(57)【要約】【目的】酸化チタン光触媒反応の高活性化による有害物の防除。【構成】光触媒酸化チタンおよび超微粒強磁性フェライトを担持した成形体の表面に紫外光または可視光を照射し、酸化チタンから発生したイオンが強磁性フェライトから発生した磁力線を切ることによりファラデーの電磁誘導の法則による電圧を対象物に誘起し電流を発生させ、イオンと電磁誘導電流の相乗作用により、より有効的に有害物を防除する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
光触媒酸化チタンおよび粒度５ｎｍ〜５０ｎｍの超微粒強磁性フェライトを成形体に担持させることを特徴とする有害物の防除材及び有害物の防除方法。
【請求項２】
光触媒酸化チタンおよび超微粒強磁性フェライトを担持した成形体の表面に紫外光または可視光を照射し、酸化チタンから発生したイオンが強磁性フェライトから発生した磁力線を切ることによりファラデーの電磁誘導の法則に基づいた電圧を対象物に誘起し電流を発生させ、イオンと電磁誘導電流の相乗作用により、より有効的に有害物を防除することを特徴とする請求項１に記載の有害物の防除材。
【請求項３】
光触媒酸化チタンおよび超微粒強磁性フェライトを担持した成形体の表面に紫外光または可視光を照射し、酸化チタンから発生したイオンが強磁性フェライトから発生した磁力線を切ることによりファラデーの電磁誘導の法則に基づいた電圧を対象物に誘起し電流を発生させ、イオンと電磁誘導電流の相乗作用により、より有効的に有害物を防除することを特徴とする請求項１に記載の有害物の防除方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は酸化チタンおよび超微粒子強磁性フェライトを成形体の表面に担持させ有害物の分解や悪臭ガスの脱臭及び細菌類の殺菌などを行う有害物の防除材及び有害物の防除方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年酸化チタンなどが示す光触媒活性の利用開発が盛んに行われている。即ち酸化チタンに光を照射すると光励起により生じた正孔の持つ強い酸化力や電子の持つ強い還元力は有害物質の分解・浄化、悪臭ガスの脱臭及び細菌類の殺菌などの環境浄化に利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記の光触媒の性能は光触媒装置の反応速度と除去効率を支配するので一層の高性能化が要請されている。
【０００４】
【発明を解決するための手段】これまでに光触媒活性を強化向上させる手段として各種の金属やその酸化物を光触媒の活性点に担持させる方法が提案されている。例えば金属イオンを加速して打ち込む方法、金属塩を還元雰囲気下又は紫外光化で複合させる方法がある。しかしこれらは時間経過とともに酸化チタンの光触媒作用により自己溶解を起し安定性と持続性を欠く欠点がある。
【０００５】
本発明は酸化チタン成形体の表面に超微粒強磁性フェライトを担持させたことを特徴とするものである。本発明に使用できる光触媒酸化チタンはアナタース型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、無定形酸化チタン、メタチタン酸、オルトチタン酸等の各種酸化チタン或いは水酸化チタン、含水酸化チタンなどである。
【０００６】
本発明に使用できる超微粒強磁性フェライトはカルシュウム亜鉛フェライト（ＣａＯ０．５ＺｎＯ０．５Ｆｅ２Ｏ３）、銅フェライト（ＣｕＯＦｅ２Ｏ３）、亜鉛フェライト（ＺｎＯＦｅ２Ｏ３）、カドミュウムフェライト（ＣｄＯＦｅ２Ｏ３）、マンガンフェライト（ＭｎＯＦｅ２Ｏ３）等の複合酸化物である。その物性の粒度は５〜５０ｎｍの超微粒子、飽和磁化が３０〜８０ｅｍｕ／ｇ、保磁力は１５〜６６００  Ｏｅ（エルステッド）の強磁性物である。
【０００７】
従来ＣａＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯ、Ｆｅ２Ｏ３等単体の光応答性強化力は微弱でありこれまでは活用されていなかった。これらの複合酸化物磁性体を酸化チタンの表面に担持し、光を照射させ、イオンを発生させると、このイオンが、前記フェライトから発生する磁力線を切り、ファラデーの電磁誘導の法則により電圧が発生し、これに基づき電磁場が形成される。この電磁場と酸化チタンが存在するとき伝導帯の電子と、価電子帯の正孔の光励起を電磁場との相乗効果を促進し、基材の酸化チタンの光触媒反応速度を加速する。その性能は持続的であり自己溶解或いは体外への溶出はなく安定である。
【０００８】
超微粒強磁性フェライトと酸化チタンを混合させる方法として▲１▼酸化チタンとフェライトの混合スラリーをコートする方法（混合塗工法）、▲２▼酸化チタンをコート後、上記フェライトの懸濁液をトップコートする方法（後塗工法）があり、配合・懸濁分散の処理方法は目的対象により種々の対応が可能である。
【０００９】
コーティングには吹き付け法（スプレーコーティング）或いは浸漬法（デップコーティング）があり、塗工後乾燥・焼き付け・焼成等による固定担持が行われる。いずれの場合も必要に応じ有機系あるいは無機系バインダーの配合更には吸着剤の配合も行われる。
【００１０】
酸化チタンに対する前記磁性フェライトの担持比率は目的用途によって変るが、酸化チタンに対し磁性フェライトは１０％以下が好ましく、また０．００１％以下では光触媒機能が低下する。磁性フェライト後塗工法は光触媒表面に磁性フェライトが効率的に保持される。
【００１１】
【実施例１】厚さ２０ｍｍのアルミナシリカ質セラミック多孔体（空孔率８７％）の両面にチタニアゾル精製水希釈液を、スプレーガンにより吹きつけ塗工し、乾燥後焼成させ、その後再度同様にスプレーガンによる乾燥と焼成を行い、酸化チタン光触媒（合計目付量４００ｇ／ｍ２）フィルターＡを作製した。この酸化チタン光触媒フィルターＡにカルシュウム亜鉛フェライト（ＣａＯ０．５ＺｎＯ０．５Ｆｅ２Ｏ３）の精製水懸濁液をスプレーガンにより吹き付け塗工乾燥（目付量１ｇ／ｍ２）してカルシュウム亜鉛フェライト・酸化チタン光触媒フィルターＢを作製した。
【００１２】
【試験例１】酸化チタン光触媒フィルターＡ上に超微粒強磁性フェライトのカルシウム亜鉛ＣａＯＺｎＯＦｅＯ２を塗布した酸化チタン光触媒フィルターＢをそれぞれ２０ｃｍ×１０ｃｍ×２ｃｍ角に切り出し、その上下面にブラックライト（ＦＬ６ＢＬ−Ｂ）を２本搭載した照射試験装置によるアセトアルデヒドガスの分解を行った。試験は６ｍ３の密閉室に装置を設置し非照射で２０分アセトアルデヒドガスの循環通風初期吸着（フィルター通風量０．５４ｍ３／ｍｉｎ）を行った後、照射下で同じく通風条件で１時間アセトアルデヒドガスの循環通風を行い、初濃度および１時間後の残留濃度をガス検出管法により測定し、フィルター面積当たりの分解量を求めて比較した。その結果を表１に示すが、上記フィルターＢの分解除去速度は上記フィルターＡの５７％増であった。
【００１３】
【表１】
2004209390.tif 000002
【００１４】
【試験例２】酸化チタン光触媒フィルターＡと超微粒強磁性フェライトを塗布した酸化チタン光触媒フィルターＢについて上記試験例１と同じ通風条件によりブラックライト搭載照射装置による硫化水素分析試験を行った。その結果を表２に示すが上記フィルターＡより上記フィルターＢは硫化水素の分解除去速度は６０％増加した。
【００１５】
【表２】
2004209390.tif 000003
【００１６】
【試験例３】上記酸化チタン光触媒フィルターＡと上記超微粒強磁性フェライトを塗布した酸化チタン光触媒フィルターＢについて上記試験例１と同じブラックライト照射装置による一般浮遊細菌の除菌試験を行った。上記試験例１と同じ照射装置を同じく６ｍ３の密閉室に設置し、装置の入口（上流）と出口（下流）の一般浮遊細菌を衝突遠心エアサンプラーで一般細菌用培地に採取し、コロニーをカウントしワンパス除菌率を求めた。表３はその結果を示す。酸化チタンに超微粒子強磁性フェライトを担持させることにより高い除菌率が得られ、上記フェライトによる光反応促進効果と強磁場殺菌効果の優れた相乗効果を示している。
【００１７】
【表３】
2004209390.tif 000004
【００１８】
上記酸化チタン光触媒フィルターＡに超微粒強磁性銅フェライトＣｕＯＦｅ２Ｏ３懸濁液をスプレーガンにより塗工乾燥（目付量１ｇ／ｍ２）した酸化チタンフィルターＣを作製した。
【００１９】
上記酸化チタン光触媒フィルターＡと上記カルシュウム亜鉛フェライトを担持した酸化チタン光触媒フィルターＢ及び上記銅フェライトを担持した酸化チタン光触媒フィルターＣをそれぞれ５ｇ試験体として切り出し、メチレンブルー液０．０００４％２５ｍｌと共にシャーレに納めブラックライトを搭載した前記紫外光照射装置においてメチレンブルー湿式分解試験を行った。ブラックライト２０分照射後の試験体浸漬メチレンブルー液の吸光度測定を表４に示した。表４は上記カルシュウム亜鉛フェライト・酸化チタン試験体Ｂが上記酸化チタン光触媒フィルター試験体Ａの吸光度差を大きく上回り色素分解反応性が高いことを示している。上記銅フェライトを担持した酸化チタン試験体Ｃは試験体Ｂより色素分解反応性がやや低いことを示している。
【００２０】
【表４】
2004209390.tif 000005
【００２１】
【試験例５】上記酸化チタン光触媒試験体Ａと上記カルシュウム亜鉛フェライト・酸化チタン光触媒試験体Ｂ及び上記銅フェライト・酸化チタン光触媒試験体Ｃそれぞれ５ｇを試験例４と同じくメチレンブルー０．０００２％２５ｍｌ液と共にシャーレに納め太陽光下において可視光湿式分解実験を行った。上記試験例４と同じく試験体浸漬メチレンブルー液の吸光度の時間経過における測定結果を表５に示した。表５は露光初期において上記銅フェライト・酸化チタン試験体Ｃの色素分解が先行しているが、時間経過と共に上記カルシュウム亜鉛フェライト・酸化チタン試験体Ｂの分解が進行し、共に可視光応答性が非常に高くなることを示している。
【００２２】
【表５】
2004209390.tif 000006
【００２３】
【実施例３】金属アルミ箔ハニカム（厚さ１０ｍｍ、セルサイズ１ｍｍ）をチタニアゾル精製水希釈液を浸漬含浸塗工し、乾燥した後に、焼き付け、その後再度同様に浸漬含浸塗工し、乾燥と焼き付けを行い、酸化チタン光触媒試験体Ｄを作製した。この酸化チタン光触媒Ｄの表面に、上記超微粒強磁性カルシュウム亜鉛フェライトを精製水懸濁液に浸漬後に塗工乾燥しカルシュウム亜鉛フェライト・酸化チタン光触媒試験体Ｅを作製した。
【００２４】
ついで上記酸化チタン光触媒体Ｄを上記超強磁性銅フェライトを精製水懸濁液に浸漬した後に塗工乾燥（目付量１ｇ／ｍ２）し、銅フェライト・酸化チタン光触媒試験体Ｆを作製した。
【００２５】
上記酸化チタン光触媒試験体Ｄと上記カルシュウムフェライト亜鉛フェライト・酸化チタン光触媒試験体及び上記銅フェライト・酸化チタン光触媒試験体Ｆそれぞれに対し試験例４と同じメチレンブルー湿式分解試験を行った。ブラックライト５分照射後、試験体浸漬メチレンブルー液の吸光度の測定値を表６に掲げる。表６の結果は金属アルミニウム酸化チタン担持体に対してカルシュウム亜鉛フェライト或いは銅フェライトの塗工により光触媒の色素分解性が著しく向上したことを示している。
【００２６】
【表６】
2004209390.tif 000007
【００２７】
【発明の効果】以上本発明による酸化チタン生形体の表面に超微粒強磁性フェライトを担持した酸化チタン光触媒体は本来具有する紫外光に応答する光触媒活性向上するとともに、酸化チタンの弱いとされている可視光応答活性も強化され、全光領域で高い光触媒活性と電磁場との相乗効果により、環境浄化材としてきわめて有効である。