒モジュール１０では、空気中の有機化学物質の光触媒隣接吸着部１６への迅速な吸着反応と、空気中の有機化学物質の光触媒反応部１４で行われ吸着反応より速度の遅い酸化分解反応と、光触媒隣接吸着部１６に吸着した有機化学物質の光触媒反応部１４への移動と、光触媒隣接吸着部１６から光触媒反応部１４に移動した有機化学物質の光触媒反応部１４での酸化分解反応と、が並行して生じている。このため、光触媒モジュール１０から排出された空気中には有機化学物質は非常に少なくなっている。
【００７５】
オゾンは、通常、空気中で数時間程度、分解されずに残存する。このため、光触媒モジュール１０から排出された空気中にはオゾンが相当量存在する。
【００７６】
オゾン分解触媒モジュール４０は、オゾン分解触媒反応部４４の表面で、光触媒モジュール１０から排出された空気中に存在するオゾンを分解するとともに、オゾンの分解の際に化学的活性の高い酸素ラジカルを生成する。この酸素ラジカルは、流路５０中の空気に含まれる有機化学物質を実質的に全て分解する。このため、オゾン分解触媒モジュール４０から矢印５６の方向に排出された空気中には有機化学物質は実質的に存在しなくなる。なお、オゾンの分解で生じた酸素ラジカルは、極めて短時間で自然に消滅する。このため、空気清浄装置１から排出される空気は、有機化学物質や酸素ラジカルを実質的に含まない清浄な空気となる。
【００７７】
このように、空気清浄装置１では、光触媒モジュール１０近傍の空気中の有機化学物質は、その一部が光触媒モジュール１０の光触媒隣接吸着部１６に速やかに吸着して除去されるとともに、他の一部が光触媒モジュール１０の光触媒反応部１４で酸化分解される。また、光触媒隣接吸着部１６に吸着した有機化学物質は、表面拡散により、隣接した光触媒反応部１４に移動して酸化分解される。このため、光触媒隣接吸着部１６では、吸着した有機化学物質が光触媒反応部１４に移動するため有機化学物質の吸着飽和という問題が実質的に生じない。したがって、光触媒モジュール１０は、吸着剤の交換等のメンテナンスが不要であり、半永久的に使用することができる。
【００７８】
また、空気清浄装置１では、オゾン分解触媒モジュール４０近傍の空気中の有機化学物質は、オゾン分解触媒モジュール４０のオゾン分解触媒反応部４４で生成した酸素ラジカルにより酸化分解される。なお、オゾン分解触媒モジュール４０は、特段の吸着部が設けられていないため、有機化学物質の吸着飽和という問題は生じない。したがって、オゾン分解触媒モジュール４０は、吸着剤の交換等のメンテナンスが不要であり、半永久的に使用することができる。
【００７９】
空気清浄装置１によれば、空気中の有機化学物質を迅速に吸着除去するとともに有機化学物質を効率よく酸化分解することができる。また、空気清浄装置１によれば、光触媒モジュール１０およびオゾン分解触媒モジュール４０を半永久的に使用することができる。
【００８０】
［第２の実施形態］
図４は、本発明に係る空気清浄装置の第１実施形態の断面図である。
【００８１】
図４に示す空気清浄装置１Ａは、放電型光触媒を用いた空気清浄装置であり、空気が流通する流路５０中に配置された第１の電極２１と、流路５０中に第１の電極２１に対向して配置された第２の電極２２と、第１の電極２１と第２の電極２２との間に電圧を印加する電源部３０と、第１の電極２１と第２の電極２２との間に配置された光触媒モジュール１０Ａと、流路５０中かつ第２の電極２２の下流側に配置されたオゾン分解触媒モジュール４０Ａとを備える。
【００８２】
図４に第２の実施形態として示した空気清浄装置１Ａは、図１に第１の実施形態として示した空気清浄装置１に比較して、光触媒モジュール１０に代えて光触媒隣接吸着部１６を設けない光触媒モジュール１０Ａを用いるとともに、オゾン分解触媒モジュール４０に代えてオゾン分解触媒隣接吸着部４６をさらに設けたオゾン分解触媒モジュール４０Ａを用いた点で異なり、その他の構成は同じである。
【００８３】
このため、図４に第２の実施形態として示した空気清浄装置１Ａは、図１に第１の実施形態として示した空気清浄装置１との同じ構成に同じ符号を付し、構成および作用の説明を省略または簡略化する。
【００８４】
（光触媒モジュール）
図５は、図４に示す空気清浄装置１Ａを構成する光触媒モジュール１０Ａの拡大図である。
【００８５】
光触媒モジュール１０Ａは、図２に示した光触媒モジュール１０に比較して、光触媒隣接吸着部１６を設けない点で異なり、その他の構成は同じである。
【００８６】
このため、図５に示した光触媒モジュール１０Ａは、図２に示した光触媒モジュール１０との同じ構成に同じ符号を付し、構成および作用の説明を省略または簡略化する。
【００８７】
図５に示すように、光触媒モジュール１０Ａは、基体１１の表面に、光触媒が担持されて形成された光触媒反応部１４を有する。
【００８８】
より具体的には、光触媒モジュール１０Ａは、基体１１と、基体１１の表面に形成された光触媒反応部１４とを有する。
【００８９】
光触媒モジュール１０Ａは、光触媒隣接吸着部１６が設けられないため、有機化学物質を実質的に吸着せず、光触媒反応部１４での光触媒反応のみが生じる。
【００９０】
（オゾン分解触媒モジュール）
オゾン分解触媒モジュール４０Ａは、流路５０中の空気に含まれる有機化学物質を吸着するとともに、流路５０中の空気に含まれるオゾンを分解し、さらにオゾンの分解の際に化学的活性の高い酸素ラジカルを生成するものである。
【００９１】
図６は、図４に示す空気清浄装置１Ａを構成するオゾン分解触媒モジュール４０Ａの拡大図である。
【００９２】
図６に示すように、オゾン分解触媒モジュール４０Ａは、基体４１の表面に、オゾン分解触媒が担持されて形成されたオゾン分解触媒反応部４４と、有機化学物質を吸着する吸着剤が担持されて形成され、オゾン分解触媒反応部４４に隣接して設けられたオゾン分解触媒隣接吸着部４６とを有する。
【００９３】
より具体的には、オゾン分解触媒モジュール４０Ａは、基体４１と、基体４１の表面に形成されたオゾン分解触媒反応部４４と、オゾン分解触媒反応部４４の表面の一部に形成されたオゾン分解触媒隣接吸着部４６とを有する。
【００９４】
図６に示すように、オゾン分解触媒モジュール４０Ａは、基体４１と、基体４１の表面に形成されたオゾン分解触媒反応部４４と、オゾン分解触媒反応部４４の表面の一部に形成されたオゾン分解触媒隣接吸着部４６とを有する。
【００９５】
オゾン分解触媒モジュール４０Ａは、図３に示したオゾン分解触媒モジュール４０に比較して、オゾン分解触媒隣接吸着部４６をさらに設けた点で異なり、その他の構成は同じである。
【００９６】
このため、図６に示したオゾン分解触媒モジュール４０Ａは、図３に示したオゾン分解触媒モジュール４０との同じ構成に同じ符号を付し、構成および作用の説明を省略または簡略化する。
【００９７】
＜オゾン分解触媒隣接吸着部＞
オゾン分解触媒隣接吸着部４６は、図６に示すように、オゾン分解触媒反応部４４の表面の一部に、有機化学物質を吸着する吸着剤がさらに担持されることにより形成される。
【００９８】
オゾン分解触媒隣接吸着部４６は、流路５０中の空気に含まれる有機化学物質を吸着するものである。
【００９９】
オゾン分解触媒隣接吸着部４６の形成に用いられる吸着剤としては、たとえば、光触媒隣接吸着部１６の形成に用いられる吸着剤と同じ吸着剤が挙げられる。光触媒隣接吸着部１６の形成に用いられる吸着剤の材料のうち、ゼオライトは、オゾンで分解されないため好ましい。
【０１００】
オゾン分解触媒隣接吸着部４６は、上記吸着剤を公知の方法でオゾン分解触媒反応部４４の表面に担持させることにより形成される。
【０１０１】
オゾン分解触媒隣接吸着部４６は、オゾン分解触媒反応部４４の表面の一部に形成されるため、オゾン分解触媒隣接吸着部４６の外周部はオゾン分解触媒反応部４４に隣接している。このため、オゾン分解触媒隣接吸着部４６に吸着された有機化学物質は、オゾン分解触媒隣接吸着部４６上を表面拡散することによりオゾン分解触媒反応部４４に容易に到達することができる。そして、オゾン分解触媒反応部４４に到達した有機化学物質は、オゾン分解触媒反応部４４の表面に生成した酸素ラジカルで酸化分解される。このように、オゾン分解触媒隣接吸着部４６に吸着された有機化学物質は、容易に表面拡散してオゾン分解触媒反応部４４に移動し、酸素ラジカルで酸化分解されるため、オゾン分解触媒隣接吸着部４６では有機化学物質の吸着飽和が実質的に生じない。
【０１０２】
なお、図６では、オゾン分解触媒反応部４４の表面の一部にオゾン分解触媒隣接吸着部４６が一箇所だけ形成された部分のみを拡大して示すが、オゾン分解触媒隣接吸着部４６は、通常、オゾン分解触媒モジュール４０全体では多数箇所点在するように形成される。
【０１０３】
オゾン分解触媒隣接吸着部４６がオゾン分解触媒反応部４４の表面上に多数箇所点在することにより、オゾン分解触媒隣接吸着部４６とオゾン分解触媒反応部４４との境界線の長さがオゾン分解触媒モジュール４０全体で大きくなる。これにより、オゾン分解触媒隣接吸着部４６に吸着した有機化学物質が表面拡散してオゾン分解触媒反応部４４に移動する速度が速くなり、有機化学物質の酸素ラジカルによる酸化分解が迅速になるため好ましい。
【０１０４】
オゾン分解触媒隣接吸着部４６は、たとえば、第１の実施形態として示された空気清浄装置１を構成する光触媒モジュール１０において光触媒反応部１４の表面に光触媒隣接吸着部１６を担持させる方法と同じ方法を用い、オゾン分解触媒反応部４４の表面に吸着剤を担持させることにより形成される。
【０１０５】
基体上のオゾン分解触媒と吸着剤のモル比は１：１〜１：５が望ましい。
【０１０６】
（作用）
図４を参照して空気清浄装置１Ａの作用について説明する。
【０１０７】
空気清浄装置１Ａの作用は、図１に第１の実施形態として示した空気清浄装置１の作用に比較して、光触媒モジュール１０に代えて光触媒モジュール１０Ａを用いるとともに、オゾン分解触媒モジュール４０に代えてオゾン分解触媒モジュール４０Ａを用いた構成の相違点に基づく作用で異なり、他の作用は同じであるため、作用の説明を簡略化する。
【０１０８】
図示しないファン等を用いて有機化学物質を含む空気を空気清浄装置１の流路５０内に矢印５５Ａの方向に供給し、第１の電極２１と第２の電極２２との間に放電光を発生させることにより、流路５０内で放電光の近傍にある空気中の酸素が放電光の作用でオゾンを生成する作用は、空気清浄装置１の作用と同じである。
【０１０９】
空気清浄装置１Ａの光触媒モジュール１０Ａでは、光触媒反応部１４において放電光により光触媒反応が生じ、空気中の酸素からヒドロキシラジカル（・OH）が生成される。ヒドロキシラジカル（・OH）は、流路５０内の空気中の有機化学物質の一部を酸化分解する。
【０１１０】
光触媒モジュール１０Ａでは、空気中の有機化学物質の光触媒反応部１４での光触媒反応による酸化分解反応が生じる。このため、光触媒モジュール１０Ａから排出された空気中の有機化学物質の濃度は、光触媒モジュール１０Ａへの供給前よりも減少する。
【０１１１】
なお、光触媒モジュール１０Ａは、図１に第１の実施形態として示した空気清浄装置１の光触媒モジュール１０の光触媒隣接吸着部１６を有さない。このため、光触媒モジュール１０Ａから排出された空気中の有機化学物質の濃度は、図１に第１の実施形態として示した空気清浄装置１の光触媒モジュール１０から排出された空気中の有機化学物質の濃度よりも高くなりやすい。しかし、空気清浄装置１Ａは、光触媒モジュール１０Ａから排出された空気中の有機化学物質の濃度が多少高くても、下流側に設けられたオゾン分解触媒モジュール４０Ａで有機化学物質を充分に除去することができるため空気清浄性能に問題は生じない。
【０１１２】
オゾン分解触媒モジュール４０Ａは、光触媒モジュール１０Ａから排出された空気中に存在する有機化学物質を吸着するとともに、光触媒モジュール１０Ａから排出された空気中に存在するオゾンを分解し、さらに、オゾンの分解の際に化学的活性の高い酸素ラジカルを生成する。
【０１１３】
すなわち、オゾン分解触媒モジュール４０Ａのオゾン分解触媒隣接吸着部４６には、流路５０内の空気中の有機化学物質が吸着する。オゾン分解触媒隣接吸着部４６に吸着した有機化学物質は、表面拡散によりオゾン分解触媒隣接吸着部４６からオゾン分解触媒反応部４４に移動する。オゾン分解触媒反応部４４に移動した有機化学物質は、オゾン分解触媒反応部４４の表面近傍で酸素ラジカルにより酸化分解される。
【０１１４】
また、オゾン分解触媒モジュール４０Ａは、オゾン分解触媒反応部４４の表面で、流路５０中の空気に含まれるオゾンを分解するとともに、オゾンの分解の際に化学的活性の高い酸素ラジカルを生成する。この酸素ラジカルは、流路５０中の空気に含まれる有機化学物質を酸化分解するとともに、オゾン分解触媒隣接吸着部４６に吸着した後に表面拡散によりオゾン分解触媒反応部４４に移動してきた有機化学物質も酸化分解する。これにより、流路５０中の空気に含まれる有機化学物質は実質的に全て除去される。
【０１１５】
このように、オゾン分解触媒隣接吸着部４６では吸着した有機化学物質がオゾン分解触媒反応部４４に移動して酸化分解されるため、オゾン分解触媒隣接吸着部４６は、有機化学物質の吸着飽和が実質的に生じない。
【０１１６】
なお、酸素ラジカルは、極めて短時間で自然に消滅する。このため、オゾン分解触媒モジュール４０Ａから矢印５６Ａの方向に排出された空気中には有機化学物質や酸素ラジカルは実質的に存在しなくなり、空気清浄装置１Ａから清浄な空気が排出される。
【０１１７】
このように、空気清浄装置１Ａでは、光触媒モジュール１０Ａ近傍の空気中の有機化学物質は、光触媒モジュール１０Ａの光触媒反応部１４で光触媒反応により酸化分解される。なお、光触媒モジュール１０Ａは、特段の吸着部が設けられていないため、有機化学物質の吸着飽和という問題は生じない。したがって、光触媒モジュール１０Ａは、吸着剤の交換等のメンテナンスが不要であり、半永久的に使用することができる。
【０１１８】
また、空気清浄装置１Ａでは、オゾン分解触媒モジュール４０Ａ近傍の空気中の有機化学物質は、その一部がオゾン分解触媒モジュール４０Ａのオゾン分解触媒隣接吸着部４６に速やかに吸着して除去されるとともに、他の一部がオゾン分解触媒モジュール４０Ａのオゾン分解触媒反応部４４の表面で生成した酸素ラジカルにより酸化分解される。また、オゾン分解触媒隣接吸着部４６に吸着した有機化学物質は、オゾン分解触媒隣接吸着部４６に隣接するオゾン分解触媒反応部４４に移動し、酸素ラジカルにより酸化分解される。このように、オゾン分解触媒隣接吸着部４６では、吸着した有機化学物質がオゾン分解触媒反応部４４に移動するため有機化学物質の吸着飽和という問題が実質的に生じない。したがって、オゾン分解触媒モジュール４０Ａは、吸着剤の交換等のメンテナンスが不要であり、半永久的に使用することができる。
【０１１９】
空気清浄装置１Ａによれば、空気中の有機化学物質を迅速に吸着除去するとともに有機化学物質を効率よく酸化分解することができる。また、空気清浄装置１Ａによれば、光触媒モジュール１０Ａおよびオゾン分解触媒モジュール４０Ａを半永久的に使用することができる。
【０１２０】
［その他の実施形態］
上記の第１実施形態として示された空気清浄装置１は、有機化学物質を吸着する吸着部が、光触媒モジュール１０に光触媒隣接吸着部１６として設けられ、オゾン分解触媒モジュール４０には設けられない構成になっている。
【０１２１】
一方、第２実施形態として示された空気清浄装置１Ａは、有機化学物質を吸着する吸着部が、オゾン分解触媒モジュール４０Ａにオゾン分解触媒隣接吸着部４６として設けられ、光触媒モジュール１０Ａには設けられない構成になっている。
【０１２２】
本発明の空気清浄装置は、その他の実施形態として、光触媒モジュールとオゾン分解触媒モジュールとの両方に、有機化学物質を吸着する吸着部を設けた構成としてもよい。
【０１２３】
すなわち、第１実施形態として示された空気清浄装置１において、オゾン分解触媒モジュール４０に代えて第２実施形態として示された空気清浄装置１Ａのオゾン分解触媒モジュール４０Ａを用いる構成としてもよい。
【０１２４】
このように吸着部を光触媒モジュールとオゾン分解触媒モジュールとの両方に設けた構成とすると、空気中の有機化学物質の吸着、分解性能を、空気清浄装置１や１Ａに比べてより高くすることができる。
【０１２５】
また、第１実施形態として示された空気清浄装置１は、光触媒モジュール１０が、基体１１と、基体１１の表面に光触媒が担持されて形成された光触媒反応部１４と、光触媒反応部１４の表面の一部に有機化学物質を吸着する吸着剤がさらに担持されて形成された光触媒隣接吸着部１６とを有する構成になっている。
【０１２６】
しかし、第１実施形態として示された空気清浄装置１の光触媒モジュール１０は、基体１１と、基体１１の表面に有機化学物質を吸着する吸着剤が担持されて形成された光触媒隣接吸着部１６と、光触媒隣接吸着部１６の表面の一部に光触媒がさらに担持されて形成された光触媒反応部１４とを有する構成としてもよい。
【０１２７】
すなわち、基体１１上における光触媒反応部１４と光触媒隣接吸着部１６との配置を逆にしてもよい。
【０１２８】
このように基体１１上における光触媒反応部１４と光触媒隣接吸着部１６との配置が逆になった光触媒モジュールは、たとえば、基体１１上に吸着剤を先に担持させるとともに光触媒を後に担持させることにより得られる。
【０１２９】
具体的には、吸着剤微粒子を水溶液中に分散させたゾルを基体１１に含侵させ、焼成してはじめに基体１１の表面に光触媒隣接吸着部１６を形成したのち、光触媒の担持工程を行って光触媒隣接吸着部１６の表面に光触媒反応部１４を形成してもよい。さらに、吸着剤ゾルの基体１１への含侵および焼成工程に代えて、ＣＶＤで基体１１の表面に吸着剤を担持させて光触媒隣接吸着部１６を形成した後、ＣＶＤで光触媒隣接吸着部１６の表面に光触媒反応部１４を形成してもよい。基体上の光触媒と吸着剤のモル比は１：１〜１：５程度が望ましい。
【０１３０】
この実施形態の空気清浄装置は第１実施形態として示された空気清浄装置１と同様の作用を有する。
【０１３１】
さらに、第２実施形態として示された空気清浄装置１Ａは、オゾン分解触媒モジュール４０Ａが、基体４１と、基体４１の表面にオゾン分解触媒が担持されて形成されたオゾン分解触媒反応部４４と、オゾン分解触媒反応部４４の表面の一部に有機化学物質を吸着する吸着剤がさらに担持されて形成されたオゾン分解触媒隣接吸着部４６とを有する構成になっている。
【０１３２】
しかし、第２実施形態として示された空気清浄装置１Ａのオゾン分解触媒モジュール４０Ａは、基体４１と、基体４１の表面に有機化学物質を吸着する吸着剤が担持されて形成されたオゾン分解触媒隣接吸着部４６と、オゾン分解触媒隣接吸着部４６の表面の一部にオゾン分解触媒がさらに担持されて形成されたオゾン分解触媒反応部４４とを有する構成としてもよい。
【０１３３】
すなわち、基体４１上におけるオゾン分解触媒反応部４４とオゾン分解触媒隣接吸着部４６との配置を逆にしてもよい。
【０１３４】
このように基体４１上におけるオゾン分解触媒反応部４４とオゾン分解触媒隣接吸着部４６との配置が逆になったオゾン分解触媒モジュールは、たとえば、基体４１上に吸着剤を先に担持させるとともにオゾン分解触媒を後に担持させることにより得られる。
【０１３５】
具体的には、吸着剤微粒子を水溶液中に分散させたゾルを基体４１に含侵させ、焼成してはじめに基体４１の表面にオゾン分解触媒隣接吸着部４６を形成したのち、オゾン分解触媒の担持工程を行ってオゾン分解触媒隣接吸着部４６の表面にオゾン分解触媒反応部４４を形成してもよい。さらに、吸着剤ゾルの基体４１への含侵および焼成工程に代えて、ＣＶＤで基体４１の表面に吸着剤を担持させてオゾン分解触媒隣接吸着部４６を形成した後、ＣＶＤでオゾン分解触媒隣接吸着部４６の表面にオゾン分解触媒反応部４４を形成してもよい。基体上のオゾン分解触媒と吸着剤のモル比は１：１〜１：５程度が望ましい。
【０１３６】
この実施形態の空気清浄装置は第２実施形態として示された空気清浄装置１Ａと同様の作用を有する。
【０１３７】
次に、本発明に係る空気清浄方法について、添付図面を参照して説明する。
【０１３８】
［第１の空気清浄方法］
本発明に係る第１の空気清浄方法は、たとえば、本発明に係る空気清浄装置の第１実施形態を用いて実施する空気清浄方法である。
【０１３９】
具体的には、たとえば、図１に第１実施形態として示された空気清浄装置１を用い、以下に示すオゾン生成工程と、光触媒処理工程と、オゾン分解工程と、を行う空気清浄方法である。
【０１４０】
（オゾン生成工程）
オゾン生成工程は、放電光を発生させることにより、有機化学物質を含む空気中にオゾンを生成する工程である。
【０１４１】
オゾンは、空気清浄装置１の第１の電極２１と第２の電極２２との間に電源部３０で電圧を印加して放電光を発生させることにより、流路５０内の空気中に生成される。
【０１４２】
（光触媒処理工程）
光触媒処理工程は、空気清浄装置１の光触媒モジュール１０を用い、オゾン生成工程を経た空気に含まれる有機化学物質の一部を光触媒モジュール１０の光触媒隣接吸着部１６に吸着させるとともに、表面拡散により光触媒隣接吸着部１６から光触媒反応部１４に移動した有機化学物質と空気に含まれる有機化学物質の他の一部とを、放電光で光触媒反応部１４に生じた光触媒反応により酸化分解する工程である。
【０１４３】
光触媒モジュール１０では、空気中の有機化学物質の光触媒隣接吸着部１６への迅速な吸着反応と、空気中の有機化学物質の光触媒反応部１４で行われ吸着反応より速度の遅い酸化分解反応と、光触媒隣接吸着部１６に吸着した有機化学物質の光触媒反応部１４への移動と、光触媒隣接吸着部１６から光触媒反応部１４に移動した有機化学物質の光触媒反応部１４での酸化分解反応と、が並行して生じている。このため、光触媒処理工程を経て光触媒モジュール１０から排出された空気中には有機化学物質は非常に少なくなっている。
【０１４４】
光触媒モジュール１０の光触媒隣接吸着部１６では、吸着した有機化学物質が光触媒反応部１４に移動するため有機化学物質の吸着飽和という問題が実質的に生じない。したがって、光触媒モジュール１０は、吸着剤の交換等のメンテナンスが不要であり、半永久的に使用することができる。
【０１４５】
（オゾン分解工程）
オゾン分解工程は、オゾン分解触媒モジュール４０を用い、光触媒処理工程を経た空気に含まれるオゾンをオゾン分解触媒反応部４４で分解して酸素ラジカルを生成し、空気に含まれる有機化学物質を酸素ラジカルにより酸化分解する工程である。
【０１４６】
オゾン分解触媒モジュール４０は、オゾン分解触媒反応部４４の表面で、光触媒モジュール１０から排出された空気中に存在するオゾンを分解するとともに、オゾンの分解の際に化学的活性の高い酸素ラジカルを生成する。この酸素ラジカルは、流路５０中の空気に含まれる有機化学物質を実質的に全て分解するため、オゾン分解工程を経てオゾン分解触媒モジュール４０から排出された空気中には有機化学物質は実質的に存在しなくなり、清浄な空気が得られる。
【０１４７】
オゾン分解触媒モジュール４０は、特段の吸着部が設けられていないため、有機化学物質の吸着飽和という問題は生じない。したがって、オゾン分解触媒モジュール４０は、吸着剤の交換等のメンテナンスが不要であり、半永久的に使用することができる。
【０１４８】
本発明に係る第１の空気清浄方法によれば、空気中の有機化学物質を迅速に吸着除去するとともに有機化学物質を効率よく酸化分解することができる。また、空気清浄装置１によれば、光触媒モジュール１０およびオゾン分解触媒モジュール４０を半永久的に使用することができる。
【０１４９】
［第２の空気清浄方法］
本発明に係る第２の空気清浄方法は、たとえば、本発明に係る空気清浄装置の第２実施形態を用いて実施する空気清浄方法である。
【０１５０】
具体的には、たとえば、図４に第２実施形態として示された空気清浄装置１Ａを用い、以下に示すオゾン生成工程と、光触媒処理工程と、オゾン分解工程と、を行う空気清浄方法である。
【０１５１】
第２の空気清浄方法は、第１の空気清浄方法と比較して、光触媒処理工程とオゾン分解工程とが相違し、オゾン生成工程は同じである。このため、オゾン生成工程についての説明を省略する。
【０１５２】
（光触媒処理工程）
光触媒処理工程は、空気清浄装置１Ａの光触媒モジュール１０Ａを用い、オゾン生成工程を経た空気に含まれる有機化学物質を放電光で光触媒反応部１４Ａに生じた光触媒反応により酸化分解する工程である。
【０１５３】
光触媒モジュール１０Ａでは、空気中の有機化学物質の光触媒反応部１４での光触媒反応による酸化分解反応が生じる。このため、光触媒モジュール１０Ａから排出された空気中の有機化学物質の濃度は、光触媒モジュール１０Ａへの供給前よりも減少する。
【０１５４】
光触媒モジュール１０Ａは、特段の吸着部が設けられていないため、有機化学物質の吸着飽和という問題は生じない。したがって、光触媒モジュール１０Ａは、吸着剤の交換等のメンテナンスが不要であり、半永久的に使用することができる。
【０１５５】
（オゾン分解工程）
オゾン分解工程は、オゾン分解触媒モジュール４０Ａを用い、光触媒処理工程を経た空気に含まれる有機化学物質の一部をオゾン分解触媒隣接吸着部４６に吸着させるとともに、オゾン分解触媒反応部４４で空気に含まれるオゾンを分解して酸素ラジカルを生成し、表面拡散によりオゾン分解触媒隣接吸着部４６からオゾン分解触媒反応部４４に移動した有機化学物質と空気に含まれる有機化学物質とを酸素ラジカルにより酸化分解する工程である。
【０１５６】
オゾン分解触媒モジュール４０Ａは、オゾン分解触媒モジュール４０Ａ近傍の空気中の有機化学物質のうち、その一部をオゾン分解触媒モジュール４０Ａのオゾン分解触媒隣接吸着部４６に速やかに吸着して除去するとともに、他の一部をオゾン分解触媒モジュール４０Ａのオゾン分解触媒反応部４４の表面で生成した酸素ラジカルにより酸化分解する。また、オゾン分解触媒隣接吸着部４６に吸着した有機化学物質は、オゾン分解触媒隣接吸着部４６に隣接するオゾン分解触媒反応部４４に移動し、酸素ラジカルにより酸化分解される。これにより、流路５０中の空気に含まれる有機化学物質は実質的に全て除去される。このため、オゾン分解工程を経てオゾン分解触媒モジュール４０から排出された空気中には有機化学物質は実質的に存在しなくなり、清浄な空気が得られる。
【０１５７】
オゾン分解触媒モジュール４０Ａのオゾン分解触媒隣接吸着部４６では、吸着した有機化学物質がオゾン分解触媒反応部４４に移動するため有機化学物質の吸着飽和という問題が実質的に生じない。したがって、オゾン分解触媒モジュール４０Ａは、吸着剤の交換等のメンテナンスが不要であり、半永久的に使用することができる。
【０１５８】
本発明に係る第２の空気清浄方法によれば、空気中の有機化学物質を迅速に吸着除去するとともに有機化学物質を効率よく酸化分解することができる。また、空気清浄装置１Ａによれば、光触媒モジュール１０Ａおよびオゾン分解触媒モジュール４０Ａを半永久的に使用することができる。
【０１５９】
［その他の空気清浄方法］
上記の第１の空気清浄方法は、有機化学物質を吸着する吸着部が、光触媒モジュール１０に光触媒隣接吸着部１６として設けられ、オゾン分解触媒モジュール４０には設けられない構成の空気清浄装置、たとえば、第１実施形態として示された空気清浄装置１を用いる方法である。
【０１６０】
一方、第２の空気清浄方法は、有機化学物質を吸着する吸着部が、オゾン分解触媒モジュール４０Ａにオゾン分解触媒隣接吸着部４６として設けられ、光触媒モジュール１０Ａには設けられない構成の空気清浄装置、たとえば、第２実施形態として示された空気清浄装置１Ａを用いる方法である。
【０１６１】
本発明の空気清浄方法は、その他の空気清浄方法として、光触媒モジュールとオゾン分解触媒モジュールとの両方に、有機化学物質を吸着する吸着部を設けた構成の空気清浄装置を用いる方法としてもよい。
【０１６２】
すなわち、第１実施形態として示された空気清浄装置１において、オゾン分解触媒モジュール４０に代えて第２実施形態として示された空気清浄装置１Ａのオゾン分解触媒モジュール４０Ａを用いた構成の空気清浄装置を用いる方法としてもよい。
【０１６３】
このように吸着部を光触媒モジュールとオゾン分解触媒モジュールとの両方に設けた構成の空気清浄装置を用いる方法とすると、空気中の有機化学物質の吸着、分解性能を、第１の空気清浄方法や第２の空気清浄方法に比べてより高くすることができる。
【０１６４】
また、上記の第１の空気清浄方法で用いられ、第１実施形態として示された空気清浄装置１は、光触媒モジュール１０が、基体１１と、基体１１の表面に光触媒が担持されて形成された光触媒反応部１４と、光触媒反応部１４の表面の一部に有機化学物質を吸着する吸着剤がさらに担持されて形成された光触媒隣接吸着部１６とを有する構成になっている。
【０１６５】
しかし、第１実施形態として示された空気清浄装置１の光触媒モジュール１０は、基体１１と、基体１１の表面に有機化学物質を吸着する吸着剤が担持されて形成された光触媒隣接吸着部１６と、光触媒隣接吸着部１６の表面の一部に光触媒がさらに担持されて形成された光触媒反応部１４とを有する構成としてもよい。
【０１６６】
この実施形態の空気清浄装置を用いた空気清浄方法は、第１実施形態として示された空気清浄装置１を用いた第１の空気清浄方法と同様の作用を有する。
【０１６７】
さらに、上記の第２の空気清浄方法で用いられ、第２実施形態として示された空気清浄装置１Ａは、
オゾン分解触媒モジュール４０Ａが、基体４１と、基体４１の表面にオゾン分解触媒が担持されて形成されたオゾン分解触媒反応部４４と、オゾン分解触媒反応部４４の表面の一部に有機化学物質を吸着する吸着剤がさらに担持されて形成されたオゾン分解触媒隣接吸着部４６とを有する構成になっている。
【０１６８】
しかし、第２実施形態として示された空気清浄装置１Ａのオゾン分解触媒モジュール４０Ａは、基体４１と、基体４１の表面に有機化学物質を吸着する吸着剤が担持されて形成されたオゾン分解触媒隣接吸着部４６と、オゾン分解触媒隣接吸着部４６の表面の一部にオゾン分解触媒がさらに担持されて形成されたオゾン分解触媒反応部４４とを有する構成としてもよい。
【０１６９】
この実施形態の空気清浄装置を用いた空気清浄方法は、第２実施形態として示された空気清浄装置１Ａを用いた第２の空気清浄方法と同様の作用を有する。
【符号の説明】
【０１７０】
１、１Ａ、７０  空気清浄装置
１０、１０Ａ、７１  光触媒モジュール
１１  光触媒モジュールの基体
１４  光触媒反応部
１６  光触媒隣接吸着部
２１  第１の電極
２２  第２の電極
３０、７４  高圧電源（電源部）
３１、３２  導線
４０、４０Ａ、７５  オゾン分解触媒モジュール
４１  オゾン分解触媒モジュールの基体
４４  オゾン分解触媒反応部
４６  オゾン分解触媒隣接吸着部
５０、８０  流路（通風路）
５５、５５Ａ、５６、５６Ａ、８５、８６  空気の流れる方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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