(57)【要約】【課題】  光触媒の性能評価を、簡便・迅速に行えると共に、光触媒による環境物質の酸化分解過程をも解明し得る光触媒性能評価方法及びその装置を提供する。【解決手段】  光触媒の性能を評価する方法であって、フタル酸水素カリウム等（ＫＨＰ）を標準物質として、光照射のもとで、光触媒と接触させることにより、ＫＨＰの光酸化分解過程及び／又は酸化分解生成物を分析することにより光触媒性能を評価することを特徴とする光触媒の性能評価方法及びその性能評価方法。 【選択図】図３
2005106730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光触媒の性能を評価する方法であって、フタル酸水素カリウム、他のフタル酸水素金属塩、フタル酸塩又はフタル酸（以下、ＫＨＰという。）を標準物質として、光照射のもとで、光触媒と接触させることにより、ＫＨＰの光酸化分解過程及び／又は酸化分解生成物を分析することにより光触媒の性能を評価することを特徴とする光触媒の性能評価方法。
【請求項２】
ＫＨＰの光酸化分解過程及び／又は酸化分解生成物を、希酸を溶離液とするイオン排除型カラムを用いるＵＶ検出イオン排除型イオンクロマトグラフィーにより分析する、請求項１に記載の性能評価方法。
【請求項３】
ＫＨＰの分解生成物を、希硫酸、安息香酸又はサリチル酸を溶離液とするイオン排除型カラムを用いるＵＶ検出イオン排除型イオンクロマトグラフィーにより分析する、請求項１又は２に記載の性能評価方法。
【請求項４】
ＫＨＰの光酸化分解過程及び／又は酸化分解生成物を、希酸を溶離液とする、イオン排除型カラムを用いる導電率検出イオン排除型イオンクロマトグラフィーにより分析する、請求項１又は２に記載の光触媒の性能評価方法。
【請求項５】
流通式反応装置を使用して、ＫＨＰ溶液を光触媒と接触させる、請求項１ないし４のいずれかに記載の光触媒の性能評価方法。
【請求項６】
ＫＨＰの光酸化分解による濃度減少を計測して得られた値を指標として光触媒の性能を評価する、請求項１に記載の光触媒の性能評価方法。
【請求項７】
ＫＨＰの光酸化分解による酸化分解過程及び／又は酸化分解生成物をモニターすることにより、光触媒による有機酸の酸化分解性能を評価する請求項１に記載の光触媒の性能評価方法。
【請求項８】
内部に光触媒を収容できる流通反応容器、該容器中の光触媒に光を照射する光源、標準物質であるＫＨＰを貯蔵する容器、流通反応容器にＫＨＰ溶液を流通させる搬送装置を構成要素として含み、ＫＨＰ溶液を光照射のもとで、光触媒と接触させることによりＫＨＰの光酸化分解反応を行うようにしたことを特徴とする流通式光触媒反応装置。
【請求項９】
請求項８に記載の流通式光触媒反応装置と、ＫＨＰの光酸化分解過程及び／又は酸化分解生成物の測定手段を組み合わせたことを特徴とする光触媒の性能評価装置。
【請求項１０】
測定手段として、希酸を溶離液とするイオン排除型カラムを用いる、ＵＶ検出イオン排除型イオンクロマトグラフィー又は導電率検出イオン排除型イオンクロマトグラフィーを用いる、請求項９に記載の光触媒性能評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒の性能評価方法に関するものであり、更に詳しくは、標準物質として、フタル酸水素カリウム、他のフタル酸水素金属塩（例えば、ナトリウム、リチウム塩等）、フタル酸塩又はフタル酸（以下、ＫＨＰと記載することがある。）を使用し、紫外線（ＵＶ）検出又は導電率検出イオン排除型イオンクロマトグラフィーを、その計測法として使用した、新しい光触媒の性能評価方法に関するものである。光触媒による、水又は大気等の浄化技術が、新しい環境技術として注目されている中で、光触媒の特性又は性能を客観的に評価することは、光触媒を応用する技術分野における今後の発展、並びに新しい技術の開拓に当たって、重要な課題となるものである。本発明は、光触媒技術の分野において、流通式光触媒性能評価装置を利用して、標準物質であるフタル酸水素カリウム等の光酸化分解過程をモニターすることにより、光触媒の性能を客観的に評価することができる新しい光触媒性能評価方法及びその装置を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光触媒は、ＵＶあるいは可視光を照射するのみで、例えば、ＳＯｘ、ＮＯｘ等の無機酸性ガス、シックハウス症候群の原因物質とされているホルムアルデヒドのような有機ガス、あるいは焼却処理により発生するダイオキシン等の環境ホルモン物質等を、二次汚染なしに安全に分解、無害化する環境材料として、大気、水質、土壌の各分野で注目を集めている[非特許文献1、2]。また、このような光触媒の特性を生かし、ガラス食器や観葉植物等の生活製品から高速道路や建築物の外壁等の工業用品まで幅広い分野で光触媒の実用化及び製品化が盛んに進められつつある。
【０００３】
しかしながら、光触媒を用いた様々な製品の光触媒性能の評価は十分に行われているとは言い難く、今後の光触媒産業の発展と光触媒製品の世界市場への普及・発展を実現するためには、光触媒性能の評価試験法の標準化が急務とされている。
【０００４】
最近では、メチレンブルーの脱色により評価する方法が提案されている。光触媒性能評価試験法の、具体例は、例えば、平面形状の光触媒製品上にメチレンブルーを滴下し、光照射によって、その消失具合を観察する液相フィルム密着法[非特許文献3]や、アセトアルデヒドガスを満たしたテドラーバッグに光触媒製品を配置し、アルデヒドガスの濃度減少をガスクロマトグラフィーによって計測するガスバックＡ法[非特許文献4]及びＢ法[非特許文献5]を挙げることができ、各分野での光触媒製品の性能評価に適用されている。しかしながら、特に、水溶液を流通しながら光触媒の水質浄化能を評価する試験法については開発途上の段階である。
【０００５】
こうした問題点を解決するために、本発明者らは、光触媒の評価試験法の開発に関し、例えば、水質浄化のための光触媒とその形状に合わせた性能評価システム(反応液タンク、送液ポンプ、反応容器、光照射装置、分析装置からなるシステム)の開発及び評価を進めてきた。
【０００６】
これまで、光触媒の評価試験に用いられる主な性能評価標準物質としては、ＵＶ−可視光への耐光性が強く、また目視法やＵＶ吸光法での確認が容易である点から、メチレンブルーが汎用されている。しかしながら、本発明者らの検討したところによれば、メチレンブルーが、光触媒分解された際に発生する分解生成物の帰属が、メチレンブルーの構造式の複雑さゆえに、大変困難であり、メチレンブルーに代わる効率的な光触媒の性能評価、特に、水質浄化処理における評価を可能にする、標準物質の選定とその計測法の確立が強く要請されていた。
【０００７】
【非特許文献１】垰田博史：ケミカルエンジニアリング、44、39  (1999)。
【非特許文献２】垰田博史：会報光触媒、5、53  (2001)。
【非特許文献３】光触媒性能評価試験法I、光触媒製品技術協議会編  (2001)。
【非特許文献４】光触媒性能評価試験法II-a、光触媒製品技術協議会編  (2001)。
【非特許文献５】光触媒性能評価試験法II-b、光触媒製品技術協議会編  (2001)。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような状況の中で、本発明者らは、上記従来技術に鑑みて、光触媒の性能を客観的に評価することが可能な新しい評価試験を開発することを目標として鋭意研究を重ねた結果、フタル酸水素カリウム等を標準物質とする新しい光触媒の性能の評価システムを開発することに成功し、本発明を完成するに至った。
本発明は、光触媒の国際標準試験法として利用し得る性能評価試験法及びその装置を提供することを目的とするものである。
本発明は、光触媒の性能評価試験に好適な標準物質として、フタル酸水素カリウム等を用いた、光触媒性能評価試験法及びそれに用いる装置を提供することを目的とするものである。
また、本発明は、希酸を溶離液とするイオン排除型カラムを用いる、ＵＶ検出イオン排除型イオンクロマトグラフィー、又は導電率検出イオン排除型イオンクロマトグラフィーにより、光触媒によって分解された生成物を分離、分析することを含む、光触媒性能評価試験法及びそれに用いる装置を提供することを目的とするものである。
更に、本発明は、光触媒全般の技術に適用でき、簡便で、迅速で、高感度な、光触媒性能評価試験法及びそれに用いる装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明は、以下の技術手段から構成される。
（１）光触媒の性能を評価する方法であって、フタル酸水素カリウム、他のフタル酸水素金属塩、フタル酸塩又はフタル酸（以下、ＫＨＰという。）を標準物質として、光照射のもとで、光触媒と接触させることにより、ＫＨＰの光酸化分解過程及び／又は酸化分解生成物を分析することにより光触媒の性能を評価することを特徴とする光触媒の性能評価方法。
（２）ＫＨＰの光酸化分解過程及び／又は酸化分解生成物を、希酸を溶離液とするイオン排除型カラムを用いるＵＶ検出イオン排除型イオンクロマトグラフィーにより分析する、（１）に記載の性能評価方法。
（３）ＫＨＰの分解生成物を、希硫酸、安息香酸又はサリチル酸を溶離液とするイオン排除型カラムを用いるＵＶ検出イオン排除型イオンクロマトグラフィーにより分析する、（１）又は（２）に記載の性能評価方法。
（４）ＫＨＰの光酸化分解過程及び／又は酸化分解生成物を、希酸を溶離液とする、イオン排除型カラムを用いる導電率検出イオン排除型イオンクロマトグラフィーにより分析する、（１）又は（２）に記載の光触媒の性能評価方法。
（５）流通式反応装置を使用して、ＫＨＰ溶液を光触媒と接触させる、（１）ないし（４）のいずれかに記載の光触媒の性能評価方法。
（６）ＫＨＰの光酸化分解による濃度減少を計測して得られた値を指標として光触媒の性能を評価する、（１）に記載の光触媒の性能評価方法。
（７）ＫＨＰの光酸化分解による酸化分解過程及び／又は酸化分解生成物をモニターすることにより、光触媒による有機酸の酸化分解性能を評価する（１）に記載の光触媒の性能評価方法。
（８）内部に光触媒を収容できる流通反応容器、該容器中の光触媒に光を照射する光源、標準物質であるＫＨＰを貯蔵する容器、流通反応容器にＫＨＰ溶液を流通させる搬送装置を構成要素として含み、ＫＨＰ溶液を光照射のもとで、光触媒と接触させることによりＫＨＰの光酸化分解反応を行うようにしたことを特徴とする流通式光触媒反応装置。
（９）（８）に記載の流通式光触媒反応装置と、ＫＨＰの光酸化分解過程及び／又は酸化分解生成物の測定手段を組み合わせたことを特徴とする光触媒の性能評価装置。
（１０）測定手段として、希酸を溶離液とするイオン排除型カラムを用いる、ＵＶ検出イオン排除型イオンクロマトグラフィー又は導電率検出イオン排除型イオンクロマトグラフィーを用いる、（９）に記載の光触媒性能評価装置。
【００１０】
次に、本発明について更に詳細に説明する。
これまで、光触媒の性能評価試験においては、研究者等は、異なる試験方法を使ってそれぞれ、開発材料等を評価していたケースが多いため、適正な比較ができない場合があった。このため、光触媒の基礎的な特性を評価する標準試験法の確立は強く望まれていた。そして、標準試験法において、標準物質は、定量的な目盛りの役割を果たすと共に、機器の使用条件、特性、試験担当者等に起因する誤差を補正する役割を担っており、標準物質の正確な使用による試験結果の客観性の確保は、相互比較、商取引、各種の規制、安全対策等の基盤として不可欠なものである。したがって、標準試験法において、試験装置、操作手順等と共に、標準物質の適切な選択は非常に重要な事項である。
【００１１】
本発明は、フタル酸水素カリウム等（ＫＨＰ）を標準物質として、光照射のもとで、光触媒と接触させることによりＫＨＰの光酸化分解過程及び／又は酸化分解生成物を、分析することにより、光触媒の性能を評価することを特徴とするものである。本発明では、フタル酸水素カリウム等が標準物質として用いられるが、ＫＨＰは、光触媒の性能評価を可能にする標準物質として、化学的酸素量（ＣＯＤ）や全酸素消費量(ＴＯＤ) の標準試料として一般的に用いられている（JIS  K0101 (1998)、参照）。本発明では、フタル酸水素カリウム等（ＫＨＰ）をモデル物質として使用し、その光触媒分解における濃度減少、及び分解生成物を、イオン排除作用を利用したＵＶ検出又は導電率検出イオンクロマトグラフィーを採用することによって、簡便・迅速で高感度な分離計測を可能とするものであり、また、光触媒の酸化分解過程を明確に捕らえることができるモニタリングシステムを提供することを可能とするものである。本発明において、光触媒の性能試験に用いる、標準物質（モデル水）としてＫＨＰを採用した理由としては、ＫＨＰが単純な化学構造であると共に、ＵＶでの吸収を有し、しかも、容量分析、例えば、中和滴定でアルカリ溶液の濃度を決定する分析操作、の標準物質として用いられていることから、試薬の購入や操作が非常に簡便であることが挙げられる。
【００１２】
また、本発明では、ＫＨＰの光分解によるＵＶ吸光度の減少をモニタリングするための計測方法として、イオン排除型イオンクロマトグラフィーが導入されるが、それは、通常使用されているイオン交換型イオンクロマトグラフィーでは、ＫＨＰ自身の弱い陰イオン交換能のために、十分な分解能が得られず、検出時において共存している他の有機物や無機物の妨害を避けるのが困難であることによる。
【００１３】
一方、イオン排除型イオンクロマトグラフィーは、試料のイオン交換樹脂への浸透、反発及び吸着の大きさによってイオンを分離分析する方法であり、特にアルキル鎖やベンゼン環のような疎水基を有するイオン種の分離に関しては、以下の文献に記載されているように、非常に効果的な分析方法である。
(1) K. Tanaka、T. Ishizuka、H. Sunahara：J.
Chromatogr. A,174,153  (1979) 
(2)田中一彦： 環境技術、26,674  (1997)
(3) 田中一彦： 工業用水、463,37  (1997) 
(4) K. Tanaka,S. Chikara，W. Hu,K. Hasebe：
J.Chromatogr. A,850、187  (1999)。
(5) K. Tanaka,K. Ohta,J.S. Fritz,Y.-S.
Lee,S.-B. Shim： J. Chromatogr． A,706,385  (1997)、参照）
更に、この分析手法を用いる利点としては、水又は低濃度の酸（希酸）を溶離液とし、１本の分離カラム、１台の検出器のみで、多成分の試料を同時に計測することが可能である点を挙げることができる。
【００１４】
この手法を用いることにより、標準物質であるＫＨＰを光触媒によって酸化分解した際に、ＫＨＰの濃度減少が簡便に観察できるだけでなく、その酸化分解生成物(例えば、炭酸水素イオン、酢酸イオン、蟻酸イオン等)を同時に計測できるため、光触媒性能評価に重要な酸化分解メカニズムの解明に非常に効果的な情報を得ることができる。    最近では、環境モニタリングのオンサイト化を目指したポータブル型イオンクロマトグラフの開発が盛んであることから、これを光触媒性能評価装置に接続することにより、オンラインでＫＨＰの酸化分解過程を追跡することも可能となる。したがって、本発明は、高効率、かつ高精度な光触媒材料の性能のモニターを実行し得るポテンシャルの高い光触媒性能評価手段であると位置づけることができる。
【００１５】
本発明では、好適には、例えば、図１に示すような、反応溶液タンク１、ＵＶランプ２、流通反応容器３、ペリスタポンプ４、チタニア系光触媒５、からなる反応装置が使用されるが、これに制限されるものではなく、同等ないし同様の機能を有する装置であれば同様に使用できる。また、これらの反応装置の具体的な構成は、試験目的に応じて任意に設計することができる。また、ＫＨＰの計測手段としては、イオン排除型イオンクロマトグラフィーが使用され、ＫＨＰの検出手段として分離カラム（イオン交換樹脂），ＵＶ−検出器、分光光度計等が使用されるが、これらの種類及び操作方法に特に制限されるものではない。本発明では、被評価試料の光触媒材料を、上記反応装置の流通式反応容器内に充填し、光源からの光照射下で溶液タンクからＫＨＰ溶液を反応容器内に所定の流量で送液し、循環させ、ＫＨＰの濃度変化等を測定することにより、試料の光触媒性能を評価する。光照射条件として、例えば、紫外線強度が約２mW/cm２前後の光照射が例示されるが、試験方法に応じて、光源の種類、紫外光、可視光等を任意に選択することが可能であり、それらに制限されることはない。ＫＨＰの濃度は好適には、１〜１０ppm、流量は好適には２００〜４００mL/minが例示されるが、これらに制限されるものではない。
【００１６】
上述のように、本発明は、光触媒の性能評価モデルとして化学構造が単純な化合物であるフタル酸水素カリウム等（ＫＨＰ）が用いられ、計測法としてイオン排除型イオンクロマトグラフィーが用いられる。それによって、光酸化分解反応後のＫＨＰの濃度減少及び分解生成物を高精度に計測することができる。イオン排除型イオンクロマトグラフィーは、多成分同時分離が可能であるという特徴を有することから、本発明では、ＫＨＰから脂肪族カルボン酸、そして、炭酸水素イオンに至るまでの化学種とその濃度変化を、同時に検出することができる。したがって、本発明では、光触媒による有機酸の酸化分解メカニズムを解明するのに大きな役割を果たす。
【００１７】
また、ＫＨＰは、色素(例えば、メチレンブルー)とは異なり、光触媒や反応容器に対して吸着力が小さいので、光触媒の光照射による再生処理や実験後の反応容器の洗浄等の作業をスムーズに行なうことができる。ＫＨＰは、単純な化学構造とＵＶ領域での吸収を有し、しかも、容量分析の標準物質として広く用いられており、試薬の購入や操作が非常に簡便である。また、酢酸やプロピオン酸などの脂肪族カルボン酸よりも揮発性が低く、長期間にわたり保存しても、安定な計測結果を得ることができる。イオンクロマト装置や分離カラムの利用が困難な場合であっても、ＵＶ吸光度検出器を使用し、吸収極大波長付近である240nmのスペクトルピークをモニターすることによって、光触媒作用によるＫＨＰの分解過程が観察できる。
【００１８】
更に、本発明では、ＵＶ吸光度検出器が装備されていない、イオンクロマトグラフ装置しか利用できない状態であっても、電気伝導度検出器があれば良好な計測結果を得ることができる。また、ＫＨＰが酸化分解されて生成する分解生成物には、いくつか毒性の高いものがあるが、本発明では、そういった生成物でも光照射によって完全に分解することが可能であるので、実験後の廃液処理が非常に簡便に行なえる利点がある。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明により、（１）光触媒の性能評価における、標準物質としてのＫＨＰの使用は、種々な実験室のレベルに対応が可能である、（２）また、イオン排除型イオンクロマトグラフィーを導入することによって、光触媒性能評価に対する情報量が格段に増大することが期待できる、（３）本発明は、例えば、希硫酸を溶離液としたＵＶ検出又は導電率検出イオン排除型イオンクロマトグラフィーシステムを導入し、例えば、標準物質として、1ppm〜10ppmのＫＨＰを含むモデル水を用いて、光触媒の分解効果を評価することを可能とするものである、（４）有機物（ＫＨＰ）の酸化分解過程及び分解生成物のモニターを高精度かつ高効率に実行できる光触媒の性能評価法及びその装置を提供するものとして有用である、という効果が奏される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【００２１】
（１）反応装置
本実施例では、光触媒材料を水質浄化処理試験に適用した一例を示す。反応装置としては、図1に示すように、大気浄化性能試験法(JIS-TRZ0018：333×104×48mm)で使用している流通式反応容器と同様のものを用いた。ＵＶ光源（ナショナル製FL20S-BLBランプ（20W））を２本並列に設置し、紫外線強度が、約2mW/cm２になるように、光源の高さを調節した。
【００２２】
図1の反応装置において、1は反応溶液タンク、2はＵＶランプ、3は流通式反応容器、4はペリスタポンプ、5はチタニア系光触媒、である。本反応装置に用いたチタニア系光触媒試料は、直径2．5mmφのガラスビーズ表面上に、ゾル-ゲル法により二酸化チタンをコーティングしたものであり、この光触媒材料を反応容器中に設置したアクリル板上に均等に充填した。
反応溶液タンク１から反応容器３へのＫＨＰ（フタル酸水素カリウム）溶液の送液は、ペリスタポンプ４（Cole-Parmer社製：Master Flex 7518-10）により200〜400mL/minの流量で循環させて使用した。
【００２３】
（２）ＫＨＰ（フタル酸水素カリウム）の計測及び検出
ＫＨＰの計測は、イオンクロマトグラフ（東ソー製）を用いて行った。この装置は、LC-8020-Model IIクロマトグラフデータプロセッサー（東ソー製）によって制御されたDP-8020デュアルポンプ（溶離液流量：1mL/min）、SD-8022型オンラインデガッサー、CO-8020カラムオーブン（40℃）及びAS-8020オートサンプラー（注入量：100μL）から構成されていた。ＫＨＰの検出は、UV-8020UV検出器（東ソー製）を用い、ＫＨＰの極大吸収波長付近である240nmで行い、分離カラムとして、弱酸性陽イオン交換樹脂TSKgel
Super IC-A/C(15cm×7.8mmID) （東ソー製）を用いた。一方、ＵＶ分光法によるＫＨＰの測定は、U-3200型自記分光光度計（日立製）を用いて行った。
【００２４】
（３）結果
以下に、実施結果について説明する。
図２は、ＫＨＰのイオン排除型イオンクロマトグラフィーにおける最適溶離液条件を検討するための、水及び硫酸溶離液における、ＫＨＰの各々のイオンクロマトグラムを比較したものである。操作条件を以下に示す。(A)は水を溶離液とし、(B)は、0.5mM硫酸(pH＝3.1)の希硫酸を溶離液とした場合を示す。分離カラムには、TSKgel
Super IC-A/Cを使用し、溶離液流速を1 mL/minとし、生成物の検出には、ＵＶ (検出波長＝240 nm)を用いた。標準物質の試料は、1ppmフタル酸水素カリウム水溶液とし、試料注入量は、100μLであった。
【００２５】
図２−(A)に示すように、水を溶離液とした場合には、ＫＨＰの溶離ピークはブロードであり、低分解能な分離を示すことが分かる。そこで、溶離液のｐＨを、フタル酸の酸解離定数よりも減少させてイオン排除（吸着）分離を行う方法について検討した結果、溶離液として、希酸、例えば、希硫酸、安息香酸、サリチル酸、を用いたときは、いずれもＫＨＰのピーク形状は、図２−(B)に見られるように、改善され、高分解能なイオン排除（吸着）分離が達成されることが分かった。
更に、ＫＨＰのＵＶ検出器応答（ピーク面積）及び保持時間における溶離液中の硫酸濃度の影響における比較検討を実施した結果、最適な硫酸濃度は0.2mMであった。
【００２６】
図３は、反応容器中に25ｇのチタニア系光触媒を配置し、10ppmのＫＨＰを400mL/min流量下で３時間ＵＶ照射した時の、ＫＨＰの酸化分解過程において得られたクロマトグラムを示す。ここでは、ＵＶ照射を３時間継続し、反応試料水溶液（標準物質）の濃度を、10ppmフタル酸水素カリウムとし、試料を流量が400mL/minで、流通式反応器に流通させた。検出には、ＵＶ(240
nm)を用い、溶離液は、0.2mMの硫酸(pH＝3.4)を用いた。その他、分離条件は、図２において説明した条件と同じとした。図３における、矢印が検出されたフタル酸のピークを示す。これより、光触媒の存在下においてＫＨＰの濃度は、ＵＶの照射時間の増大に伴い急激に減少し、光触媒作用によって、ＫＨＰが酸化分解されていることが示された。また、イオン排除型イオンクロマトグラフィーを用いることによって、ＫＨＰの分解過程（〜15分）における、光触媒中の不純物（陰イオン）や、ＫＨＰの光酸化分解過程において生成する有機酸（酢酸、ギ酸）のピークも同時に認めることが可能であることが分かった。
【００２７】
図４は、モデル水の容量を変化させたときのＫＨＰの光触媒作用に基づいた濃度減少を、ピーク面積によって示したものである。表1に光触媒の水質浄化性能評価試験における試験条件を示す。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
分解された試料は、イオン排除型イオンクロマトグラフィーにより分離され、ＵＶ分光法により、検出波長240nm、で生成物を測定した。図中、◆は試料１、□は試料２、▲は試料３、○は試料４、×は試料５、を示す。
【００３０】
図4に示すように、試料No.１における、光触媒が存在しない場合のＫＨＰの濃度は、ＵＶランプの照射熱により、ＫＨＰが蒸発するために、ＵＶ照射時間の増大と共に、僅かな減少が見られた。また、試料No.２における光触媒存在下において光照射を行わない場合は、ＫＨＰは光触媒へ吸着されるので、僅かな濃度減少が認められた。試料No.3〜5における光触媒の存在下での光照射実験では、流通式反応容器へ送液する流量を増大させると共に、すなわち、光触媒と反応液中のＫＨＰとの接触時間を増大させると共に、ＫＨＰの濃度の減少程度が増大することが分かり、最終的には、表１の試料No.5のように、３時間のＵＶ照射によってＫＨＰはほぼ完全に酸化分解された。光触媒によるＫＨＰの計測を、ＵＶ分光法を用いて行った結果は、イオン排除型イオンクロマトグラフィーによるものと一致し、本発明が光触媒の水質浄化評価法として有用な計測手段であることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上詳述したように、本発明は、フタル酸水素カリウム等を標準物質とした光触媒性能の評価方法に係るものであり、本発明により、例えば、光触媒の水質浄化性能を観察する上で、フタル酸水素カリウム等(ＫＨＰ)をモデル水とし、イオン排除型イオンクロマトグラフィーにより計測することによって、簡便に酸化分解過程をモニターすることができる。本発明は、光触媒の性能評価方法として有用であると同時に、例えば、光触媒による化合物の分解過程を詳細に追跡できるので、ＫＨＰの中間生成物である有機酸等の挙動解明に有用な化学情報を提供することができる。また、本発明は、ポータブル型イオンクロマトグラフィーと、流通式光触媒反応装置とを組み合わせることにより、ＫＨＰの濃度をモニターすることが可能な流通式光触媒性能評価装置を提供することができる。更に、本発明は、比較的単純なシステムでありながら、様々な種類の光触媒の酸化分解作用を迅速に計測、評価することができるため、光触媒の技術分野で、その性能評価法の国際標準、新しい光触媒評価システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】流通式光触媒反応装置の概略図を示す。
【図２】水溶離液及び酸溶離液を用いた場合のフタル酸イオンの溶出ピークの変化を示す。
【図３】チタニア系光触媒作用によるフタル酸イオンの溶出挙動の変化を示す。
【図４】モデル水の容量を変化させたときのフタル酸イオン濃度の経時変化を示す。
【符号の説明】
【００３３】
（図１の符号）
1：反応溶液タンク(ＫＨＰ)
2：ＵＶランプ
3：流通式反応容器
4：ペリスタポンプ
5：チタニア系光触媒
【図１】
2005106730.tif 000004
【図２】
2005106730.tif 000005
【図３】
2005106730.tif 000006
【図４】
2005106730.tif 000007