(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄化合物と金属銀と銀酸化物を含有し、金属銀、銀化合物の銀元素が鉄元素に対して５〜８０モル％配合されていることを特徴とするオゾン分解剤（ただし、活性炭を含む場合を除く）。
【請求項２】
前記鉄化合物がＦｅ２Ｏ３、ＦｅＯ（ＯＨ）、Ｆｅ（ＯＨ）３の少なくとも一種、またはその混合物からなることを特徴とする請求項１記載のオゾン分解剤。
【請求項３】
前記銀酸化物がＡｇ２Ｏ、ＡｇＯの少なくとも一種、またはその混合物からなること特徴とする請求項１又は２に記載のオゾン分解剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中に存在するオゾン（O3）を分解除去するオゾン分解触媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
コロナ放電による帯電方式を採用した電気集塵式空気清浄機や電子写真複写機などにおいては、コロナ放電が機内の空気中で行われるために、機内に多量のオゾンが発生する。そしてこのオゾンは、非常に臭いが強く、酸化性の高い気体であり、例えば空気中に０．１ｐｐｍの濃度が存在するだけで、息切れやめまい、吐き気、頭痛などの生理作用を生じさせるものであるため、各機器からこのようなオゾンを機外に漏洩させることは回避しなければならない。
【０００３】
このような問題を克服するために、オゾンを分解するフィルタが各種提案されている。その形態は様々であるが、オゾン分解剤自体に着眼すると次のようになる。
【０００４】
まず、活性炭の細孔容積を制御したオゾン分解剤が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、活性炭の細孔容積を制御しても、炭素の消失反応であるため、経時的に劣化率が大きくなり、長期間に渡って、高効率を維持することができないという問題がある。
【０００６】
更に、活性炭の表面にα−ＦｅＯＯＨと５Ｆｅ2Ｏ3・Ｈ2Ｏとを担持されたオゾン分解剤が開示されている（例えば特許文献２参照）。
【０００７】
しかしながら、かかる手法は、活性炭依存の分解反応であり、活性炭単体よりは高効率を維持する事が可能であるが、やはり経時的に劣化率が大きくなり、長期間に渡って、高効率を維持することができないという問題がある。
【０００８】
また、金属銀からなるオゾン分解剤が開示されている（例えば特許文献３参照）。
【０００９】
しかしながら、かかる手法では、金属銀だけでは、前記活性炭と同等の初期効率であるが、長期に渡って高効率を維持することができないという問題があった。
【００１０】
一方、鉄、銀複合酸化物からなるオゾン分解剤も開示されている（例えば特許文献３参照）。
【００１１】
しかしながら、鉄酸化物、銀酸化物の複合酸化物では、前記活性炭よりは高効率であるが、長期に渡って高効率を維持することができないという問題があった。
【００１２】
【特許文献１】特開昭５６−１６８８２４号公報
【特許文献２】特開２００２−２３３７１８号公報
【特許文献３】特開昭５４−１４１３７５号公報
【特許文献４】特開平０２−１８７１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上記従来技術の課題を背景になされたものであり、本発明の目的は、オゾンを初めとする人体に有害なガスの除去性能が高く、長寿命のオゾン分解剤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】
【００１４】
上記課題を解決するため、鋭意研究した結果、遂に本発明を完成するに到った。すなわち本発明は、鉄化合物と金属銀と銀酸化物を含有するオゾン分解剤である。
【００１５】
前記鉄化合物がＦｅ2Ｏ3、ＦｅＯ（ＯＨ）、Ｆｅ（ＯＨ）3の少なくとも一種の酸化物を含み、前記銀酸化物がＡｇ2Ｏ、ＡｇＯの少なくとも一種の酸化物を含むオゾン分解剤が上記目的に適する。
【発明の効果】
【００１６】
鉄化合物と金属銀と銀酸化物を含有するオゾン分解剤により、初期から高効率で、長期にわたって満足すべきオゾン除去性能を発現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、鉄化合物と金属銀と銀酸化物の三者を含むオゾン分解剤であることが好ましい。鉄化合物と金属銀と銀酸化物の三者を含むことにより、優れたオゾン分解性能が得られるからである。かかる組み合わせにより優れたオゾン分解性能が得られる原因については定かではないが、この三者を含むことをオゾンの酸素原子の取込、及び放出がスムーズを行われるため、長期に渡って高効率を維持していると推測する。
【００１８】
本発明にかかる鉄化合物は、Ｆｅ2Ｏ3、ＦｅＯ（ＯＨ）、Ｆｅ（ＯＨ）3の少なくとも一種の酸化物を含むことが好ましい。これらの鉄化合物を採用することにより、金属銀と酸化銀の存在と相まって、より優れたオゾン分解性能を発揮するからである。
【００１９】
鉄化合物の製法は、水溶性鉄塩を炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等で中和後に高温で焼成する方法や、水溶性鉄塩を炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等で中和し、その後、ペルオキソ二硫酸カリウム、次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素水等の酸化剤で水中酸化する方法や、水溶性鉄塩を炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等で中和し、その後、液中に空気を通気して、溶存酸素で水中酸化する方法や、水溶性鉄塩を高温で焼成する方法などにより作製することが可能である。
【００２０】
金属銀、銀酸化物は、市販の金属銀、銀酸化物を使用することができる。この場合、前記鉄化合物と物理混合で作製することが可能である。
【００２１】
前記の方法により、金属銀、銀酸化物を合理的に作製する方法として、鉄化合物と銀化合物を共沈法で作製する方法が好ましい。
【００２２】
より具体的には、水溶性鉄塩と水溶性銀塩の混合水溶液を炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等で中和後、反応液に空気を通気しながら４０〜８０℃まで加熱し、一定温度に保持し、撹拌しながら溶存酸素で酸化する方法である。この場合、Ａｇ2Ｏ、ＡｇＯ等の酸化銀以外にも金属銀を生成することができる。更に、２００〜４００℃で焼成することでＦｅＯＯＨ、Ｆｅ（ＯＨ）3等の酸化を進行させることも可能である。
【００２３】
オゾン分解触媒に含有する金属銀、銀酸化物の銀元素は、オゾン分解触媒の鉄元素に対して５〜８０モル％で配合することが好ましく、１０〜４０モル％がより好ましい。３モル％未満の場合は、銀の効果が小さくなり、オゾン分解性能が低くなる。一方、８０モル％を超える場合は、鉄酸化物の生成量が小さくなり、オゾン分解性能が低くなる。
【００２４】
鉄化合物、金属銀、銀酸化物の構造は、Ｘ線回折により確認することができる。一方、オゾン分解触媒に含有する鉄、銀の金属元素の含有率は、蛍光Ｘ線により確認することができる。
【００２５】
前記の鉄化合物、金属銀、銀酸化物を含有するオゾン分解触媒を粉末またはペレット状に成形して単独で充填層などに使用するだけでなく、他の脱臭剤や分解剤と混合したり併用したりして使用することができる。また、不織布、織物、シート基材に添着してプリーツ形状、ハニカム形状に成形加工して使用することができる。さらに、シート、アルミ箔からなるハニカム基材、ウレタンに添着して使用することができる。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例によって本発明の作用効果をより具体的に示す。下記実施例は本発明方法を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に沿って設計変更することはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００２７】
まず、本実施例で用いたオゾン分解剤の試験方法を以下に示す。
【００２８】
（オゾン除去率）
オゾン分解剤を０．１ｇ計量して内径１２．５ｍｍのガラス製カラムに充填した。温度２５℃、相対湿度５０％ＲＨに調整した８ｐｐｍのオゾンを含む空気を、風量２Ｌ／ｍｉｎでカラムに供給した。カラムの入口、出口のオゾン濃度を測定し、除去率を次式から算出した。オゾン濃度は紫外線吸収法オゾン濃度測定器で測定した。
【００２９】
（数式１）
除去率（％）＝［１−（オゾン出口濃度）／（オゾン入口濃度）×１００］
【００３０】
（実施例１）
硫酸鉄［ＦｅＳＯ4・７Ｈ2Ｏ］５．５ｇ、硝酸銀［ＡｇＮＯ3］０．８５ｇを５００ｍｌ、２０℃のイオン交換水に溶解させてＡ液を得た。一方、炭酸ナトリウム［Ｎａ2ＣＯ3］８ｇを５００ｍｌ、２０℃のイオン交換水に溶解させてＢ液を得た。Ａ液にＢ液をゆっくり添加して鉄化合物が含むＣ液を得た。このＣ液中に空気を通気しながら１時間撹拌した。その後、５０℃まで昇温して６時間撹拌した。Ｃ液を濾別し、イオン交換水で濾液が中性になるまで水洗した後、１００℃の空気中で１０時間乾燥した。得られた触媒は、Ｆｅ2Ｏ3、ＦｅＯ（ＯＨ）の鉄化合物とＡｇの金属銀とＡｇ2Ｏの銀酸化物を含有しており、Ａｇ元素比率は２０モル％であった。
【００３１】
（実施例２）
硫酸鉄［ＦｅＳＯ4・７Ｈ2Ｏ］５．５ｇ、硝酸銀［ＡｇＮＯ3］１．５ｇを５００ｍｌ、２０℃のイオン交換水に溶解させてＡ液を得た。一方、炭酸ナトリウム［Ｎａ2ＣＯ3］８ｇを５００ｍｌ、２０℃のイオン交換水に溶解させてＢ液を得た。Ａ液にＢ液をゆっくり添加して鉄化合物が含むＣ液を得た。このＣ液中に空気を通気しながら１時間撹拌した。その後、５０℃まで昇温して６時間撹拌した。Ｃ液を濾別し、イオン交換水で濾液が中性になるまで水洗した後、１００℃の空気中で１０時間乾燥した。得られた触媒は、Ｆｅ2Ｏ3、ＦｅＯ（ＯＨ）の鉄化合物とＡｇの金属銀とＡｇ2Ｏ銀酸化物を含有しており、Ａｇ元素比率は３０モル％であった。
【００３２】
（比較例１）
硫酸鉄［ＦｅＳＯ4・７Ｈ2Ｏ］５．５ｇを５００ｍｌ、２０℃のイオン交換水に溶解させてＡ液を得た。一方、炭酸ナトリウム［Ｎａ2ＣＯ3］８ｇを５００ｍｌ、２０℃のイオン交換水に溶解させてＢ液を得た。Ａ液にＢ液をゆっくり添加して鉄化合物が含むＣ液を得た。このＣ液中に空気を通気しながら１時間撹拌した。その後、５０℃まで昇温して６時間撹拌した。Ｃ液を濾別し、イオン交換水で濾液が中性になるまで水洗した後、１００℃の空気中で１０時間乾燥した。得られた触媒は、Ｆｅ2Ｏ3、ＦｅＯ（ＯＨ）の鉄化合物であった。
【００３３】
（比較例２）
比較例１の触媒を２５０℃の空気中で３時間空気酸化した。得られた触媒は、Ｆｅ2Ｏ3の鉄化合物であった。
【００３４】
（実施例３）
比較例１の酸化鉄［Ｆｅ2Ｏ3］５ｇ、金属銀［Ａｇ（和光純薬工業製）］０．４２ｇ、酸化銀［Ａｇ2Ｏ（和光純薬工業製）］０．４５ｇをメノウ乳鉢で物理混合した。得られた触媒は、Ｆｅ2Ｏ3の鉄化合物とＡｇの金属銀とＡｇ2Ｏ銀酸化物を含有しており、Ａｇ元素比率は２０モル％であった。
【００３５】
（比較例３）
比較例１の酸化鉄［Ｆｅ2Ｏ3］５ｇ、金属銀［Ａｇ（和光純薬工業製）］０．８４ｇをメノウ乳鉢で物理混合した。得られた触媒は、Ｆｅ2Ｏ3の鉄化合物とＡｇの金属銀を含有しており、Ａｇ元素比率は２０モル％であった。
【００３６】
（比較例４）
比較例１の酸化鉄［Ｆｅ2Ｏ3］５ｇ、酸化銀［Ａｇ2Ｏ（和光純薬工業製）］０．９０ｇをメノウ乳鉢で物理混合した。得られた触媒は、Ｆｅ2Ｏ3の鉄化合物とＡｇ2Ｏ銀酸化物を含有しており、Ａｇ元素比率は２０モル％であった。
【００３７】
実施例１〜３に関して、初期のオゾン除去率、６０時間後のオゾン除去率が高く、経時的な劣化が小さいことが分かる。一方、比較例１〜４に関して、初期のオゾン除去率から低性能であることが分かる。
【００３８】
【表１】
0004839718.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本願発明にかかるオゾン分解剤は、初期から長期に渡って、高効率を維持することが可能であり、幅広いオゾン分解除去分野に利用することができ、産業界に寄与することが大である。