(57)【要約】【課題】  光触媒を用いて揮発性有害有機化合物で汚染された空気を、真に清浄化することが可能な光触媒を用いた空気清浄方法および装置を提供する。【解決手段】  通風方向と直角な断面形状が一定である筒状ケーシング（２）と、通風方向に平行となるように、ケーシング（２）内に配置された光触媒担持体（５）および、光触媒担持体（５）を励起させる光源（６）とからなる光触媒装置（１）を用いて、光触媒装置（１）によって処理された処理空気の一部を導入側に戻し、光触媒装置（１）に導入される汚染空気の空気量と、処理空気の空気量との混合比を制御する。あるいは、光触媒装置（１）に導入される汚染空気の空気量と、清浄空気の空気量との混合比を制御する。【選択図】      図１
2005342695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通風方向と直角な断面形状が一定である筒状ケーシングと、通風方向に平行となるように、該ケーシング内に配置された光触媒担持体と、該光触媒担持体を励起させる光源とからなる光触媒装置を用いて、該光触媒装置によって処理された処理空気の一部を導入側に戻し、光触媒装置に導入される汚染空気の空気量と、前記処理空気の空気量との混合比を制御することを特徴とする空気清浄方法。
【請求項２】
通風方向と直角な断面形状が一定である筒状ケーシングと、通風方向に平行となるように、該ケーシング内に配置された光触媒担持体と、該光触媒担持体を励起させる光源とからなる光触媒装置を用いて、該光触媒装置に導入される汚染空気の空気量と、清浄空気の空気量との混合比を制御することを特徴とする空気清浄方法。
【請求項３】
通風方向と直角な断面形状が一定である筒状ケーシングと、通風方向に平行になるように、該ケーシング内に配置された、光触媒担持体および該光触媒担持体を励起させる少なくとも１つ以上の光源とからなる光触媒装置と、前記光触媒装置に接続され、一端が吸気口である吸気配管および一端が排気口である排気配管と、前記吸気配管と排気配管の間を接続する循環配管と、前記吸気配管、排気配管および循環配管の各々に設けられた開閉バルブと、前記吸気配管または排気配管のいずれかに設けられる送風機とからなる空気清浄装置。
【請求項４】
通風方向と直角な断面形状が一定である複数の筒状ケーシングと、通風方向に平行になるように、各々のケーシング内に配置された光触媒担持体および該光触媒担持体を励起させる光源とからなる光触媒装置と、前記光触媒装置に接続され、一端が吸気口である吸気配管および一端が排気口である排気配管と、前記吸気配管と排気配管の間を接続する循環配管と、前記吸気配管、排気配管および循環配管の各々に設けられた開閉バルブと、前記吸気配管または排気配管のいずれかに設けられる送風機とからなる空気清浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒分解により、有害有機化合物で汚染された汚染空気を清浄化する空気清浄方法および空気清浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トルエンやブチルセロソルブ等の有機溶剤等として使用される揮発性有機化合物や、建材等から揮散するホルムアルデヒドなどの有害有機化合物や、あるいは住宅地域でも頻発する悪臭公害など、近年、生活環境の中で生命に直接影響する大気の汚染が、重大な環境問題となっている。
【０００３】
この問題に対する解決法として、汚染された空気から汚染物質を除去する方法および装置が、多数、提案されている。たとえば、活性炭などの吸着材を利用した吸着材法および該吸着材法による空気清浄装置や、オゾン等の酸化性ガスを利用した空気清浄装置や、光触媒を利用した光触媒分解法および該光触媒分解法による空気清浄装置などである。
【０００４】
しかしながら、吸着材法は、吸着能力に限界があり、性能の長期的な維持に、多大の労力と費用を必要とする。オゾンを利用する方法では、未反応オゾン自体が有毒物質であるため、後処理が必要である。
【０００５】
これらに対して、光触媒分解法は、低装置価格、低運転費、容易な運転管理、かつ、常温反応が可能な清浄方法として、近年、注目されている技術である。光触媒は、たとえば、アナターゼ型酸化チタン（ＴｉＯ2 ）などの金属酸化物からなり、紫外線の照射により励起されて、自由電子と正孔とを生じ、これにより悪臭物質の酸化分解反応を促進させるように、分解に対する高い触媒作用を有する。非常に多く使用される代表的な揮発性有機溶剤であるアルコールは、光触媒により完全に酸化分解された場合、最終的に二酸化炭素と水になる。
【０００６】
光触媒を利用した光触媒分解法による空気清浄装置として、特開平９−２０６６２８号公報、特開平１０−０３３６５３号公報、特開平１０−２９５７９６号公報、特開平１０−２４９１６６号公報に記載されている装置がある。
【０００７】
特開平９−２０６６２８号公報では、空気清浄装置の集塵電極に光触媒を使用し、集塵設備の寿命を改善することを目的としているが、光触媒により化学物質をどのように処理できるのか記述されていない。特開平１０−０３３６５３号公報には、冷陰極型蛍光ランプを使用して、利用する紫外線の波長の範囲を記述されているが、やはり、光触媒により化学物質をどのように処理できるのか記述されていない。特開平１０−２９５７９６号公報には、冷却設備を有することを記述されているが、該冷却設備は、光触媒パネルを零下に冷却して、汚染空気中の水分を凝縮させ、凝縮水中に取り込まれた汚染物質を光触媒分解するもので、実質的には水処理の技術である。特開平１０−２４９１６６号公報には、吸引した汚染空気の流れから一部を分流させ、光触媒により清浄化することが記述されているが、光触媒処理されない汚染空気が大量に排出される。
【０００８】
これらの他にも、光触媒分解法による空気清浄装置が、多数考案されており、いずれの装置も新規な空気清浄装置の機構に関し、これらの空気清浄装置の性能は、汚染物質の一部を分解するものである。しかし、これらの空気清浄装置の性能に係る説明においては、光触媒反応装置による処理の後、空気中の汚染物質がどのように存在するのか、あるいは、しないのかという点について、十分明らかにされていなかった。
【０００９】
有機化合物の酸化分解反応は一般的に複雑であり、副反応や副生成物の存在が無視しえない。たとえば、「光触媒の世界」（指宿ら著、工業調査会発行、１９９９年、第３９〜４１頁）には、ブテンの分解反応によりアセトアルデヒドが生成することや、トリクロロエチレンの分解反応からホスゲンやクロロホルムが生成することが記述されている。このことは、適切な反応条件を実現し得る光触媒反応装置でない限り、光触媒反応装置で処理した後、たとえ汚染原因物質が消失したとしても、汚染原因物質が他の構造の汚染原因物質に変換されただけである可能性を捨てきれない。これでは、本来の目的である空気の清浄化を達成することのできる光触媒分解法による空気清浄装置であるとはいえない。
【００１０】
また、光触媒は、利用し得る光が照射されないと、触媒として機能しない。さらに、光が照射されていても、光が遮られた後方は陰となり、やはり機能しないことから、光触媒として機能する部分は、光の照射面に対して浅い部分のみである。すなわち、光触媒は、体積における活用率を高めることが困難である。
【００１１】
ミクロな現象に目を向けると、光が照射されて光触媒の中に発生した前述の自由電子と正孔の一部は、再結合して触媒機能を失うという特性がある。さらに、反応温度を高めることにより大量の反応分子に対応するという一般的な触媒反応に関する特性を、ほとんど有しないということが、光触媒反応の特性として加えられる。すなわち、性能を高めるのに上限があり、光触媒は、マクロな面でもミクロな面でも、一般的な触媒とは大きく異なり、触媒の量や性能を、単純に増加すること、装置の機能の向上を図ることは困難である。
【００１２】
例えば、特開２００３−２４５５５９号公報には、ベンゼンの光触媒分解を行うと、炭化物が光触媒の表面を覆うことにより、光触媒の性能が時間と共に低下すると記載され、低下した性能を復旧するために、光触媒に水蒸気を供給して、炭化付着物を除去しなければならなかった。しかし、性能の低下を引き起こさないような使用が可能であれば、なおさら好ましい技術である。
【００１３】
【特許文献１】特開平９−２０６６２８号公報
【００１４】
【特許文献２】特開平１０−０３３６５３号公報
【００１５】
【特許文献３】特開平１０−２９５７９６号公報
【００１６】
【特許文献４】特開平１０−２４９１６６号公報
【００１７】
【特許文献５】特開２００３−２４５５５９号公報
【００１８】
【非特許文献１】「光触媒の世界」（工業調査会発行、１９９９年、第３９〜４１頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明の目的は、光触媒を用いて揮発性有害有機化合物で汚染された空気を、真に清浄化することが可能な光触媒を用いた空気清浄方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明者等は、前記課題を解決するために、鋭意、検討を重ねた結果、以下のように本発明に到達した。すなわち、本発明においては、前述のような光触媒による有機化合物の酸化分解反応の本質を理解した上で、光触媒分解反応試験を重ね、その結果、適切な装置設計と反応条件とが存在するという知見を得たことにより、完成した。
【００２１】
本発明の空気清浄方法は、通風方向と直角な断面形状が一定である筒状ケーシングと、通風方向に平行となるように、該ケーシング内に配置された光触媒担持体と、該光触媒担持体を励起させる光源とからなる光触媒装置を用いて、該光触媒装置によって処理された処理空気の一部を導入側に戻し、光触媒装置に導入される汚染空気の空気量と、前記処理空気の空気量との混合比を制御する。
【００２２】
あるいは、光触媒装置に導入される汚染空気の空気量と、清浄空気の空気量との混合比を制御する。
【００２３】
また、本発明の空気清浄装置の一態様は、通風方向と直角な断面形状が一定である筒状ケーシングと、通風方向に平行になるように、該ケーシング内に配置された、光触媒担持体および該光触媒担持体を励起させる光源とからなる光触媒装置と、前記光触媒装置に接続され、一端が吸気口である吸気配管および一端が排気口である排気配管と、前記吸気配管と排気配管の間を接続する循環配管と、前記吸気配管、排気配管および循環配管の各々に設けられた開閉バルブと、前記吸気配管または排気配管のいずれかに設けられる送風機とからなる。前記光源は複数設けられていることが好ましい。
【００２４】
本発明の空気清浄装置の別の態様は、通風方向と直角な断面形状が一定である複数の筒状ケーシングと、通風方向に平行になるように、各々のケーシング内に配置された光触媒担持体および該光触媒担持体を励起させる光源とからなる光触媒装置と、前記光触媒装置に接続され、一端が吸気口である吸気配管および一端が排気口である排気配管と、前記吸気配管と排気配管の間を接続する循環配管と、前記吸気配管、排気配管および循環配管の各々に設けられた開閉バルブと、前記吸気配管または排気配管のいずれかに設けられる送風機とからなる。
【００２５】
光源としては、ブラックライトが望ましい。また、光触媒担持体としては、ハニカム構造、発泡体構造、繊維状構造およびペレット充填構造のうちの１種あるいは２種以上の担持体を採用することが望ましい。さらに、吸気口と光触媒担持体の間に除塵フィルターを有することが望ましい。また、内部あるいは外部に、冷却設備を有することが望ましい。
【００２６】
一方、本発明の空気清浄方法は、光源からの光により光触媒を励起させることにより、汚染空気中の汚染物質を分解する方法であって、排気の一部あるいは全部を吸気として利用する。これは、光触媒の特性について鋭意検討し、吸気の汚染濃度を適切なレベルに低下させることが、光触媒の性能を十分に引き出すとともに、性能の低下を惹起せず、長期間の使用を可能にするための要点であることが判明したからである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の空気清浄方法により、揮発性有害有機化合物で汚染された空気を、長期間にわたり安定した状態で、安全な状態に清浄化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の空気清浄方法は、通風方向と直角な断面形状が一定である筒状ケーシングと、通風方向に平行となるように、該ケーシング内に配置された光触媒担持体と、該光触媒担持体を励起させる光源とからなる光触媒装置を用いて、該光触媒装置によって処理された処理空気の一部を導入側に戻し、光触媒装置に導入される汚染空気の空気量と、前記処理空気の空気量との混合比を制御する。
【００２９】
通風方向と、光源および光触媒担持体を平行とするのは、光源から放射される紫外線を最大の効率で利用することが可能となり、かつ、汚染空気がケーシング内を通過するときの圧力損失が最も低くなるからである。すなわち、通風方向と、光源および光触媒担持体を直交させる場合には、光源と光触媒担持体が通風の障害物となり、空気清浄装置を稼働させる際に無駄なエネルギーが必要となる。さらに、この場合、汚染空気を通風させるためには、光触媒担持体をハニカム構造または発泡構造とする必要が生じ、通風抵抗を少なくしようとすると、紫外線の透過率（光触媒の反応に利用されない紫外線の割合）が高くなり、逆に紫外線の透過率を低くしようとすると、通風抵抗が増加するというように、通風方向と、光源および光触媒担持体を直交させる構造では、圧力損失と紫外線透過率が相反してしまう。通風方向と、光源および光触媒担持体を平行とする場合、係る問題は生じず、一方、光源から発射される紫外光は全て光触媒担持体上に照射され、無駄なく光触媒反応に利用され得ることから、省エネルギーの装置を製作することが可能となる。
【００３０】
図面を参照して本発明を説明する。図１は、本発明の一実施例による空気清浄装置の一例を示す一部破断概略図である。空気清浄装置は、光触媒装置（１）とその他の周辺部品からなる。光触媒装置（１）は、反応容器であるケーシング（２）を有する。ケーシング（２）には、一端が吸気口（３）である吸気配管（９）、および一端が排気口（４）である排気配管（１０）が接続される。ケーシング（２）の内部には、除塵フィルター（８）、光触媒担持体（５）、光源（６）が備えられる。光触媒装置（１）に接続された吸気配管（９）と排気配管（１０）の間に、循環配管（１１）を接続することにより、清浄な空気の導入できない箇所でも当該装置を使用することが可能となる。吸気配管（９）には吸気開閉バルブ（１２）を設け、排気配管（１０）には排気開閉バルブ（１３）を設け、循環配管（１１）には循環開閉バルブ（１４）を設ける。循環配管（１１）には、外気配管（１６）および外気バルブ（１５）を設ける。さらに、前記吸気配管（９）の途中で、吸気開閉バルブ（１２）よりもケーシング（２）側に送風機（７）を設ける。
【００３１】
循環法で汚染物質含有量の低減した空気を利用する場合には、循環バルブ（１４）を適度に開け、外気バルブ（１５）を閉じる。清浄な外気による希釈法を利用する場合には、循環バルブ（１４）を閉じ、外気バルブ（１５）を適度に開ける。
【００３２】
光触媒担持体（５）は、基材に光触媒が担持される。
【００３３】
光触媒担持体（５）と光源（６）の距離は、特に限定されないが、空気清浄装置全体の容積を小さくし、かつ、光源（６）の効率を高く維持するように、決定する。たとえば、光触媒担持体（５）の外表面との距離の最小が、５〜１００ｍｍであることが望ましい。
【００３４】
光源（６）としては、紫外線ランプを使用する。紫外線ランプは、波長が２００ｎｍ〜４００ｎｍで、光触媒を励起させる能力を有するものであればよく、たとえば、光触媒として酸化チタンを使用する場合には、ブラックライトが好ましい。光源（６）は、光触媒担持体（５）の量に対して必要かつ十分な量の紫外線を照射できる個数だけ使用すればよい。多すぎれば、空気清浄装置の容積が無用に大きくなり、かつ、無駄な電力を消費して、非経済的となる。一方、少なすぎれば、紫外線の量が不足し、光触媒担持体（５）の一部が無駄になる。光源（６）の使用個数の目安としては、たとえば、光源に面している光触媒担持体の面における紫外線強度として、１０００μＷ／ｃｍ2から１５０００μＷ／ｃｍ2の範囲を挙げることができる。
【００３５】
光触媒装置（１）の構造は、前記のものに限られない。図３〜図４は、本発明による空気清浄装置における光触媒装置（１）の異なる例を示す斜視図である。
【００３６】
図３に示したように、ケーシング（２）の通風方向に直角な断面を正六角形とし、光触媒装置を隙間なく束ねることにより、空気清浄装置の容積を最小とすることが可能となる。あるいは、図４に示したように、１つの光触媒装置として、ケーシング（２）の通風方向に直角な断面を角が丸く細長い長方形とし、複数の光源（６）を一列に並べることにより、収容が容易となる薄型の空気清浄装置を得られる。
【００３７】
本発明の空気清浄装置において上述のような構成をとるのは、次の理由による。すなわち、光触媒装置により汚染物質を光触媒分解により処理する場合において、汚染物質の濃度が高い場合には、光触媒による分解が不十分となり、有害な副生成物を発生させる可能性や、有機化合物の化学的性状による炭化物の生成と、それによる光触媒性能の低下が引き起こされる可能性がある。
【００３８】
本発明は、光触媒による揮発性有害有機化合物の酸化分解反応の本質を理解した上で、光触媒分解反応試験を重ね、その結果、適切な装置設計と反応条件とが存在するという知見に基づいている。
【００３９】
汚染物質で高濃度に汚染された空気を光触媒装置により処理する場合、前述の不利を解消するためには、処理する際の汚染物質濃度を低下させる必要がある。そこで、揮発性有害有機化合物の供給量を制限する方法を試験したところ、供給速度を低下しても、炭化物の生成を抑制できなかった。
【００４０】
しかしながら、供給濃度を制限したところ、不十分な酸化分解、あるいは炭化物による性能低下などを招くことなく、光触媒装置は、長時間にわたり十分な処理性能を発揮かつ維持することができた。
【００４１】
揮発性有害有機化合物で高濃度に汚染された室内においては、汚染物質濃度を低下させるために汚染物質を含有しないか、あるいは、極めて低濃度にしか含有しない空気を必要とする。そこで、初めに、本発明の空気清浄装置に汚染空気を取り込み、新たな汚染空気をさらに取り込むこと無しに、装置内で循環して反応させ、汚染物質濃度を十分に低下させた後に、新たな汚染空気を取り込み、清浄化された空気と混合することにより、汚染物質濃度を低下させて反応させれば、一度、空気清浄機を通過させただけで汚染空気を清浄化させることが可能となる。清浄化された空気の一部は排出され、残りは再度、吸気配管に循環されて、新たに取り込まれた汚染空気と混合されて、光触媒分解させる。このようにして、有機化合物の炭化による光触媒の性能低下を防止しつつ、長期にわたり汚染物質の分解性能を十分に発揮せしめることが可能になる。
【００４２】
光触媒を活性化させるための光源は、一般に、熱を放散するため、光触媒反応部を通過した空気の温度は上昇する。温度上昇分が少なければ、配管中で外気温により冷却され、何ら特別な配慮を必要としない。しかし、温度上昇分が大きくなると、循環させる清浄化された空気の冷却のために特別の配慮が必要となる可能性がある。そのような場合には、本発明の空気清浄装置の内部あるいは外部に冷却装置を設置することは、本発明の技術の範囲内にある。このような冷却設備としては、きわめて一般的には、清浄化された循環空気が通る配管の途中に熱交換器型冷却設備を設置することもできるし、冷却液を通液するための配管を、本発明の空気清浄装置内に、あるいは、外に設置することにより、達成される。冷却設備は、本発明の空気清浄装置の外部で、該空気清浄装置に接するように設置しても良いし、ジャケットタイプでも良い。さらに、冷却効果を高めるために、チラー等の冷却装置を通過した冷却液を使用することも、本発明の技術の範囲内にある。
【００４３】
光触媒担持体の基材の材質としては、セラミックスや金属が好ましいが、必ずしもこれらに限定されない。基材の形状については、本発明では該基材を通風方向に平行に配置することから、光触媒担持体に空気の流通性を担保させる必要がないため、繊維状、粒状、棒状、平坦なシート状、平坦な板状、波板状など種々の形状を採用できる。また、コルゲート状、フォーム（発泡体）状、ハニカム状などの多孔質体を採用してもよい。例えば、平坦なシート状のものを採用すれば、紫外線の透過率を０とすることが可能となり、通風の障害物とならないという利点を有する。
【００４４】
光触媒担持体に担持される光触媒は、紫外線の照射を受けて光触媒機能を効果的に発揮できるものであれば良く、酸化チタンや酸化亜鉛に代表されるような光触媒、あるいは、可視光も利用可能な光触媒、さらに、今後、新たに実用化されるであろう新規な光触媒でも良い。
【００４５】
光触媒担持体に担持される光触媒の量は、多すぎれば無駄になり、少なすぎれば光触媒性能が不十分となるので、適切な量の範囲で使用されなければならない。たとえば、アナターゼ型酸化チタンをハニカム型基材に担持させる場合の目安として、ハニカムの容積１リットルあたり１０ｇから３００ｇを挙げることができる。しかし、光触媒の種類や基材の種類により、光触媒の量が好ましい範囲にあるように、選定されなければならない。一方、光触媒材料によっては、製作工程の簡略化のため、基材自体を光触媒材料で製作することも可能であり、その場合、光触媒担持体は基材と担持される光触媒が一体化したものとなる。
【００４６】
このように、本発明では、光触媒の量を議論するべきものではなく、任意の種類と量の光触媒を本発明では何ら問題なく使用することができる。
【００４７】
また、光触媒を基材に担持するに際して、好適な助剤を使用することは一般的に広く知られた技術であり、本発明はこれを禁ずるものではない。たとえば、シリカゾルやアルミナゾルなどを上げることができるが、本発明においては、その種類や量に限定されない。
【実施例】
【００４８】
（実施例１）
光触媒担持体の調製［１］
チタニアゾル（石原産業製、ＳＴＳ−２１、ＴｉＯ2 含有量４０質量％）と、コロイダルシリカ（日産化学製、コロイダルシリカＮ、ＳｉＯ2 含有量２０質量％）とを、チタニアとシリカの比が９対１になるように混合調製したものに、セラミックハニカム（西部技研製、寸法：２１４ｍｍ×４５ｍｍ×５ｍｍ、セル数：１２０ｃｅｌｌ／ｉｎｃｈ2）を、所定量の光触媒が担持されるように浸した。その後、１１０℃で３０分以上、乾燥した後、空気中で４００℃で２時間、焼成し、光触媒担持体を得た。得られた光触媒担持体は、およそ６ｇから１３ｇの酸化チタンを含有していた。
【００４９】
脱臭性能評価試験［１］
図１に、脱臭性能評価試験［１］に使用した装置の断面図を示した。直方体のステンレス製ケーシング（２）（５０ｍｍ×５０ｍｍ×２１４ｍｍ）の内側に、光触媒担持体の調製［１］で得られた光触媒担持体（５）４枚と、ブラックライト（６）（東芝製、型式ＦＬ８ＢＬ−Ｂ）１本とを通風方向と平行に装着し、代表的な有機溶剤であるブチルセロソルブが常に７ｐｐｍとなるように、定量注射器（図示略）で混入した空気を、１０ｍ3／ｈｒの風量となるように、送風機（７）で送り込んだ。
【００５０】
試験開始後、２４時間以上、経過した後、空気清浄装置の吸気口の空気と排気口の空気とをサンプリング用配管から採集し、ガスクロマトグラムに導いて、含有される化学物質を検出し、検出された物質について、その含有量を定量した。表１に、測定結果を示す。
【００５１】
（比較例１）
脱臭性能評価試験［２］
空気清浄装置の吸気口（３）のブチルセロソルブ濃度を２０ｐｐｍとした以外は、脱臭性能評価試験［１］と同様にして試験および測定を行った。表１に、測定結果を示す。
【００５２】
【表１】
2005342695.tif 000003
【００５３】
脱臭性能評価試験［１］（実施例１）のように吸気口（３）でのブチルセロソルブが７ｐｐｍでは、ブチルセロソルブは極めて低濃度まで除去され、かつ、副生成物の生成量が極めて少量に抑制された。しかし、脱臭性能評価試験［２］（比較例１）のように吸気口（３）でのブチルセロソルブが２０ｐｐｍでは、いずれの物質も十分に低濃度にならなかった。
【００５４】
これらの結果から、例えば約２０ｐｐｍのブチルセロソルブで汚染された室内において、図１に示される空気清浄装置を使用する場合、吸気口（３）から取り込む汚染空気１部に対して、清浄化された空気２部を、循環配管（１１）を通じて吸気口（３）に送ることにより、約７ｐｐｍの汚染空気として光触媒反応をさせることができ、十分に清浄化された空気とすることが可能となった。
【００５５】
（実施例２）
光触媒担持体の調製［２］
チタニアゾル（石原産業製、ＳＴＳ−２１、ＴｉＯ2 含有量４０質量％）と、コロイダルシリカ（日産化学製、コロイダルシリカＮ、ＳｉＯ2 含有量２０質量％）とを、チタニアとシリカの比が９対１になるように、混合調製したものに、コルゲート型セラミックシート（西部技研製、寸法：６０ｍｍ×２００ｍｍ×３．５ｍｍ）を、所定量の光触媒が担持されるように浸した。その後、１１０℃で３０分以上、乾燥した後、空気中で４００℃で２時間、焼成し、光触媒担持体を得た。得られた光触媒担持体は、およそ３ｇから８ｇの酸化チタンを含有していた。
【００５６】
脱臭性能評価試験［３］
図２に、脱臭性能評価試験［３］に使用した装置の一部破断斜視図を示した。光源側の側面のみを石英板で構成したステンレス製ケーシング（２）（２５０ｍｍ×１００ｍｍ）の内側で、光源と反対側の内側面に、光触媒担持体（５）を担持させ、ケーシング（２）の石英板で構成されている面の外方にブラックライト（６）（ナショナル製、型式１０Ｗ−ＢＬＢ）３本を通風方向と平行に配置した。除湿され、パーミエーター（ガステック製、型式ＰＤ−１Ｂ−２）（図示せず）により、トルエンを常に２３ｐｐｍ含有させた空気を、１１０Ｎｌ／ｈｒの風量となるように、コンプレッサー（図示せず）で当該装置の吸気配管（９）に送り込んだ。
【００５７】
試験開始から１時間後および２０時間後に、空気清浄装置の排気配管（１０）の空気をサンプリング用配管から採集し、ガスクロマトグラムに導いて、別途作製された検量線により、トルエン含有量を定量測定した。表２に、測定結果を示す。
【００５８】
（比較例２）
脱臭性能評価試験［４］
空気清浄装置の吸気配管（９）のトルエン濃度を４６ｐｐｍとした以外は、脱臭性能評価試験［３］と同様に試験および測定を行った。表２に、測定結果を示す。
【００５９】
（比較例３）
脱臭性能評価試験［５］
空気清浄装置の吸気配管（９）への空気を５５Ｎｌ／ｈｒとした以外は、脱臭性能評価試験［３］と同様に試験および測定を行った。表２に、測定結果を示す。
【００６０】
【表２】
2005342695.tif 000004
【００６１】
脱臭性能評価試験［３］（実施例２）では、１時間後と２０時間後のトルエン除去率は同じで、６５％であった。
【００６２】
脱臭性能評価試験［４］（比較例２）では、１時間後から２０時間後までトルエン除去率が急速に低下し、２０時間後のトルエン除去率が２０％と、極めて低かった。同様に、脱臭性能評価試験［５］（比較例３）では、吸気配管に供給されるトルエン量は脱臭性能評価試験［３］（実施例２）と同じであるにもかかわらず、１時間後から２０時間後までトルエン除去率が急速に低下し、２０時間後のトルエン除去率が３０％と、低かった。
【００６３】
脱臭性能評価試験［３］（実施例２）に使用した光触媒担持体を試験後、観察したところ、試験前と同様であったが、脱臭性能評価試験［４］（比較例２）と脱臭性能評価試験［５］（比較例３）に使用した光触媒担持体を試験後、観察したところ、黒色物で覆われていた。
【００６４】
これらの結果から、安定した光触媒性能を得るためには、汚染物質の供給量の制御ではなく、吸気口における汚染物質濃度を低く制御することが重要であることが分かる。このことから、４６ｐｐｍのトルエンで汚染された室内において、図２に示される光触媒装置を用いた空気清浄装置を使用して清浄化する場合、一般の触媒反応の知識により、汚染空気の供給量すなわち通風速度を半分に低下させて、十分に反応させようとしても、光触媒の場合には不可能である。光触媒の場合には、図１に示す装置の構成により、汚染空気を循環空気または清浄な外気で希釈し、前述の例では汚染物質濃度が２３ｐｐｍとなるように低下させることにより、十分な分解量と、長期にわたり安定した性能を得ることが可能となった。
【００６５】
本実施例の結果、揮発性有害有機化合物で汚染された空気を、長期間にわたり安定した状態で、安全な状態に清浄化できることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明による空気清浄装置の一例を示す一部破断概略図である。
【図２】本発明による空気清浄装置に用いられる光触媒装置であり、脱臭性能評価試験［３］、［４］、［５］に使用した装置の一部破断斜視図である。
【図３】本発明による空気清浄装置に用いられる光触媒装置の異なる一例を示す斜視図である。
【図４】本発明による空気清浄装置に用いられる光触媒装置の異なる一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  光触媒装置
２  ケーシング
３  吸気口
４  排気口
５  光触媒担持体
６  光源
７  送風機
８  除塵フィルター
９  吸気配管
１０  排気配管
１１  循環配管
１２  吸気バルブ
１３  排気バルブ
１４  循環バルブ
１５  外気バルブ
１６  外気配管
【図１】
2005342695.tif 000005
【図２】
2005342695.tif 000006
【図３】
2005342695.tif 000007
【図４】
2005342695.tif 000008