(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染物質を分解するためのフィルタエレメントであって、
基材と、少なくとも光触媒及び助触媒を含む光触媒組成物とを含み、
前記光触媒がＷＯ３を含有し、前記助触媒がＣｅＯ２を含有し、
前記ＷＯ３と前記ＣｅＯ２とのモル比が１：５〜５：１である、
フィルタエレメント。
【請求項２】
前記基材が、通気性支持体である、請求項１に記載のフィルタエレメント。
【請求項３】
前記光触媒が、可視光応答性を示す、請求項１または２に記載のフィルタエレメント。
【請求項４】
前記基材の少なくとも一方の表面上に積層されたフッ素樹脂多孔質層をさらに含み、前記光触媒組成物が、前記フッ素樹脂多孔質層上に配置される、請求項１から３のいずれか一項に記載のフィルタエレメント。
【請求項５】
前記フッ素樹脂多孔質層を構成するフッ素樹脂が、ポリテトラフルオロエチレンを含有する、請求項４に記載のフィルタエレメント。
【請求項６】
前記光触媒組成物が、エアロゾルデポジション法によって前記フッ素樹脂多孔質層上に形成されている、請求項４または５に記載のフィルタエレメント。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のフィルタエレメント、及び包囲エレメントを含み、前記フィルタエレメントが、前記包囲エレメント内に配置される、空気浄化器。
【請求項８】
前記光触媒組成物を活性化するのに十分な波長を含む電磁放射の供給源をさらに含む、請求項７に記載の空気浄化器。
【請求項９】
エアフローを作り出すためのエアフローエレメントをさらに含み、前記エアフローエレメントが、前記包囲エレメント内に配置される、請求項７または８に記載の空気浄化器。
【請求項１０】
請求項１から６のいずれか一項に記載のフィルタエレメントを、エチレン感受性植物と大気連絡して設置する工程と、
エチレンを、前記光触媒組成物と接触させ、一方で、前記光触媒組成物が、前記光触媒組成物を活性化するのに十分な波長を含む電磁放射によって照射されることによって、前記エチレンの量を５０ｐｐｍ未満の濃度に低下させる工程と
を含む方法。
【請求項１１】
前記エチレンの濃度を５０ｐｐｍ未満に維持する工程をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、概して、空気中の汚染物質の低減に関する。より詳しくは、本実施形態は、光触媒組成物を使用して空気から微生物および悪臭のあるガスを除去するための、光触媒組成物を使用して空気中のエチレンの濃度を低下させるための光触媒エレメント、及び、建築物、航空機および囲い中の空気を浄化するために該エレメントを使用する方法ならびに果実、野菜および花を含めた収穫された植物の貯蔵寿命を延長するために該エレメントを使用する方法に関連する。
【背景技術】
【０００２】
光触媒は、エチレンなどのガス、ならびに悪臭のあるガスおよび微生物を含めた空気中のその他の汚染物質の濃度を低下させるための有効な方法として知られている。エチレンガスが植物の熟成および老化の一因となるとわかっているので、これは望ましいことである。さらに、より清浄な、より良い匂いのする空気を有することが望ましい。これまで、フィルタ、酸化剤および光触媒を含め、エチレンの濃度を制御し、空気を浄化する種々の方法が使用されてきた。
【０００３】
花粉、ダニおよび塵などの種々の種類の粉塵を濾過および除去するために、エアフィルタエレメントとともに組み込まれた種々の種類のエアフィルタユニットが使用されてきた。従来のフィルタエレメントを備えたこのようなフィルタユニットは、意図された設計効率で粉塵を除去できるが、従来のフィルタユニットは、例えば、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）などの有害ガスおよび悪臭をもたらす悪臭成分を含め、気相で存在する物質を除去できない。
【０００４】
この点で、このような有害ガスおよび悪臭成分は、活性炭の使用によって、吸着され、除去することができると知られている。しかし、活性炭の吸着能力は限られているので、活性炭は、吸着が飽和に達するごとに交換される必要がある。活性炭は、飽和状態で交換されないままであると、有害ガスおよび悪臭成分をもはや十分に吸着および除去できず、これらの物質は、フィルタユニットを通って再度蔓延することとなる。
【０００５】
先行技術における酸化剤は、それらは消耗品であり、機能するにつれ使い尽くされ、その有効性を維持するためには時々交換されなければならないというフィルタの同様の欠点を抱えている。
【０００６】
先行技術における光触媒は、可視スペクトル光触媒が合成されているものの、大部分はＵＶスペクトルにおいて有効である。ＵＶを含まない室内照明の増大により、可視スペクトルにおいて有効である光触媒がますます必要となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
現在使用されている技術の論じられる欠点は、より有効な可視スペクトル光触媒が必要であるということを示す。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的に従って、本明細書において具体化され、広く記載されるように、本発明の実施形態は、揮発性有機化合物および／またはガス、無機化合物およびまたはガスを含むがそれに限定されない汚染物質を分解するための光触媒エレメントならびに空気中の汚染物質を分解することによって空気を浄化する方法ならびに前記光触媒エレメントを使用してエチレンガスの濃度を低下させることによってエチレン感受性植物の貯蔵寿命を延長する方法を含む。本明細書において、光触媒エレメントとは、少なくとも１種の光触媒組成物を含むエレメントを指す。
【０００９】
実施形態は、基材と、少なくとも光触媒を含む光触媒組成物とを含む、汚染物質を分解するためのフィルタエレメントを包含し、これは、光触媒エレメントが光によって照射され、汚染物質と接触すると、汚染物質を分解および／または酸化することによって、空気中の汚染物質を有効に低減するよう使用することができる。実施形態は、揮発性有機化合物および／またはガス、無機化合物およびまたはガスレベル、例えば、エチレンを低下させるのに、先行技術において使用されるフィルタおよび組成物よりもより有効であり得る。一部の実施形態において、光触媒組成物は、基材上に配置され得る。一部の実施形態において、基材は、通気性支持体である。一部の実施形態において、光触媒は、可視光応答性を示す。一部の実施形態において、前記光触媒は、ＷＯ３、ＴｉＯ２またはＴｉ（Ｏ，Ｃ，Ｎ）２：Ｓｎを含む。一部の実施形態において、光触媒組成物は助触媒をさらに含む。一部の実施形態において、前記助触媒は、アナターゼＴｉＯ２、ＳｒＴｉＯ３、ＫＴａＯ３またはＫＮｂＯ３を含む。一部の実施形態において、前記助触媒は、ｌｎ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、アナターゼＴｉＯ２、ルチルＴｉＯ２、アナターゼおよびルチルＴｉＯ２の組合せまたはＣｅＯ２を含む。一部の実施形態において、光触媒は、ＷＯ３を含有し、助触媒は、ＣｅＯ２を含有する。一部の実施形態において、光触媒は、ＴｉＯ２またはＳｎＯ２を含有し、助触媒は、Ｃｕ２Ｏおよび／またはＣｕＯを含有し、助触媒は、光触媒上に担持されている。一部の実施形態において、フィルタエレメントは、基材の少なくとも１つの面に積層されたフッ素樹脂多孔質層をさらに含み、光触媒組成物は、フッ素樹脂多孔質層上に配置される。一部の実施形態において、フッ素樹脂多孔質層を構成するフッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレンを含有する。一部の実施形態において、光触媒組成物は、エアロゾルデポジション法によってフッ素樹脂多孔質層上に形成されている。
【００１０】
実施形態は、基材と、少なくとも光触媒を含む光触媒組成物とを含む、汚染物質を分解するためのシステムを包含する。一部の実施形態において、前記基材は、容量を規定する。一部の実施形態において、システムは、包囲エレメントをさらに含み、ここで、前記基材は、前記包囲エレメント内に配置される。一部の実施形態において、システムは、前記光触媒組成物と光学連絡する電磁放射の供給源をさらに含む。一部の実施形態において、システムは、エアフローを作り出すためのエアフローエレメントをさらに含み、前記エアフローエレメントは、前記包囲エレメント内に配置される。一部の実施形態において、光触媒は、可視光応答性を示す。一部の実施形態において、前記光触媒は、ＷＯ３、ＴｉＯ２またはＴｉ（Ｏ，Ｃ，Ｎ）２：Ｓｎを含む。一部の実施形態において、光触媒組成物は、助触媒をさらに含む。一部の実施形態において、前記助触媒は、アナターゼＴｉＯ２、ＳｒＴｉＯ３、ＫＴａＯ３またはＫＮｂＯ３を含む。一部の実施形態において、前記助触媒は、ｌｎ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、アナターゼＴｉＯ２、ルチルＴｉＯ２、アナターゼおよびルチルＴｉＯ２の組合せまたはＣｅＯ２を含む。一部の実施形態において、光触媒は、ＷＯ３を含有し、助触媒は、ＣｅＯ２を含有する。一部の実施形態において、光触媒は、ＴｉＯ２またはＳｎＯ２を含有し、助触媒は、Ｃｕ２Ｏおよび／またはＣｕＯを含有し、助触媒は、光触媒上に担持されている。一部の実施形態において、システムは、少なくとも１種のさらなる濾過エレメントをさらに含んでもよい。一部の実施形態において、少なくとも１種のさらなる濾過エレメントは、プレフィルタエレメントを含むことができる。一部の実施形態において、少なくとも１種のさらなる濾過エレメントは、ＨＥＰＡ／ＵＬＰＡフィルタを含み得る。一部の実施形態において、少なくとも１種のさらなる濾過エレメントは、活性炭を含むことができる。
【００１１】
実施形態は、エチレン感受性植物と大気連絡する上記のシステムを設置する工程と、エチレンを光触媒組成物と接触させ、一方で、前記光触媒組成物が光触媒組成物を活性化するのに十分な波長を含む電磁放射によって照射されることによって、エチレンの量を閾値未満の濃度に低減する工程とを含む方法を包含する。一実施形態では、方法は、エチレンの濃度を前記閾値未満に維持する工程をさらに含む。
【００１２】
実施形態は、エチレン感受性植物と大気連絡するシステムを設置し、光触媒エレメントを光を用いて照射し、その結果、光触媒エレメントが周囲エチレンを分解および／または酸化し、空気中のエチレンレベルを低下させる方法を包含する。
【００１３】
実施形態は、空気が光触媒エレメントと接触するようエアフローを向かわせ、一方で、光触媒エレメントが、光触媒エレメントを活性化するのに十分な光を用いて照射され、空気中の汚染物質を分解および／または酸化することを含む、空気中の汚染物質レベルを低下させる方法を包含する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、光触媒コーティングの実施形態の模式的描写である。
【図２】図２は、光触媒コーティングされた表面の実施形態の模式的描写である。
【図３Ａ】図３Ａは、本明細書において記載される光触媒コーティングを含むシステムの模式的表現である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、Ｔ−バインダ性能データを示すグラフである。
【図４】図４は、実施例５〜７の光触媒組成物のアセトアルデヒド分解のプロットを示す図である。
【図５】図５は、ＷＯ３およびＴ−バインダーを種々の割合で含む光触媒組成物の１時間でのアセトアルデヒド分解のプロットを示す図である。
【図６】図６は、実施例９〜１５の光触媒組成物のアセトアルデヒド分解のプロットを示す図である。
【図７】図７は、４５５ｎｍでの変動する光度でのＷＯ３およびＷＯ３／Ｔ−バインダーのアセトアルデヒド分解のプロットを示す図である。
【図８】図８は、１：１モル比の実施例１６〜３０のＷＯ３および助触媒の５時間後のアセトアルデヒド分解のグラフである。
【図９】図９は、実施例３１〜３５の光触媒組成物のアセトアルデヒド分解のプロットを示す図である。
【図１０】図１０は、実施例３７および比較例３９における光触媒フィルタエレメントによるエチレン分解の速度を評価するために使用される試験チャンバの模式的表示である。
【図１１】図１１は、実施例３７および比較例３９のエチレン分解試験の結果のグラフである。
【図１２】図１２は、実施例４２および４３のアセトアルデヒド分解試験の結果の表である。
【図１３】図１３は、実施例４４のベンゼン、エチレン、トルエン、プロパナールおよびアセトアルデヒド分解の結果のグラフである。
【図１４】図１４は、比較例４４のベンゼンおよびエチレン分解試験の結果のグラフである。
【図１５】活性炭を含むフィルタおよび実施例４６の光触媒フィルタ実施形態によるアセトアルデヒドの持続的除去のグラフである。
【図１６】図１６は、活性炭のフィルタと比較した、実施例４７の光触媒フィルタ実施形態によるエチレンの除去のグラフである。
【図１７Ａ】図１７Ａは、比較例４８フィルタおよび実施例４７の光触媒フィルタ実施形態によるアセトアルデヒドの除去のグラフである。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、比較例４８フィルタおよび実施例４７の光触媒フィルタ実施形態によるエチレンの除去のグラフである。
【図１８】図１８は、実施例４７および比較例４８のアセトアルデヒドおよびエチレン分解の結果の表である。
【図１９】図１９は、実施例４９の変動するフィルタ厚の結果および光度試験結果の表である。
【図２０】図２０は、実施例５１のコーティングされたガラススライドによるオゾン分解のグラフである。
【図２１】図２１は、光触媒織布実施形態の模式図である。
【図２２】図２２は、ガラス布基材上の実施形態の模式図である。
【図２３】図２３は、実施例５０に記載されるような光触媒ポリマー実施形態のアセトアルデヒド分解のグラフである。
【図２４】図２４は、光触媒不織布実施形態の模式図である。
【図２５Ａ】図２５Ａは、光触媒ハニカムフィルタ実施形態の斜視図である。
【図２５Ｂ】図２５Ｂは、光触媒ハニカムフィルタ実施形態の平面図である。
【図２６】図２６は、実施例５２のシステム実施形態によるアセトアルデヒド分解のグラフである。
【図２７】図２７は、システム実施形態の模式図である。
【図２８】図２８は、システム実施形態の模式図である。
【図２９】図２９は、システム実施形態の模式図である。
【図３０】図３０は、システム実施形態の模式図である。
【図３１】図３１は、システム実施形態の模式図である。
【図３２】図３２は、実施例５２に記載されるような光触媒ポリマー実施形態のアセトアルデヒド分解のグラフである。
【図３３】図３３は、実施例５３に記載されるような光触媒ポリマー実施形態のアセトアルデヒド分解のグラフである。
【図３４】図３４は、実施例５４に記載されるような光触媒ポリマー実施形態のアセトアルデヒド分解のグラフである。
【図３５】図３５は、実施例５５に記載されるような光触媒ポリマー実施形態のアセトアルデヒド分解のグラフである。
【図３６】図３６は、実施例５６に記載されるような光触媒ポリマー実施形態のアセトアルデヒド分解のグラフである。
【図３７】図３７は、実施例５７に記載されるような光触媒ポリマー実施形態のアセトアルデヒド分解のグラフである。
【図３８】図３８は、実施例５８に記載されるような光触媒ポリマー実施形態のアセトアルデヒド分解のグラフである。
【図３９】図３９は、フッ素樹脂多孔質層を含むフィルタエレメントの実施形態の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
空気中の汚染物質を分解するためのフィルタエレメントの一部の実施形態は、ＶＯＣを含め、汚染物質を分解する。一部の実施形態において、分解される汚染物質は、エチレン、アセトアルデヒド、プロパナール、トルエンおよび／またはそれらの任意の組合せであり得る。この点で、本明細書において、用語「フィルタエレメント」は、例えば、「フィルタ媒体」を含む概念を有する。汚染物質を分解するためのフィルタエレメントの一部の実施形態は、基材および光触媒組成物を含む。一部の実施形態において、光触媒組成物は、少なくとも光触媒を含み得る。一部の実施形態において、光触媒組成物は、少なくとも第１の光触媒、第２の光触媒および助触媒を含むことができる。一部の実施形態において、光触媒組成物は、少なくとも光触媒および助触媒を含む。一部の実施形態において、光触媒組成物は、抗菌性であり得る。一部の実施形態において、光触媒組成物は、ＶＯＣを分解し得る。一部の実施形態において、光触媒組成物は、ＶＯＣを分解し、抗菌性であり得る。一部の実施形態において、基材は、ガス不透過性であっても、通気性であってもよく、空気がエレメントを通って流れることを可能にするのに十分な多孔度を有し得る。一部の実施形態において、光触媒組成物は、基材とＶＯＣによって運ばれる物質の上に、それと接触して配置される、および／またはその間に入れられる。
【００１６】
一部の実施形態において、少なくとも光触媒を含むエレメントは、空気から揮発性有機化合物、無機化合物および／またはガスおよび／または微生物を分解、酸化、中和および／または除去することができる。一部の実施形態において、揮発性有機化合物、無機化合物および／またはガスおよび／または微生物は、エチレン、酪酸、ゲオスミン、硫化ジメチルまたはオクテノール、酸（ＮＯｘ、ＳＯｘ、ＨＣ１、ＨＦ、Ｈ２ＳＯ４）、塩基（アミン、メチルアミン、トリエチルアミン、ＮＨ３、ＮＭＰ）、凝縮性物質（トルオール、２−プロパノール、シリコーン、キシレン、ヘプタン、ベンゼン、シロキサン、ＢＨＴ）、ドーパント（ＡｓＨ３［アルシン］、Ｂ２Ｈ６［ジボラン］、ＢＦ３［三フッ化ホウ素］、有機リン酸、例えば、トリエチルホスフェート［ＴＥＰ］、トリス（２−クロロエチル）ホスフェート［ＴＣＥＰ］、リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸および／またはホスフィンオキシド）、過酸化水素［Ｈ２Ｏ２］、アセトン、オゾン［Ｏ３］、イソプロピルアルコール［ＩＰＡ］、硫化水素［Ｈ２Ｓ］）から選択され得る。一部の実施形態において、無機化合物またはガスは、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、有機リン酸、酸、硫化物および空気中の微生物である。
【００１７】
光触媒は、紫外または可視光などの光に対する曝露の結果として化学反応の速度を活性化または変更し得る任意の材料を含む。一部の実施形態において、光触媒は、可視光に対する曝露の結果として化学反応の速度を活性化または変更し得る。助触媒は、光触媒の光触媒特性を増強する材料を含む。助触媒を、一般に、本文書を通じてＴ−バインダーということもある。さらに、Ｔ−バインダーは、参照によりその全文が本明細書に援用されている、２０１３年１月１０日に出願された米国特許出願第１３／７３８，２４３号明細書（２０１３年７月１８日に公開された、米国特許出願公開第２０１３／０１８０９３２号明細書）に記載されている。
【００１８】
一部の実施形態において、基材および光触媒組成物を含む光触媒エレメントが記載されている。一部の実施形態は、基材および光触媒組成物を含む、ＶＯＣを除去または分解するためのシステムを記載する。一部の実施形態において、システムは、植物保存のためのものであり得る。一部の実施形態において、光触媒組成物は、少なくとも光触媒を含む。一部の実施形態において、光触媒組成物は、少なくとも光触媒および助触媒を含む。一部の実施形態において、基材は、容量を規定する。一部の実施形態において、システムは、包囲エレメントをさらに含み、ここで、基材は、包囲エレメント内に配置される。一部の実施形態において、システムは、前記光触媒組成物と光学連絡する電磁放射の供給源をさらに含む。一部の実施形態において、システムは、エアフローを作り出すためのエアフローエレメントをさらに含み、前記エアフローエレメントは、前記包囲エレメントと流体連絡して配置される。一部の実施形態において、エアフローエレメントは、前記包囲エレメント内に配置され得るか、またはそれに固定して取り付けられ得る。一部の実施形態において、システムは、少なくとも１つのさらなるフィルタエレメントをさらに含み得る。一部の実施形態において、少なくとも１つのさらなるフィルタエレメントは、プレフィルタ、ＨＥＰＡ／ＵＬＰＡ、光触媒組成物を含まない基材および／または活性炭フィルタおよび／または前記のフィルタエレメントの組合せであり得る。
【００１９】
一部の実施形態において、光触媒組成物は、システムのエレメントの任意の組合せ上に配置され得る。一部の実施形態において、光触媒組成物は、プレフィルタの表面上および／または内に、フィルタ上に、包囲エレメント上に、エアフローエレメントの表面上に、例えば、ファンのブレード上に、および／または電磁放射供給源と光学連絡するシステムの任意のその他の表面上に配置され得る。
【００２０】
一部の実施形態において、汚染物質を分解するためのシステムは、第１の末端および第２の末端を有し、第２の末端が前記第１の末端の反対側である包囲エレメントを含む。一部の実施形態において、システムは、第１および第２の末端の間に、エアフローを作り出すためのエアフローエレメントを含み得る。一部の実施形態において、システムは、少なくとも、汚染物質を分解するためのエレメントの光触媒組成物を活性化できる波長で電磁放射を放出する電磁放射の供給源を含み得る。一部の実施形態において、システムは、汚染物質を分解するためのエレメントを含み得る。
【００２１】
光触媒は、特定の波長の光（光触媒の価電子帯と導電帯の間のバンドギャップよりも高いエネルギーを有する励起光）で照射されている際に光触媒活性を示す物質である。光触媒は、光触媒活性を示すので、空気リフレッシュおよび脱臭効果、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）などの有害物質の分解および抗菌効果を含めた幅広い範囲の効果を示すことができる。
【００２２】
一部の実施形態において、光触媒材料は、紫外または可視光を吸収する固体無機半導体などの無機固体であり得る。いくつかの材料については、光触媒作用は、電磁放射の前記吸収によって光触媒の大部分において生じる電子正孔対から光触媒の表面に形成される反応性種（還元および酸化を行うことができる）に起因し得る。一部の実施形態において、光触媒は、通常の水素電極と比較して、約１ｅＶ〜約０ｅＶ、約０ｅＶ〜約−１ｅＶまたは約−１ｅＶ〜約−２ｅＶのエネルギーを有する導電帯を有する。いくつかの光触媒は、通常の水素電極と比較して、約３ｅＶ〜約３．５ｅＶ、約２．５ｅＶ〜約３ｅＶまたは約２ｅＶ〜約３．５ｅＶまたは約３．５ｅＶ〜約５．０ｅＶのエネルギーを有する価電子帯を有することもある。一部の実施形態において、光触媒材料は、銅担持酸化物を含む。適した銅担持酸化物は、その全文が参照により組み込まれる、２０１３年３月１５日に出願された米国特許出願第１３／８４０，８５９号明細書および２０１３年６月１４日に出願された米国仮出願第６１／８３５，３９９号明細書に記載されている。銅担持酸化物は、抗細菌効果を示すことができる。
【００２３】
いくつかの光触媒は、紫外領域、すなわち、３８０ｎｍ未満の波長における光によってのみ活性化され得る。これは、ほとんどの半導体の広いバンドギャップ（＞３ｅＶ）のためである。しかし、近年、材料を適宜選択することまたは既存の光触媒を修飾することによって、可視光光触媒が合成された（Ａｓａｈｉら、Ｓｃｉｅｎｃｅ、２９３：２６９〜２７１頁、２００１年およびＡｂｅら、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ、１３０（２５）：７７８０〜７７８１頁、２００８年）。可視光光触媒は、可視光、例えば、少なくとも約３８０ｎｍの波長など、通常、肉眼のヒトの眼によって視覚的に検出可能である光によって活性化される光触媒を含む。一部の実施形態において、可視光光触媒はまた、可視波長に加えて、３８０ｎｍ未満の波長のＵＶ光によっても活性化され得る。いくつかの可視光光触媒は、可視範囲の光に対応するバンドギャップ、例えば、約１．５ｅＶ超、約３．５ｅＶ未満、約１．５ｅＶ〜約３．５ｅＶ、約１．７ｅＶ〜約３．３ｅＶまたは１．７７ｅＶ〜３．２７ｅＶのバンドギャップを有することもある。いくつかの光触媒は、約１．２ｅＶ〜約６．２ｅＶ、約１．２ｅＶ〜約１．５ｅＶまたは約３．５ｅＶ〜約６．２電子ｅＶのバンドギャップを有することもある。
【００２４】
光触媒は、金属化合物(酸化物、窒素酸化物、オキシ窒化物炭化物またはハロゲン化物など)を含有することが好ましく、より好ましくは、チタン化合物、スズ化合物またはタングステン化合物を含有する。
【００２５】
いくつかの光触媒は、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＷＯ３、ＳｎＯ２などといった酸化物半導体およびその修飾を含む。考慮される修飾として、ドーピングおよび／または担持が挙げられる。複合酸化物（ＳｒＴｉＯ３、ＢｉＶＯ４）およびいくつかの硫化物（ＣｄＳ、ＺｎＳ）、窒化物（ＧａＮ）およびいくつかのオキシ窒化物（例えば、ＺｎＯ：ＧａＮ）のようなその他の材料も、光触媒特性を示すことができる。光触媒は、固体反応、燃焼、ソルボサーマル合成、火炎熱分解、プラズマ合成、化学蒸着、物理蒸着、ボールミリングおよび高エネルギー粉砕を含めた種々の方法によって当業者によって合成され得る。
【００２６】
チタン化合物におけるチタンの平均酸化数または形式電荷は、好ましくは、＋１〜＋６であり、より好ましくは、＋２〜＋４であり、さらに好ましくは、＋１〜＋３である。スズ化合物におけるスズの平均酸化数または形式電荷は、好ましくは、＋２〜＋８、より好ましくは、＋１〜＋６、さらに好ましくは、＋１〜＋４である。タングステン化合物におけるタングステンの平均酸化数または形式電荷は、好ましくは、＋１〜＋８、より好ましくは、＋１〜＋６、さらに好ましくは、＋１〜＋４である。
【００２７】
より詳しくは、光触媒は、好ましくは、酸化チタン（ＩＶ）（ＴｉＯ２）、酸化スズ（ＩＶ）（ＳｎＯ２）、酸化タングステン（ＩＩＩ）（Ｗ２Ｏ３）、酸化タングステン（ＩＶ）（ＷＯ２）および酸化タングステン（ＶＩ）（ＷＯ３）から選択される少なくとも１種を含有する。酸化チタン（ＩＶ）（ＴｉＯ２）として、アナターゼ酸化チタン（ＩＶ）（ＴｉＯ２）が好ましい。
【００２８】
ちなみに、本明細書において、「光触媒が、酸化タングステン（ＶＩ）（ＷＯ３）を含有する（または含む）」という語句は、光触媒が純粋に酸化タングステン（ＶＩ）（ＷＯ３）である場合だけでなく、光触媒が別の元素または化合物でドーピングされた酸化タングステン（ＶＩ）（ＷＯ３）を含有する場合も含む。（同じことが、タングステン酸化物以外の光触媒および助触媒に当てはまる）。
【００２９】
特に、光触媒が、酸化タングステン（ＶＩ）（ＷＯ３）を含有することが好ましいが、これは、可視光で十分な感光性を示す光触媒層を形成することを可能にするからである。
【００３０】
一部の実施形態において、それぞれのＴｉまたはＷ化合物は、それぞれの酸化物、オキシ炭化物、オキシ窒化物、オキシハロゲン化物、ハロゲン化物、塩、ドーピングされたかまたは担持された化合物であり得る。一部の実施形態において、それぞれのＴｉまたはＷ化合物は、ＴｉＯ２、ＷＯ３またはＴｉ（Ｏ，Ｃ，Ｎ）２：Ｓｎ（ここで、Ｔｉ：Ｓｎのモル比は、約９０：１０〜約８０：２０、約８５：１５〜約９０：１０または約８７：１３である）などのＴｉ（Ｏ，Ｃ，Ｎ）２：Ｓｎであり得る。適したＴｉ（Ｏ，Ｃ，Ｎ）２：Ｓｎ化合物は、参照によりその全文が組み込まれる、２０１３年１月１０日に出願された米国特許出願第１３／７３８，２４３号明細書（２０１３年７月１８日に公開された米国特許出願公開第２０１３／０１８０９３２号明細書）に記載されている。一部の実施形態において、それぞれのＴｉまたはＷ化合物は、ナノ粉末、ナノ粒子およびまたはそれを含む層であり得る。一部の実施形態において、光触媒の例として、酸化タングステン（ＩＩＩ）（Ｗ２Ｏ３）、酸化タングステン（ＩＶ）（ＷＯ２）、酸化タングステン（ＶＩ）（ＷＯ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化スズ（ＩＩ）（ＳｎＯ）、酸化スズ（ＩＶ）（ＳｎＯ２）、酸化スズ（ＶＩ）（ＳｎＯ３）、酸化セリウム（ＩＩ）（ＣｅＯ）、酸化セリウム（ＩＶ）（ＣｅＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、酸化インジウム（ＩＩＩ）（ｌｎ２Ｏ３）、バナジウム酸ビスマス（Ｂ１ＶＯ４）、酸化鉄（ＩＩＩ）（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化ビスマス（ＩＩＩ）（Ｂｉ２Ｏ３）、酸化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｏ）、酸化銅（ＩＩ）（ＣｕＯ）、ＣｕｘＯ、タンタル酸カリウム（ＫＴａＯ３）およびニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）などの金属酸化物；カドミウム硫化物（ＣｄＳ）、亜鉛硫化物（ＺｎＳ）およびインジウム硫化物（ＩｎＳ）などの金属硫化物；セレン化カドミウム（ＣｄＳｅＯ４）および亜鉛セレン化物（ＺｎＳｅ）などの金属セレン化物；ならびにガリウム窒化物（ＧａＮ）などの金属窒化物を挙げることができる。ＣｕｘＯは、参照によりその全文が本明細書に援用されている、米国特許出願第１３／８４０，８５９号明細書に記載されている。一部の実施形態において、光触媒は、ＴｉＯ２を含む。一部の実施形態において、光触媒は、アナターゼおよび／またはルチル酸化チタン（ＩＶ）（ＴｉＯ２）を含む。一部の実施形態において、光触媒は、ＴｉＯｘを含まない。一部の実施形態において、光触媒は、ＴｉＯ２を含まない。一部の実施形態において、光触媒は、ＷＯ３を含む。
【００３１】
任意の有用な量の光触媒が使用され得る。一部の実施形態において、光触媒材料は、組成物の約０．０１モル％〜１００モル％または少なくとも約０．０１モル％および１００モル％未満である。一部の実施形態において、光触媒材料は、組成物の約２０モル％〜約８０モル％、約３０モル％〜約７０モル％、約４０モル％〜約６０モル％または約５０モル％である。
【００３２】
ＴｉＯ２およびＷＯ３化合物などの光触媒、例えば、ナノ粉末は、熱プラズマ（直流、高周波誘導結合プラズマ（ＲＦ−ＩＣＰ）を含む）などのプラズマ合成、ソルボサーマル、固体反応、熱分解（噴霧および火炎）および燃焼を含めた多数の異なる方法によって調製され得る。参照によりその全文が本明細書に援用されている米国特許第８，００３，５６３号明細書に記載されるような高周波誘導結合プラズマ（例えば、熱的）法は、低汚染（電極なし）および高い製造率および気体、液体または固体形態いずれかでの前駆体の容易な適用のために有用であり得る。
【００３３】
それ故に、高周波誘導結合プラズマプロセスが好ましい。例えば、ＷＯ３ナノ粉末を調製する場合には、水中のメタタングステン酸アンモニウムの液体分散液（水中の５〜２０重量％固体）が、二流体噴霧器を使用してプラズマ体積中に噴霧され得る。好ましくは、前駆体は、水中約２０重量％固体まで存在することができる。プラズマは、アルゴン、窒素および／または酸素ガスを用いて約２５ｋＷプレート電力で操作され得る。次いで、プラズマからの凝縮蒸気から形成される粒子が、フィルタで回収することができる。一部の実施形態において、粒子表面積は、ＢＥＴを用いて測定して、約１ｍ２／ｇ〜約５００ｍ２／ｇ、約１５ｍ２／ｇ〜３０ｍ２／ｇまたは約２０ｍ２／ｇに及ぶ。一部の実施形態において、得られたＷＯ３を、約２００℃〜約７００℃または約３００℃〜約５００℃に熱することがある。
【００３４】
一部の実施形態において、光触媒の活性を改善するために、光触媒に少なくとも１種の天然に存在する元素、例えば、非貴ガス元素をドープすることができる。このような元素は、「ドーパント」と呼ばれ得る。ドープされる元素（ドーパント）は、一般に合成中に添加される前駆体として提供され得る。ドープされる元素（ドーパント）は、例えば、その結晶格子内の被定義位置内で置換されるように、または別様に、結晶内に格子間に含まれるように、ＴｉまたはＷ化合物の結晶格子中に組み込まれている元素であり得る。一部の実施形態において、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）およびセシウム（Ｃｓ）などのアルカリ金属；マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）などのアルカリ土類金属、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、パラジウム（Ｐｄ）およびルテニウム（Ｒｕ）などの貴金属；鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、バナジウム（Ｖ）、チタン（Ｔｉ）（例えば、Ｗ系化合物のための）、タングステン（Ｗ）（例えば、Ｔｉ系化合物のための）、マンガン（Ｍｎ）、Ｍｏ、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、セリウム（Ｃｅ）およびニッケル（Ｎｉ）などの遷移金属；ランタニドおよびアクチニド金属；ハロゲン；Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、ＩｎおよびＴｌを含めた第ＩＩＩ族元素（元素が原子番号順に並べられた、ドミトリ・メンデレーエフ（Ｄｍｉｔｒｉ  Ｍｅｎｄｅｌｅｅｖ）／ロータル・マイヤー（Ｌｏｔｈａｒ  Ｍｅｙｅｒ）型の現代の周期表から）、Ｃａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎを含めた第ＩＶ族元素；Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｂｉのような第Ｖ族元素；ならびにＳおよびＳｅのような第ＶＩ族元素をはじめとするより多くの元素のうち１種以上からドーパントを選択することができる。一部の実施形態において、光触媒に、Ｃ、Ｎ、Ｓ、Ｆ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｓｅ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｚｒ、ＣｅおよびＦｅから選択される少なくとも１種の元素をドープすることができる。一部の実施形態において、光触媒は、自己ドーピング型であることがあり、例えば、ＴｉＯ２マトリックス中にＴｉ４＋の代わりにＴｉ３＋があることがある。適切にドーピングされた光触媒材料の詳細は、参照によりその全文が本明細書に援用される米国特許仮出願第６１／５８７，８８９号明細書に示されている。本明細書において、ドーパントでドーピングされた光触媒を、「ドーピング型光触媒」ということもある。
【００３５】
用語「ドーピング」とは、任意に選択された元素（ドーパント）をホスト化合物結晶に、光触媒の基本結晶構造を本質的に変更しない範囲内で添加することを意味する。光触媒がドープされているか否かは、例えば、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）におけるピークシフトにより確認できる。ドーピング型光触媒を形成するために使用される方法は、特に限定されないが、例えば、ソル−ゲル法、固相反応法およびイオン注入法であり得る。
【００３６】
光触媒がドーピング型光触媒である場合には、光触媒中のホスト化合物（ドーピングに付される化合物）およびドーパントのモル比は、特に限定されないが、好ましくは、９９．９：０．１〜８０：２０、より好ましくは、９９．９：０．１〜８５：１５、さらに好ましくは、９９．９：０．１〜８７：１３である。
【００３７】
ドーピング型光触媒は、好ましくは、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、硫黄（Ｓ）、フッ素（Ｆ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、マンガン（Ｍｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、セレン（Ｓｅ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、ジルコニム（Ｚｒ）、セリウム（Ｃｅ）および鉄（Ｆｅ）から選択される少なくとも１つでドーピングされる。
【００３８】
光触媒は、ｐ型であっても、ｎ型であってもよい。ｐ型光触媒は、例えば、光触媒に価数の多い元素（例えば、ヒ素（Ａｓ）など）をドーピングすることによって得ることができる。ｎ型光触媒は、例えば、光触媒に価数の少ない元素（例えば、ホウ素（Ｂ）など）をドーピングすることによって得ることができる。
【００３９】
一部の実施形態において、光触媒材料は、ｎ型ＵＶ光触媒材料、ｎ型可視光光触媒材料、ｐ型ＵＶ光触媒材料および／またはｐ型可視光触媒材料のうち１種以上を含み得る。一部の実施形態において、ｎ型可視バンドギャップ半導体は、任意選択で、ＷＯ３、Ｔｉ（Ｏ，Ｃ，Ｎ）２：ＳｎまたはＣｅＯ２であり得る。一部の実施形態において、ｎ型ＵＶ光触媒材料は、任意選択で、ＣｅＯ２、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＳｒＴｉＯ３、ＡＴａＯ３、ＡＮｂＯ３などであり得、Ａ＝アルカリ金属イオン（ここで、Ａは、Ｃａ、Ｂａおよび／またはＳｒであり得る）。一部の実施形態において、ｐ型可視バンドギャップ半導体は、任意選択で、ＳｉＣ、ＣｕＭＯ２、Ｍ＝Ａｌ、Ｃｒであり得る。一部の実施形態において、ｐ型ＵＶ光触媒材料は、任意選択で、ＺｎＩｒＯ２、ＺｎＲｈＯ２、ＣｕＯ、ＮｉＯ、Ｍｎ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４および／またはＦｅ２Ｏ３であり得る。
【００４０】
一部の実施形態において、光触媒に、少なくとも１種の金属を担持させることができる。担持される元素は、含浸（２０１１年にオンラインで公開された、Ｌｉｕ，  Ｍ．、Ｑｉｕ，  Ｘ．、Ｍｉｙａｕｃｈｉ，  Ｍ．およびＨａｓｈｉｍｏｔｏ，  Ｋ．、Ｃｕ（ＩＩ）  Ｏｘｉｄｅ  Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  Ｎａｎｏｃｌｕｓｔｅｒｓ  Ｇｒａｆｔｅｄ  Ｔｉ３＋  Ｓｅｌｆ−Ｄｏｐｅｄ  Ｔ１Ｏ２：  Ａｎ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｖｉｓｉｂｌｅ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔ．  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）、光還元（Ａｂｅら、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ、１３０（２５）：７７８０〜７７８１頁、２００８年）およびスパッタリングのような合成後方法論によって提供することができる。光触媒へ金属を担持することは、参照によりその全文が本明細書に援用される米国特許出願公開第２００８／０２４１５４２号明細書に記載されるように行うことができる。一部の実施形態において、担持される元素は、貴元素から選択される。一部の実施形態において、担持される元素を、少なくとも１種の貴元素、酸化物および／または水酸化物から選択することができる。一部の実施形態において、貴元素を、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈまたはそれらの酸化物および／または水酸化物から選択することができる。一部の実施形態において、担持される元素は、遷移金属、それらの酸化物および／または水酸化物から選択される。一部の実施形態において、担持される元素は、ＦｅおよびＣｕおよびＮｉまたはそれらの酸化物および水酸化物から選択される。一部の実施形態において、担持される元素は、少なくとも１種の遷移金属および少なくとも１種の貴金属またはそのそれぞれの酸化物および水酸化物を含めた種々の元素群から選択することができる。一部の実施形態において、適した担持される金属酸化物は、その全文が参照により援用される、２０１３年３月１５日に出願された米国特許出願第１３／８４０，８５９号明細書および２０１３年６月１４日に出願された米国特許仮出願第６１／８３５，３９９号明細書に記載されている。
【００４１】
一部の実施形態において、光触媒は、好ましくは、５８９ｎｍの波長で１．０〜４．０、より好ましくは、１．０〜３．０、特に好ましくは、１．５〜２．５の屈折率（Ｒｌ）を有する。光触媒屈折率（Ｒｌ）が１．０〜４．０の範囲内であれば、助触媒との屈折率違を低さくし易くなり、ひいては、半透明な光触媒層を形成することがより容易になる。なお、光触媒の屈折率値は、Ａｂｂｅ屈折計を用い、ＪＩＳ  Ｋ  ００６２によって明記された「固体試料測定法（Ｓｏｌｉｄ  Ｓａｍｐｌｅ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｍｅｔｈｏｄ）」に従って得られた測定値である。
【００４２】
光触媒の形状は、特に限定されないが、光触媒は、好ましくは、粒子の形状である。多くの種類の光触媒は、溶媒に難溶性である。粒子形状を有する場合、光触媒は、分散液を製造するよう分散媒中に分散され得、これは、次いで、コーティングされ、乾燥されることによって光触媒層を容易に形成するために使用できる。
【００４３】
光触媒が粒子の形状である場合には、光触媒の平均粒径は、特に限定されないが、好ましくは、５ｎｍ〜１，０００ｎｍ、より好ましくは、５ｎｍ〜１００ｎｍ、さらに好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍである。光触媒の平均粒径が、１，０００ｎｍを超える場合には、光触媒の表面積全体はより小さくなり、光触媒層は、光触媒活性を十分に示すことができない場合もある。他方、光触媒の平均粒径が、５ｎｍ未満に入る場合には、粒子凝集が起こる傾向があり、光触媒層の半透明性が劣る場合がある。
【００４４】
なお、光触媒の平均粒径は、動的光散乱周波数解析（ＦＦＴ−ヘテロダイン法）によって決定されるような、任意の分散液中に分散された光触媒粒子の容量ベースで５０％の累積分布直径（Ｄ５０）である。
【００４５】
助触媒は、光触媒の光触媒活性を加速する物質である。本発明の光触媒層は、光触媒に加えて、必要に応じて助触媒をさらに含有してもよい。助触媒は、それ自体で光触媒活性を示すものまたは示さないものであり得る。助触媒は、光触媒と協働して、光触媒の反応速度を、光触媒が単独で使用される場合のものから、１．２倍以上、好ましくは、１．５倍以上、さらに好ましくは、２．０倍以上、特に好ましくは、３．０倍以上増大し得る。光触媒の反応速度は、例えば、アセトアルデヒド、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の１種の分解速度に基づき得る。助触媒をまた、一般に、本文書を通じてＴ−バインダーということもある。
【００４６】
具体的には光触媒は、単独、または光触媒と混合されるかもしくは光触媒によって担持される助触媒とともに、特定の量の圧縮空気およびアセトアルデヒド（較正用ガス）が充満している密閉空間中に入れられ、可視光（波長４５５ｎｍ、照射強度２００ｍＷ／ｃｍ２）を１時間照射される。次いで、照射前後の密閉空間中のアセトアルデヒド濃度が比較されて、光触媒の反応速度が増大される倍数が算出される。例えば、光触媒単独が充満している密閉空間中のアセトアルデヒド濃度が、８０ｐｐｍのアセトアルデヒドを含有する密閉空間の照射後に６０ｐｐｍになる（すなわち、２０ｐｐｍのアセトアルデヒドが分解した）場合と比較して、光触媒および助触媒（光触媒と混合されたか、または光触媒に担持されたのいずれかの）が充満している密閉空間中のアセトアルデヒド濃度が、８０ｐｐｍのアセトアルデヒドを含有する密閉空間の照射後に２０ｐｐｍになる（すなわち、６０ｐｐｍのアセトアルデヒドが分解した）場合に、アセトアルデヒド分解速度は、３倍増大した（光触媒活性の３倍増大）と言うことができる。
【００４７】
一部の助触媒は、光触媒の導電帯からの電子移動によって還元されることが可能である化合物または半導体であり得る。例えば、助触媒は、光触媒の導電帯よりも低いエネルギーを有する導電帯を有することがあり、または助触媒は、光触媒の導電帯よりも低いエネルギーを有する最低非占有分子軌道を有することがある。「より低いエネルギー」および「より高いエネルギー」などの用語が、半導体のバンドまたは分子軌道を別のバンドまたは分子軌道と比較するために使用される場合には、電子が、より低いエネルギーのバンドまたは分子軌道に移されるとエネルギーを失い、電子が、より高いエネルギーのバンドまたは分子軌道に移されるとエネルギーを獲得することを意味する。
【００４８】
助触媒は、光触媒と単に配合されてもよく、または光触媒に担持されてもよい。本明細書において、助触媒を担持する光触媒を、「担持型光触媒」という。本明細書において、「担持」とは、光触媒とは異なる物質が光触媒表面に付着している状態を指す。このような付着状態は、例えば、走査型電子顕微鏡によって観察できる。担持型光触媒を形成するために使用される方法は特に限定されず、例えば、含浸法、光還元法またはスパッタリングであり得る。担持型光触媒は、例えば、米国特許出願公開第２００８／０２４１５４２号明細書に記載される方法を使用することによって形成することができる。助触媒は、ドーパントがドーピングされていてもよい。ドーパントがドーピングされた助触媒を、ドーピング型助触媒という。助触媒をドーピングするために使用される化合物や元素は、光触媒とともに上欄で説明したものと同様である。
【００４９】
助触媒である一部の金属酸化物は、Ｏ２を還元することが可能であると考えられる。例えば、ＣｅＯ２は、電子移動によってＯ２ガスを還元することができると考えられる。そうする場合、Ｃｅ３＋は、電子をＯ２に移動し、結果としてＣｅ４＋に転化されると考えられる。光触媒組成物中では、光触媒は、電子をＣｅＯ２に移動させ、かくしてＣｅ４＋をＣｅ３＋に転化させることができ、その後、そのＣｅ３＋はＯ２を還元することができる。Ｃｅ３＋は、ＣｅＯ２およびＯ２と、スーパーオキシドラジカルイオン（Ｏ２−）とに関わる平衡プロセスの結果として存在することもある。このような平衡プロセスにおけるＯ２およびスーパーオキシドラジカルイオンは、固体ＣｅＯ２表面に吸着されることもあり、または大気中に存在することもある。意図的に添加されることもあり、不純物として存在することもある、異なる酸化状態のセリウム化学種との酸化・還元反応の結果として、Ｃｅ３＋が存在することもある。
【００５０】
一部の助触媒は、大気中のＯ２をスーパーオキシドラジカルイオンに転化させることが可能であり得る。例えば、ＣｅＯ２は、大気中の酸素をスーパーオキシドラジカルイオンに転化させることが可能である。上で説明した平衡および／または電子移動プロセスの一部は、ＣｅＯ２のこの特性の一因になり得ると考えられる。このような転化は、様々な条件下で、例えば、通常の大気中の酸素濃度、例えば約１０％から約３０％、約１５％から約２５％、または約２０％酸素のモル濃度；周囲温度、例えば約０℃から約１０００℃、約０℃から約１００℃、約１０℃から約５０℃、または約２０℃から約３０℃；および圧力、 例えば約０．５から約２気圧、約０．８気圧から約１．２気圧、または約１気圧を含む、周囲条件下で起こり得る。このような転化は、上昇したまたは低下した温度、圧力または酸素濃度下でも起こり得る。Ｏ２を還元することまたは大気中のＯ２をスーパーオキシドラジカルイオンに転化させることが可能であり得る他の材料としては、様々な他の材料、例えば、ＣｅｘＺｒｙＯ２（ここで、ｘ／ｙ＝０．９９〜０．０１）、ＢａＹＭｎ２Ｏ５＋δ、およびランタニドドープＣｅＯ２（ＣｅｘＺｒｙＬａｚＯ２、ＣｅｘＺｒｙＰｒｚＯ２、およびＣｅｘＳｍｙＯ２を含む）が挙げられる。
【００５１】
一部の助触媒は、光触媒の価電子帯より高いエネルギーの価電子帯または最高占有分子軌道を有することがある。これは、助触媒の最高占有分子軌道または価電子帯への光触媒の価電子帯における正孔の移動を可能にし得る。その場合、助触媒の価電子帯または最高占有分子軌道における正孔は、Ｈ２ＯまたはＯＨ−をＯＨ・に酸化することができる。例えば、ＷＯ３を光触媒として選ぶ場合、このような助触媒の例には、アナターゼＴｉＯ２、ＳｒＴｉＯ３、ＫＴａＯ３、ＳｉＣまたはＫＮｂＯ３を挙げることができる。
【００５２】
一部の実施形態において、助触媒は、無機性であり得る。一部の実施形態において、無機助触媒は、バインダーであり得る。一部の実施形態において、助触媒は、酸化物、例えば、ＣｅＯ２、ＴｉＯ２またはこれらに類するものをはじめとする金属二酸化物であり得る。適した助触媒は、参照によりその全文が援用される、２０１３年１月１０日に出願された米国特許出願第１３／７３８，２４３号明細書（２０１３年７月１８日に公開された米国特許出願公開第２０１３／１８０９３２号明細書）に記載されている。
【００５３】
一部の実施形態において、助触媒の例として、酸化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｏ）、酸化銅（ＩＩ）（ＣｕＯ）、酸化モリブデン（Ｖｌ）（ＭｏＯ３）、酸化マンガン（ＩＩＩ）（Ｍｎ２Ｏ３）、酸化イットリウム（ＩＩＩ）（Ｙ２Ｏ３）、酸化ガドリニウム（ＩＩＩ）（Ｇｄ２Ｏ３）、アナターゼ型および／またはルチル型酸化チタン（ＩＶ）（ＴｉＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、タンタル酸カリウム（ＫＴａＯ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化スズ（ＩＶ）（ＳｎＯ２）、酸化アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａ１２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化鉄（ＩＩＩ）（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化鉄（ＩＩ、ＩＩＩ）（Ｆｅ３Ｏ４）、酸化ニッケル（ＩＩ）（ＮｉＯ）、酸化ニオブ（Ｖ）（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化インジウム（ｌｎ２Ｏ５）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化セリウム（ＩＩ）（ＣｅＯ）、酸化セリウム（ＩＶ）（ＣｅＯ２）、ＡｒＸｔＯｓ（式中、Ａは、希土類元素であり、Ｘは、希土類元素以外の元素または希土類元素以外の元素の組合せであり、ｒは、１〜２であり、ｔは、０〜３であり、ｓは、２〜３である）、リンモリブデン酸アンモニウム三水和物（（ＮＨ４）３［ＰＭｏ１２Ｏ４０］）、１２−タングストリン酸（ＰＷ１２Ｏ４０）、ケイ化タングステン（Ｈ４［ＳｉＷ１２Ｏ４０］）、リンモリブデン酸（１２ΜοＯ３・Η３ΡＯ４）およびセリウム−ジルコニウム複合酸化物（ＣｅｘＺｒｙ０２）（ｙ／ｘ＝０．００１〜０．９９９）を挙げることができる。一部の実施形態において、助触媒は、Ｉｎ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、アナターゼＴｉＯ２、ルチルＴｉＯ２、アナターゼおよびルチルＴｉＯ２の組合せまたはＣｅＯ２を含む。一部の実施形態において、助触媒は、ＴｉＯ２を含む。一部の実施形態において、助触媒は、アナターゼＴｉＯ２を含む。一部の実施形態において、助触媒は、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ａ１２Ｏ３またはＳｉＯ２を含まない。一部の実施形態において、助触媒は、Ｃｒ２Ｏ３を含まない。一部の実施形態において、助触媒は、ＣｅＯ２を含まない。一部の実施形態において、助触媒は、Ａ１２Ｏ３を含まない。一部の実施形態において、助触媒は、ＳｉＯ２を含まない。
【００５４】
一部の実施形態において、助触媒は、ＲｅｒＥｔＯｓ、ＲｅｒＥｔＯまたはＲｅｒＥｔＯ２（この場合、Ｒｅは、希土類元素であり、Ｅは、元素または元素の組合せであり、Ｏは、酸素であり、ｒは、１〜２、例えば、約１〜約１．５または約１．５〜約２であり、ｓは、２〜３、例えば、約２または約３であり、ｔは、０〜３、例えば、約０．０１〜約１、約１〜約２または約２〜約３である）であり得る。一部の実施形態において、助触媒は、ＲｅｒＯｓ（この場合、Ｒｅは、希土類金属であり得、ｒは、１以上かつ２以下であり得るか、または１から２の間であり得、ｓは、２以上かつ３以下であり得、または２から３の間であり得る）であり得る。適した希土類元素の例として、スカンジウム、イットリウムおよびランタニドおよびアクチニド系列元素が挙げられる。ランタニド元素は、原子番号５７から７１を有する元素を含む。アクチニド元素は、原子番号８９から１０３を有する元素を含む。一部の実施形態において、助触媒は、ＣｅｘＺｒｙＯ２（この場合、ｙ／ｘ比＝０．００１〜０．９９９）であり得る。
【００５５】
助触媒は、好ましくは、セリウム化合物、銅化合物、カリウム化合物、ストロンチウム化合物、タンタル化合物、ニオブ化合物、及びチタン化合物から選ばれる少なくとも１種を含有している。より好ましくは、助触媒は、セリウム化合物、または銅化合物を含有する。セリウム化合物の平均酸化数または形式電荷は、好ましくは＋２〜＋４である。銅化合物の平均酸化数または形式電荷は、好ましくは＋１〜＋２である。一部の実施形態において、助触媒は、ＣｅＯａ（ａ≦２）であり得る。一部の実施形態において、助触媒は、ＣｅＯであり得る。一部の実施形態において、助触媒は、セリウム酸化物（ＣｅＯ２）であり得る。
【００５６】
一部の実施形態において、助触媒は、セリウム酸化物、より好ましくは、酸化セリウム（ＩＶ）（ＣｅＯ２）を含有する。この実施形態は、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の分解用途に適している。助触媒が酸化セリウム（ＩＶ）（ＣｅＯ２）を含んでいる場合、酸化セリウム（ＩＶ）は、ドーピングされていることが好ましく、好ましくはスズ（Ｓｎ）によってドーピングされている。スズ（Ｓｎ）がドーピングされた酸化セリウム（ＩＶ）（ＣｅＯ２：Ｓｎ）において、スズ（Ｓｎ）は好ましくは助触媒（ＣｅＯ２：Ｓｎ）全体の１モル％〜５０モル％を占め、より好ましくは１．５モル％〜１０モル％を占め、さらに好ましくは１．５モル％〜１０モル％を占め、特に好ましくは、１．５モル％〜４．５モル％を占める。
【００５７】
一部の実施形態において、光触媒は、ＷＯ３であり得、助触媒は、ＣｅＯａ（ａ≦２）であり得る。
【００５８】
一部の実施形態において、助触媒は、ケギン（Ｋｅｇｇｉｎ）単位、例えば、リンモリブデン酸アンモニウム（（ＮＨ４）３［ＰＭｏ１２Ｏ４０］）、１２−リンタングステン酸、ケイタングステン酸およびリンモリブデン酸であることがある。ケギン単位の総合安定性は、アニオン状態の金属の容易な還元を可能にする。溶媒、溶液の酸性度およびα−ケギンアニオンの電荷に依存して、それは一または多電子段階で可逆的に還元され得る。
【００５９】
一部の実施形態において、光触媒層を本明細書に記載する材料で形成することができる。
【００６０】
理論により限定されることを望まないが、本発明者らは、酸化タングステンと併用でのＣｅＯ２は、これらの材料の相対バンド位置のため、有用であるだろうと考える。さらに、ＣｅＯ２の屈折率が酸化タングステンと実質的に同じ、約９０％から約１１０％であることは、注目に値する。別の実施形態では、約９５％〜約１０５％である。一部の実施形態において、光触媒組成物の高い透明度により、約５０％、６０％、６５％および／または７０％より高い透明度の組成物／層／エレメントを得ることができる。屈折率整合による低い散乱損失は、透明組成物に直接寄与する。
【００６１】
一部の実施形態において、助触媒は、酸化銅、より好ましくは、酸化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｏ）および／または酸化銅（ＩＩ）（ＣｕＯ）を含有する。この実施形態は、抗菌適用に適している。助触媒が、酸化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｏ）および／または酸化銅（ＩＩ）（ＣｕＯ）を含有する場合には、酸化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｏ）および／または酸化銅（ＩＩ）（ＣｕＯ）が光触媒に担持されていることが好ましい。
【００６２】
助触媒の形状は特に限定されないが、上記光触媒と同様の理由により、助触媒は粒子状であることが好ましい。助触媒が粒子状である場合、助触媒の平均粒径は特に限定されないが、好ましくは１ｎｍ〜１０００ｎｍであり、より好ましくは１ｎｍ〜１００ｎｍであり、さらに好ましくは１ｎｍ〜３０ｎｍである。
【００６３】
助触媒は、波長５８９ｎｍにおける屈折率（Ｒ２）が、１．０〜４．０であることが好ましく、より好ましくは、１．０〜３．０であり、特に好ましくは１．５〜２．５である。助触媒の屈折率（Ｒ２）が１．０〜４．０の範囲内であれば、光触媒との屈折率差を小さくし易くなり、望ましい半透明光触媒層を形成し易くなる。
【００６４】
上述したような光触媒の例としては、波長３８０ｎｍ未満の紫外光でしか光触媒活性を示さないＵＶ応答性光触媒、及び、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視光でも光触媒活性を示す可視光応答性光触媒が挙げられる。本発明では、光触媒層に含まれる光触媒は、ＵＶ応答性光触媒であってもよく、可視光応答性光触媒であってもよいが、好ましくは可視光応答性光触媒である。可視光応答性光触媒は、助触媒がなくとも可視光においてある程度の光活性を示す。そのため、可視光応答性光触媒は、助触媒と協働することで可視光において更に高い光活性を示すことが可能となる。光触媒が可視光応答性光触媒である場合、そのバンドギャップは、例えば、１．５ｅＶ〜３．５ｅＶであり、好ましくは、１．７ｅＶ〜３．３ｅＶであり、より好ましくは１．７７ｅＶ〜３．２７ｅＶである。なお、光触媒がＵＶ応答性光触媒である場合においても、特定の光触媒と助触媒の組み合わせでは、光触媒が可視光応答性を示すようになることがある。
【００６５】
一部の実施形態では、光触媒が可視光応答性を示すものであることが好ましい。可視光応答性光触媒は、蛍光灯やＬＥＤといった可視光を発光する光源を用いた場合でも光触媒活性を示すことができ、人体に有害であり得る紫外光の使用を避けることが可能である。また、可視光応答性光触媒は、可視光を発光する光源を用いることを可能にするので、そのような光触媒を用いたフィルタエレメントは空気清浄機、建材、消臭剤といったより幅広い場面においても使用可能である。
【００６６】
光触媒は、１種単独で用いてもよいし、２種以上の混合物として用いてもよい。なお、２種以上の光触媒を混合物として用いた場合、一方の光触媒が他方の光触媒の助触媒として機能する場合がある。また、助触媒も、１種単独で用いてもよいし、２種以上の混合物として用いてもよい。
【００６７】
光触媒層は、光触媒に加えて、あるいは、光触媒と助触媒に加えて、他の化合物（例えば、バインダー樹脂等）を含んでいてもよい。明らかであろうが、光触媒層中のこのようなさらなる化合物は、光触媒または助触媒との大きな屈折率差に関与することがあり、そうすると、光触媒層の透明性を十分に担保できないおそれがある。
【００６８】
したがって、光触媒層は実質的に光触媒のみ、あるいは、光触媒と助触媒のみで構成されていることが好ましい。光触媒層が実質的に光触媒のみ、あるいは、光触媒と助触媒のみで構成されているとは、光触媒、あるいは、光触媒と助触媒が、光触媒層全体の少なくとも８０質量％を、好ましくは、少なくとも９０質量％を占めることをいう。
【００６９】
光触媒層が、光触媒と助触媒を含有する場合では、光触媒対助触媒の任意の有用な比率を使用してもよい。光触媒層が光触媒と助触媒を含有する場合において、全光触媒と全助触媒の比率（モル比）は、好ましくは、９９．５：０．５〜１６．７：８３．３であり、より好ましくは９９．５：０．５〜２０：８０であり、さらに好ましくは９９．５：０．５〜５０：５０である。
【００７０】
光触媒の含有量が前記範囲の下限値未満である場合、助触媒が光触媒の量を超え、光触媒層が十分な光触媒活性を示すことができないおそれがある。他方、光触媒の含有量が前記範囲の上限値を超える場合、光触媒の量に比して助触媒が不十分となり、光触媒層が十分な光触媒活性を示すことができないおそれがある。
【００７１】
光触媒層が光触媒と助触媒を含有する場合において、波長５８９ｎｍにおける光触媒の屈折率（Ｒ１）と助触媒の屈折率（Ｒ２）の差の絶対値（｜Ｒ１−Ｒ２｜）は、好ましくは０〜０．３５であり、より好ましくは、０〜０．３０であり、さらに好ましくは、０〜０．２０であり、特に好ましくは０〜０．１６である。なお、｜Ｒ１−Ｒ２｜＝０とは、光触媒の屈折率（Ｒ１）と助触媒の屈折率（Ｒ２）が同じであることを意味する。
【００７２】
光触媒と助触媒の屈折率差が上記範囲内であれば、光は、中で屈折されるよりも光触媒層内を透過し易い（光触媒層の透明性が高くなる）。これによって、透明性に優れた光触媒層を形成することができる。
【００７３】
本発明では、光触媒層が光触媒と助触媒を含有する場合において、光触媒層に含まれる光触媒と助触媒の組み合わせは特に限定されない。
【００７４】
一部の実施形態において、光触媒組成物は、酸化タングステンおよび希土類酸化物を、約０．５：１〜２：１または約１：１（酸化タングステン：希土類酸化物）のモル比で含み得る。一部の実施形態において、希土類酸化物は、酸化セリウム（ＣｅＯ２）である。一部の実施形態では、光触媒組成物は、約１：５〜約５：１、約１：３〜約３：１、約１：２〜約２：１または約１：１のモル比（ＷＯ３：ＣｅＯ２）を有するＷＯ３およびＣｅＯ２を含み得る。
【００７５】
好ましい実施形態では、光触媒は、酸化タングステン（ＶＩ）（ＷＯ３）を含有し、助触媒は、酸化セリウム（ＩＶ）（ＣｅＯ２）を含有する。光触媒として酸化タングステン（ＶＩ）（ＷＯ３）を、助触媒として酸化セリウム（ＩＶ）（ＣｅＯ２）を使用することによって、可視光応答性および光触媒活性が優れており、また、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を分解する能力も特に優れている光触媒層を形成することができる。
【００７６】
別の好ましい実施形態では、光触媒は、酸化チタン（ＩＶ）（ＴｉＯ２）または酸化スズ（ＩＶ）（ＳｎＯ２）を含有し、助触媒は、酸化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｏ）および／または酸化銅（ＩＩ）（ＣｕＯ）を含有する。この場合には、酸化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｏ）および／または酸化銅（ＩＩ）（ＣｕＯ）を含有する助触媒は、酸化チタン（ＩＶ）（ＴｉＯ２）または酸化スズ（ＩＶ）（ＳｎＯ２）を含有する光触媒に担持されていることが好ましい。光触媒として酸化チタン（ＩＶ）（ＴｉＯ２）または酸化スズ（ＩＶ）（ＳｎＯ２）を、助触媒として酸化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｏ）および／または酸化銅（ＩＩ）（ＣｕＯ）を使用することによって、可視光応答性および光触媒活性に優れており、また、抗菌特性に特に優れている光触媒層を形成することができる。本明細書において、助触媒としてのＣｕｘＯが光触媒としてのＴｉＯ２に担持された助触媒担持型光触媒は、ＣｕｘＯ−ＴｉＯ２と表すことがある。同様に、助触媒としてのＣｕｘＯが光触媒としてのＳｎＯ２に担持された助触媒担持型光触媒は、ＣｕｘＯ−ＳｎＯ２と表すことがある。
【００７７】
ここで、「ＣｕｘＯ」とは、ＣｕＯ（Ｘ＝１、酸化銅（ＩＩ））及びＣｕ２Ｏ（Ｘ＝２、酸化銅（Ｉ））の２種類の酸化銅が存在する状態を意味するものとする。
【００７８】
光触媒組成物が、光触媒層として提供される場合には、光触媒層の厚みは、特に制限されない。明らかであるが、光触媒層が厚すぎると、通気性が劣るおそれがある。他方、光触媒層は、薄すぎると、十分な光触媒活性を示すことができないおそれがある。これらを考慮すると、光触媒層の厚みは、好ましくは０．１μｍ〜２０μｍである。
【００７９】
光触媒層の可視光透過率は、好ましくは７０％以上であり、より好ましくは８０％以上であり、特に好ましくは９０％以上である。光触媒層の波長５８９ｎｍの光の光線透過率は、好ましくは８０％以上であり、より好ましくは９０％以上である。本明細書において、可視光透過率値は、ＪＩＳ  Ｒ  ３１０６に準じて測定される値である。
【００８０】
図１は、本明細書において記載されるエレメントの一部の実施形態の構造の模式図である。透明な光触媒組成物１００は、光触媒材料１０２および助触媒１０４から形成される。光波１０６は、透明な光触媒組成物１００の外側の供給源１０８から、透明な光触媒組成物１００を通る方向に発せられる。一部の実施形態において、上記の透明な光触媒組成物１００を含む光触媒エレメントが提供される。一部の実施形態において、光触媒組成物は、層であり得る。一部の実施形態において、光触媒組成物は、基材の上に配置されるコーティングであり得る。
【００８１】
一部の実施形態において、供給源１０８は、光ルミネセンス（リン光もしくは蛍光）、白熱、エレクトロ−またはケモ−またはソノ−またはメカノ−または熱−ルミネセンス材料のうちの少なくとも１つを含み得る。リン光材料としては、ＺｎＳおよびケイ酸アルミニウムを挙げることができ、これに対して蛍光材料としては、蛍光体、例えば、ＹＡＧ−Ｃｅ、Ｙ２Ｏ３−Ｅｕ、様々な有機色素などを挙げることができる。白熱材料としては、炭素、タングステンを挙げることができ、その一方で、エレクトロルミネセンス材料としては、ＺｎＳ、ＩｎＰ、ＧａＮなどを挙げることができる。任意の他の種類の光発生メカニズム、例えば、太陽光、蛍光灯、白熱灯、発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）系照明、ナトリウム灯、ハロゲン灯、水銀灯、貴ガス放電および火炎が、光触媒反応を開始させるためのエネルギーの供給に十分であることは、当業者には明らかであろう。
【００８２】
図２は、本明細書に記載されるエレメントの一部の実施形態のシステム２００の模式図である。一部の実施形態において、基材２０４および透明な光触媒組成物１００を含む透明な光触媒エレメント２０２が提供され、組成物は、少なくとも１つの光触媒材料１０２および助触媒１０４を含み、少なくとも部分的に基材２０４と接触している。一部の実施形態において、透明な光触媒組成物１００は、基材２０４に塗布するか、またはその上に配置することができ、透明な光触媒組成物１００の少なくとも一部は、基材２０４の表面２０６またはその一部と接触している。一部の実施形態において、光触媒材料１０２および助触媒１０４は、互いの約０．７５、約０．５０、約０．２０または約０．０５以内の屈折率を有することができる。例えば、少なくとも１つの光触媒材料１０２がＷＯ３であり得、助触媒１０４がＣｅＯ２であり得る一実施形態では、それぞれの屈折率は、２．２０および２．３６である。
【００８３】
図３Ａは、本明細書に記載されるエレメントの一部の実施形態のシステム２００の模式図である。一部の実施形態において、基材２０４および透明な光触媒組成物１００を含む透明な光触媒エレメント２０２が提供され、組成物は、少なくとも１つの光触媒材料１０２および助触媒１０４を含み、少なくとも部分的に基材２０４と接触している。一部の実施形態において、透明な光触媒組成物１００は、基材２０４に適用するか、またはその上に配置することができ、透明な光触媒組成物１００の少なくとも一部は、基材２０４の表面２０６またはその一部と接触している。一部の実施形態において、システムは、包囲エレメント２０８をさらに含み、ここで、基材は、包囲エレメント内に配置される。一部の実施形態において、システムは、前記光触媒組成物１００と光学連絡する電磁放射２１０の供給源をさらに含む。一部の実施形態において、包囲エレメント２０８は、適当な電磁放射、例えば、太陽光のような独立供給源によって生じた可視光が、光触媒組成物と相互作用するのを可能にする、実質的に透明な材料からなり得る。一部の実施形態において、システムは、エアフロー矢印２１４を作り出すためのエアフローエレメント２１２をさらに含み、前記エアフローエレメントは、前記包囲エレメント内に配置されるか、またはそれに固定して取り付けられる。一部の実施形態において、エアフローエレメントは、光触媒組成物の前に位置づけられる。一部の実施形態において、システムは、少なくとも１つのさらなるフィルタエレメント２１６をさらに含むことができる。一部の実施形態において、少なくとも１つのさらなるフィルタエレメントは、プレフィルタ、ＨＥＰＡ／ＵＬＰＡ、光触媒組成物を含まない基材および／または活性炭フィルタおよび／または前記のフィルタエレメントの組合せであり得る。
【００８４】
一部の実施形態において、光触媒組成物が、光およびエチレンガス、悪臭のあるガスまたは微生物などの分解すべき材料と接触することができるように、光触媒組成物を基材にコーティングする。
【００８５】
光触媒組成物は、基材上に配置されることによって、その基材への配置前に形成された、別個に形成された層であり得る。別の実施形態では、光触媒組成物１００は、例えば、化学蒸着（ＣＶＤ）または物理蒸着（ＰＶＤ）のいずれかのような蒸着、積層、押圧、ロール塗り、浸漬、溶融、貼り合わせ、ゾル−ゲルデポジション、スピンコーティング、ディップコーティング、バーコーティング、スロットコーティング、刷毛塗りコーティング、スパッタリング、熱溶射（火炎溶射、プラズマ溶射（ＤＣもしくはＲＦ）を含む）、高速酸素燃料溶射（ＨＶＯＦ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、コールドスプレー法、またはエアロゾルデポジションによって基材表面上に形成することができる。
【００８６】
図２２に示されるように、別の実施形態では、光触媒組成物３００を、基材３０２の表面に組み込むことができる、例えば、表面内に少なくとも部分的に埋め込むことができる。一部の実施形態において、図２２に示されるように、基材３０２は、基材の接触表面３０６中に複数の割れ目３０４を規定し得る。一部の実施形態において、基材を、基材の表面積を増大するよう処理するか、または増大させることができる。一部の実施形態において、基材材料を、接触表面中の複数の割れ目を規定するのに十分な温度で、十分な期間加熱することができる。基材がＰＴＦＥである一部の実施形態では、光触媒組成物３０または光触媒エレメントを約３５０℃で約５分間焼結して、表面中の複数の割れ目を規定し、接触表面積および光触媒組成物の、除去または分解されるべきＶＯＣとの接触を増大することができる。
【００８７】
一部の実施形態において、光触媒組成物は、基材２０４を実質的に覆う。一部の実施形態において、光触媒組成物は、基材表面２０６の少なくとも約７５％、少なくとも約８５％または少なくとも約９５％と接触するか、または覆う。
【００８８】
より大きい表面積は、より高い光触媒活性と言い換えることができる。１つの実施形態において、光触媒のブルナウアー（Ｂｒｕｎｎｅｒ）−エメット（Ｅｍｍｅｔｔ）−テラー（Ｔｅｌｌｅｒ）ＢＥＴ比表面積は、０．１〜５００ｍ２／ｇの間である。別の実施形態では、光触媒のＢＥＴ比表面積は、１０〜５０ｍ２／ｇである。一部の実施形態において、基材の表面積は、少なくとも１０％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％増大されている。表面積の増大を決定する例示的方法は、ブルナウアー（Ｂｒｕｎｎｅｒ）−エメット（Ｅｍｍｅｔｔ）−テラー（Ｔｅｌｌｅｒ）ＢＥＴ方法論によってであり得る。
【００８９】
別の実施形態では、前記の組成の酸化タングステン対希土類酸化物を含む光触媒層が提供される。
【００９０】
別の実施形態では、光触媒、ＣｅＯ２および分散媒を含む分散液を作製する工程（ここで、それぞれの光触媒およびＣｅＯ２屈折率は、互いの約０．７５内であり、光触媒対ＣｅＯ２のモル比は、１〜９９モル％光触媒から９９〜１モル％ＣｅＯ２の間であり、分散液は、約２〜５０重量％固体材料を有する）と、分散液を基材に塗布する工程と、分散液および基材を十分な温度および時間の長さで加熱して、分散液から実質的にすべての分散媒を蒸発させる工程とを含む光触媒組成物を作製する方法がある。一部の実施形態において、分散液を、基材を全体的にまたは部分的にのいずれかで覆うよう基材の表面に塗布して、コーティングまたは表面層を作製する。
【００９１】
別の実施形態では、可視光光触媒およびＣｅＯ２の水性分散液を混合する工程（光触媒対ＣｅＯ２の比は、４０〜６０モル％光触媒から６０〜４０モル％ＣｅＯ２の間である）と、十分な分散媒、例えば、水を添加して、約１０〜３０重量％固体材料の分散液を得る工程と、分散液を基材に塗布する工程と、基材を十分な温度および時間の長さで加熱して、分散液および基材から実質的にすべての水を蒸発させる工程とを含む光触媒組成物を作製する方法がある。一部の実施形態において、ＣｅＯ２は、ゾルであり得る。一部の実施形態において、ＣｅＯ２ゾルに光触媒材料を添加する。一部の実施形態において、光触媒分散液にＣｅＯ２を添加する。一部の実施形態において、光触媒分散液およびＣｅＯ２ゾルまたは分散液の両方を別個に調製し、次いで、一緒に混合して、分散液を作製する。
【００９２】
別の実施形態では、光触媒対ＣｅＯ２の比は、約２：３〜約３：２、例えば、４０〜６０モル％の光触媒および６０〜４０モル％ＣｅＯ２の間であり得る。別の実施形態では、光触媒対ＣｅＯ２の比は、約１：１［５０モル％対５０モル％］である。一部の実施形態において、ＣｅＯ２は、ゾルである。
【００９３】
別の実施形態では、添加される分散媒、例えば、水の量は、約２〜５０重量％、約１０〜３０重量％、約１５〜２５重量％の固体材料の分散液を得るのに十分である。別の実施形態では、添加される分散媒、例えば、水の量は、約２０重量％の固体材料の分散液を得るのに十分である。
【００９４】
別の実施形態では、混合物によって覆われた基材を、分散媒を実質的に除去するのに十分な温度および／または十分な時間の長さで加熱する。一部の実施形態において、分散媒の少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９９％が除去される。別の実施形態では、分散液によって覆われた基材を、約室温から５００℃の間の温度で加熱する。別の実施形態では、分散液によって覆われた基材を、約９０℃から約１５０℃の間の温度に加熱する。別の実施形態では、分散液によって覆われた基材を、約１２０℃の温度に加熱する。理論により限定されることを望まないが、温度を５００℃未満で保持することで、例えば、光触媒材料相のより活性の低い相へ（高活性アナターゼＴｉＯ２から、より活性の低いルチルへ）の変化、ドーパント拡散、ドーパント不活性化、担持材料分解または凝集（全活性表面積の低減）に起因する、光触媒材料の熱不活性化の可能性を低下させることができると考えられる。
【００９５】
別の実施形態では、分散液によって覆われた基材を、約１０秒から約２時間の間の時間加熱する。別の実施形態では、混合物によって覆われた基材を約１時間加熱する。
【００９６】
光触媒組成物は、さまざまな温度において有効であり得る。一部の実施形態において、光触媒組成物は、約０℃から約２００℃の間の温度範囲において最良の結果をもたらす。一部の実施形態において、光触媒組成物は、約１０℃から約１９０℃の間の温度範囲において最良の結果をもたらす。一部の実施形態において、光触媒組成物は、約２０℃から約１８０℃の間の温度範囲において最良の結果をもたらす。一部の実施形態において、光触媒組成物は、約３０℃から約１６０℃の間の温度範囲において最良の結果をもたらす。一部の実施形態において、光触媒組成物は、約４０℃から約１５０℃の間の温度範囲において最良の結果をもたらす。一部の実施形態において、光触媒組成物は、約５０℃から約１４０℃の間の温度範囲において最良の結果をもたらす。一部の実施形態において、光触媒組成物は、約６０℃から約１３０℃の間の温度範囲において最良の結果をもたらす。一部の実施形態において、光触媒組成物は、約７０℃から約１２０℃の間の温度範囲において最良の結果をもたらす。一部の実施形態において、光触媒組成物は、約８０℃から約１１０℃の間の温度範囲において最良の結果をもたらす。一部の実施形態において、光触媒組成物は、約９０℃から約１００℃の間の温度範囲において最良の結果をもたらす。一部の実施形態において、光触媒組成物は、約２５℃から約１５０℃の間の温度範囲において最良の結果をもたらす。
【００９７】
本明細書に記載される分散液は、実質的にいかなる基材にも適用することができる。基材に分散液を適用するその他の方法として、基材上への分散液のスロット／ディップ／スピンコーティング、刷毛塗り、ロール塗り、浸漬、溶融、貼り合わせまたはスプレーを挙げることができる。適当な噴射剤を使用して分散液を基材にスプレーすることができる。
【００９８】
一部の実施形態において、基材は、ガス不透過性である。一部の実施形態において、基材は、通気性である。一部の実施形態において、基材は、気体キャリヤー、例えば、空気が基材を通って流れることを可能にするのに十分な多孔度を有する。「透過性の」とは、ガスが拡散し、および／または通過することができる基材を指す。一部の実施形態において、基材は、大気、例えば、酸素、窒素、二酸化炭素などの気体エレメントのうちいずれかによって透過性である。一部の実施形態において、基材は、ＶＯＣによって透過性である。一部の実施形態において、基材は、エチレンによって透過性である。一部の実施形態において、基材は、微生物によって透過性である。一部の実施形態において、基材は、空気の成分気体エレメントの一部またはすべてによって透過性である。一部の実施形態において、基材は、ガス不透過性であるが、基材を含むシステムは、通気性、例えば、ガラスウール、多孔質セラミックなどである。
【００９９】
図２２に示されるように、一部の実施形態において、基材は、基材の接触表面中の複数の割れ目を規定することができる。一部の実施形態において、基材を、基材の表面積を増大するよう処理するか、または増大させることができる。一部の実施形態において、基材材料を、接触表面中の複数の割れ目を規定するのに十分な温度で、十分な期間加熱することができる。
【０１００】
一部の実施形態において、基材は、光を伝えることができる必要はない。例えば、基材は、分散液を直接適用することができる、一般的な工業用表面であっても、家庭用表面であってもよい。基材として、ガラス（例えば、窓、鏡）、壁（例えば、乾式壁）、床面、建具、石（例えば、花崗岩カウンタートップ、フローリング）、石造物（例えば、レンガ壁）、金属（例えば、ステンレス鋼、金属合金［ハンドル、手すり、蛇口］）、天然繊維（例えば、セルロース、綿）、木材（例えば、家具、柵の材料、雨戸）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（例えば、ポリエチレン［ＰＥ］、テレフタル酸ポリエチレン（ＰＥＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミドおよびポリアミド−イミドなどの樹脂材料（プラスチック）、ペルフルオロアルコキシポリマー樹脂、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）（例えば、花用ラップ、プラスチックハンドル、プラスチックキーボードエレメント）、その他のポリマー表面、セラミック（例えば、磁器［バスタブ、セラミックタイル、シンク、シャワー室、トイレ］）、その他の有機基材（例えば、活性炭）などを挙げることができる。このような基材表面を有する例示的項目として、それだけには限らないが、織物、フィルタ、冷蔵庫、エアコン（ダクトを含む）、電気掃除機、食器洗い機、照明、加湿器、除湿器、携帯電話、プラズマディスプレー、液晶ディスプレー、タッチパネル、タッチスクリーン、液体貯蔵容器、燃料タンク、自動車内装表面が挙げられ、このような実施形態における分散液は、テープ上、壁紙上、ドレープ上、電灯の笠上、電灯カバー上、テーブル、床またはカウンター表面カバーおよびこれに類するもの上の塗料、液状接着剤として配合することができる。
【０１０１】
一部の実施形態において、基材は、多孔質ＰＴＦＥ（高性能微粒子吸収（Ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）［ＨＥＰＡ］／ＵＬＰＡフィルタ）、その他のＨＥＰＡ（例えば、０．３ミクロン以上の大きさを有する粒子の９９．９７％を除去するもの）またはＨＥＰＡ様フィルタ、不織布（図２４参照のこと）または織布（図２１を参照のこと）、折りたたみフィルタ（織物、紙、多孔質ＰＴＦＥなどの多孔質プラスチック）、ガラス／  石英ウール、繊維（セルロース、ガラス石英、プラスチック、樹脂）、ハニカム構造の（図２５Ａおよび２５Ｂを参照のこと）セルロース、ポリマー、金属またはセラミック、活性炭または多孔質炭素、ゼオライト（微細孔、アルミノケイ酸塩）または任意の既存のフィルタ材料であり得る。ちなみに、図２５Ａおよび２５Ｂに記載されるような実施形態では、ハニカム構造セルロースは、空隙部分を有し、光触媒組成物１００の粒子がハニカム構造のセルロースの内壁の表面に接着（担持）される。一部の実施形態において、基材は、１〜４の最小効率報告値（アメリカ暖房冷凍空調学会（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｈｅａｔｉｎｇ、Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ  ＆  Ａｉｒ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ  ［ＡＳＨＲＥＡＣ］））を有し得る。一部の実施形態において、基材および光触媒組成物、例えば、光触媒および助触媒は、電気掃除機中にあり得る。例えば、基材は、電気掃除機フィルタであり得、フィルタ上にコーティングされた光触媒および助触媒を有し得る。電気掃除機は、光触媒組成物を光に曝露するために使用することができる、ＵＶ光供給源などの光供給源をさらに含むことができる。
【０１０２】
一部の実施形態において、基材は、セラミックを含む。セラミック基材は、Ａ１２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３−２ＳｉＯ３）、コージライト（（Ｍｇ，Ｆｅ）２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８）またはその他の既知セラミック材料を含むことができる。一部の実施形態において、セラミックエレメントは、Ａ１２Ｏ３を含む。一部の実施形態において、セラミックエレメントは、ＺｒＯ２を含む。一部の実施形態において、セラミックエレメントは、ＳｉＯ２を含む。一部の実施形態において、セラミックエレメントは、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３−２ＳｉＯ３）を含む。一部の実施形態において、セラミックエレメントは、コージライトを含む。一部の実施形態において、セラミックは、当技術分野で公知のその他のセラミック材料を含む。
【０１０３】
一部の実施形態において、基材は、多孔質セラミックを含む。一部の実施形態において、多孔質セラミックは、相互接続された孔を有してもよい。これによって、光触媒組成物が、多孔質セラミックの表面全体を覆うことができ、空気が、光触媒がコーティングされたセラミックを通って流れ得ることが確実となり得る。さらに、多孔質セラミックの形態は、多孔質鋳型によって調製されるものに制限されない。任意のその他の多孔質セラミック、例えば、ハニカムなども、基材として使用することができる。
【０１０４】
一部の実施形態において、セラミック基材は、約１の１インチあたりの孔（ｐｐｉ）〜約１００ｐｐｉの範囲の多孔度を有することができる。一部の実施形態において、エレメントは、約１ｐｐｉ〜約１００ｐｐｉの多孔度を有する。一部の実施形態において、エレメントは、約５ｐｐｉ〜約９５ｐｐｉの多孔度を有する。一部の実施形態において、エレメントは、約１０ｐｐｉ〜約９０ｐｐｉの多孔度を有する。一部の実施形態において、エレメントは、約１５ｐｐｉ〜約８５ｐｐｉの多孔度を有する。一部の実施形態において、エレメントは、約２０ｐｐｉ〜約８０ｐｐｉの多孔度を有する。一部の実施形態において、エレメントは、約２５ｐｐｉ〜約７５ｐｐｉの多孔度を有する。一部の実施形態において、エレメントは、約３０ｐｐｉ〜約７０ｐｐｉの多孔度を有する。一部の実施形態において、エレメントは、約３５ｐｐｉ〜約６５ｐｐｉの多孔度を有する。一部の実施形態において、エレメントは、約４０ｐｐｉ〜約６０ｐｐｉの多孔度を有する。一部の実施形態において、エレメントは、約４５ｐｐｉ〜約５５ｐｐｉの多孔度を有する。一部の実施形態において、エレメントは、約５０ｐｐｉの多孔度を有する。一部の実施形態において、エレメントは、前記の範囲の任意の組合せを含む多孔度を有する。
【０１０５】
一部の実施形態において、セラミック基材は、約１ｍｍ〜約５０ｍｍの厚みの範囲であってもよい。一部の実施形態において、エレメントは、約１ｍｍの厚み〜約５ｍｍの厚みである。一部の実施形態において、エレメントは、約５ｍｍの厚み〜約１０ｍｍの厚みである。いくつかの実施形態において、エレメントは、約１０ｍｍの厚み〜約１５ｍｍの厚みである。一部の実施形態において、エレメントは、約１５ｍｍの厚み〜約２０ｍｍの厚みである。一部の実施形態において、エレメントは、約２０ｍｍの厚み〜約２５ｍｍの厚みである。一部の実施形態において、エレメントは、約２５ｍｍの厚み〜約３０ｍｍの厚みである。一部の実施形態において、エレメントは、約３０ｍｍの厚み〜約３５ｍｍの厚みである。一部の実施形態において、エレメントは、約３５ｍｍの厚み〜約４０ｍｍの厚みである。一部の実施形態において、エレメントは、約４０ｍｍの厚み〜約４５ｍｍの厚みである。一部の実施形態において、エレメントは、約４５ｍｍの厚み〜約５０ｍｍの厚みである。
【０１０６】
一部の実施形態において、市販の多孔質セラミックが、基材として使用されてもよい。一部の実施形態において、光触媒組成物は、ディップコーティングによって多孔質セラミック基材上に担持される。
【０１０７】
一部の実施形態において、光触媒組成物は、セラミック基材上に担持するための懸濁液に形成されてもよい。一部の実施形態において、懸濁液は、バインダー、有機溶媒および光触媒材料を含んでもよい。一部の実施形態において、バインダーは、シリコンポリマーであってもよい。適したコーティングおよびコーティングを実施するための方法は、その全文が参照により援用される、２０１３年１１月４日に出願された米国特許仮出願第６１／８９９，４２３号明細書に記載されている。一部の実施形態において、三酸化タングステン粉末を、コロイドＣｅＯ２と混合し、超純水を用いて、含浸による多孔質セラミック上への担持に適切な粘度に希釈してもよい。１マイクロメートル未満の中央値粒径を有する市販の三酸化タングステン粉末を使用してもよい。コロイドＣｅＯ２は、約２０重量％の固体ＣｅＯ２を含有する市販製品から入手可能である。ＭｉｌｌｉＱ水などの希釈のための超純水は、１８．２ΜΩ・ｃｍの電気抵抗率を有する。光触媒組成物懸濁液の配合は、ＷＯ３対ＣｅＯ２のモル比が、約１対１（５０モル％対５０モル％）であり、懸濁液中の総固体含量が２０重量％であるよう調整され得る。音波処理浴中のガラスバイアル中に成分を分配し、次いで、音波処理ホーンプローブを用いて混合することによって、均質な担持懸濁液を得ることができる。
【０１０８】
多孔質セラミック上への光触媒組成物の担持は、多孔質セラミックキャリヤーを光触媒組成物懸濁液を用いて含浸させることによって実施してもよい。異なる方法によって、例えば、懸濁液を含浸させた多孔質セラミックをディップコーティングまたはスピニングして、懸濁液によって閉塞された孔の形成を避けることによって、セラミック中の孔の表面に光触媒組成物の薄層を形成することができる。コーティングされた多孔質セラミックは、１２０℃で１時間乾燥させ、次いで、４００℃、周囲雰囲気中で１時間アニーリングして、光触媒組成物の基材への接着を増大してもよい。
【０１０９】
一部の実施形態において、光触媒組成物懸濁液の担持は、懸濁液をピペットを用いて多孔質セラミック上に適用し、次いで、スピンコーター中の担持されたセラミックをスピニングして余分な懸濁液を除去し、光触媒組成物の均一コーティング厚を達成することによって行うことができる。
【０１１０】
一部の実施形態において、基材は、フラワーアレンジメントを包むために使用されるもののような薄膜を含む。当該膜は、ガス（エチレン）透過性であってもよいが、そうである必要はない。さらに、当該膜は、透明であってもよいが、そうである必要はない。当該膜は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、塩化ポリビニル（ＰＶＣ）、テレフタル酸ポリエチレン（ＰＥＴ）、グリコール修飾テレフタル酸ポリエチレン（ＰＥＴＧ）、ナイロン６、イオノマー、ニトリルゴム修飾アクリロニトリル−アクリル酸メチル共重合体または酢酸セルロースから製造されてもよい。一部の実施形態において、光触媒組成物を、例えば、物理蒸着（ＰＶＤ）のような蒸着、積層、押圧、ロール塗り、浸漬、貼り合わせ、ゾル−ゲルデポジション、スピンコーティング、ディップコーティング、バーコーティング、スロットコーティング、刷毛塗りコーティング、スパッタリング、原子層堆積（ＡＬＤ）、コールドスプレー法またはエアロゾルデポジションによって薄膜基材上に配置することができる。一部の実施形態において、光触媒組成物を、基材の表面に組み込むことができる、例えば、表面内に少なくとも部分的に埋め込むことができる。
【０１１１】
一部の実施形態において、薄膜は、１０ミクロンおよび２５０ミクロンの間またはそれ以上の厚みを有する。一部の実施形態において、当該膜は、約１０ミクロンから約３０ミクロンの間の厚みを有する。一部の実施形態において、当該膜は、約３０ミクロンから約５０ミクロンの間の厚みを有する。一部の実施形態において、当該膜は、約５０ミクロンから約７０ミクロンの間の厚みを有する。一部の実施形態において、当該膜は、約７０ミクロンから約９０ミクロンの間の厚みを有する。一部の実施形態において、当該膜は、約９０ミクロンから約１１０ミクロンの間の厚みを有する。一部の実施形態において、当該膜は、約１１０ミクロンから約１３０ミクロンの間の厚みを有する。一部の実施形態において、当該膜は、約１３０ミクロンから約１５０ミクロンの間の厚みを有する。一部の実施形態において、当該膜は、約１５０ミクロンから約１７０ミクロンの間の厚みを有する。一部の実施形態において、当該膜は、約１７０ミクロンから約１９０ミクロンの間の厚みを有する。一部の実施形態において、当該膜は、約１９０ミクロンから約２１０ミクロンの間の厚みを有する。一部の実施形態において、当該膜は、約２１０ミクロンから約２３０ミクロンの間の厚みを有する。一部の実施形態において、当該膜は、約２３０ミクロンから約２５０ミクロンの間の厚みを有する。
【０１１２】
一部の実施形態において、基材は、ガラスを含む。基材は、ケイ酸塩ガラスであっても、ポリカーボネートガラスであっても、通常、ガラス繊維、窓および／またはディスプレイ、例えば、小売りの花のディスプレイのためのリーチインケースの側面およびドアに使用されるその他のガラスであってもよい。一部の実施形態において、ガラス基材は、花を保管またはディスプレイするための花瓶を含む。一部の実施形態において、ガラス基材は、複数のガラスファイバを含む。一部の実施形態において、ガラス基材は、複数の不織ガラスファイバーを含む。一部の実施形態において、ガラス基材は、ガラスフェルト材料、例えば、「Ｅ−ガラス」ガラスフェルト（Ｆｉｂｒｅ  Ｇｌａｓｔ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ  Ｃｏｒｐ．、Ｂｒｏｏｋｖｉｌｌｅ、ＯＨ、ＵＳＡ）を含む。ガラス基材は、当技術分野で公知のその他のガラスを含んでもよい。光触媒組成物を、例えば、化学蒸着（ＣＶＤ）または物理蒸着（ＰＶＤ）のいずれかのような蒸着、積層、押圧、ロール塗り、浸漬、溶融、貼り合わせ、ゾル−ゲルデポジション、スピンコーティング、ディップコーティング、バーコーティング、スロットコーティング、刷毛塗りコーティング、スパッタリング、熱溶射（火炎溶射、プラズマ溶射（ＤＣもしくはＲＦを含む）、高速酸素燃料溶射（ＨＶＯＦ）原子層堆積（ＡＬＤ）、コールドスプレー法またはエアロゾルデポジションによってガラス基材上に形成することができる。別の実施形態では、光触媒組成物を、基材の表面上に組み込むことができる、例えば、表面内に少なくとも部分的に埋め込むことができる。
【０１１３】
一部の実施形態において、システムは、少なくとも１つのさらなるフィルタエレメントをさらに含んでもよく、さらなるフィルタエレメントは、光触媒化合物を伴わない。一部の実施形態において、システムは、少なくとも１つのさらなる濾過エレメントをさらに含んでもよい。一部の実施形態において、さらなる濾過エレメントは、サイズ排除エレメントである。一部の実施形態において、さらなる濾過エレメントは、２０ｎｍから５ｍｍの間、５０ｎｍから１０ミクロンの間の材料、直径２．５ミクロン未満の粒子を排除できる。一部の実施形態において、さらなる濾過エレメントは、イオンエレメントであってもよく、濾過は、それを通るイオン的に帯電した材料の量を排除または低減できる。
【０１１４】
一部の実施形態において、少なくとも１つのさらなる濾過エレメントは、プレフィルタエレメントを含んでもよい。一部の実施形態において、少なくとも１つのさらなる濾過エレメントは、ＨＥＰＡ／ＵＬＰＡフィルタを含んでもよい。一部の実施形態において、少なくとも１つのさらなる濾過エレメントは、活性炭を含んでもよい。一部の実施形態において、少なくとも１つのさらなる濾過エレメントは、ありとあらゆるプレフィルタエレメント、ＨＥＰＡ／ＵＬＰＡフィルタ、活性炭フィルタおよび／または任意のその他の濾過材料または基材の組合せを含んでもよい。一部の実施形態において、さらなるフィルタは、プレフィルタ、ヘパフィルタ、活性炭フィルタ、次いで、光触媒フィルタの順序であってよい。
【０１１５】
一部の実施形態において、少なくとも１つのさらなるフィルタは、プレフィルタエレメントを含んでもよい。一部の実施形態において、プレフィルタフィルタエレメントは、最初のサイズ排除濾過機能を提供する。サイズ排除は、例えば、２０ｎｍから５ｍｍの間、５０ｎｍから１０ミクロンの間、直径２．５ミクロン未満の粒子であり得る。一部の実施形態において、プレフィルタエレメントは、紙、不織材料（金属ストランド、ガラスファイバー、セルロースファイバー、高分子フィルタ／発泡材料）を含んでもよい。一部の実施形態において、プレフィルタエレメントは、光触媒フィルタエレメントに先立って環境からの気流を受け取るよう光触媒フィルタエレメントの前に位置付けられる。一部の実施形態において、１つのさらなるフィルタエレメントは、光触媒組成物が上に配置される基材であり得る。
【０１１６】
一部の実施形態において、少なくとも１つのさらなるフィルタエレメントは、ＨＥＰＡフィルタであり得る。一部の実施形態において、ＨＥＰＡフィルタは、さらなるサイズ排除濾過機能を提供する。サイズ排除は、これまでに記載されたように、０．３ミクロン以上の大きさを有する粒子の９９．９７％を除去するもののようであり得る。一部の実施形態において、ＨＥＰＡフィルタは、ＰＴＦＥを含んでもよい。
【０１１７】
一部の実施形態において、少なくとも１つのさらなるフィルタは、活性炭を含んでもよい。活性炭（Ｒ１）は、０．１５から０．２５ｍｍの間の平均直径を有する１．０ｍｍ未満の大きさの粉末または細粒として微粒子の形態で作製される。一部の実施形態において、活性炭は、大きな表面対容量比および小さい拡散距離を提供できる。一部の実施形態において、粉末化された活性炭は、９５〜１００％が、指定されたメッシュ篩を通過する、粉砕されたか、または粉にされた炭素粒子であり得る。活性炭は、Ｒｌ活性炭であり得る。一部の実施形態において、活性炭粒子は、５０メッシュ篩上に保持される（０．２９７ｍｍ）および／またはそれより小さい大きさであり得る。一部の実施形態において、活性炭粒子は、８０メッシュ篩上に保持され得るもの（０．１７７ｍｍ）またはそれより小さいものであり得る。
【０１１８】
一部の実施形態において、活性炭フィルタは、粒状活性炭を含む。一部の実施形態において、活性炭は、押出し活性炭であり得る。一部の実施形態において、粒状活性炭は、８ｘ２０、２０ｘ４０または８ｘ３０から選択される大きさであり得る。一部の実施形態において、粒状活性炭は、少なくとも４ｘ６、４ｘ８および／または４ｘ１０の大きさであり得る。２０ｘ４０炭素は、米国標準メッシュサイズ（Ｕ．Ｓ．  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｍｅｓｈ  Ｓｉｚｅ）２０番篩（０．８４ｍｍ）を通過するが（一般に、８５％が通過すると特定されるような）、米国標準メッシュサイズ（Ｕ．Ｓ．  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｍｅｓｈ  Ｓｉｚｅ）４０番篩（０．４２ｍｍ）上に保持される（一般に、９５％が保持されると特定される）粒子からできている。ＡＷＷＡ（１９９２）Ｂ６０４は、最小ＧＡＣサイズとして５０メッシュ篩（０．２９７ｍｍ）を使用する。
【０１１９】
一部の実施形態において、空気中のエチレンの濃度を効率的に低減するために、光触媒組成物は、照射されながら、エチレンガスと接触しなくてはならない。所望のエチレン濃度を達成し、維持するために、エアフローおよび光曝露を最適にするよう多孔度および厚みの適当な組合せを選択することができる。一部の実施形態において、エアフローエレメントは、空気の動きを作り出すために提供される。
【０１２０】
一部の実施形態において、エアフローエレメントは、１分あたり０．０１リットルから１分あたり１１００リットルの間のエアフローを作り出すことができる。一部の実施形態において、エアフローエレメントは、最大１分あたり約０．０１リットル、１分あたり約０．０２リットル、１分あたり約０．０３リットル、１分あたり約０．０４リットル、１分あたり約０．０５リットル、１分あたり約０．０６リットル、１分あたり約０．０７リットル、１分あたり約０．０８リットル、１分あたり約０．０９リットルのエアフローを作り出すことができる。一部の実施形態において、エアフローエレメントは、最大１分あたり約０．１リットル、１分あたり約０．２リットル、１分あたり約０．３リットル、１分あたり約０．４リットル、１分あたり約０．５リットル、１分あたり約０．６リットル、１分あたり約０．７リットル、１分あたり約０．８リットル、１分あたり約０．９リットルのエアフローを作り出すことができる。一部の実施形態において、エアフローエレメントは、最大１分あたり約１．０リットル、１分あたり約２．０リットル、１分あたり約３．０リットル、１分あたり約４．０リットル、１分あたり約５．０リットル、１分あたり約６．０リットル、１分あたり約７．０リットル、１分あたり約８．０リットル、１分あたり約９．０リットルのエアフローを作り出すことができる。一部の実施形態において、エアフローエレメントは、最大１分あたり約１０リットル、１分あたり約２０リットル、１分あたり約３０リットル、１分あたり約４０リットル、１分あたり約５０リットル、１分あたり約６０リットル、１分あたり約７０リットル、１分あたり約８０リットル、１分あたり約９０リットル、１分あたり約１００リットルのエアフローを作り出すことができる。一部の実施形態において、エアフローエレメントは、最大１分あたり約２００リットル、１分あたり約３００リットル、１分あたり約４００リットル、１分あたり約５００リットル、１分あたり約６００リットル、１分あたり約７００リットル、１分あたり約８００リットル、１分あたり約９００リットル、１分あたり約１０００リットルのエアフローを作り出すことができる。一部の実施形態では、エアフローエレメントは、最大１分あたり約１１００リットルの前記の速度の任意の組合せのエアフローを作り出すことができる。一部の実施形態において、エアフローエレメントは、１分あたり約１．０リットルのエアフローを作り出すことができる。一部の実施形態において、エアフローエレメントは、１分あたり約３７８リットルのエアフローを作り出すことができる。一部の実施形態において、エアフローエレメントは、１分あたり約９１５リットルのエアフローを作り出すことができる。一部の実施形態において、エアフローエレメントは、１分あたり約１０７２リットルのエアフローを作り出すことができる。一部の実施形態では、エアフローエレメントは、１分あたり約１０００リットルのエアフローを作り出すことができる。当業者ならば、それだけには限らないが、ファンを含めた種々のエアフローエレメント、圧力差を作り出すシステムを使用してもよいということを認識するであろう。一部の実施形態において、エアフローエレメントは、１分あたり約１立方フィート〜約３００立方フィート（ＣＦＭ）エアフローを作り出すことができる。当業者ならば、１分あたり１リットルは、１分あたり約０．０３５３１４６６立方フィートということを認識するであろう。
【０１２１】
一部の実施形態において、エアフローエレメントは、光触媒材料が配置される材料を通る、その上のまたはその上部の約０．１ｍ／秒〜約１０ｍ／秒のエアフローを作り出すことができる。一部の実施形態において、エアフローエレメントは、光触媒材料が配置される材料を通る、その上のまたはその上部の約１ｍ／秒〜約７ｍ／秒のエアフローを作り出すことができる。一部の実施形態において、エアフローエレメントは、光触媒材料が配置される材料を通る、その上のまたはその上部の約３ｍ／秒〜約５ｍ／秒、例えば、約４ｍ／秒のエアフローを作り出すことができる。
【０１２２】
一部の実施形態において、エアフローエレメントは、光触媒組成物がその上に、その上部に、またはその中に配置される基材を含むことができる。
【０１２３】
本明細書において記載される光触媒材料、組成物および分散液は、消毒剤、臭気除去剤、汚染物質除去剤、セルフクリーナー、抗微生物剤およびこれらに類するものとして使用することができる。材料、組成物および分散液を、空気、液体、微生物および／または固体物質と相互作用するよう使用することができる。一実施形態では、それらを、空気、例えば、航空機機体中などの密閉された環境中の、または自動車ガレージなどのより汚染された環境中の空気を清浄するために使用できる。その他の実施形態では、それらを、飲食物の提供サービスまたは製造施設または病院または診療所などの消毒を必要とするコーティング表面などに抗菌特性のために使用できる。その他の実施形態では、それらを、それだけには限らないが、果実、野菜および花を含めたカットされた植物の貯蔵寿命を延長するために使用できる。
【０１２４】
光触媒組成物は、有機化合物、例えば、アセトアルデヒドホルムアルデヒド、プロピオンアルデヒドなどを含めたアルデヒド；炭化水素、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタンなどを含めたアルカン；芳香族炭化水素、例えば、ベンゼン、ナフタレン、アントラセンなど；原油またはその留分；色素、例えば、アントシアニン、メチレンブルー、塩基性青４１；揮発性有機化合物、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ベンゼン、エチレン、トルエン、アセトン、ジエチルエーテル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ホルムアルデヒド、酢酸エチル、キシレンなど；ΝΟｘ、例えば、ＮＯ、ＮＯ２、Ｎ２Ｏ、ＨＯＮＯ；ＳＯｘ、例えば、ＳＯ２、ＳＯ３；ＣＯ、Ｏ３；など、小有機分子、例えば、カフェイン、ジクロフェナク、イブプロフェン、ゲオスミン、フルメキンなど、細菌、例えば、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ）、黄色ブドウ球菌（ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）、アシネトバクター（Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｏｒ）、緑膿菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）など、ウイルス、例えば、ＭＳ２、インフルエンザ、ノロウイルスなど、細菌胞子、例えば、クロストリジウム・ディフィシル（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ  ｄｉｆｆｉｃｉｌｅ）、原虫、例えば、ジアルジア属（Ｇｉａｒｄｉａ）などならびに真菌、例えば、カンジダ属（Ｃａｎｄｉｄａ）などを光触媒的に分解可能であり得る。光触媒分解は、固体、液体または気相で起こり得る。
【０１２５】
一部の実施形態において、汚染された空気が、光および本明細書に記載されるような光触媒材料、組成物または分散液に曝露され、それによって、空気から汚染物質を除去する方法が利用される。
【０１２６】
一部の実施形態において、光および光触媒材料、組成物または分散液は、エチレンガスを含めた汚染物質の約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９５％、約９９％またはそれ以上を、空気から除去できる。
【０１２７】
その他の実施形態では、生物学的汚染物質が、光および本明細書に記載されるような光触媒材料、組成物または分散液に曝露され、それによって、生物学的材料を消毒する方法が利用される。一部の実施形態において、生物学的材料は、食品を含んでもよい。
【０１２８】
一部の実施形態において、方法は、エチレン感受性植物と大気連絡する本明細書に記載されるようなシステムを設置する工程およびエチレンを光触媒組成物と再接触させ、一方で、前記光触媒組成物が、光触媒組成物を活性化するのに十分な波長を含む電磁放射によって照射されることによってエチレンの量を閾値未満の濃度に低減する工程によって、隣接する植物からの汚染物質を除去するために利用される。一部の実施形態において、方法は、植物に近接した大気環境を除去する工程と、少なくとも１種の光触媒および少なくとも１種の助触媒を含むエレメントを、大気環境と近接して大気連絡して設置する工程とをさらに含む。一部の実施形態において、方法は、清浄されるか、または低減された汚染物質濃度雰囲気を植物に近接して再設置する工程をさらに含む。
【０１２９】
一部の実施形態において、光および光触媒材料、組成物または分散液は、空気から生物学的材料に由来する汚染の約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９５％またはそれ以上を除去することができる。
【０１３０】
一部の実施形態において、基材は、容量を規定する。一部の実施形態において、規定される容量は、円錐容量、例えば、花の周りに包まれた薄膜によって規定される容量であり得る。一部の実施形態において、容量は、底面が長方形の角柱、例えば、箱であり得る。一部の実施形態において、容量は、円筒状容量、例えば、チューブであり得る。一部の実施形態において、容量は、基材によって規定される任意のその他の容量であり得る。当業者ならば、基材が、それだけには限らないが、球、錐体、四面体などを含め、その他の容量を規定してもよいということは認識するであろう。さらに、当業者ならば、容量が、容量を十分に取り囲まない表面、例えば、花の周りに包まれた薄膜によって規定され得ることは認識するであろう。
【０１３１】
一部の実施形態において、汚染物質分解システムは、包囲エレメントを含む。一部の実施形態において、包囲エレメントは、箱、例えば、ファンボックスであってもよい。一部の実施形態において、包囲エレメントは、円筒、例えば、チューブであってもよい。当業者ならば、包囲エレメントは、その他の形状を含んでもよいということは認識するであろう。さらに、当業者ならば、包囲エレメントは、それだけには限らないが、プラスチック、木材、ガラスなどを含め、多数の異なる材料から作られたものであり得るということを認識するであろう。一部の実施形態において、包囲エレメントは、光触媒組成物がその上に、その上部に、その中に配置される基材を含むことができる。一部の実施形態において、包囲エレメントは、可搬式空気清浄器、可搬式空気浄化器、ダクト、ＨＶＡＣ、掃除機、冷蔵庫、自動車（客室空気、エンジン空気、真空システムのためを含む）、電車、エレベーター、病院、美術館、温室、劇場、画廊などのための囲いを含むことができる。
【０１３２】
一部の実施形態において、汚染物質分解システムは、少なくとも１種の電磁放射の供給源を含む。一部の実施形態において、電磁放射の供給源は、可視スペクトルの波長を含む電磁放射を放出し、可視スペクトルは、約３５０ｎｍから約８００ｎｍの間である。一部の実施形態において、電磁放射の供給源は、少なくとも１種のＬＥＤを含む。一部の実施形態において、ＬＥＤは、青色ＬＥＤである。一部の実施形態において、青色ＬＥＤは、約４４０ｎｍの波長を有する電磁放射を放出する。一部の実施形態において、電磁放射は、光触媒組成物を活性化するのに十分な少なくとも１種の波長を含む。当業者ならば、光触媒組成物を活性化するには、電磁放射は、光触媒組成物の価電子帯と導電帯間のエネルギー差と同様のエネルギーを含むということは認識するであろう。一部の実施形態において、電磁放射の供給源は、光触媒組成物と光学連絡している。これは、電磁放射の供給源からの放射が、光触媒組成物を照射するということを意味する。
【０１３３】
図２７は、包囲エレメント（示されていない）を、エアフローの方向に、プレフィルタ２１６Ａ、ＨＥＰＡ／ＵＬＰＡフィルタエレメント２１６Ｂ、活性炭フィルタエレメント２１６Ｃ、光触媒がコーティングされたフィルタエレメント２０２、光触媒がコーティングされたフィルタエレメント２０２と光学連絡している複数の青色ＬＥＤ電磁放射供給源２１０およびエアフロー生成エレメント２１２、例えば、ファンの順で含む汚染物質分解システム２００を表す。
【０１３４】
図２８は、包囲エレメント（示されていない）を、エアフローの方向に、プレフィルタ２１６Ａ、光触媒によってコーティングされたフィルタエレメント２０２、光触媒によってコーティングされたフィルタエレメント２０２と光学連絡している複数の青色ＬＥＤ電磁放射供給源２１０およびエアフロー生成エレメント２１２、例えば、ファンの順に含む汚染物質分解システム２００を表す。
【０１３５】
図２９は、包囲エレメント（示されていない）を、エアフローの方向に、プレフィルタ２１６Ａ、ＨＥＰＡ／ＵＬＰＡフィルタエレメント２１６Ｂ、活性炭フィルタエレメント２１６Ｃ、光触媒によってコーティングされたフィルタエレメント２０２と光学連絡している第１の複数の青色ＬＥＤ電磁放射供給源２１０Ａ、光触媒によってコーティングされたフィルタエレメント２０２、光触媒によってコーティングされたフィルタエレメント２０２と光学連絡している第２の複数の青色ＬＥＤ電磁放射供給源２１０Ｂおよびエアフロー生成エレメント２１２、例えば、ファンの順に含む汚染物質分解システム２００を表す。
【０１３６】
図３０は、包囲エレメント（示されていない）を、エアフローの方向に、プレフィルタ２１６Ａ、ＨＥＰＡ／ＵＬＰＡフィルタエレメント２１６Ｂ、第１の光触媒によってコーティングされたフィルタエレメント２０２Ａと光学連絡している第１の複数の青色ＬＥＤ電磁放射供給源２１０Ａ、第１の光触媒によってコーティングされたフィルタエレメント２０２Ａ、第１の光触媒によってコーティングされたフィルタエレメント２０２Ａと光学連絡している第２の複数の青色ＬＥＤ電磁放射供給源２１０Ｂ、第２の光触媒によってコーティングされたフィルタエレメント２０２Ｂと光学連絡している第３の複数の青色ＬＥＤ電磁放射供給源２１０Ｃ、第２の光触媒によってコーティングされたフィルタエレメント２０２Ｂ、第２の光触媒によってコーティングされたフィルタエレメント２０２Ｂと光学連絡している第４の複数の青色ＬＥＤ電磁放射供給源２１０Ｄ、第３の光触媒によってコーティングされたフィルタエレメント２０２Ｃ（示されていない）と光学連絡している第５の複数の青色ＬＥＤ電磁放射供給源２１０Ε（示されていない）、第３の光触媒によってコーティングされたフィルタエレメント２０２Ｃおよびエアフロー生成エレメント２１６、例えば、ファンの順に含む汚染物質分解システムを表す。
【０１３７】
図３１は、包囲エレメント（示されていない）を、エアフロー２１４の方向に、プレフィルタ２１６Ａ（示されていない）、光触媒によってコーティングされたＨＥＰＡ／ＵＬＰＡフィルタエレメント２１６Ｂ、光触媒によってコーティングされたＨＥＰＡ／ＵＬＰＡフィルタエレメント２０２と光学連絡している複数の青色ＬＥＤ電磁放射供給源２１０およびエアフロー生成エレメント２１２、例えば、ファンの順に含む汚染物質分解システムを表す。
【０１３８】
一部の実施形態において、光触媒組成物は、少なくとも光触媒および助触媒を含むエレメントを、植物に近接して設置する工程によって、エチレンガスの濃度を低減するために使用される。植物は、それだけには限らないが、収穫された植物を含むことができる。植物は、エチレンガスに感受性である植物であってもよく、または植物は、エチレンガスを生成するものであってもよく、または植物は、エチレン感受性で、エチレンガスを生成する両方であってもよい。植物は、それだけには限らないが、切り花、収穫された果実および収穫された野菜を含むことができる。
【０１３９】
「近接する」との用語は、距離の範囲を指すことができる。一部の実施形態において、近接するとは、光触媒エレメントが、植物の約１メートル未満〜約１００メートル内にあることを意味する。一部の実施形態において、近接するとは、光触媒エレメントが、植物の約０．１メートル、約０．２メートル、約０．３メートル、約０．４メートル、約０．５メートル、約０．６メートル、約０．７メートル、約０．８メートル、約０．９メートルまたは約１．０メートル内にあることを意味する。一部の実施形態において、近接するとは、光触媒エレメントが約１メートル〜約２メートル、約２メートル〜約３メートル、約３メートル〜約４メートル、約４メートル〜約５メートル内に設置されることを意味する。一部の実施形態において、近接するとは、光触媒エレメントが、約５メートル〜約１０メートル内、約１０メートル〜約１５メートル内、約１５メートル〜約２０メートル内、約２０メートル〜約２５メートル内、約２５メートル〜約３０メートル内、約３０メートル〜約３５メートル内、約３５メートル〜約４０メートル内、約４０メートル〜約４５メートル内、約４５メートル〜約４０メートル内、約４０メートル〜約４５メートル内、約４５メートル〜約５０メートル内、約５０メートル〜約６０メートル内、約６０メートル〜約７０メートル内、約７０メートル〜約８０メートル内、約８０メートル〜約９０メートル内、約９０メートル〜約１００メートル内に設置されることを意味する。一部の実施形態において、近接するとは、光触媒エレメントが、前記の範囲の任意の組合せ、最大１００メートルを含む距離内に設置されることを意味する。
【０１４０】
エチレン感受性である植物とは、エチレンガスに曝露された場合に悪影響を受けるものである。このような悪影響は、しおれること、葉の黄化を含めた変色すること、糖含量の変化および／または果実の軟化を含めた成熟の徴候、花芽が開くことまたは開花、老化を含むことができる。
【０１４１】
一部の実施形態において、光触媒エレメントは、例えば、カーネーション、ペチュニア、ラン、バラなどを含めた花に近接して位置付けられる。花は、装飾もしくは販売のために陳列されていてもよく、または貯蔵領域にあってもよく、または運搬、展示のために、もしくは購入後に薄膜で包まれていてもよい。一部の実施形態において、花は、エチレン産生性花である。一部の実施形態において、花は、エチレン感受性花である。一部の実施形態において、花は、エチレン感受性およびエチレン産生性の両方である。実施形態は、周囲エチレンを酸化することによって花の周りのエチレンガスの濃度を低下させるために使用される。実施形態は、花の周りの周辺環境のエチレンを、花が開花、変色、老化またはエチレン曝露のその他の望ましくない効果を示さないような閾値よりも低く低下させるシステムにおいて使用されてもよく、実施形態は、花を保存するためにエチレンを閾値濃度よりも低く維持する。一部の実施形態において、閾値は、約５０ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約４５ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約４０ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約３５ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約３０ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約２５ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約２０ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約１５ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約１０ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約５ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約１ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約０．１ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約０．０１ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約０．００１ｐｐｍである。
【０１４２】
一部の実施形態において、光触媒エレメントは、クリマテリック果実に近接して位置付けられる。一部の実施形態において、果実は、エチレン産生性果実である。一部の実施形態において、果実は、エチレン感受性果実である。一部の実施形態において、果実は、エチレン感受性およびエチレン産生性の両方である。一部の実施形態において、クリマテリック果実として、それだけには限らないが、リンゴ、アプリコット、バナナ、イチジク、メロン、ネクタリン、モモおよびトマトを挙げることができる。別の実施形態では、エチレン分解エレメントは、収穫された果実に近接して位置付けられる。果実は、装飾もしくは販売のために陳列されていてもよく、または貯蔵領域にあってもよく、または運搬、展示のために、もしくは購入後に薄膜で包まれていてもよい。実施形態は、周囲エチレンを酸化することによって果実の周りのエチレンガスの濃度を低下させるために使用される。実施形態は、エチレンを、果実が成熟、変色、老化またはエチレン曝露のその他の望ましくない効果を示さないような閾値よりも低く低下させるシステムにおいて使用されてもよく、実施形態は、果実を保存するためにエチレンを閾値濃度より低く維持する。一部の実施形態において、閾値は、約５０ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約４５ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約４０ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約３５ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約３０ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約２５ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約２０ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約１５ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約１０ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約５ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約１ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約０．１ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約０．０１ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約０．００１ｐｐｍである。
【０１４３】
一部の実施形態において、光触媒エレメントは、野菜に近接して位置付けられる。一部の実施形態において、野菜は、エチレン産生性野菜である。一部の実施形態において、野菜は、エチレン感受性野菜である。一部の実施形態において、野菜は、エチレン感受性およびエチレン産生性の両方である。野菜は、装飾もしくは販売のために陳列されていてもよく、または貯蔵領域にあってもよく、または運搬、展示のために、もしくは購入後に薄膜で包まれていてもよい。実施形態は、周囲エチレンを酸化することによって野菜の周りのエチレンガスの濃度を低下させるために使用される。実施形態は、エチレンを、野菜が成熟、変色、老化またはエチレン曝露のその他の望ましくない効果を示さないような閾値よりも低く低下させるシステムにおいて使用されてもよく、実施形態は、野菜を保存するためにエチレンを閾値濃度より低く維持する。一部の実施形態において、閾値は、約５０ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約４５ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約４０ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約３５ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約３０ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約２５ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約２０ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約１５ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約１０ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約５ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約１ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約０．１ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約０．０１ｐｐｍである。一部の実施形態において、閾値は、約０．００１ｐｐｍである。
【０１４４】
以下は、基材の少なくとも１つの表面に積層されたフッ素樹脂多孔質層を含むフィルタエレメントの一部の実施形態を説明し、ここで、光触媒組成物は、フッ素樹脂多孔質層上に配置される。なお、図に表わされる、厚みおよび長さを含めた層の寸法ならびに積層状態などのその他の状態は、必ずしも実際の層を反映しないことは留意されたい。
【０１４５】
図３９は、フッ素樹脂多孔質層を含むフィルタエレメントの実施形態の横断面図である。
【０１４６】
図３９に示されるように、フィルタエレメント１の実施形態は、通気性支持体２上に積層されたフッ素樹脂多孔質層３と、少なくとも１種の光触媒を含有し、フッ素樹脂多孔質層３上に形成される光触媒層４とを含む。本明細書において、以下の実施形態は、単に制限されない実施形態であって、フィルタエレメントを構成する基材、光触媒組成物などは、上記のもののいずれか１種であり得る。さらに、以下は、フィルタエレメントおよびシステムのその他の実施形態に適用されてもよい。
【０１４７】
この実施形態のフィルタエレメントは、通気性支持体と光触媒層の間にフッ素樹脂多孔質層を含む。フッ素樹脂多孔質層は、光触媒層に含有される光触媒の光触媒（光酸化効果）に対して高度に耐久性があり、フィルタエレメントの通気性支持体における光酸化効果によって引き起こされる、腐食、変色または劣化を効率的に防ぐ。実施形態のフィルタエレメントは、光触媒の光触媒活性を維持しながら、高い耐久性を有することができる。この実施形態のフィルタエレメントはまた、捕捉効率、圧力損失およびフィルタエレメントに一般的に望まれるその他のこのような特性を満たす。
【０１４８】
通気性支持体２は、特に制限されず、フィルタエレメントの種々の適用において望まれる特性に従って、任意の既知支持体が使用されてもよい。一部の実施形態において、通気性支持体は、透過性支持体である。
【０１４９】
通気性支持体２は、フッ素樹脂多孔質膜３（後に記載される）よりも通気性に優れ、補強材として働き得るものが好ましい。通気性支持体２の基本重量および厚みは、特に制限されず、求めるフィルタエレメント性能に応じて選択できる。基本重量は、例えば、５ｇ／ｍ２〜４００ｇ／ｍ２、好ましくは５ｇ／ｍ２〜８０ｇ／ｍ２である。また、通気性支持体２の厚みは、強度の点から、例えば、０．０５ｍｍ〜１ｍｍが好ましく、より好ましくは０．０５ｍｍ〜０．８ｍｍである。
【０１５０】
通気性支持体２は、特定の形状に制限されず、例えば、織布、不織布、金属やプラスチックのメッシュ（網目状シート）、金属やプラスチックのネット、プラスチック発泡体、フェルト等、種々の多孔質材料が使用できる。例えば、通気性支持体２としては、例えば、強度、捕集の容易さ、柔軟性、作業の容易さなどの特性から、不織布やメッシュを使用することが好ましい。また、通気性支持体２の材料の例として、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、芳香族ポリアミド、アクリル、ポリイミド、ポリスルフォン、ポリアミドイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリフッ化ビニリデン、セルロース系ポリマー、ビスコース等のポリマーがあげられる。通気性支持体２が繊維材料から形成される場合には、使用される繊維は、前述のようなポリマーの合成繊維あるいはこのような合成繊維の複合材等であり得、ガラス繊維を用いることもできる。その他の使用可能な材料の例として、芯鞘構造のスパンボンド不織布、例えば、ＰＥ（ポリエチレン）／ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）スパンボンド不織布、ポリエステル／ポリエチレンスパンボンド不織布等があげられる。
【０１５１】
この実施形態では、フッ素樹脂多孔質層（フッ素樹脂多孔質膜）３は、通気性支持体２上に積層される。光触媒層４（後に記載される）が、当該フッ素樹脂多孔質層３上に提供される。すなわち、この実施形態では、フッ素樹脂多孔質層３は、通気性支持体２と、光触媒層４の間に存在する。フッ素樹脂多孔質層３は、光触媒層４中に含有される光触媒の光触媒（光酸化効果）に対して優れた耐久性を有する。したがって、この実施形態では、光触媒層４と反対のフッ素樹脂多孔質層３の側に積層された通気性支持体２は、光触媒の光触媒によって引き起こされる腐食、変色または変質から効率的に防止され得る。
【０１５２】
本実施形態におけるフッ素樹脂多孔質層３を構成するフッ素樹脂の例として、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥともいう）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−へキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等が挙げられる。当該フッ素樹脂としては、単独で使用してもよく、あるいは、２種以上を組み合わせて用いることも可能である。中でも、汎用性、粒子捕集性、耐久性等の特性において特に優れることから、フッ素樹脂多孔質層３を構成するフッ素樹脂がＰＴＦＥを含むことが好ましい。
【０１５３】
フッ素樹脂多孔質層３として使用するには、平均孔径が０．１μｍ〜１０μｍである材料が好ましく、０．１μｍ〜２μｍであるものがより好ましい。フッ素樹脂多孔質層３の平均孔径が１０μｍを超えると、捕集効率が低下するおそれがある。一方、フッ素樹脂多孔質層３の平均孔径が０．１μｍ未満であると、圧力損失が増加するおそれがある。
【０１５４】
フッ素樹脂多孔質層３の厚さとしては、１μｍ〜５０μｍが好ましく、１μｍ〜２０μｍがより好ましい。フッ素樹脂多孔質層３の厚さが５０μｍを超えると、圧力損失が増加するおそれがある。一方、フッ素樹脂多孔質層３の厚さが１μｍ未満であると、強度が低下するおそれがある。
【０１５５】
フッ素樹脂多孔質層３は、市販品として入手可能であり、また、公知方法に従い製造することができる。一例として、フッ素樹脂としてＰＴＦＥを用いたＰＴＦＥ多孔質膜は、ＰＴＦＥファインパウダーを原料とするペースト押出しによって得られたＰＴＦＥシートを延伸することによって製造することができる。延伸されるＰＴＦＥシートの面積延伸倍率（一軸方向の延伸倍率とこの方向に垂直な方向の延伸倍率の積算）は、１００〜５００倍程度とすればよい。
【０１５６】
この実施形態では、光触媒組成物は、通気性支持体２上に積層されたフッ素樹脂多孔質層３上の光触媒層４の形態で提供される。図３９では、光触媒層４は、通気性支持体２と接触している表面の反対側のフッ素樹脂多孔質層３の表面を完全に覆う。しかし、本発明は、この実施形態に限定されず、光触媒層４は、通気性支持体２と接触している表面の反対側のフッ素樹脂多孔質層３の表面の一部のみを覆うよう形成されてもよい。
【０１５７】
この実施形態では、光触媒層４は、少なくとも光触媒を含有する。一部の実施形態では、光触媒層４は、光触媒に加えて、所望により助触媒を含有してもよい。光触媒層４に含まれる光触媒と、光触媒層４に所望により含まれる助触媒は、上記のものであってもよい。
【０１５８】
フィルタエレメントのこの実施形態の製造プロセスを以下に説明する。
【０１５９】
通気性支持体およびフッ素樹脂多孔質層を積層する方法をまず説明する。通気性支持体およびフッ素樹脂多孔質層を積層するために使用される方法は、特に制限されないが、例えば、これらを、簡単に一緒に層にすることができ、または互いに結合させることができる。結合方法は、特に制限されないが、例えば、間に設置された熱融合ネットまたはメッシュを用いて層を積層する工程を含む方法、層の少なくとも１つに、細かい点または線の形態で接着剤を塗布した後に層を結合する工程を含む方法またはホットメルト接着剤を用いて層を結合する工程を含む方法であり得る。接着剤は、例えば、２部分型接着剤や熱による自己架橋型の接着剤などであり得る。２部分型接着剤の好ましい例として、エポキシ樹脂が挙げられ、熱による自己架橋型接着剤の好ましい例として、酢酸ビニル−エチレン共重合体や、エチレン−塩化ビニル共重合体等が挙げられる。
【０１６０】
さらに、通気性支持体は、不織布等の材料でできている場合、一部溶融させて、前記フッ素樹脂多孔質層に熱をかけて積層することもできる。例えば、通気性支持体が完全にまたは部分的に、ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂でできている場合（例えば、不織布でできている通気性支持体）、適切な条件下（例えば、熱および圧力下）で通気性支持体をフッ素樹脂多孔質層上に積層すると、通気性支持体中の線維の一部が溶融してフッ素樹脂多孔質層と結合する。例えば、不織布を使用した場合には、この結合は、前記不織布の繊維上でのみ起こり、繊維のない部分では通気性が確保される。
【０１６１】
フッ素樹脂多孔質層上に光触媒層を形成する方法を以下に説明する。
【０１６２】
光触媒層の形成するために使用される方法は特に限定されないが、光触媒層は、例えば、エアロゾルデポジション法（ＡＤ法、ガスデポジション法とも呼ばれる）、高速酸素燃料溶射（ＨＶＯＦ）、コールドスプレー、原子層堆積（ＡＬＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）および物理蒸着（ＰＶＤ）などの乾式製膜法やスピンコーティングやディップコーティングなどの湿式製膜法を使用して形成することができる。エアロゾルデポジション法は、光触媒層の優れた光触媒活性を提供する能力およびフッ素樹脂多孔質層に対する優れた接着のために、特に好ましい。
【０１６３】
上記のように通気性支持体とフッ素樹脂多孔質層とを積層し、また、フッ素樹脂多孔質層の上に光触媒層を形成することにより、本実施形態のフィルタエレメントを製造することができる。この実施形態のフィルタエレメントを製造するにあたっては、通気性支持体とフッ素樹脂多孔質層とを積層した後、そのフッ素樹脂多孔質層の上に光触媒層を形成してもよい。あるいは、まず、フッ素樹脂多孔質層の上に光触媒層を形成し、次いで、通気性支持体と、光触媒層を担持したフッ素樹脂多孔質層とを積層することにより、フィルタエレメントを製造してもよい。フッ素樹脂多孔質層の上に光触媒層を形成するにあたって、フッ素樹脂多孔質層上に担持される光触媒の量としては、約０．１〜５ｇ／ｍ２が好ましい。
【０１６４】
本実施形態のフィルタエレメント中の１種以上の層に、フィルタエレメントの種々の用途により求められる特性に応じて決定されるような、消臭処理、抗菌処理、着色処理等の各種処理が施されてもよい。例えば、通気性支持体の消臭処理のために、通気性支持体の表面に消臭性化合物をポリマーを介して付着させてもよく、または含浸させてもよく、通気性支持体の原材料に消臭性化合物を混合し、この混合物を使用して通気性支持体を製造してもよい。通気性支持体は、これらの手順に消臭性化合物を保持することができる。また、同様の技術を使用することによって実施される抗菌処理後に、通気性支持体は抗菌剤を保持することができる。通気性支持体を、例えば、捕集した粒子によって引き起こされるフィルタエレメントのあらゆる変色を目立たなくするよう意図される着色処理に付してもよい。これらおよびその他の処理は、同様の技術を使用することによって通気性支持体以外の層（例えば、フッ素樹脂多孔質層）に実施することもできる。
【０１６５】
この実施形態のフィルタエレメントでは、通気性支持体、フッ素樹脂多孔質層および光触媒層以外の層も、このようなさらなる層が、その意図される目的を干渉しない限り必要に応じて積層してもよい（このようなさらなる層はまた、「その他の層」と呼ばれる）。例えば、通気性支持体とフッ素樹脂多孔質層とは、直接的に積層されていてもよいが、その他の層を介して積層されていてもよい。同様に、フッ素樹脂多孔質層と光触媒層も、直接的に積層されていてもよいが、その他の層を介して積層されていてもよい。
【０１６６】
図１に示されるこの実施形態のフィルタエレメント１においては、通気性支持体２の片面のみにフッ素樹脂多孔質層３が積層され、当該フッ素樹脂多孔質層３の上に光触媒層４が形成されている。ただし、この実施形態は、制限するものではなく、例えば、一部の実施形態では、通気性支持体の両面にフッ素樹脂多孔質層が積層されてもよく、それらのフッ素樹脂多孔質層のいずれかあるいは両方の上に光触媒層が形成されていてもよい。
【０１６７】
一部の実施形態のフィルタエレメントは、その意図される目的を干渉しない限り、複数の通気性支持体、複数のフッ素樹脂多孔質層および／または複数の光触媒層を含んでもよい。それらの実施形態では、光の下で光触媒層が、光触媒活性をより有効に発揮できるよう、フィルタエレメントの最外層の少なくとも一方は光触媒層であることが好ましい。それらの実施形態では、光触媒によって触媒される光酸化反応によって引き起こされる通気性支持体の何らかの腐食、変色あるいは劣化を有効に防止するためには、通気性支持体と光触媒層とは、互いに接触しなくてよい。
【０１６８】
一部の実施形態のフィルタエレメントを、必要に応じて、プリーツ加工に付してもよい。プリーツの形状は、特に制限されない。プリーツ加工は、フィルタエレメントが、平板の形態で送り出されるにつれ、連続して加工される連続加工であってもよく、適当な寸法に切り出したフィルタエレメント（単板）にプリーツを付ける加工であってもよい。平板状のフィルタエレメントのプリーツ加工には、公知のプリーツ加工機（例えば、ロータリープリーツ機、レシプロプリーツ機および筋付けプリーツ機等）を用いることができる。プリーツ加工時におけるフィルタエレメントへのダメージを抑制する観点からは、レシプロプリーツ機を用いることが好ましい。
【０１６９】
一部の実施形態のフィルタエレメントの全体厚みは、特に制限されないが、例えば、０．０５ｍｍ〜１ｍｍである。特に前述のようにプリーツ加工を施す場合には、全体厚みは、例えば、０．０５ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲であることが好ましい。
【０１７０】
一部の実施形態のフィルタエレメントは、流速５．３ｃｍ／秒において、粒子径０．１〜０．３μｍの粒子の捕集効率が９９．９７％以上であることが好ましく、より好ましくは９９．９９％以上である。流速５．３ｃｍ／秒において、圧力損失が２４５Ｐａ以下であることが好ましく、より好ましくは１００Ｐａ以下であり、その下限は、特に制限されない。捕集効率および圧力損失は、下記の方法を使用することによって測定できる。
【０１７１】
圧力損失は、例えば、以下のようにして測定できる。具体的には、サンプルを有効面積１００ｃｍ２の円筒ホルダーにセットし、入口側から大気塵を供給しつつ、前記入口側と出口側とに圧力差を作り出す。空気の透過速度を流速計で５．３ｃｍ／ｓｅｃに調整して前記大気塵を通過させ、圧力損失（単位Ｐａ）を圧力計（マノメーター）で測定する。測定は１サンプルにつき複数箇所（例えば、５箇所）行い、各測定値の平均をサンプルの圧力損失とすることが好ましい。なお、前記大気塵とは、雰囲気中に浮遊している塵埃をいう。
【０１７２】
捕集効率は、例えば、以下のようにして測定できる。具体的には、圧力損失の測定に使用した同一の装置を用い、空気の透過流速を５．３ｃｍ／ｓｅｃにして、サンプル上流側に粒径０．１μｍ〜０．１５μｍの多分散ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）粒子を供給する。ここで、粒子は、１０７個／リットルを提供するよう供給される。上流側の粒子濃度とサンプルを透過してきた下流側の粒子濃度とをパーティクルカウンター（商品名ＫＣ−８０、リオン社製）で測定し、下記式に基づいて捕集効率（％）を求めることができる。
捕集効率（％）＝［１−（下流濃度／上流濃度）］×１００
（下流側の粒子濃度の単位：粒子／リットル）
（上流側の粒子濃度の単位：粒子／リットル）
【０１７３】
一部の実施形態のフィルタユニットは、一部の実施形態のフィルタエレメントを含む。フィルタユニットが一部の実施形態のフィルタエレメントを備えていれば、その他の構成や構造は特に制限されない。従来公知のフィルタユニットにおけるフィルタエレメントに代えて一部の実施形態のフィルタエレメントを使用すればよい。
【０１７４】
一部の実施形態のフィルタエレメントは、例えば、クリーンルームのエアフィルタユニットおよび家庭電気製品のフィルタユニットなどの適用においてフィルタエレメントとして有用である可能性がある。一部の実施形態のフィルタエレメントは、エアフィルタエレメントとして使用するために特に好ましい。
【実施例】
【０１７５】
サンプル調製
すべての材料を、特に断りのない限りさらなる精製を行わずに使用した。すべての材料は、特に断りのない限りＳｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ  （Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ、ＵＳＡ）から購入した。
【０１７６】
（実施例１）
本開示において先に記載した方法に従って調製されたようなＷＯ３光触媒（２００ｍｇ）を、水に添加した。次いで、得られた分散液を、７４０ｍｇのＣｅＯ２ゾル（Ｎｉｓｓａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ａｍｅｒｉｃａ、Ｈｏｕｓｔｏｎ、ＴＸ、ＵＳＡ、ＮａｎｏＵｓｅ  ＣＥ−２０Ｂ）に添加した。ＣｅＯ２とＷＯ３のモル比を１：１（５０モル％対５０モル％）であるように選択した。その後、十分な量のＲＯ（逆浸透処理）水（８００ｍｇ）を、得られた分散液に添加し、水中で約２０重量％固形物であるコーティング溶液を作製した。超音波ホモジナイザーを使用して、得られた分散液を均質化した。調製の結果として生じたものをガラス基材（５０ｍｍ×７５ｍｍ）に、スピンコーター（１２００ｒｐｍ／４０秒）を使用することによってコーティングした。そのコーティングされた基材を約２分間、約１２０℃で加熱した。その結果として得たコーティングされた基材は、透明（約５５５ｎｍで約８６％）であった。１時間の青色発光ダイオード（ＬＥＤ）（４５０ｎｍ、２００ｍＷ／ｃｍ２）照射後、アセトアルデヒド分解率をモニターすることにより、光触媒活性を約８１％と判定した。
【０１７７】
（実施例２）
ＳｉＯ２ゾル（日産化学工業株式会社ＳＮＯＷＴＥＸ  ０、２５８ｍｇ）をＣｅＯ２ゾルの代わりに添加したことを除き、実施例１と同様の手法でコーティングされた基材２を調製した。その結果として得たコーティングされた基材は、透明（約５５５ｎｍで９０％）であった。実施例１と同様の条件下での照射後、アセトアルデヒド分解率によって判定して、光触媒活性は約５０％であった。
【０１７８】
（実施例３）
ＳｉＯ２ゾル（日産化学工業株式会社ＳＮＯＷＴＥＸ  ２０Ｌ、２５８ｍｇ）をＣｅＯ２ゾルの代わりに添加したことを除き、実施例１と同様の手法でコーティングされた基材３を調製した。その結果として得られた基材は、透明（５５５ｎｍで９１％）であった。実施例１と同様の条件下での照射後、アセトアルデヒド分解率によって判定して、光触媒活性は約６７％であった。
【０１７９】
（実施例Ａ）
シリコーン樹脂（信越化学工業株式会社（Ｓｈｉｎ−Ｅｔｓｕ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、  ＳＣＲ−１０１２）をＣｅＯ２ゾルの代わりに使用したことを除き、実施例１と同様の手法で実施例Ａを調製した。ＷＯ３の比率は、シリコーン樹脂中約２０重量％であった。調製した溶液をガラス基材（５０ｍｍ×７５ｍｍ）にドクターブレードによってコーティングした。硬化のための１２０℃加熱の後、得られた基材は、半透明であった。その結果として得た基材は、５５５ｎｍで約７５％の透明度を呈示した。実施例１と同様の条件下での照射後、アセトアルデヒド分解率によって判定して、光触媒活性は、約１％であった。
【０１８０】
（実施例Ｂ）
ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）をアセトンに分散させたことを除き、実施例１と同様の手法で実施例Ｂを調製した。ＷＯ３の比率は、ＰＭＭＡ中約２０重量％であり、水を添加しなかった。調製した溶液をガラス基材（５０ｍｍ×７５ｍｍ）にドクターブレードによってコーティングした。硬化のための１２０℃加熱の後、得られた基材は、半透明であった。その結果として得た基材は、５５５ｎｍで約７８％の透明度を呈示した。実施例１と同様の条件下での照射後、アセトアルデヒド分解率は、０．５％であった。
【０１８１】
（実施例４）
３０ｍＬの５ｍＭタングステン酸（ＷＯ３・Ｈ２Ｏ）および３０ｍＬのＨＦ２％溶液（例えば、ＷＯ３前駆体）を４０ｍＬのホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）に添加した。結果として生じた溶液に２枚の７５ｍｍ×２５ｍｍシリコンウェーハを浸漬し、約６時間、約３０℃で撹拌した。その積層された基材をその溶液から取り出し、約４００℃で約１時間アニールし、その結果、コーティングされたスライドガラス（実施例４）を得た。コーティング溶液は、ＣｅＯ２とＷＯ３の約１：１（５０モル％対５０モル％）のモル比を達成するために十分なＣｅＯ２ゾル（日産化学工業株式会社ＮａｎｏＵｓｅ  ＣＥ−２０Ｂ）を用いて調製した。その後、実施例１において記載したものと同様の手法でＣｅＯ２コーティング溶液を用いて、上で論じたように実施例４の基材をスピンコーティングすることにより実施例４ａを作製した。
【０１８２】
上の実施例４および４ａに従って調製した、スピンコーティングされたスライドガラスを、Ｘｅランプ（ランプ電力出力約３００Ｗ）によるフルスペクトル照射下、約１時間、ホットプレート上で約１２０℃で加熱した。その後、各スライドを真空下で別々の５Ｌテドラーバッグ内に密封し、その後、約３Ｌの周囲空気および約８０ｍＬの３５００ｐｐｍのアセトアルデヒドを注入した。各バッグを約２分間、手で軽くマッサージし、その後、暗所に約１５分間置いた。ガスクロマトグラフィー−水素炎イオン化検出器（ＧＣ−ＦＩＤ）（ＧＣ−２０１０  Ｐｌｕｓガスクロマトグラフ、株）島津製作所、米国カリフォルニア州カールスバッド；およびＲｅｓｔｅｋ  Ｒｔ−Ｑ  Ｂｏｎｄ（溶融石英ＢＯＮＤカラム）（Ｒｅｓｔｅｋ  Ｃｏｒｐ，．  Ｂｅｌｌｅｆｏｎｔｅ、ＰＡ、ＵＳＡ）によってアセトアルデヒド濃度を８０±２ｐｐｍであると推定した。試料が入っている各テドラーバッグを暗所に戻して約１時間置いた。そのスライド／テドラーバッグを５０ｍＷ／ｃｍ２の光度を有する４５５ｎｍの青色ＬＥＤアレイに曝露した。ＧＣ−ＦＩＤの自動注入口により３０分ごとに試料を採集し、残存アセトアルデヒドの量をそれ以後３０分間隔で推定した。図３Ｂは、Ｔ−バインダー性能データを図示するグラフである。このグラフは、一般に、Ｔ−バインダーをＷＯ３と併用したとき単なるＷＯ３と比較して性能が向上されることを示す。
【０１８３】
（実施例５〜７）
５ｇのＷＯ３（Ｇｌｏｂａｌ  Ｔｕｎｇｓｔｅｎ  ＆  Ｐｏｗｄｅｒ、米国ペンシルバニア州トワンダ［ＧＴＰ］）を、直径約３ｍｍのＺｒＯ２ボール約５０ｇが入っている高純度アルミナボールミルジャーに添加し、ボールミル（ＳＦＭ−１モデルＤｅｓｋｔｏｐ  Ｐｌａｎｅｔａｒｙ  Ｂａｌｌ  Ｍｉｌｌｅｒ（ＭＴＩ  Ｃｏｒｐ．所在））により２５ｍＬメタノール中で約４時間粉砕して、より小さい粒径を有する粉砕ＷＯ３（ＧＴＰ）を得た。米国特許第８，００３，５６３号明細書（該参照資料は、その全体が参照により本明細書に援用されている）に記載されているものと同様の手法でプラズマ−ＷＯ３を作製した。
【０１８４】
ＣｅＯ２を各々伴うおよび伴わない、ＷＯ３（ＧＴＰ）（実施例５：伴う、実施例５ａ：伴う／伴わない）、粉砕ＷＯ３（ＧＴＰ）（実施例６：伴う、実施例６ａ：伴う／伴わない）およびプラズマ−ＷＯ３（実施例７：伴う、実施例７ａ：伴う／伴わない）の各々２００ｍｇを、ＬＰＤ−ＷＯ３の代わりに、ガラス基材にスピンコーティングしたことを除き、実施例４において説明したのと同様の手法でさらなるスライドガラスを作製し、テドラーバッグに入れた。ＣｅＯ２を使用したとき、各タイプのＷＯ３のＣｅＯ２に対するモル比は、１：１であった。
【０１８５】
実施例４において説明したように、スピンコーティングされたスライドＷＯ３、粉砕ＷＯ３、ｆｉｎｄおよびプラズマ−ＷＯ３（各々、ＣｅＯ２を伴うおよび伴わない）を調製し、アセトアルデヒド分解について試験した。結果を図４に示す。
【０１８６】
（実施例８Ａ〜８Ｊ）
別の実施例（実施例８）では、添加するＣｅＯ２ゾルの量を変えて様々なＷＯ３：ＣｅＯ２モル比（例えば０％、０．１％、５％、１０％、３０％、５０％、７５％、９０％、９５％、１００％）（（１００−ｘ）ＷＯ３＋（ｘ）Ｔ−バインダー）を達成したことを除き、実施例１のものと同様の手法でさらなるスライドを作製した。図５は、２７０ｍＷ／ｃｍ２青色ＬＥＤアレイ光への１時間の曝露後に推定したアセトアルデヒド分解を示す。
【０１８７】
（実施例９〜１５）
別の実施例（実施例９）では、さらなるスライドを次の手法で作製した：プラズマＷＯ３粉末（１３０ｍｇ）およびＣｅＯ２粉末（９６．５ｍｇ）（約１：１モル比）を先ずＲＯ水に分散させ（２０重量％の固体）、約１０分間、浴音波処理（ＶＷＲ  Ｂ３５００Ａ−ＭＴ）し、その後、約５分間、プローブ音波処理（Ｓｏｎｉｃ  ｄｉｓｍｅｍｂｒａｔｏｒ  Ｍｏｄｅｌ  １００、連続モード）した。その後、その混合物／複合材／ブレンドを、実施例４において説明したように、７５ｍｍ×５０ｍｍスライドガラスにスピンコーティングし、アニールした。
【０１８８】
表１に示すように様々な他の材料をＣｅＯ２の代わりに使用したことを除き、同様の手法でさらなるスライドを作製した。
【０１８９】
【表１】
0006346947.tif 000002
【０１９０】
各スライドガラスを、印加光度が約２７０ｍＷ／ｃｍ２であったことを除き、実施例４において記載したものと同様の手法で、アセトアルデヒド分解について試験した。結果を図６に示す。
【０１９１】
別の実施例では、上で作製した各々スライドガラスを、各々のスライドを様々な光度（約５０ｍＷ／ｃｍ２から約３５０ｍＷ／ｃｍ２）に曝露したことを除き、すぐ上で記載したものと同様の手法で試験した。結果を図７に示す。
【０１９２】
（実施例１６〜３０）
加えて、別の実施例では、様々な化合物（表２参照）からの約１３０ｍｇの粉末試料を各々別々に最小量のＲＯ水に溶解し、約５分間、均質化した。その後、実施例１において記載したプロセスに従ってそれらの化合物をＷＯ３と１：１モル比で併せた。
【０１９３】
【表２】
0006346947.tif 000003
【０１９４】
清浄なペトリ皿をエタノールで拭き、その皿の内面をコロナデバイスで約１から２分間イオン化した。各化合物の均質試料をその処理済みペトリ皿に注入し、その後、約１２０℃で加熱し、その間、乾燥したときにその試料の均一な分布を実現するために渦撹拌した。試料を乾燥させた後、そのペトリ皿をＵＶ灯（３００Ｗ）下に約１時間置いた。その後、ペトリ皿をテドラーバッグに挿入し、実施例４について記載したものと同様の手法で試験した。結果を図８に示す。
【０１９５】
（実施例３１〜３５）
別の実施形態では、３．７８ｇの２−エチルヘキサン酸スズ（ＩＩ）［オクタン酸スズ（ＩＩ）および／またはオクタン酸第一スズとしても公知］（Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、米国カリフォルニア州ガーディナー）、５ｇのＣｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、米国ミズーリ州セントルイス）および３．０ｇの硝酸アンモニウム（ＮＨ４ＮＯ３）（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、米国ミズーリ州セントルイス）を約２５ｍＬのＲＯ処理水に溶解した。その後、１．１２９ｇのマレイン酸ヒドラジドを添加し、その直後にその混合物を約１５０℃に加熱し、約２０分間撹拌した。
【０１９６】
その後、その結果として生じた前駆体混合物を、予熱したマッフル炉において周囲大気および圧力条件下、約４５０℃で約４０分間加熱した。その結果として生じた粉末を約５００℃で約２０分間アニールした。その結果として生じた粉末をＷＯ３と１：１のモル比で混合し、実施例１において記載したものと同様の手法を用いてコーティングされたスライドガラスを作製し、その後、実施例４において記載した手順に従ってアセトアルデヒドを分解するその能力に関して試験した。
【０１９７】
表３に示したような材料の量および／または他のパラメータの量を使用したことを除き、同様の手法で他の粉末を作製した。
【０１９８】
【表３】
0006346947.tif 000004
【０１９９】
燃焼合成粉末を、実施例３において記載したのと同様の手法でスライドガラス上に組み込み、実施例４において記載したように試験した。結果を図９に示す。図９から分かるように、ＳｎドープＣｅＯ２と併用したＷＯ３は、アンドープＣｅＯ２と併用したＷＯ３と比較してアルデヒド分解増進を示した。
【０２００】
（実施例３６）
アルデヒド分解に向けての燃焼Ｔｉ（Ｏ，Ｃ，Ｎ）２：ＳｎおよびプラズマＣｅＯ２の併用
別の実施例では、Ｔｉ（Ｏ，Ｃ，Ｎ）２：Ｓｎ粉末をＷＯ３粉末の代わりに使用したことを除き、実施例１において記載したものと同様の手法でＴｉ（Ｏ，Ｃ，Ｎ）２：ＳｎをプラズマＣｅＯ２粉末と併せ（１：１モル比）、マイクロスライドガラス上に、実施例１において記載したようにスピンコーティングした。Ｔｉ（Ｏ，Ｃ，Ｎ）２：Ｓｎは、２０１２年３月８日に出願された同時係属の米国特許仮出願第６１／６０８，７５４号明細書（該参照資料は、その全体が参照により本明細書に援用されている）に記載されているように、３００℃にてビス（乳酸アンモニウム）チタン（ＩＶ）・二水酸化物（７ｍＬの５０重量％水溶液）、オクタン酸スズ（０．８８３ｇ）および硝酸アンモニウム（３．５ｇ）に加えて完全分解性燃料としてグリシン（１．４ｇ）を用い、その後、箱型炉において４００℃で３０分間アニールする水性燃焼法によって合成した。前の実施例のものと同様の手法で作製したスライドガラスを、より前に実施例４において記載したように（２７０ｍＷ／ｃｍ２の光度で）アセトアルデヒド分解について試験した。テドラーバッグの中で５時間の曝露後、Ｔｉ（Ｏ，Ｃ，Ｎ）２：Ｓｎ光触媒をコーティングしたスライドガラスについて７％アセトアルデヒド分解が観察された。Ｔｉ（Ｏ，Ｃ，Ｎ）２：ＳｎとＣｅＯ２との両方（１：１モル比）を有するスライドガラスをテドラーバッグの中で同様の手法で試験したとき、５時間の曝露後、アセトアルデヒド分解は、２２％に増加した。
【０２０１】
（実施例３７）
分解エレメント
１５００ｍｇの、１２０ｎｍの平均粒径の三酸化タングステン粉末（Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  ａｎｄ  Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｉｎｃ．  ［Ｎａｎｏａｍｏｒｐｈｏｕｓ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ］、米国テキサス州ヒューストン）を、５５６５ｍｇのコロイドＣｅＯ２（Ｃｅ２０Ｂ、Ｎｉｓｓａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ａｍｅｒｉｃａ、米国テキサス州ヒューストン）および約８００ｍｇの超精製水（５０μｍの孔フィルタ［Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｃｏｒｐ．、米国、マサチューセッツ州ビルリカ］を通過した）と一緒に２０ｍｌのガラスバイアル中に添加した。コロイドＣｅＯ２の固体含量は、約２０重量％であった。混合物を、音波処理浴中に５分間設置することによってまず分散させた。懸濁液を、音波処理プローブを用いて１０分間混合することによって、光触媒組成物懸濁液の均一コーティングが得られた。多孔質セラミックを、懸濁液を入れたペトリ皿中に浸漬することおよび５分間浸したままにして、懸濁液が多孔質セラミックに浸透するのを可能にすることによって、光触媒組成物懸濁液を、多孔質Ａ１２Ｏ３セラミックに担持させた。一部の場合には、脱気を実施して、孔中に捕獲された空気を除去することによって懸濁液の浸透を促進した。光触媒組成物懸濁液を用いて含浸させた１００ｍｍ×５０ｍｍ×５ｍｍ多孔質Ａ１２Ｏ３セラミックを、ペトリ皿から引き上げ、余分な懸濁液を重力によって取り除いた。光触媒組成物を担持した多孔質Ａ１２Ｏ３を、乾燥機中、周囲雰囲気中、１２０℃で１時間まず乾燥させて、コーティング中の水を除去し、その後、周囲雰囲気中、約４００℃で１時間、箱型炉中でアニールした。
【０２０２】
（実施例３８）
エチレン分解システム
実施例３７の調製された１００ｍｍ×５０ｍｍ×５ｍｍセラミックを、フラット反応チャンバー中に設置し、本明細書において記載された、例えば、エチレンをアセチルアルデヒドの代わりに試験した点を除いて工業的標準評価ＪＩＳ  Ｒ  １７０１  ／ＩＳ０２２１９７−１と同様の手法で評価した。図１０を参照のこと。試験チャンバーの入口には、５ｐｐｍエチレンを含有する浄化された空気混合物の連続する１リットル／分の流れが供給された。混合物は、約５０％の相対湿度を有していた。可視光触媒を活性化するための光供給源は、サンプルフィルタの表面で約２０ｍＷ／ｃｍ２を提供するよう設定された電力強度を有する青色ＬＥＤアレイ（４４５ｎｍ）とした。ガス中のエチレンの濃度は、ガスクロマトグラフィー−水素炎イオン化検出器（ＧＣ−ＦＩＤ）によって出口で測定した。入口と出口間のエチレン濃度の差は、光触媒活性を示す。上記のＷＯ３／Ｔ−バインダー組合せは、１時間あたり約２．１マイクロモルでエチレンを除去した。図１１を参照のこと。
【０２０３】
（比較例３９）
市販の代用物を使用するエチレン低減
別の実施例では、実施例３７の調製されたセラミックの代わりに、市販のＲａｙｍａｃ  Ｒ−１５フィルタ（竹村製作所、日本、東京）をフラット反応チャンバー中に設置した点を除いて、実施例３８と同様の設定。フィルタエレメントを１００ｍｍ×５０ｍｍ×３ｍｍに切り出し、実施例３８において記載された同様の方法によって評価した。Ｒａｙｍａｃ  Ｒ１５フィルタは、１時間あたり約０．４マイクロモルでエチレンを除去した、図１１を参照のこと。
【０２０４】
（実施例４０）
エチレン低減システムを使用した花保存
実施例３７において製造した分解エレメントを、エチレン低減システムに組み込んだ。エチレン低減システムの包囲エレメントを、３．５ｍｍ厚ポリカーボネートシートから構築し、横約１５５ｍｍ、縦１５５ｍｍおよび第１の末端と第２の末端の間、８５ｍｍとした。実験的エチレン低減システムでは、エアフローを作り出すためのエアフローエレメントとして、コンピュータファン（Ｃｏｒｓａｉｒ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ、Ｉｎｃ．、米国カリフォルニア州フレモント、ＳＰ  １２０  Ｈｉｇｈ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃａｓｅ  Ｆａｎ、モデル番号ＣＯ−９０５０００５−ＷＷ）を使用した。ファンの後ろに、エチレン低減システムは、４つの青色ＬＥＤのアレイ、具体的には、ファンの約１０ｍｍ後ろおよびエチレン低減エレメントの約１５ｍｍ前に位置付けられた、４つのＰｈｉｌｉｐｓ  Ｌｕｍｉｌｅｄｓ  ＬＸＭＬ−ＰＲ０１  −０４２５  ＬＥＤを含む電磁放射の供給源を含んでいた。この配置では、エチレン低減エレメントの表面での光度は、ｃｍあたり約２０ｍＷであった。青色ＬＥＤアレイの後ろおよび包囲エレメントの第２の末端の前に、実験実施形態は、各々、約１０ｐｐｉの多孔度を有する、横約１００ｍｍ、縦５０ｍｍおよび厚み５ｍｍの３つのＡ１２Ｏ３セラミックからなるエチレン低減エレメントを含んでいた。結果として得られたエチレン低減エレメントは、効率的に１００ｍｍ×５０ｍｍ×１５ｍｍであった。
【０２０５】
実験では、ファンは、約４４５ｎｍの波長およびｃｍ２あたり約２０ｍＷを有する可視光によって照射された、１００ｍｍ×５０ｍｍ×１５ｍｍエチレン低減エレメントを通って約１４ＣＦＭの流れを生成した。実施形態は、９本のオジアーナバラとともに密閉された４０ｃｍ×４０ｃｍ×１０１．６ｃｍの囲い中に設置した。オジアーナバラは、エチレン感受性であるが、エチレンガスを産生しないと知られているために選択した。使用したバラは、有機的に栽培し、エチレン関連前処理は全く施さなかった。さらに、実験設定および対照中の花は、同一供給源に由来するものとし、同日に切り出し、同時間に輸送した。実験期間の間、バラに与えられる水の量は管理した。
【０２０６】
エチレン低減システムを実験の間実行させ、定期的なエチレン濃度測定を行った。囲い中の最初のエチレン濃度は、約２．３６ｐｐｍであった。約３時間後、囲い中のエチレンの濃度は、約２．０ｐｐｍに低下した。約１６時間後に行われた第２の読み取りは、囲いが、約１．２ｐｐｍのエチレン濃度を有していると示した。約２４時間後に行われた最終読み取りは、約０．８ｐｐｍの囲い中の濃度を示した。
【０２０７】
４日後、対照ケースのバラ（以下の実験的実施例４１）は、花から落ちた複数の花びらおよびオジアーナバラの葉における葉脈の実質的な黄化を含めた、劣化の徴候を示した。実験ケースの花は、花びらを全く失わず、その葉は、眼だった黄化を示さなかった。
【０２０８】
（比較例４１）
エチレン低減システムを含まない点を除いて、実施例４０においてと同様の、密閉された４０ｃｍ×４０ｃｍ×１０１．６ｃｍの囲い中の９本のオジアーナバラの群。バラは、同一栽培者を起源とし、同時間に切り出され、輸送され、エチレン関連前処理を用いては全く処理されなかった。設定の調製は、実施例４０と同様とした。比較例は、２．３６ｐｐｍの最初のエチレン濃度を有していた。２４時間後、比較例は、１．７ｐｐｍのエチレン濃度を有していた。
【０２０９】
４日後、比較例中のオジアーナバラは、花から落ちた複数の花びらおよびオジアーナバラの葉の葉脈の実質的な黄化を含めた、エチレン曝露の徴候を示した。
【０２１０】
（実施例４２〜４３）
エチレン低減エレメントを最適化するために、１０ｐｐｉの多孔度を有する、１００ｍｍ×５０ｍｍ×１５ｍｍであるエチレン低減エレメントと３０ｐｐｉの多孔度を有する、１００ｍｍ×５０ｍｍ×１５ｍｍであるエチレン低減エレメント間で比較を実施した。より小さい孔サイズが、３０ｐｐｉエチレン低減エレメントに、より広い表面積およびより高いエアフロー抵抗性をもたらした。実施例３７におけるように、１０ｐｐｉおよび３０ｐｐｉエチレン低減エレメントを、ＷＯ３およびＣｅＯ２を用いて各々コーティングした。その後、各エチレン低減エレメントを、実施例３８におけるようにＪＩＳ試験を使用して試験した。図１２は、空気からアセトアルデヒドを除去する各実施形態の有効性の結果を示す。
【０２１１】
（実施例４４）
実施例３７において構築され、実施例３８において評価された記載されたような分解エレメントをまた使用して、ベンゼン、エチレン、トルエン、プロパナールおよびアセトアルデヒド分解を、それぞれ、最初のガス濃度を、人工空気中の、エチレン、プロパナールおよびアセトアルデヒドについては約５ｐｐｍ、ベンゼンおよびトルエンについては２．５ｐｐｍとした点を除いて本明細書に記載されたような同様の手法で評価した。図１３は、空気からベンゼン、エチレン、トルエン、プロパナールおよびアセトアルデヒドの各々を除去する実施形態の有効性の結果を示す。比較例として、ＷＯ３およびＣｅＯ２組成物を使用する代わりに、市販の光触媒材料（ＲＥＮＥＣＡＴ  ＷＯ３ベースの材料［水中の１０％分散液］、東芝マテリアル株式会社、日本、東京）を、実施例３７に記載されるような同様の手法で同一セラミックフィルタ上にコーティングした。セラミックフィルタ上のＲＥＮＥＣＡＴのコーティングされた全固体材料は、約２６１０ｍｇであった。図１４は、ベンゼンおよびエチレン各々を除去する比較実施形態の有効性の結果を示す。
【０２１２】
（比較例４５）
市販の活性炭フィルタ（ＴＴＩ  Ｆｌｏｏｒ  Ｃａｒｅ  Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａ  ［Ｈｏｏｖｅｒ］、米国オハイオ州グレンウィロウ（Ｈｏｏｖｅｒ）、ＡＨ６００１５）を５０ｍｍ×１００ｍｍ（ｔ＝１０ｍｍ）に切り出した。
【０２１３】
（実施例４６）
実施例３８において記載され、構築された分解エレメントおよび比較例４５をまた、約５０時間（３０００分）間の１５分間隔での連続サンプリングを実施した点以外は、上記の実施例４４において記載したものと同様の手法で、アセトアルデヒド除去持続時間性能について評価した。図１５は、アセトアルデヒドを持続的に除去する本開示の実施形態を図示する結果を示し、一方、活性炭を含む比較フィルタは、経時的に除去有効性が低減した。
【０２１４】
（実施例４７）
実施例３７に記載され、構築された分解エレメントおよび比較例４５をまた、約３時間（１８０分）の１５分間隔での連続サンプリング  を実施した点を除いて、上記の実施例３９において記載したものと同様の手法でエチレン除去持続時間性能について評価した。図１６は、本開示の実施形態が、エチレンを持続的除去することを例示する結果を示し、一方、活性炭を含む比較フィルタは、経時的に除去有効性が低下した。
【０２１５】
（実施例４８）
市販のＵＶ−Ｐｃａｔフィルタ（アルミニウムハニカム上にコーティングされたＴｉＯ２、Ｈｏｏｖｅｒ  ４４０００１０６３、ＴＴＩ  Ｆｌｏｏｒ  Ｃａｒｅ  Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａ  ［Ｈｏｏｖｅｒ］、米国オハイオ州グレンウィロウ）を１００ｍｍ×５０ｍｍ×５ｍｍに切り出した。サンプルを、ＵＶ灯（ＴＴＩ  Ｆｌｏｏｒ  Ｃａｒｅ  Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａ  ［Ｈｏｏｖｅｒ］、米国オハイオ州グレンウィロウ、モデル番号４４０００１０６４）を光／照射供給源として使用した点を除いて実施例４７において記載したように評価した。アセトアルデヒドおよびエチレンを標的ＶＯＣガスとして選択した。アセトアルデヒドの分解率は、３３％であり、エチレンは、０％であった（図１７Ａ、１７Ｂおよび１８）。
【０２１６】
（実施例４９）
いくつかのさらなる実施形態を、２枚の５ｍｍの厚みのフィルタの積み重ねを使用することによって、さらにフィルタの厚みを、これまでに記載した５ｍｍの厚みの代わりに約１０ｍｍの厚みとし、光度を５から３０ｍＷ／ｃｍ２に変更した点を除いて実施例３７において記載したものと同様の方法で構築した。結果および変動を以下の表４に示す。
【０２１７】
【表４】
0006346947.tif 000005
【０２１８】
（実施例５０）
光触媒がコーティングされた織布
５ｇのＷＯ３（Ｇｌｏｂａｌ  Ｔｕｎｇｓｔｅｎ  ＆  Ｐｏｗｄｅｒ、米国ペンシルバニア州トワンダ［ＧＴＰ］）および３．７ｇのＣｅＯ２（Ａｌｄｒｉｃｈ）を、直径約３ｍｍのＺｒＯ２ボール約５０ｇが入っている高純度アルミナボールミルジャーに添加し、ボールミル（ＳＦＭ−１モデルＤｅｓｋｔｏｐ  Ｐｌａｎｅｔａｒｙ  Ｂａｌｌ  Ｍｉｌｌｅｒ（ＭＴＩ  Ｃｏｒｐ．米国カリフォルニア州リッチモンド）により、２５ｍＬメタノール中で約１時間粉砕し、その後、箱型乾燥機を使用することによって約１１０℃で乾燥させた。
【０２１９】
４．５ｇの処理したＷＯ３／ＣｅＯ２粉末を、５ｇの水中１０％  ＰＴＦＥ分散液（Ａｌｄｒｉｃｈ  ６０％  ＰＴＦＥ水分散液を、水を添加することによって１０％に希釈した）中に添加した。混合物を、音波処理浴中に約５分間設置することによってまず分散させた。懸濁液を、音波処理プローブを用いて約１０分間混合することによって、光触媒組成物懸濁液の均一コーティングが得られた。ガラス繊維織物を、懸濁液を入れたガラスビーカー中に浸漬することおよび約３０秒間浸したままにして、懸濁液がガラス繊維織物に浸透するのを可能にすることによって、光触媒組成物懸濁液を、ガラス繊維織物上に担持させた。一部の場合には、脱気を実施して、孔中に捕獲された空気を除去することによって懸濁液の浸透を促進した。光触媒組成物懸濁液およびＰＴＦＥバインダー懸濁液を用いて含浸させたガラス繊維織物を、ビーカーから引き上げ、余分な懸濁液を重力によって取り除いた。光触媒組成物およびＰＴＦＥバインダーを担持したガラス繊維織物を、約１５０℃でまず乾燥させ、その後、約３５０℃で５分間加熱した（図２２）。
【０２２０】
１．５ｇの処理したＷＯ３／ＣｅＯ２粉末を、１０ｇの水中の１０％ＰＴＦＥ分散液（Ａｌｄｒｉｃｈ  ６０％ＰＴＦＥ水分散液を、水を添加することによって１０％に希釈した）に添加した。光触媒組成物およびＰＴＦＥバインダーを担持したガラス繊維織物を同様の方法で調製した。
【０２２１】
コーティングされたガラス繊維織物を、実施例１と同様の手法によって評価した。コーティングされたガラス繊維織物を、５Ｌテドラーバッグ中に入れ、バッグを真空熱シーラーによって密閉した。約３Ｌの周囲空気（約７０ｐｐｍのアセチルアルデヒドを含む）をバッグ中に注入した。各バッグを、約２分間手で軽くマッサージし、その後、暗所に約１５分間置いた。その後、青色ＬＥＤを１００ｍＷ／ｃｍ２で用いてバッグを照射した。アセトアルデヒド濃度をガスクロマトグラフィー−水素炎イオン化検出器（ＧＣ−ＦＩＤ）によって推定した。すべてのフィルタサンプルが、アセトアルデヒドガスを２時間で８０％超分解した。図２３に結果を示す。
【０２２２】
（実施例５１）
アセトアルデヒドの代わりに３Ｌの空気中約６０ｐｐｍオゾンを使用した点を除いてスライドガラスを、実施例１のものおよび実施例４において評価されるものと同様の手法で調製した。サンプルをバッグ内部から約３０分間隔で採取した。図２０は、光（１００ｍＷ／ｃｍ２青色ＬＥＤ）中および光なしでスライドガラスを曝露した結果を示す。
【０２２３】
（実施例５２）
光触媒粉末の前処理
経路１
１００グラムのＷＯ３粉末（Ｎａｎｏ  Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、６０〜１２０ｎｍ、９９％）を、ＺｒＯ２製の３００ｍｌのボールミリングジャーに添加した。１５０グラムの、直径５ｍｍのＺｒＯ２ボールおよび１３０ｍｌのメタノールを添加した後、粉末を、１５Ｈｚの周波数でプラネタリーボールミリング機によって約１９時間ボール粉砕した。ＷＯ３粉末スラリーを、１１０℃で約５時間乾燥させて、メタノールを蒸発させた。得られたＷＯ３粉末を石英るつぼに入れ、約４００℃、周囲雰囲気中で約５時間アニールした。
【０２２４】
経路２
２５グラムのＷＯ３粉末（Ｎａｎｏ  Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、６０〜１２０ｎｍ、９９％）および１９グラムのＣｅＯ２粉末（ＮａｎｏＡｍｏｒｐｈｏｕｓ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）を、３００ｍｌのＺｒＯ２ボールミリングジャーに添加した。１５０グラムの、直径５ｍｍのＺｒＯ２ボールおよび２２０ｍｌのメタノールを添加した後、粉末を、１５Ｈｚの周波数のプラネタリーボールミリング機によって約１９時間ボールミル粉砕した。ＷＯ３粉末スラリーを、１１０℃で約５時間乾燥させて、メタノールを蒸発させ、その後、周囲雰囲気中、４００℃で約５時間アニールして、予備混合された光触媒粉末を得た。
【０２２５】
（実施例５３）
上記のような、０．５グラムの予備混合されたＷＯ３およびＣｅＯ２を、２グラムのペルオキソチタン酸（ＰＴＡ−８５、Ｇｒｅｅｎ  Ｍｉｌｌｅｎｎｉｕｍ，ＵＳＡ）および１グラムのメタノールと混合することによって、光触媒コーティング懸濁液を調製した。成分を、約２分間、プラネタリーミキサー（ＴＨＩＮＫＹ  Ａ３５０、ＴＨＩＮＫＹ  ＵＳＡ、米国カリフォルニア州ラグーナヒルズ）を用いて混合して、光触媒コーティング懸濁液を得た。ガラス繊維布（ＵＳ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ、Ｉｎｃ．、米国フロリダ州パームビーチ、Ｅ−ガラス、４オンス平織）を、懸濁液中に入れること、その後、余分な懸濁液を布から除去することによってコーティングし、続いて、ホットプレート上で約１１０℃で約３０分間、次いで、約２５０℃で約１時間乾燥させた。コーティングされた布を、上記の実施例５０において記載したように、ＶＯＣ（アセトアルデヒド）分解について評価し、性能を図３２に示す。
【０２２６】
（実施例５４）
実施例５２において記載したような、０．５グラムの予備混合したＷＯ３およびＣｅＯ２粉末を、プラネタリーミキサー（ＴＨＩＮＫＹ  Ａ３５０）を用いて、約２分間、２．０グラムのＣｅＯ２ゾル（Ｎｙａｃｏｌ  Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、米国バージニア州アッシュランド、ｐＨ＝２．０）および１．０グラムのメタノールと混合した。ガラス繊維布（ＵＳ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ、Ｅ−ガラス、４オンス平織）を、実施例５２における手順に従ってコーティングした。結果として得られたコーティングされた布を、上記の実施例５０に記載されるようにＶＯＣ（アセトアルデヒド）分解について評価し、性能を図３３に示す。
【０２２７】
（実施例５５）
実施例５２において記載されたような、０．５グラムの予備混合されたＷＯ３およびＣｅＯ２粉末を、プラネタリーミキサー（ＴＨＩＮＫＹ  Ａ３５０）を用いて、約２分間、２．０グラムのＣｅＯ２ゾル（Ｎｙａｃｏｌ  Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｄ６２２５  ＮＨ４、ｐＨ＝８．０）および１．０グラムのメタノールと混合した。ガラス繊維布（ＵＳ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ、Ｅ−ガラス、４オンス平織）を、実施例５２における手順に従ってコーティングした。結果として得られたコーティングされたガラス布を、上記の実施例５０に記載されたようにＶＯＣ（アセトアルデヒド）分解について評価し、性能を図３４に示す。
【０２２８】
（実施例５６）
２重量％の有機樹脂を含有するアンダーコーティング溶液を、０．４グラムのシリコン修飾樹脂（信越化学工業株式会社、日本、東京、ＫＲ−５２３０）を、１９．６グラムのＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、９９％）と混合し、その後、プラネタリーミキサー（ＴＨＩＮＫＹ  Ａ３５０）を用いて混合することによって調製した。結果として得られたアンダーコーティング溶液を、フェルトをアンダーコーティング溶液に約５分間浸漬すること、その後、余分な溶液をフェルトから排出すること、次いで、約１５０℃で約３０分間乾燥させることによって、ガラス繊維フェルト（Ｆｉｂｒｅ  Ｇｌａｓｔ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ  Ｃｏｒｐ．、米国オハイオ州ブルックビル、Ｅ−ガラス）に適用した。光触媒コーティング懸濁液を、プラネタリーミキサー（ＴＨＩＮＫＹ  Ａ３５０）を用いて、実施例５２、経路２において記載した０．５グラムの予備混合した光触媒粉末を、２．０グラムのメタノールと混合することによって調製した。有機樹脂コーティングされたフェルトを、光触媒コーティング懸濁液中に約１分間浸漬すること、その後、余分な懸濁液を排出すること、次いで、周囲雰囲気中、２３０℃で約１時間硬化することによって、光触媒コーティング懸濁液を有機樹脂アンダーコーティングを有するガラス繊維フェルト上に適用した。アニールされたコーティングされたフェルトを、実施例５０において記載された同様の方法でアセトアルデヒド分解について評価し、性能を図３５に示す。
【０２２９】
（実施例５７）
０．５重量％のアンダーコーティング溶液を、実施例５６における手順にしたがって調製し、次いで、実施例５６におけるようにガラス繊維布（ＵＳ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ、Ｅ−ガラス、４オンス平織）上に適用した。光触媒コーティング懸濁液を、約１２Ｗ（ＲＭＳ）の電力で約３０分間Ｓｏｎｉｃ  Ｄｉｓｍｅｂｒａｔｏｒ（Ｆｉｓｃｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）を用いて、実施例５２中の経路１に記載されるような０．５グラムのＷＯ３およびメタノールを混合することによって調製した。アンダーコーティングを施した布を懸濁液中に約１分間浸漬し、次いで、約２３０℃で約１時間乾燥させることによって、光触媒を、アンダーコーティングを施したガラス繊維布上に担持した。コーティングされたガラス繊維布を、実施例５０において記載されたものと同様の手法でアセトアルデヒド分解について評価し、性能を図３６に示す。
【０２３０】
（実施例５８）
１２Ｗ（ＲＭＳ）のＳｏｎｉｃ  Ｄｉｓｍｅｍｂｒａｔｏｒ（Ｆｉｓｃｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）によって約３０分間、実施例５２の経路１において記載されたような０．２８６グラムのＷＯ３粉末を、０．２１４グラムのＣｅＯ２粉末（Ｎａｎｏ  Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、１５〜３０ｎｍ、９９．９％）および２．０グラムのメタノールと混合した。実施例５７において記載されたように調製された０．５重量％の有機樹脂アンダーコーティングを有するガラス繊維布を、混合粉末懸濁液中に約１分間浸漬し、次いで、約２３０℃で約１時間乾燥させた。コーティングされたガラス繊維を、実施例５０において記載されたものと同様の手法でアセトアルデヒド分解について評価し、性能を図３７に示す。
【０２３１】
（実施例５９）
１２Ｗ（ＲＭＳ）のＳｏｎｉｃ  Ｄｉｓｍｅｍｂｒａｔｏｒ（Ｆｉｓｃｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）によって約３０分間、実施例５２の経路２に記載されたような、ＷＯ３およびＣｅＯ２粉末の０．５グラムの混合物を、２．０グラムのメタノールと混合した。実施例５７において記載されたように調製された０．５重量％の有機樹脂アンダーコーティングを有するガラス繊維布を、混合粉末懸濁液中に約１分間浸漬し、余分な懸濁液を排出し、次いで、約２３０℃で約１時間乾燥させた。コーティングされたガラス繊維布を、実施例５０において記載されたものと同様の手法でアセトアルデヒド分解について評価し、性能を図３８に示す。
【０２３２】
（実施例６０）
４５ｍｇのＷＯ３粉末（光触媒；平均粒径０．２５μｍ；株式会社高純度化学研究所）、４５ｍｇのＣｅＯ２粉末（助触媒；平均粒径０．０２５μｍ；Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ（日本））および１０ｍｇのＰＴＦＥ粉末（平均粒径０．３μｍ；ダイキン工業株式会社）（ＷＯ３粉末：ＣｅＯ２粉末：ＰＴＦＥ粉末＝４５重量％：４５重量％：１０重量％）を含有する混合物を調製した。混合物を、水中に分散させて、２０重量％固体含量水性分散液を製造した。
【０２３３】
別個に、ステンレス鋼支持体に、ＰＴＦＥ多孔質膜（縦５ｃｍ×横５ｃｍ×厚み１０μｍ；日東電工株式会社）を１５０℃で熱融着させた。つづいて、ＰＴＦＥ多孔質膜の、ステンレス鋼支持体に熱融着されていない側の面に、上記のように調製した水分散液をスピンコーティング（１０００ｒｐｍ、回転時間１０秒）した後に、３５０℃で５分間乾燥させてＰＴＦＥ粉末を溶融させた。結果として、ＷＯ３粉末及びＣｅＯ２粉末を含む光触媒層をＰＴＦＥ多孔質膜の表面に形成させた。乾燥後の光触媒と助触媒の合計量が１０ｍｇとなるように、水分散液を適宜調整された量で塗布した。
【０２３４】
その後、光触媒層を形成させたＰＴＦＥ多孔質膜をステンレス鋼支持体から剥離した。その後、当該ＰＴＦＥ多孔質膜の光触媒層が提供されていない側の面に、ＰＥＴ不織布（通気性支持体、縦５ｃｍ×横５ｃｍ×厚み１５０μｍ、目付け量２０ｇ／ｍ２、東洋紡株式会社製）を積層し、１５０℃で熱融着させることにより、実施例６０のフィルタエレメントを製造した。
【０２３５】
（実施例６１）
通気性支持体として、ＰＥＴ不織布（縦５ｃｍ×横５ｃｍ×厚み１５０μｍ、目付け量２０ｇ／ｍ２、東洋紡株式会社製）を調製した。次に、ＰＴＦＥ多孔質膜（縦５ｃｍ×横５ｃｍ×厚み１０μｍ、日東電工株式会社）を熱融着させ（１５０℃）、ＰＥＴ不織布に積層した。
【０２３６】
予め調製した、エアロゾルデポジション装置（キャリアガス：酸素ガス）の成膜チャンバー（２２℃）内において、基材ホルダーの台座に、上記により得られたＰＥＴ不織布とＰＴＦＥ多孔質膜の積層物を、ＰＴＦＥ多孔質膜が上を向くように設置した。
【０２３７】
このとき、成膜ノズルの噴射口とＰＴＦＥ多孔質膜の表面との間隔が、２０ｍｍとなるように調節した。
【０２３８】
実施例６０で使用したＷＯ３粉末（１０ｇ）及びＣｅＯ２粉末（１０ｇ）の混合物を、５００ｍＬのガラス製エアロゾルチャンバーに投入した。
【０２３９】
ガス管開閉弁を閉とし、また、連結管開閉弁を開とするとともに、メカニカルブースターポンプおよびロータリーポンプを駆動させることにより、成膜チャンバー内およびエアロゾルチャンバー内を、５０Ｐａまで減圧した。
【０２４０】
酸素ガスの流量が７Ｌ／分となるようにガス流量計により調整した後に、エアロゾルチャンバーを振盪器により振動させながら、ガス管開閉弁を開とした。これによって、エアロゾルチャンバー内において、ＷＯ３粉末及びＣｅＯ２粉末をエアロゾル化し、得られたエアロゾルを、成膜ノズルから噴射させた。
【０２４１】
このとき、エアロゾルチャンバー内の圧力は、約５００００Ｐａであり、成膜チャンバー内の圧力は、約２８０Ｐａであった。成膜チャンバー内の温度は、２５℃であった。
【０２４２】
ＰＥＴ不織布とＰＴＦＥ多孔質膜の積層物が固定された台座を、速度（相対速度）４ｍｍ／秒で基材ホルダーのステージ上でｘ−ｙ方向に移動させ、成膜ノズルから噴射されるエアロゾルを、ＰＴＦＥ多孔質膜の表面に噴き付けた。
【０２４３】
上記噴き付け手順を適宜繰り返した後、ＰＴＦＥ多孔質膜の表面に、光触媒と助触媒の合計量が１０ｍｇとなるように、光触媒層を形成した。これにより、実施例６１のフィルタエレメントを調製した。
【０２４４】
（実施例６２）
実施例６２では、最初に、２５ｇのＴｉＯ２粉末（光触媒、平均粒径：０．０３μｍ、日本アエロジル株式会社）および２５０ｍｌのイオン交換水を、５００ｍｌのナスフラスコに入れ、室温で撹拌して、粒子を均一に分散させ、それによって、ＴｉＯ２粉末の水性分散液を調製した。
【０２４５】
次に、０．６８ｇの塩化銅（ＩＩ）二水和物（和光純薬工業株式会社）を、５ｍｌのイオン交換水中に溶解し、塩化銅（ＩＩ）二水和物の水溶液を、ＴｉＯ２粉末の水性分散液に添加した。続いて、９０℃で加熱しながら、１時間撹拌し、それによってＡ液を調製した。
【０２４６】
次に、水酸化ナトリウム１．２５５ｇをイオン交換水２５ｍｌに溶解することによって調製した水酸化ナトリウム水溶液をＡ液に加え、溶液のｐＨを３から１１に増加させ、Ｂ液を調製した。
【０２４７】
次に、グルコース（和光純薬工業株式会社製）６．２７５ｇをイオン交換水３７．５ｍｌに溶解することによって調製したグルコース水溶液をＢ液に加え、さらに９０℃で加熱しながら１時間撹拌し、酸化チタン粒子の表面上に、酸化銅（Ｉ）及び酸化銅（ＩＩ）の粒子を析出させた。
【０２４８】
次に、反応後の粒子を濾過後、十分に水洗浄を行い、１００℃で粒子を乾燥させた。以上より、ＣｕｘＯ担持型ＴｉＯ２粉末（助触媒担持型光触媒）を製造した。ＩＣＰ分析結果によって、酸化チタンの粒子の１００重量部に対して、１．０重量部の酸化銅粒子が担持していることを確認した。
【０２４９】
実施例６１で用いたＷＯ３粉末及びＣｅＯ２粉末の代わりに、上記のように製造したＣｕｘＯ担持型ＴｉＯ２粉末（１０ｇ）をエアロゾルチャンバーに投入したことと、ＰＴＦＥ多孔質膜の表面にＣｕｘＯ担持型ＴｉＯ２粉末（助触媒担持型光触媒）の量が１０ｍｇとなるように光触媒層を形成させたこと以外は実施例６１と同様にして、ＰＴＦＥ多孔質膜の表面に光触媒層を形成した。これにより、実施例６２のフィルタエレメントを調製した。なお、実施例６２のフィルタエレメントの光触媒層においては、光触媒としてのＴｉＯ２粒子に、助触媒としてのＣｕｘＯ粒子が担持されていることが、走査型電子顕微鏡により確認された。
【０２５０】
（実施例６３）
実施例６３においては、まず、ＴｉＯ２粉末の代わりにＳｎＯ２粉末（光触媒、平均粒径０．０１５μｍ、関東化学株式会社）を用いた以外は実施例６２と同様にして、ＣｕｘＯ担持型ＳｎＯ２粉末を製造した。ＩＣＰ分析結果により、酸化スズの粒子の１００重量部に対して、１．０重量部の酸化銅粒子が担持していることを確認した。その後、ＣｕｘＯ担持型ＴｉＯ２粉末の代わりに、ＣｕｘＯ担持型ＳｎＯ２粉末を用いた以外は、実施例６２において使用された同様の手順を使用し、それによって、ＰＴＦＥ多孔質膜の表面に、ＣｕｘＯ担持型ＳｎＯ２粉末（助触媒担持型光触媒）の量が１０ｍｇとなるように、光触媒層を形成した。これにより、実施例６３のフィルタエレメントを調製した。実施例６３のフィルタエレメントの光触媒層においては、光触媒としてのＳｎＯ２粒子に、助触媒としてのＣｕｘＯ粒子が担持されていることが、走査型電子顕微鏡により確認された。
【０２５１】
（実施例６４）
実施例６４において、ＰＥＴ不織布にＰＴＦＥ多孔質膜を積層しなかった以外は実施例６１において使用した同一手順を使用して、ＰＥＴ不織布の表面に、光触媒と助触媒の合計量が１０ｍｇとなるように、光触媒層を積層した。これによって、実施例６４のフィルタエレメントを調製した。
【０２５２】
（実施例６５）
実施例６５において、ＰＥＴ不織布にＰＴＦＥ多孔質膜を積層しなかった以外は実施例６３において使用した同一手順を使用して、ＰＥＴ不織布の表面に、ＣｕｘＯ担持型ＳｎＯ２粉末（助触媒担持型光触媒）の量が１０ｍｇとなるように、光触媒層を積層した。これによって、実施例６５のフィルタエレメントを調製した。
【０２５３】
実施例のフィルタエレメントは、以下の通り、ＶＯＣ分解について各々測定し、光触媒活性について評価した。
【０２５４】
５Ｌのテドラーバッグに光触媒活性の測定対象であるフィルタエレメントを入れた。バッグを密閉し、バッグ内の空気を抜き、真空状態にした。その後、同テドラーバッグに、３Ｌの圧縮空気と校正用アセトアルデヒドを入れ、アセトアルデヒドの濃度が１００ｐｐｍとなるように調整した。アセトアルデヒドの濃度は、水素炎イオン化型検出器を備えた校正用ガスクロマトグラフィー（ＧＣ−ＦＩＤ；（株）島津製作所から入手可能な「ＧＣ−２０１０  ｐｌｕｓ」）を用いて測定した。
【０２５５】
１時間暗所に置き、アセトアルデヒド濃度を安定（平衡状態）させた後、単色の青色光を発するダイオードアレイ（波長４５５ｎｍ、照射強度１０ｍＷ／ｃｍ２）の光をテドラーバッグに照射した。１時間照射した後にテドラーバッグ内の気体を回収し、アセトアルデヒドの残留濃度をＧＣ−ＦＩＤを用いて分析した。
【０２５６】
アセトアルデヒドの分解率（％）を、以下の式Ａによって算出した。
式Ａ
アセトアルデヒドの分解率（％）＝（Ｘ−Ｙ）／Ｘ×１００。
式中、Ｘは、光照射前のアセトアルデヒド濃度（１００ｐｐｍ）であり、Ｙは、光照射後のアセトアルデヒド濃度である。
【０２５７】
アセトアルデヒドの分解率が高いほどＶＯＣ分解性が高く、すなわち、光触媒活性が高いといえる。逆に、アセトアルデヒドの分解率が低いほどＶＯＣ分解性が低く、すなわち、光触媒活性が低いといえる。
【０２５８】
実施例のフィルタエレメントを各々、フィルタエレメント耐久性について評価した。
【０２５９】
サンシャインウェザーメータ（スガ試験機製）を使用して、フィルタエレメントの光触媒層が、６０Ｗ／ｍ２の照射強度で照射される（サンシャインカーボンアーク）ような方法で、フィルタエレメントに光を照射した。
【０２６０】
３０日間経過後、フィルタエレメント（実施例６０〜６３：ＰＴＦＥ多孔質膜とＰＥＴ不織布、実施例６４および６５：ＰＥＴ不織布）を、劣化の有無について、目視で確認した。
【０２６１】
表５は、実施例の各フィルタエレメントのアセトアルデヒドの分解率と、劣化の有無を示す。
【０２６２】
【表５】
0006346947.tif 000006
【０２６３】
実施例６０〜６３のフィルタエレメントは、光触媒活性を示すとともに、ＰＥＴ不織布の劣化は確認されなかった。光触媒層が担持されたＰＴＦＥ多孔質膜にも劣化はなかった。したがって、実施例６０〜６３のフィルタエレメントは、光触媒活性と、フィルタエレメントとしての耐久性を兼ね備えるとわかった。また、実施例６０〜６１のフィルタエレメントに使用された光触媒は、可視光下で、特に優れたＶＯＣ分解性を示した。
【０２６４】
一方、実施例６４および６５のフィルタエレメントでも、光触媒活性が観察された。しかし、光触媒層がＰＥＴ不織布に直接担持されているため、光触媒の光触媒作用が、ＰＥＴ不織布の劣化を引き起こした。したがって、実施例６４および６５のフィルタエレメントは、フィルタエレメント耐久性の点で実施例６０〜６３に劣っていた。
【０２６５】
別段の指示がない限り、本明細書および請求項の中で用いる成分、特性、例えば分子量、反応条件などの量を表すすべての数は、すべての場合、用語「約」によって修飾されていると解さなければならない。したがって、相反する指示がない限り、本明細書および添付の請求項の中で示す数値パラメータは、得ようと努める所望の特性に依存して変わることがある近似値である。最低でも、また、請求項の範囲への均等論の適用を制限する試みとしてではなく、各数値パラメータを、少なくとも、報告する有効数字の数に照らして、また通常の四捨五入技術を適用することによって、解釈すべきである。
【０２６６】
本発明を説明する文脈で（特に、後続の請求項の文脈で）用いる用語「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」および類似の指示対象は、本明細書の中で別段の指示がない限り、または文脈との明らかな矛盾がない限り、単数形と複数形の両方を包含すると解釈すべきである。本明細書に記載するすべての方法は、本明細書の中で別段の指示がない限り、または文脈との明らかな矛盾がない限り、任意の適する順序で行うことができる。本明細書に提供するありとあらゆる例または例示的な言葉（例えば、「などの」）の使用は、単に本発明をより十分に明らかにすることを意図したものであり、いずれの請求項の範囲に対しても制限を課さない。本明細書には、本発明の実施に不可欠な何らかの請求項不記載要素を示すと解釈すべき言葉はない。
【０２６７】
本明細書に開示する代替要素または実施形態の群化は、限定と解釈すべきでない。個々に、または本明細書中で見つけられる他の群構成単位または他の要素との任意の組み合わせで、各群構成単位に言及することおよび各群構成単位を請求項に記載することがある。ある群の１つ以上の構成単位が、便宜および／または特許性の理由で、ある群に含まれることもあり、またはある群から削除されることもある。いずれかのこのような包含または削除があるとき、本明細書は、添付の請求項で用いるすべてのマーカッシュ群の記述説明を満たすように修飾されるその群を含有すると考えられる。
【０２６８】
本発明を実施するための本発明者らが知る最良の様式を含む一定の実施形態を本明細書に記載する。もちろん、記載するこれらの実施形態に対する変形は、上述の説明を読むことで通常の当業者には明らかになるだろう。本発明者らは、このような変形を適宜用いることを当業者に期待し、また本発明者らは、本明細書に具体的に記載するのとは別様に本発明が実施されることを意図している。したがって、本請求項は、特許法によって許される、本請求項の中で列挙する主題のすべての改変および等価物を含む。さらに、本明細書の中で別段の指示がない限り、または文脈との明らかな矛盾がない限り、上記要素の、それらのすべての可能な変形での、任意の組み合わせを企図している。
【０２６９】
締めくくりに、本明細書に開示する実施形態は、本請求項の原理の例証となるものであることを理解しなければならない。用いることができる他の改変は、本請求項の範囲内である。それ故、限定としてではなく例として、代替実施形態を本明細書における教示に従って用いることができる。したがって、本請求項は、示すおよび記載するまさにその通りの実施形態に限定されない。
【０２７０】
本願は、２０１３年７月５日に出願された米国仮出願第６１／８４３，２６４号、２０１３年７月５日に出願された米国仮出願第６１／８４３，２６７号、２０１３年１１月４日に出願された米国仮出願第６１／８９９，７９９号、２０１３年１１月４日に出願された米国仮出願第６１／８９９，８０４号、２０１４年２月２６日に出願された米国仮出願第６１／９４４，８７９号および２０１４年５月３０日に出願された特願２０１４−１１３００１に基づいており、それらの内容は、参照により本明細書に援用される。
【図１】
0006346947.tif 000007
【図２】
0006346947.tif 000008
【図３Ａ】
0006346947.tif 000009
【図３Ｂ】
0006346947.tif 000010
【図４】
0006346947.tif 000011
【図５】
0006346947.tif 000012
【図６】
0006346947.tif 000013
【図７】
0006346947.tif 000014
【図８】
0006346947.tif 000015
【図９】
0006346947.tif 000016
【図１０】
0006346947.tif 000017
【図１１】
0006346947.tif 000018
【図１２】
0006346947.tif 000019
【図１３】
0006346947.tif 000020
【図１４】
0006346947.tif 000021
【図１５】
0006346947.tif 000022
【図１６】
0006346947.tif 000023
【図１７Ａ】
0006346947.tif 000024
【図１７Ｂ】
0006346947.tif 000025
【図１８】
0006346947.tif 000026
【図１９】
0006346947.tif 000027
【図２０】
0006346947.tif 000028
【図２１】
0006346947.tif 000029
【図２２】
0006346947.tif 000030
【図２３】
0006346947.tif 000031
【図２４】
0006346947.tif 000032
【図２５Ａ】
0006346947.tif 000033
【図２５Ｂ】
0006346947.tif 000034
【図２６】
0006346947.tif 000035
【図２７】
0006346947.tif 000036
【図２８】
0006346947.tif 000037
【図２９】
0006346947.tif 000038
【図３０】
0006346947.tif 000039
【図３１】
0006346947.tif 000040
【図３２】
0006346947.tif 000041
【図３３】
0006346947.tif 000042
【図３４】
0006346947.tif 000043
【図３５】
0006346947.tif 000044
【図３６】
0006346947.tif 000045
【図３７】
0006346947.tif 000046
【図３８】
0006346947.tif 000047
【図３９】
0006346947.tif 000048