(57)【要約】【課題】従来の空気浄化材製造方法は、触媒粒子１０１を基材１０２へ担持させるためにバインダ１０を用いており、そのバインダ１０が触媒粒子１０１を覆ってしまい、触媒性能を発揮できないという課題があった。【解決手段】本発明の空気浄化材製造方法は、コバルトイオンとマンガンイオンとを含む溶液にハニカム構造体６を含浸し、余剰液を除去した後、乾燥、次いで、焼成することにより、ハニカム構造体６上にコバルトとマンガンとの複合酸化物触媒９を生成させることを特徴とする空気浄化材製造方法であり、バインダ１０を用いずにコバルトとマンガンとの複合酸化物触媒９をハニカム構造体６上に担持することができるため、バインダ１０にコバルトとマンガンとの複合酸化物触媒９の表面が覆われてしまうことなく、バインダ１０を用いた方法よりも効率良く触媒作用を発揮させることができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上でコバルト酸化物触媒を生成させることを特徴とする空気浄化材製造方法。
【請求項２】
コバルトイオンを含む溶液に基材を含浸し、余剰液を除去した後、乾燥、次いで、焼成することによりコバルト酸化物触媒を生成させることを特徴とする請求項１に記載の空気浄化材製造方法。
【請求項３】
焼成温度が、溶液に含まれるコバルトイオンが酸化する温度であることを特徴とする請求項１または２に記載の空気浄化材製造方法。
【請求項４】
溶液がコバルトの硝酸塩または酢酸塩の、少なくともいずれか一種を含んでいることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の空気浄化材製造方法。
【請求項５】
基材上でマンガン酸化物触媒を生成させることを特徴とする空気浄化材製造方法。
【請求項６】
マンガンイオンを含む溶液に基材を含浸し、余剰液を除去した後、乾燥、次いで、焼成することによりマンガン酸化物触媒を生成させることを特徴とする請求項５に記載の空気浄化材製造方法。
【請求項７】
焼成温度が、溶液に含まれるマンガンイオンが酸化する温度であることを特徴とする請求項５または６に記載の空気浄化材製造方法。
【請求項８】
溶液がマンガンの硝酸塩または酢酸塩の、少なくともいずれか一種を含んでいることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の空気浄化材製造方法。
【請求項９】
基材上でコバルトとマンガンとの複合酸化物触媒を生成させることを特徴とする空気浄化材製造方法。
【請求項１０】
コバルトイオンとマンガンイオンとを含む溶液に基材を含浸し、余剰液を除去した後、乾燥、次いで、焼成することによりコバルトとマンガンとの複合酸化物触媒を生成させることを特徴とする請求項９に記載の空気浄化材製造方法。
【請求項１１】
焼成温度が、溶液に含まれるコバルトイオンとマンガンイオンの両方が酸化する温度であることを特徴とする請求項９または１０に記載の空気浄化材製造方法。
【請求項１２】
溶液がコバルトの硝酸塩または酢酸塩の少なくともいずれか一種を含み、かつ、マンガンの硝酸塩または酢酸塩の少なくともいずれか一種を含んでいることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載の空気浄化材製造方法。
【請求項１３】
触媒を、バインダを使用せずに基材上に担持することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の空気浄化材製造方法。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかに記載の製造方法で製造されたことを特徴とする空気浄化材。
【請求項１５】
基材が耐熱性、かつ、耐腐食性を有することを特徴とする請求項１４記載の空気浄化材。
【請求項１６】
基材がハニカム構造であることを特徴とする請求項１４または１５に記載の空気浄化材。
【請求項１７】
請求項１４乃至１６のいずれかに記載の空気浄化材を設けてなることを特徴とする空気浄化装置。
【請求項１８】
ガス成分を含む空気を空気浄化材へ送るための送風手段を設けてなることを特徴とする請求項１７に記載の空気浄化装置。
【請求項１９】
ガス成分を含む空気を加熱するための加熱手段、または、空気浄化材を加熱するための加熱手段の少なくともいずれか一つを設けてなることを特徴とする請求項１７または１８に記載の空気浄化装置。
【請求項２０】
請求項１４乃至１６のいずれかに記載の空気浄化材の表面温度を１２０℃以上に加熱することを特徴とする空気浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気浄化用触媒の触媒作用を効率良く発揮させることができ、かつ、製造工程を一工程にすることにより製造時間と製造コストを削減することができる空気浄化材の製造方法、および、前記製造方法により製造された空気浄化材、および、前記空気浄化材を備えた、例えば空気清浄機や脱臭機などの空気浄化装置、および、前記空気浄化材を用いた空気浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の空気浄化材製造方法は、特許文献１に開示されているように、無機酸化物のゾルなどのバインダと触媒粉末とを混合して分散させたスラリーを基材にコートし、乾燥、次いで、焼成することにより、図１０に示すような触媒層を形成するというものである。
【特許文献１】特開２００２−１４３６８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような従来の空気浄化材製造方法は、触媒粒子１０１を基材１０２へ担持させるためにバインダ１０を用いている。そのため、図１０に示すように、バインダ１０が触媒粒子１０１を覆ってしまい、触媒性能を発揮できないという課題があった。
【０００４】
また、従来の空気浄化材製造方法は、触媒を調製する工程と、触媒をスラリー化して基材にコートする工程との、二つの工程を経る必要があったため、製造時間と製造コストとが多くかかってしまうという課題があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、バインダを用いずに触媒を基材上に担持することにより、バインダを用いた方法よりも効率良く触媒作用を発揮させることができ、かつ、製造工程を一工程にすることによって製造時間と製造コストを削減することができる空気浄化材製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の空気浄化材製造方法は、コバルトイオン、または、マンガンイオン、または、コバルトイオンとマンガンイオンの両方を含む溶液に基材を含浸し、余剰液を除去した後、乾燥、次いで、焼成することにより、基材上にコバルト酸化物触媒、または、マンガン酸化物触媒、または、コバルトとマンガンとの複合酸化物触媒を生成させることを特徴とする空気浄化材製造方法である。
【０００７】
この空気浄化材製造方法により、バインダを用いずに触媒を基材上に担持することができるため、バインダに触媒表面が覆われてしまうことがなく、バインダを用いた方法よりも効率良く触媒作用を発揮させることができ、かつ、製造工程を一工程にすることによって製造時間と製造コストを削減することができる空気浄化材製造方法を提供することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、コバルトイオン、または、マンガンイオン、または、コバルトイオンとマンガンイオンの両方を含む溶液に基材を含浸し、余剰液を除去した後、乾燥、次いで、焼成することにより、基材上にコバルト酸化物触媒、または、マンガン酸化物触媒、または、コバルトとマンガンとの複合酸化物触媒を生成させる空気浄化材製造方法であるため、バインダを用いずに触媒を基材上に直接担持することができ、バインダに触媒表面が覆われてしまうことがなく、バインダを用いた方法よりも効率良く触媒作用を発揮させることができ、かつ、製造工程を一工程にすることによって製造時間と製造コストを削減することができる空気浄化材製造方法を提供することができる。
【０００９】
また、本発明によれば、前述の空気浄化材製造方法により製造された空気浄化材、および、前記空気浄化材を備えた、例えば空気清浄機や脱臭機などの空気浄化装置、および、前記空気浄化材を用いた空気浄化方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の請求項１に記載の発明は、基材上でコバルト酸化物触媒を生成させることを特徴とする空気浄化材製造方法である。
【００１１】
基材上でコバルト酸化物触媒を生成させる方法としては、コバルトイオンを含む溶液を基材に付着させた後、コバルトイオンを酸化する方法がある。
【００１２】
コバルト酸化物触媒の粒子をスラリー化して基材に担持する方法は、コバルト酸化物触媒を調製した後、コバルト酸化物触媒の粒子を粉砕するのだが、粉砕してもせいぜい数百ｎｍ〜数μｍオーダーの平均粒子径を有する粒子にしかならない。それに対して、基材上でコバルト酸化物触媒を生成させる方法は、コバルトイオンが溶解している溶液に基材を含浸した後、コバルトイオンを基材上で酸化するため、コバルトイオン同士が近接して粒子成長してしまうことが少なく、コバルト酸化物触媒をより小さな粒子で、かつ、高分散に担持させることができる。さらには、コバルト酸化物触媒を先に調製する必要がないため、製造工程を一工程にすることができ、製造時間と製造コストを大幅に低減することができる。
【００１３】
また、ここに示すコバルト酸化物触媒とは、空気中に含まれるガス成分を酸化することができる触媒である。
【００１４】
また、ここに示す基材とは、触媒を担持することができる構造体のことであり、材質としてはセラミックや金属など、耐熱性を有するものが好ましい。
【００１５】
また、基材上には、除去したいガス成分を吸着することができるゼオライトなどの吸着剤が担持されていてもよい。
【００１６】
本発明の請求項２に記載の発明は、コバルトイオンを含む溶液に基材を含浸し、余剰液を除去した後、乾燥、次いで、焼成することによりコバルト酸化物触媒を生成させることを特徴とする空気浄化材製造方法である。
【００１７】
これにより、コバルト酸化物触媒を先に調製し、触媒の粒子をスラリー化してから基材に担持する方法よりも、触媒をより小さな粒子で、かつ、高分散に担持させることができる。さらには、コバルト酸化物触媒を先に調製する必要がないため、製造工程を一工程にすることができ、製造時間と製造コストを削減することができる。
【００１８】
また、ここに示す溶液は、ハンドリング性やコストの面から水溶液であることが好ましいが、溶液が均一である限り、アルコールなど他の溶媒を混合してもよい。
【００１９】
本発明の請求項３に記載の発明は、焼成温度が、溶液に含まれるコバルトイオンが酸化する温度であることを特徴とする空気浄化材製造方法である。
【００２０】
これにより、基材上に付着したコバルトイオンを酸化させることができるので、基材上にコバルト酸化物触媒を生成させることができる。
【００２１】
また、焼成するときの温度は、焼成炉内の温度バラツキなどを考慮して、溶液の酸化温度より３０℃〜５０℃程度高い温度で焼成するのが好ましい。
【００２２】
本発明の請求項４に記載の発明は、溶液がコバルトの硝酸塩または酢酸塩の、少なくともいずれか一種を含んでいることを特徴とする空気浄化材製造方法である。
【００２３】
溶液中にコバルトの硝酸塩または酢酸塩の、少なくともいずれか一種が含まれるため、この溶液に基材を含浸することにより、基材上にコバルトの硝酸塩または酢酸塩を付着させることができる。
【００２４】
本発明の請求項５に記載の発明は、基材上でマンガン酸化物触媒を生成させることを特徴とする空気浄化材製造方法である。
【００２５】
基材上でマンガン酸化物触媒を生成させる方法としては、マンガンイオンを含む溶液を基材に付着させた後、マンガンイオンを酸化する方法がある。
【００２６】
マンガン酸化物触媒の粒子をスラリー化して基材に担持する方法は、マンガン酸化物触媒を調製した後、マンガン酸化物触媒の粒子を粉砕するのだが、粉砕してもせいぜい数百ｎｍ〜数μｍオーダーの平均粒子径を有する粒子にしかならない。それに対して、基材上でマンガン酸化物触媒を生成させる方法は、マンガンイオンが溶解している溶液に基材を含浸した後、マンガンイオンを基材上で酸化するため、マンガンイオン同士が近接して粒子成長してしまうことが少なく、マンガン酸化物触媒をより小さな粒子で、かつ、高分散に担持させることができる。さらには、マンガン酸化物触媒を先に調製する必要がないため、製造工程を一工程にすることができ、製造時間と製造コストを大幅に低減することができる。
【００２７】
また、ここに示すマンガン酸化物触媒とは、空気中に含まれるガス成分を酸化することができる触媒である。
【００２８】
また、ここに示す基材とは、触媒を担持することができる構造体のことであり、材質としてはセラミックや金属など、耐熱性を有するものが好ましい。
【００２９】
また、基材上には、除去したいガス成分を吸着することができるゼオライトなどの吸着剤が担持されていてもよい。
【００３０】
本発明の請求項６に記載の発明は、マンガンイオンを含む溶液に基材を含浸し、余剰液を除去した後、乾燥、次いで、焼成することによりマンガン酸化物触媒を生成させることを特徴とする空気浄化材製造方法である。
【００３１】
これにより、マンガン酸化物触媒を先に調製し、触媒の粒子をスラリー化してから基材に担持する方法よりも、触媒をより小さな粒子で、かつ、高分散に担持させることができる。さらには、マンガン酸化物触媒を先に調製する必要がないため、製造工程を一工程にすることができ、製造時間と製造コストを削減することができる。
【００３２】
また、ここに示す溶液は、ハンドリング性やコストの面から水溶液であることが好ましいが、溶液が均一である限り、アルコールなど他の溶媒を混合してもよい。
【００３３】
本発明の請求項７に記載の発明は、焼成温度が、溶液に含まれるマンガンイオンが酸化する温度であることを特徴とする空気浄化材製造方法である。
【００３４】
これにより、基材上に付着したマンガンイオンを酸化させることができるので、基材上にマンガン酸化物触媒を生成させることができる。
【００３５】
また、焼成するときの温度は、焼成炉内の温度バラツキなどを考慮して、溶液の酸化温度より３０℃〜５０℃程度高い温度で焼成するのが好ましい。
【００３６】
本発明の請求項８に記載の発明は、溶液がマンガンの硝酸塩または酢酸塩の、少なくともいずれか一種を含んでいることを特徴とする空気浄化材製造方法である。
【００３７】
これにより、溶液中にマンガンの硝酸塩または酢酸塩の、少なくともいずれか一種が含まれるため、この溶液に基材を含浸することにより、基材上にマンガンの硝酸塩または酢酸塩を付着させることができる。
【００３８】
本発明の請求項９に記載の発明は、基材上でコバルトとマンガンとの複合酸化物触媒を生成させることを特徴とする空気浄化材製造方法である。
【００３９】
基材上でコバルトとマンガンとの複合酸化物触媒を生成させる方法としては、コバルトイオンとマンガンイオンとを含む溶液を基材に付着させた後、コバルトイオンとマンガンイオンとを酸化する方法がある。
【００４０】
コバルトとマンガンとの複合酸化物触媒の粒子をスラリー化して基材に担持する方法は、コバルトとマンガンとの複合酸化物触媒を調製した後、コバルトとマンガンとの複合酸化物触媒の粒子を粉砕するのだが、粉砕してもせいぜい数百ｎｍ〜数μｍオーダーの平均粒子径を有する粒子にしかならない。それに対して、基材上でコバルトとマンガンとの複合酸化物触媒を生成させる方法は、コバルトイオンとマンガンイオンとが溶解している溶液に基材を含浸した後、コバルトイオンとマンガンイオンとを基材上で酸化するため、イオン同志が近接して粒子成長してしまうことが少なく、コバルトとマンガンとの複合酸化物触媒をより小さな粒子で、かつ、高分散に担持させることができる。さらには、コバルトとマンガンとの複合酸化物触媒を先に調製する必要がないため、製造工程を一工程にすることができ、製造時間と製造コストを大幅に低減することができる。
【００４１】
また、ここに示すコバルトとマンガンとの複合酸化物触媒とは、空気中に含まれるガス成分を酸化することができる触媒である。
【００４２】
また、ここに示す基材とは、複合酸化物触媒を担持することができる構造体のことであり、材質としてはセラミックや金属など、耐熱性を有するものが好ましい。
【００４３】
また、基材上には、除去したいガス成分を吸着することができるゼオライトなどの吸着剤が担持されていてもよい。
【００４４】
本発明の請求項１０に記載の発明は、コバルトイオンとマンガンイオンとを含む溶液に基材を含浸し、余剰液を除去した後、乾燥、次いで、焼成することによりコバルトとマンガンとの複合酸化物触媒を生成させることを特徴とする空気浄化材製造方法である。
【００４５】
これにより、コバルトとマンガンとの複合酸化物触媒を先に調製し、触媒の粒子をスラリー化してから基材に担持する方法よりも、触媒をより小さな粒子で、かつ、高分散に担持させることができる。さらには、コバルトとマンガンとの複合酸化物触媒を先に調製する必要がないため、製造工程を一工程にすることができ、製造時間と製造コストを削減することができる。
【００４６】
また、ここに示す溶液は、ハンドリング性やコストの面から水溶液であることが好ましいが、溶液が均一である限り、アルコールなど他の溶媒を混合してもよい。
【００４７】
本発明の請求項１１に記載の発明は、焼成温度が、溶液に含まれるコバルトイオンとマンガンイオンの両方が酸化する温度であることを特徴とする空気浄化材製造方法である。
【００４８】
これにより、基材上に付着したコバルトの塩、および、マンガンの塩の両方を酸化させることができるので、基材上に酸化コバルト、酸化マンガン、および、コバルトとマンガンとの複合酸化物触媒を生成させることができる。
【００４９】
また、焼成するときの温度は、焼成炉内の温度バラツキなどを考慮して、溶液の酸化温度より３０℃〜５０℃程度高い温度で焼成するのが好ましい。
【００５０】
本発明の請求項１２に記載の発明は、溶液がコバルトの硝酸塩または酢酸塩の少なくともいずれか一種を含み、かつ、マンガンの硝酸塩または酢酸塩の少なくともいずれか一種を含んでいることを特徴とする空気浄化材製造方法である。
【００５１】
溶液中にコバルトの硝酸塩または酢酸塩の、少なくともいずれか一種が含まれるため、この溶液に基材を含浸することにより、基材上にコバルトの硝酸塩または酢酸塩を付着させることができ、さらには、溶液中にマンガンの硝酸塩または酢酸塩の、少なくともいずれか一種が含まれるため、この溶液に基材を含浸することにより、基材上にマンガンの硝酸塩または酢酸塩を付着させることができる。
【００５２】
本発明の請求項１３に記載の発明は、触媒を、バインダを使用せずに基材上に担持することを特徴とする空気浄化材製造方法である。
【００５３】
これにより、バインダが触媒の表面を覆ってしまうことがないため、触媒活性を低下させることなく触媒を基材に担持することができ、かつ、バインダを用いないため、製造コストを低減することもできる。
【００５４】
また、ここに示す担持とは、複合酸化物触媒を基材上に固定化することを示す。
【００５５】
本発明の請求項１４に記載の発明は、上記いずれか一つに記載の製造方法で製造されたことを特徴とする空気浄化材である。
【００５６】
これにより、酸化物触媒を先に調製し、触媒の粒子をスラリー化してから基材に担持する方法よりも、触媒をより小さな粒子で、かつ、高分散に担持させた空気浄化材を得ることができる。
【００５７】
本発明の請求項１５に記載の発明は、基材が耐熱性、かつ、耐腐食性を有することを特徴とする空気浄化材である。
【００５８】
基材が耐熱性を有することにより、製造時の焼成工程や加熱して使用する際に、基材が劣化や変形するのを防ぐことができる。
【００５９】
また、基材が耐腐食性を有することにより、製造時にコバルトの塩、および、マンガンの塩を含む溶液に含浸しても、基材が劣化するのを防ぐことができる。
【００６０】
本発明の請求項１６に記載の発明は、基材がハニカム構造であることを特徴とする空気浄化材である。
【００６１】
これにより、除去したいガス成分を含む空気を空気浄化材に通過させてガス成分を除去する際に、圧損の上昇を抑えることができる。
【００６２】
本発明の請求項１７に記載の発明は、上記いずれか一つに記載の空気浄化材を設けてなることを特徴とする空気浄化装置である。
【００６３】
これにより、ガス成分を含む空気を空気浄化材に通過させることにより空気を浄化する空気浄化装置を得ることができる。
【００６４】
本発明の請求項１８に記載の発明は、ガス成分を含む空気を空気浄化材へ送るための送風手段を設けてなることを特徴とする空気浄化装置である。
【００６５】
これにより、ガス成分を含む空気を空気浄化材に送ることができる。
【００６６】
本発明の請求項１９に記載の発明は、ガス成分を含む空気を加熱するための加熱手段、または、空気浄化材を加熱するための加熱手段の少なくともいずれか一つを設けてなることを特徴とする空気浄化装置である。
【００６７】
これにより、加熱された空気が空気浄化材表面の触媒を加熱する、または、加熱された空気浄化材が空気浄化材表面の触媒を加熱することができるので、触媒のガス酸化活性を発現させることができる。
【００６８】
本発明の請求項２０に記載の発明は、上記いずれか一つに記載の空気浄化材の表面温度を１２０℃以上に加熱することを特徴とする空気浄化方法である。
【００６９】
空気浄化材に担持された触媒を加熱することにより、ガス酸化活性が発現するので、除去したいガス成分を含む空気を空気浄化材に通過させて、ガス成分を除去することができるようになる。
【００７０】
また、ガス成分を除去するときの空気浄化材の表面温度は、あまり高くしすぎると触媒の構造が変化してしまう可能性があるため、１２０℃以上で製造時の焼成温度以下、好ましくは１５０℃以上で製造時の焼成温度以下であることが望ましい。
【００７１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明するが、以下の解釈に何ら限定されるものではない。
【００７２】
（実施の形態１）
本発明に記載の空気浄化装置について図１を参照しながら説明する。本発明の空気浄化装置は、図１に示すように、枠１の中に、ガス成分を酸化する作用のある触媒が担持されたセラミック製空気浄化材２と、送風手段としてファン３と、加熱手段としてヒータ４が設けられている。ガス成分を酸化する作用のある触媒としては、コバルト酸化物触媒、マンガン酸化物触媒、および、コバルトとマンガンとの複合酸化物触媒を使用することができる。
【００７３】
ガス成分を含む空気はファン３によって送風され、ヒータ４によって加熱された後、セラミック製空気浄化材２を通過する。このとき、加熱された空気がセラミック製空気浄化材２の表面に担持された触媒を加熱することによって、触媒のガス酸化活性を発現させることができるため、ガス成分を含む空気がセラミック製空気浄化材２を通過する際に、触媒のガス酸化作用によりガス成分は酸化され、空気浄化装置から排出される空気は浄化されることとなる。基材上にコバルト酸化物触媒、またはマンガン酸化物触媒、またはコバルトとマンガンとの複合酸化物触媒を直接生成させ、バインダを用いずに触媒を基材上に直接担持するものであり、バインダに触媒表面が覆われてしまうことがなく、バインダを用いた方法よりも効率良く触媒作用を発揮させることができる。
【００７４】
（実施の形態２）
本発明に記載の空気浄化装置について図２を参照しながら説明する。実施の形態１と同一部分は同一符号を附し詳細な説明は省略する。
【００７５】
本発明の空気浄化装置は、図２に示すように、枠１の中に、ガス成分を酸化する作用のある触媒が担持されたステンレス製空気浄化材５と、送風手段としてファン３が設けられている。加熱手段としては、ステンレス製空気浄化材５に直接通電することによって、ステンレス製空気浄化材５が発熱する仕組みになっている。ガス成分を酸化する作用のある触媒としては、コバルト酸化物触媒、マンガン酸化物触媒、および、コバルトとマンガンとの複合酸化物触媒を使用することができる。
【００７６】
ガス成分を含む空気はファン３によって送風され、ステンレス製空気浄化材５を通過する。このとき、加熱されたステンレス製空気浄化材５が表面に担持された触媒を加熱することによって、触媒のガス酸化活性を発現させることができるため、ガス成分を含む空気がステンレス製空気浄化材５を通過する際に、触媒のガス酸化作用によりガス成分は酸化され、空気浄化装置から排出される空気は浄化されることとなる。
【実施例】
【００７７】
（実施例１）
本発明に記載の空気浄化材製造方法に用いた硝酸コバルト六水和物、酢酸コバルト四水和物、硝酸マンガン六水和物、および、酢酸マンガン四水和物について、熱重量分析による重量変化を測定し、重量変化曲線の接線の交点を酸化温度とした。その重量変化曲線を図３に示し、そこから求めたそれぞれの酸化温度を表１に示す。
【００７８】
【表１】
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【００７９】
次に、硝酸コバルト六水和物と硝酸マンガン六水和物をモル比で１：２となるように調製した水溶液を溶液Ａ、酢酸コバルト四水和物と酢酸マンガン四水和物をモル比で１：２となるように調製した水溶液を溶液Ｂとし、前述の方法で酸化温度を求めた。その重量変化曲線を図４に示し、そこから求めたそれぞれの酸化温度を表１に示す。
【００８０】
表１より、硝酸コバルト六水和物と硝酸マンガン六水和物、および、酢酸コバルト四水和物と酢酸マンガン四水和物は、それぞれは異なる酸化温度を有しているが、水溶液として混合してから加熱することにより酸化温度が一点になることから、混合した二種の化合物がほぼ同じくらいの温度で酸化されることがわかった。このことから、硝酸コバルト六水和物と硝酸マンガン六水和物とを混合した溶液Ａは２６９℃、酢酸コバルト四水和物と酢酸マンガン四水和物とを混合した溶液Ｂは２５１℃以上で焼成することにより、コバルトとマンガンとの複合酸化物触媒が生成することが示唆された。ただし、実際に空気浄化材を製造する際には焼成炉内の温度バラツキなどを考慮して、溶液の酸化温度より３０℃〜５０℃程度高い温度で焼成するのが好ましい。
【００８１】
次に、前述した、硝酸コバルト六水和物、硝酸マンガン六水和物、溶液Ａ、および、溶液Ｂの酸化温度をふまえて、セラミックペーパーをコルゲート加工したハニカム構造体６（３０ｍｍ×３０ｍｍ×ｔ１０ｍｍ）への、コバルト酸化物触媒、マンガン酸化物触媒、および、コバルトとマンガンとの複合酸化物触媒の担持を行った。
【００８２】
（空気浄化材Ａの作製）イオン交換水１８．６２ｇに硝酸コバルト六水和物を１１．３８４ｇ加えて攪拌し、これをコバルト溶液とした。ハニカム構造体６をコバルト溶液に３分間含浸した後、余剰液を除去し、１４０℃で１時間乾燥、次いで、２５０℃で２時間焼成した。同様の操作をもう一度繰り返し、これにより得られたサンプルを空気浄化材Ａとした。ここで、空気浄化材Ａの触媒担持量は０．０２４９ｇ／ｃｍ3であった。
【００８３】
また、空気浄化材Ａの図を図５（ａ）に、空気浄化材Ａの表面を拡大した触媒担持状態の概念図を図５（ｂ）に示す。図５（ｂ）に示すように、ハニカム表面７にはコバルト酸化物触媒８が担持されている。コバルトイオンが溶解している溶液にハニカム構造体６を含浸した後、コバルトイオンをハニカム構造体６上で酸化するため、コバルトイオン同士が近接して粒子成長してしまうことが少なく、コバルト酸化物触媒８をより小さな粒子で、かつ、高分散に担持させることができる。さらに、バインダを使用せずにコバルト酸化物触媒８を担持したため、コバルト酸化物触媒８の表面はバインダに覆われてしまうことがなく、触媒性能を発揮することができると考えられる。
【００８４】
（空気浄化材Ｂの作製）イオン交換水７．８２ｇに硝酸マンガン六水和物の５０ｗｔ％水溶液を２２．１８ｇ加えて攪拌し、これをマンガン溶液とした。ハニカム構造体６をマンガン溶液に３分間含浸した後、余剰液を除去し、１４０℃で１時間乾燥、次いで、２５０℃で２時間焼成することにより得られたサンプルを空気浄化材Ｂとした。ここで、空気浄化材Ｂの触媒担持量は０．０２７２ｇ／ｃｍ3であった。
【００８５】
なお、空気浄化材Ｂの触媒担持状態の概念断面図は、空気浄化材Ａと同様だと考えられるため省略する。
【００８６】
（空気浄化材Ｃの作製）イオン交換水１３．０ｇに硝酸コバルト六水和物を７．４８３ｇ、硝酸マンガン六水和物の５０ｗｔ％水溶液を２９．５３ｇ加えて攪拌し、これを溶液Ｃとした（仕込みＣｏ：Ｍｎモル比＝１：２）。ハニカム構造体６を溶液Ｃに３分間含浸した後、余剰液を除去し、１４０℃で１時間乾燥、次いで、３００℃で２時間焼成することにより得られたサンプルを空気浄化材Ｃとした。ここで、空気浄化材Ｃの触媒担持量は０．０２６３ｇ／ｃｍ3であった。
【００８７】
また、空気浄化材Ｃの図を図６（ａ）に、空気浄化材Ｃの表面を拡大した触媒担持状態の概念図を図６（ｂ）に示す。図６（ｂ）に示すように、ハニカム表面７にはコバルトとマンガンとの複合酸化物触媒９が担持されている。コバルトイオンとマンガンイオンとが溶解している溶液にハニカム構造体６を含浸した後、コバルトイオンとマンガンイオンとをハニカム構造体６上で酸化するため、イオン同士が近接して粒子成長してしまうことが少なく、コバルトとマンガンとの複合酸化物触媒９をより小さな粒子で、かつ、高分散に担持させることができる。さらに、バインダを使用せずにコバルトとマンガンとの複合酸化物触媒９を担持したため、コバルトとマンガンとの複合酸化物触媒９の表面はバインダに覆われてしまうことがなく、触媒性能を発揮することができると考えられる。
【００８８】
（空気浄化材Ｄの作製）イオン交換水３６．７ｇに酢酸コバルト四水和物を４．４８３ｇ、酢酸マンガン四水和物を８．８２７ｇ加えて攪拌し、これを溶液Ｄとした（仕込みＣｏ：Ｍｎモル比＝１：２）。ハニカム構造体６を溶液Ｄに３分間含浸した後、余剰液を除去し、１４０℃で１時間乾燥、次いで、２８０℃で２時間焼成することにより得られたサンプルを空気浄化材Ｄとした。ここで、空気浄化材Ｄの触媒担持量は０．０２４７ｇ／ｃｍ3であった。
【００８９】
なお、空気浄化材Ｄの触媒担持状態の概念断面図は、空気浄化材Ｃと同様だと考えられるため省略する。
【００９０】
（比較例１）
イオン交換水５０．０ｇに硝酸コバルト六水和物を１８．１７５ｇ、硝酸マンガン六水和物の５０ｗｔ％水溶液を７１．７ｇ入れて３０分間攪拌し、そこへゆっくりと２５％アンモニア水を１７．０ｇ滴下し、さらに５分間攪拌した。沈殿生成物を吸引ろ過し、１５０℃で６時間乾燥後、２５０℃で２時間焼成してコバルトとマンガンとの複合酸化物触媒９を得た。
【００９１】
次に、イオン交換水５２．０ｇに前述の方法で調製されたコバルトとマンガンとの複合酸化物触媒９を９．０ｇと、バインダとしてコロイダルシリカ（シリカ２０ｗｔ％含有）を５．０ｇ加え、１時間攪拌することにより、複合酸化物触媒スラリーを得た。ハニカム構造体６を複合酸化物触媒スラリーに３分間含浸した後、余剰液を除去し、１４０℃で１時間乾燥、次いで、２００℃で２時間焼成することにより得られたサンプルを空気浄化材Ｅとした。ここで、空気浄化材Ｅの触媒担持量は０．０２６０ｇ／ｃｍ3であった。
【００９２】
また、空気浄化材Ｅの図を図７（ａ）に、空気浄化材Ｅの表面を拡大した触媒担持状態の概念図を図７（ｂ）に示す。図７（ｂ）に示すように、ハニカム表面７にはバインダ１０を介してコバルトとマンガンとの複合酸化物触媒９が担持している。コバルトとマンガンとの複合酸化物触媒９を先に調製してから水に分散させているため、実施例１に示した方法で製造した場合よりもコバルトとマンガンとの複合酸化物触媒９の粒子径は大きくなっていると考えられる。さらに、コバルトとマンガンとの複合酸化物触媒９を担持するためにバインダ１０を用いているため、表面の一部または全部がバインダ１０に覆われてしまっているコバルトとマンガンとの複合酸化物触媒９も存在していると考えられる。
【００９３】
（評価例１）
実施例１で製造した空気浄化材Ｃ、および、空気浄化材Ｄ、比較例１で製造した空気浄化材Ｅについて、アセトアルデヒドの分解性能を評価した。その試験方法を図８に示す。
【００９４】
内径２０ｍｍのガラス管１１の中に、直径２０ｍｍにカットした空気浄化材１２を入れ、空気浄化材１２の中心付近のセルに熱伝対１３を差し込み、空気浄化材１２の表面温度を測定できるようにし、それを空気浄化材１２が中心にくるように加熱管状炉１４にセットした。
【００９５】
アセトアルデヒド濃度が約５０ｐｐｍで純空気ベースのガスボンベ１５から、マスフローコントローラー１６を介して５００ｍＬ／ｍｉｎでアセトアルデヒドを流し、空気浄化材１２を通過してきた空気中の一酸化炭素（ＣＯ）と二酸化炭素（ＣＯ2）の濃度をＣＯ計１７およびＣＯ2計１８を用いて測定し、アセトアルデヒド分解率を算出した。
【００９６】
ここで、アセトアルデヒド分解率の算出方法は以下のとおりである。
【００９７】
アセトアルデヒドの化学式がＣＨ３ＣＨＯであることから、アセトアルデヒドが１ｐｐｍ分解すると、ＣＯとＣＯ2合わせて２ｐｐｍ生成することになる。したがって、もしアセトアルデヒドが５０ｐｐｍすべて分解すると、ＣＯとＣＯ2合わせて１００ｐｐｍ生成することになるので、ＣＯとＣＯ2合わせて１００ｐｐｍ生成したときをアセトアルデヒド分解率１００％とした。
【００９８】
空気浄化材Ｃ、空気浄化材Ｄ、および、空気浄化材Ｅについて、空気浄化材１２の表面温度を８０℃〜２５０℃付近まで変えたときの、前述の方法で算出したアセトアルデヒド分解率を図９に示す。
【００９９】
図９に示すように、空気浄化材Ｃ、および、空気浄化材Ｄは、１２０℃のときにアセトアルデヒド分解能を示し、特に表面温度が１５０℃以上のときに、空気浄化材Ｅよりも高いアセトアルデヒド分解性能を示すことがわかった。これは、実施例１に示した空気浄化材製造方法により製造されたものなので、バインダ１０を用いずにコバルトとマンガンとの複合酸化物触媒９をハニカム構造体６上に担持することができるため、バインダ１０に触媒表面が覆われてしまうことがなく、比較例１に示した空気浄化材製造方法で製造したものよりも効率良く触媒作用を発揮させることができるためであると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明の空気浄化材製造方法は、バインダを用いずに触媒を基材上に担持することにより、バインダを用いた方法よりも効率良く触媒作用を発揮させることができ、かつ、製造工程を一工程にすることによって製造時間と製造コストを削減することができる、例えば空気浄化装置や脱臭機などの空気浄化などに用いられる空気浄化材の製造方法などの用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の実施の形態１における空気浄化装置の概念断面図
【図２】同実施の形態２における空気浄化装置の概念断面図
【図３】同実施例１における化合物の重量変化曲線を示す図
【図４】同実施例１における溶液の重量変化曲線を示す図
【図５】同実施例１における空気浄化材の図（（ａ）空気浄化材Ａの図、（ｂ）空気浄化材Ａの表面を拡大した触媒担持状態の概念図）
【図６】同実施例１における空気浄化材の図（（ａ）空気浄化材Ｃの図、（ｂ）空気浄化材Ｃの表面を拡大した触媒担持状態の概念図）
【図７】同比較例１における空気浄化材の図（（ａ）空気浄化材Ｅの図、（ｂ）空気浄化材Ｅの表面を拡大した触媒担持状態の概念図）
【図８】同評価例１におけるアセトアルデヒド分解性能評価試験の試験方法を示す図
【図９】同評価例１におけるアセトアルデヒド分解性能評価試験の結果を示す図
【図１０】従来技術における触媒層の概念断面図
【符号の説明】
【０１０２】
１      枠
２      セラミック製空気浄化材
３      ファン
４      ヒータ
５      ステンレス製空気浄化材
６      ハニカム構造体
７      ハニカム表面
８      コバルト酸化物触媒
９      コバルトとマンガンとの複合酸化物触媒
１０    バインダ
１１    ガラス管
１２    空気浄化材
１３    熱伝対
１４    加熱管状炉
１５    ガスボンベ
１６    マスフローコントローラー
１７    ＣＯ計
１８    ＣＯ2計
１０１  触媒粒子
１０２  基材
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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