(57)【要約】【課題】既存のＴｉＯ２のような光触媒を用いることなく、また活性炭を用いた場合の脱着による空気の再汚染を伴うことなしに、空気中のＶＯＣを効率よく除去する方法を提供する。【解決手段】揮発性有機化合物を含む空気を多孔質炭素材料に接触させながら、光照射して空気中の揮発性有機化合物を除去する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発性有機化合物を含む空気を多孔質炭素材料に接触させながら、光照射することを特徴とする空気中の揮発性有機化合物除去方法。
【請求項２】
波長４００〜７００ｎｍの光を照射する請求項１記載の方法。
【請求項３】
ガス取入口及びガス排出口を備えた透明ガラス管、その中に充填された多孔質炭素材料、該透明ガラス管の少なくとも一部に光照射するための光源から構成され、かつ上記ガス取入口が透明ガラス管内に空気を供給するための気体供給機構に連結されていることを特徴とする空気中の揮発性有機化合物除去装置。
【請求項４】
多孔質炭素材料が、ヤシ殻炭、無煙炭及び木炭の中から選ばれた少なくとも１種の活性炭である請求項３記載の装置。
【請求項５】
活性炭が粒度４〜３０メッシュの範囲のものである請求項４記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、空気中の揮発性有機化合物（以下ＶＯＣという）を効率よく除去する方法及びそれに用いる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、「シックハウス症候群」という人体異常現象が社会的な問題となっている。この「シックハウス症候群」とは、住宅の建材、内装材などから放散されるＶＯＣにより、目や喉の痛み、頭痛などの症状が引き起こされる疾患であり、その原因となる住宅から離れるとこれらの症状が軽減されるという特徴を有している。
【０００３】
この「シックハウス症候群」という用語は、米国で１９８０年代に発生した「シックビルディングシンドローム」から派生した造語であるが、この「シックビルディングシンドローム」は、近年、建材、内装材などに化学物質が多用されるようになって発生源が増大したことや、オイルショック以降の省エネルギー政策に基づく大型ビルディングにおける気密性の向上、換気性の抑制が原因となっていると考えられる。
【０００４】
ところで、「シックハウス症候群」の原因となるＶＯＣとしては、脂肪族又は芳香族の炭化水素、塩素化炭化水素、ケトン類、アルデヒド類などがあり、この中には発ガン性物質も含まれている。そして、その発生源も多種多様であり、前記した建材のほかに、開放型燃焼器具の燃料やヘアスプレー、塗料の溶剤なども含まれている。
【０００５】
このような状況下、空気中のＶＯＣを除去する方法や装置について、多くの研究がなされ、これまでＶＯＣを吸着する第１吸着剤と、ＶＯＣを分解する光触媒とを有し、さらに光分解により生じた二次有毒ガスを吸着するための第２吸着剤を備えた化学物質除去装置（特許文献１参照）、ＶＯＣを光触媒に接触させ、かつ光触媒を活性化する光照射を行う処理装置（特許文献２参照）、紫外線照射室、光触媒充填層及び活性炭充填層を備え、紫外線照射と光触媒作用により空気中のＶＯＣを分解したのち、副生ガスを活性炭に吸着させて汚染空気を浄化する装置（特許文献３参照）、酸素の存在下、フッ素系有機化合物と光触媒とを含む水層に光照射する方法（特許文献４参照）などが提案されている。
しかしながら、このような光触媒を用いるものは、コスト高になるのを免れず、実用化の点で必ずしも満足しうるものとはいえない。
【０００６】
また、ガス吸着剤を用いる方法は、その吸着容量に達するとそれ以上ＶＯＣを除去しなくなるという欠点があるし、光触媒を用いる方法は、コスト高になるのを免れないので、建物全体にわたって施工するのがむずかしいという欠点がある。
【０００７】
そのほか、プラズマ処理した活性炭を用いてトルエンガスや四塩化炭素を吸着除去する方法（特許文献５参照）のように活性炭を用いて空気中のＶＯＣを吸着除去する方法も知られているが、この方法では吸着後の温度条件の変化によって、いったん吸着したＶＯＣが脱離し、これが再び室内空気を汚染するという欠点がある。
【０００８】
一方、多孔質炭素材料、例えば活性炭は種々の気体や液体の吸着剤として広く用いられ、有害物質の除去にも利用されている。この多孔質炭素材料は、一般的には、多環芳香族分子の積層集合体と非晶質炭化水素からなり、孔径の異なる多種多様の細孔をもち、その表面と吸着質分子との接触における相互作用エネルギーに基づく吸着力により、有害物質を吸着し、空気中から有害物質を除去する能力を有しているが、これ自体光触媒能力を有することは知られていない。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−２３２１５４号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献２】
特開２００１−２３２１３６号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献３】
特開２００３−１３５５７６号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献４】
特開２０００−４０８０５号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献５】
特開平７−１８７６３６号公報（特許請求の範囲その他）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、既存のＴｉＯ２のような光触媒を用いることなく、また活性炭を用いた場合の脱着による空気の再汚染を伴うことなしに、空気中のＶＯＣを効率よく除去する方法を提供することを目的としてなされたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、空気中のＶＯＣを効率よく除去し得る方法を開発するために鋭意研究を重ねた結果、ＶＯＣを含む空気を、多孔質炭素材料、例えば活性炭に接触させ、光を照射させると、活性炭に吸着したＶＯＣが容易に光分解して無害化することを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
【００１２】
すなわち、本発明は、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を含む空気を多孔質炭素材料に接触させながら、光照射することを特徴とする空気中の揮発性有機化合物除去方法、及びガス取入口及びガス排出口を備えた透明ガラス管、その中に充填された多孔質炭素材料、該透明ガラス管の少なくとも一部に光照射するための光源から構成され、かつ上記ガス取入口が透明ガラス管内に空気を供給するための気体供給機構に連結されていることを特徴とする空気中の揮発性有機化合物除去装置を提供するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明方法においては、ＶＯＣを含む空気を多孔質炭素材料と接触させて、ＶＯＣを多孔質炭素材料に吸着させ、これに光を照射してＶＯＣを光分解して、無害の化合物に変換し、多孔質炭素材料から分解生成物を脱離させることにより、ＶＯＣを除去する。
【００１４】
本発明方法で用いる多孔質炭素材料としては、通常の吸着剤として用いられている活性炭、例えば木、竹、石炭、草炭、堅果の殻など自然産物の炭化により得られる活性炭や、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、アセチレンブラックなどのカーボンブラックや、サランやポリ塩化ビニリデン樹脂の炭化により得られる合成活性炭などを挙げることができる。そのほか、石炭を原料とし球形活性炭製造法（公資研法）、流動法（北関試法）などにより製造した粒状活性炭なども好適に用いられる。この中でも、特にヤシ殻炭、無煙炭及び木炭の中から選ばれた活性炭が好ましい。
【００１５】
これらの多孔質炭素材料は、孔径１０〜１０００Å、好ましくは１００〜５００Åの範囲の細孔を有し、ＢＥＴ表面積８００〜１２００ｍ２／ｇ、好ましくは１０００〜１１００ｍ２／ｇをもつものがよい。この多孔質炭素材料は、通常粒度４〜３０メッシュ、好ましくは６〜１２メッシュの範囲の粉粒体として用いられるが、所望ならば繊維状、ハニカム状、シート状などに成形して用いることもできる。
【００１６】
また、本発明における照射光としては、波長４００〜７００ｎｍの範囲の可視光が用いられる。この光源としては、キセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプなどが用いられる。
【００１７】
次に添付図面に従って本発明装置を説明する。
図１は本発明装置を説明するための縦断面図であり、筐体１内に多孔質炭素材料２を充填したカラム３と、その周囲に配置された光源４，…によって構成されている。処理されるべきＶＯＣを含む空気は、供給ポンプ５により、カラムの空気取入口６からカラム内に導入され、多孔質炭素材料２と接触しながら、カラムを通過して空気排出口７から排出される。そして、カラム内を通過している間に、光源４，…から照射される光によりＶＯＣは分解され、無害化された副生成物となる。この図においては、カラムの前に供給ポンプ５が連結されているが、所望ならばカラムの後に吸込ポンプを連結して、空気を流入させることもできる。この際の流入速度は、カラム寸法により変わるが、一般にＳＶ５〜５０ｍｉｎ−１の範囲が用いられる。
このようにして、５０〜１００分の処理で空気中のＶＯＣをほとんど除去することができる。
【００１８】
【実施例】
次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
【００１９】
実施例１
デシケーター中にトルエンガス２５０ｐｐｍを含む空気と、粒状活性炭素（関東化学社製）２．５８ｇを充填し、トルエンガスの初濃度を測定したのち、波長４００〜７００ｎｍの可視光を照射し、気体検知管［ガステック（ＧＡＳＴＥＣ）社製，Ｎｏ．１２２］を用いてトルエン濃度の経時的変化を測定した。その結果を図２にグラフＡとして示す。
【００２０】
比較例１
粒状活性炭素を用いないで、他は実施例と同様にして操作し、トルエン濃度の経時的変化を測定した。その結果を図２にグラフＢとして示す。
【００２１】
比較例２
光照射を行わないで、他は実施例と同様にして操作し、トルエン濃度の経時的変化を測定した。
その結果を図２にグラフＣとして示す。
【００２２】
これらの結果から分るように、光照射のみでは、トルエンガス濃度の減少は認められない。また、活性炭のみを用いた場合には、時間経過とともにトルエン濃度の減少が認められたが、その減少割合は、活性炭と光照射を併用した場合に比べ、著しく小さい。
【００２３】
実施例２
トルエン２０００ｐｐｍを含む空気を調製し、試料ガスとした。デシケーターに粒状活性炭素（関東化学社製）２．５８ｇを添加し、試料ガスを充填したのち、光照射を行った。１２０分静置後、ガスタイトシリンジでデシケーター中の気相を採取し、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ３５３Ｂ、ＧＬサイエンス社製）で分析し、経過時間０分のガスも同様に分析を行った。
【００２４】
ガスクロマトグラフィーで、光照射前後におけるデシケーターの気相を分析した結果を図３に示す。保持時間１３分付近に見られる大きなピークはトルエンのピークである。図中、（Ｉ）は活性炭と光照射を併用した場合、（ＩＩ）は活性炭単独の場合、（ＩＩＩ）は未処理の場合である。
この図から明らかなように、試料ガス充填時の活性炭−光照射系及び活性炭単独系では、未処理系には見られない新規なピーク（ａ）、（ｂ）が確認された。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によると、光触媒を用いずに多孔質炭素材料と光照射の併用により効率よく空気中のＶＯＣを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の１例の説明縦断面図。
【図２】実施例１及び比較例におけるトルエン濃度の経時的変化を示すグラフ。
【図３】実施例２における各試料のガスクロマトグラム。
【符号の説明】
１  筐体
２  多孔質炭素材料
３  カラム
４  光源
５  供給ポンプ
６  空気取入口
７  空気排出口
【図１】
2004358399.tif 000002
【図２】
2004358399.tif 000003
【図３】
2004358399.tif 000004