(57)【要約】【課題】  吸着材料の吸着飽和による吸着性能の劣化を抑制することができる光触媒吸着材を工業的に適した製造方法によって製造する。【解決手段】  有機金属化合物を含む有機金属材料と表面に複数の孔を有する多孔質吸着材とを均一に混合する工程と、均一に混合した有機金属材料と多孔質吸着材との混合材料に水分を供給する工程と、水分が供給された混合材料を第一の温度範囲内の温度で加熱する工程と、第一の温度範囲内の温度で加熱された混合材料を酸素ガスまたは酸素元素を含むガスを含むガス中で、第一の温度範囲よりも高い第二の温度範囲内の温度で加熱する工程と、を経ることによって光触媒吸着材を製造することにより、多孔質材料が有する吸着性能を低下させることなくこの多孔質材料の表面に有機金属材料の被膜を形成するようにした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機金属化合物を含む有機金属材料と表面に複数の孔を有する多孔質吸着材とを均一に混合する工程と、
均一に混合した前記有機金属材料と前記多孔質吸着材との混合材料に水分を供給する工程と、
水分が供給された前記混合材料を第一の温度範囲内の温度で加熱する工程と、
前記第一の温度範囲内の温度で加熱された前記混合材料を酸素ガスまたは酸素元素を含むガスを含むガス中で、前記第一の温度範囲よりも高い第二の温度範囲内の温度で加熱する工程と、
を具備する光触媒吸着材の製造方法。
【請求項２】
有機金属化合物を含む有機金属材料と表面に複数の孔を有する多孔質吸着材とに対して水分を供給しながら前記有機金属材料と前記多孔質吸着材とを均一に混合する工程と、
前記有機金属材料と前記多孔質吸着材との混合材料を第一の温度範囲内の温度で加熱する工程と、
前記第一の温度範囲内の温度で加熱された前記混合材料を酸素ガスまたは酸素元素を含むガスを含むガス中で、前記第一の温度範囲よりも高い第二の温度範囲内の温度で加熱する工程と、
を具備する光触媒吸着材の製造方法。
【請求項３】
前記第一の温度範囲は、４０℃以上３００℃以下の範囲であり、
前記第二の温度範囲は、３５０℃より高く１０００℃未満の範囲である請求項１または２記載の光触媒吸着材の製造方法。
【請求項４】
金属イオンに対して有機基が該金属イオンの価数配位結合され、単一での分子サイズが前記多孔質材料が有する孔の開口サイズよりも大きい前記有機金属材料を用いる請求項１、２または３記載の光触媒吸着材の製造方法。
【請求項５】
金属イオンにアセチルアセトン基、ジピバロイルメタネート基、ヘキサフルオロ基またはイソプロピルシクロペンタ基が、該金属イオンの価数配位結合した材料を前記有機金属材料として用いる請求項１、２または３記載の光触媒吸着材の製造方法。
【請求項６】
前記多孔質吸着材は、微細孔を有してこの微細孔に対象物質を吸着する吸着性能を備える請求項１ないし５のいずれか一に記載の光触媒吸着材の製造方法。
【請求項７】
前記混合材料中に水蒸気を導入することにより水分を供給する請求項１または２記載の光触媒吸着材の製造方法。
【請求項８】
前記混合材料中に液体状態の水を導入することにより水分を供給する請求項１ないし６のいずれか一に記載の光触媒吸着材の製造方法。
【請求項９】
前記混合材料に対して水を噴霧することにより水分を供給する請求項１ないし６のいずれか一に記載の光触媒吸着材の製造方法。
【請求項１０】
前記多孔質吸着材は、粉体形状を有している請求項１ないし９のいずれか一に記載の光触媒吸着材の製造方法。
【請求項１１】
前記有機金属材料は、粉体形状を有している請求項１０記載の光触媒吸着材の製造方法。
【請求項１２】
表面に複数の孔を有する多孔質吸着材と、
請求項１ないし１１のいずれか一に記載の製造方法を用いて前記多孔質吸着材の表面に設けられて有機金属化合物を含む有機金属材料によって形成された結晶被膜と、
を具備する光触媒吸着材。
【請求項１３】
前記有機金属材料は、金属イオンに対して有機基が該金属イオンの価数配位結合され、単一での分子サイズが前記多孔質材料が有する孔の開口サイズよりも大きい有機金属材料である請求項１２記載の光触媒吸着材。
【請求項１４】
前記有機金属材料は、金属イオンにアセチルアセトン基、ジピバロイルメタネート基、ヘキサフルオロ基またはイソプロピルシクロペンタ基が、該金属イオンの価数配位結合した材料である請求項１２記載の光触媒吸着材。
【請求項１５】
前記多孔質吸着材は、微細孔を有してこの微細孔に対象物質を吸着する吸着性能を備える請求項１２ないし１４のいずれか一に記載の光触媒吸着材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒吸着材の製造方法および光触媒吸着材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光が照射されることにより励起されて触媒作用を示す光触媒材料が知られている。
【０００３】
このような光触媒は、触媒作用を発揮する材料（光触媒材料）が必要とする光が、この光触媒材料に供給されることで一定の光活性機能を発現する。光触媒材料が発現する一定の光活性機能としては、例えば、人間が悪臭として感じるような臭い成分を分解・除去する消臭機能や、人体に悪影響を及ぼす毒ガス成分の除去機能等が挙げられる。一般的に、このような光触媒により発現される光触媒機能は、その処理速度が遅い。このため、光触媒による光活性機能の向上には限界がある。
【０００４】
ところで、従来より、複数の孔によって対象とする物質を吸着することが可能な吸着材料がある。このような吸着材料としては、例えば、ゼオライト等を挙げることができる。このような吸着材料は、非常に高い吸着性能を有している。吸着材は、例えば、上述したような臭いを発するガス成分や毒ガス成分を短時間で吸着することができる。また、このような吸着材料は、例えば、室温環境下に設置されている場合等の状態では、吸着材料自身が臭いを発するガス成分や毒ガス成分を分解することはない。そして、吸着材料が有する吸着許容量分のガスを吸着すると、それ以上のガスを吸着することはなくなる。すなわち、吸着機能を失ってしまう。
【０００５】
このような点を鑑みて、上述した光触媒の原料となる有機金属材料と吸着材料とを組み合わせ、除去の対象となるガス成分（対象ガス成分）を吸着材料に吸着させ、吸着材料に吸着させた対象ガス成分を有機金属材料を原料として生成された光触媒によって徐々に分解・除去することが従来より検討されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００６】
例えば、有機・無機の結着剤（バインダ）を用いて、有機金属材料と吸着材料とをより近づけて配置することがある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−４５６８９公報
【特許文献２】特開２０００−３１７３１４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、有機金属材料と吸着材料とを組み合わせる場合、以下に説明するような不具合が生じる。
【０００９】
例えば、有機の結着剤（有機バインダ）を用いて、有機金属材料と吸着材料とをより近づけて配置する場合、この有機バインダが光触媒によって分解されてしまうことも多く、有機バインダの変質（劣化）によって光触媒が脱離してしまうことがある。
【００１０】
また、例えば、無機の結着剤（無機バインダ）を用いて、有機金属材料と吸着材料とをより近づけて配置する場合、処理内容によっては吸着材料が有する吸着性能を損なってしまうことがある。従来、このような無機バインダにおける不具合に対する対策を施した製造方法もあるが、このような製造方法による有機金属材料と吸着材料との組み合わせを実現するためには、非常に高価な装置を導入する必要がある。非常に高価な装置の導入を伴うことは、工業的な製造に不適切である。
【００１１】
本発明の目的は、吸着材料の吸着飽和による吸着性能の劣化を抑制することができる光触媒吸着材を工業的に適した製造方法によって製造することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１記載の発明の光触媒吸着材の製造方法は、有機金属化合物を含む有機金属材料と表面に複数の孔を有する多孔質吸着材とを均一に混合する工程と、均一に混合した前記有機金属材料と前記多孔質吸着材との混合材料に水分を供給する工程と、水分が供給された前記混合材料を第一の温度範囲内の温度で加熱する工程と、前記第一の温度範囲内の温度で加熱された前記混合材料を酸素ガスまたは酸素元素を含むガスを含むガス中で、前記第一の温度範囲よりも高い第二の温度範囲内の温度で加熱する工程と、を具備する。
【００１３】
したがって、格別複雑かつ煩雑な工程を伴うことなく、多孔質材料の表面に有機金属材料の被膜を形成することができる。
【００１４】
請求項２記載の発明の光触媒吸着材の製造方法は、有機金属化合物を含む有機金属材料と表面に複数の孔を有する多孔質吸着材とに対して水分を供給しながら前記有機金属材料と前記多孔質吸着材とを均一に混合する工程と、前記有機金属材料と前記多孔質吸着材との混合材料を第一の温度範囲内の温度で加熱する工程と、前記第一の温度範囲内の温度で加熱された前記混合材料を酸素ガスまたは酸素元素を含むガスを含むガス中で、前記第一の温度範囲よりも高い第二の温度範囲内の温度で加熱する工程と、を具備する。
【００１５】
したがって、格別複雑かつ煩雑な工程を伴うことなく、多孔質材料の表面に有機金属材料の被膜を形成することができる。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の光触媒吸着材の製造方法において、前記第一の温度範囲は、４０℃以上３００℃以下の範囲であり、前記第二の温度範囲は、３５０℃より高く１０００℃未満の範囲である。
【００１７】
したがって、実用上確実に請求項１または２記載の発明の作用を奏することが可能になる。
【００１８】
請求項４記載の発明は、請求項１、２または３記載の光触媒吸着材の製造方法において、金属イオンに対して有機基が該金属イオンの価数配位結合され、単一での分子サイズが前記多孔質材料が有する孔の開口サイズよりも大きい前記有機金属材料を用いる。
【００１９】
したがって、多孔質材料の外形をなす表面部分にのみ有機金属材料の被膜を形成することができる。
【００２０】
請求項５記載の発明は、請求項１、２または３記載の光触媒吸着材の製造方法において、金属イオンにアセチルアセトン基、ジピバロイルメタネート基、ヘキサフルオロ基またはイソプロピルシクロペンタ基が、該金属イオンの価数配位結合した材料を前記有機金属材料として用いる。
【００２１】
したがって、多孔質材料の多孔質材料が有する吸着性能を低下させることなく請求項１、２または３記載の発明の作用を奏することが可能になる。
【００２２】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか一に記載の光触媒吸着材の製造方法において、前記多孔質吸着材は、微細孔を有してこの微細孔に対象物質を吸着する吸着性能を備える。
【００２３】
したがって、微細孔への吸着によって対象物質を吸着することで、使用期間に左右されることなく吸着機能の性能劣化を抑制することができる。
【００２４】
請求項７記載の発明は、請求項１または２記載の光触媒吸着材の製造方法において、前記混合材料中に水蒸気を導入することにより水分を供給する。
【００２５】
したがって、混合材料への水分の供給を、実用上、容易な方法で実現することができる。
【００２６】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか一に記載の光触媒吸着材の製造方法において、前記混合材料中に液体状態の水を導入することにより水分を供給する。
【００２７】
したがって、混合材料への水分の供給を、実用上、容易な方法で実現することができる。
【００２８】
請求項９記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか一に記載の光触媒吸着材の製造方法に置いて、前記混合材料に対して水を噴霧することにより水分を供給する。
【００２９】
したがって、混合材料への水分の供給を、実用上、容易な方法で実現することができる。
【００３０】
請求項１０記載の発明は、請求項１ないし９のいずれか一に記載の光触媒吸着材の製造方法において、前記多孔質吸着材は、粉体形状を有している。
【００３１】
したがって、多孔質吸着材の体積を過剰に増加させることなく広い表面積を確保することができる。
【００３２】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の光触媒吸着材の製造方法において、前記有機金属材料は、粉体形状を有している。
【００３３】
したがって、粉体形状とされた多孔質吸着材とより均一に混合させることができる。
【００３４】
請求項１２記載の発明の光触媒吸着材は、表面に複数の孔を有する多孔質吸着材と、請求項１ないし１１のいずれか一に記載の製造方法を用いて前記多孔質吸着材の表面に設けられて有機金属化合物を含む有機金属材料によって形成された結晶被膜と、を具備する。
【００３５】
したがって、格別複雑かつ煩雑な工程を伴うことなく、多孔質材料の表面に有機金属材料の被膜を形成することができる。
【００３６】
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の光触媒吸着材において、前記有機金属材料は、金属イオンに対して有機基が該金属イオンの価数配位結合され、単一での分子サイズが前記多孔質材料が有する孔の開口サイズよりも大きい有機金属材料である。
【００３７】
したがって、多孔質材料の多孔質材料が有する吸着性能を低下させることなく請求項１２記載の発明の作用を奏することが可能になる。
【００３８】
請求項１４記載の発明は、請求項１２記載の光触媒吸着材において、前記有機金属材料は、金属イオンにアセチルアセトン基、ジピバロイルメタネート基、ヘキサフルオロ基またはイソプロピルシクロペンタ基が、該金属イオンの価数配位結合した材料である。
【００３９】
したがって、多孔質材料の多孔質材料が有する吸着性能を低下させることなく請求項１２記載の発明の作用を奏することが可能になる。
【００４０】
請求項１５記載の発明は、請求項１２ないし１４のいずれか一に記載の光触媒吸着材において、前記多孔質吸着材は、微細孔を有してこの微細孔に対象物質を吸着する吸着性能を備える。
【００４１】
したがって、微細孔への吸着によって対象物質を吸着することで、使用期間に左右されることなく吸着機能の性能劣化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００４２】
請求項１記載の発明の光触媒吸着材の製造方法によれば、格別複雑かつ煩雑な工程を伴うことなく、多孔質材料の表面に有機金属材料の被膜を形成することができるので、多孔質材料が本来有する吸着性能を有効に発揮して対象成分を吸着し、吸着した対象成分を有機金属材料を原料として生成される光触媒が有する光触媒機能によって分解・除去することで、吸着材料の吸着飽和による吸着性能の劣化を抑制することができる光触媒吸着材を工業的に適した製造方法によって製造することができる。
【００４３】
請求項２記載の発明の光触媒吸着材の製造方法によれば、格別複雑かつ煩雑な工程を伴うことなく、多孔質材料の表面に有機金属材料の被膜を形成することができるので、多孔質材料が本来有する吸着性能を有効に発揮して対象成分を吸着し、吸着した対象成分を有機金属材料を原料として生成される光触媒が有する光触媒機能によって分解・除去することで、吸着材料の吸着飽和による吸着性能の劣化を抑制することができる光触媒吸着材を工業的に適した製造方法によって製造することができる。
【００４４】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載の光触媒吸着材の製造方法において、実用上確実に請求項１または２記載の発明の効果を奏することができる。
【００４５】
請求項４記載の発明によれば、請求項１、２または３記載の光触媒吸着材の製造方法において、多孔質材料の多孔質材料が有する吸着性能を低下させることなく請求項１、２または３記載の発明の効果を奏することができる。
【００４６】
請求項５記載の発明によれば、請求項１、２または３記載の光触媒吸着材の製造方法において、多孔質材料の多孔質材料が有する吸着性能を低下させることなく請求項１、２または３記載の発明の効果を奏することができる。
【００４７】
請求項６記載の発明によれば、請求項１ないし５のいずれか一に記載の光触媒吸着材の製造方法において、微細孔への吸着によって対象物質を吸着することで、使用期間に左右されることなく吸着機能の性能劣化を抑制することができるので、長期に亘って安定した吸着性能を発揮する光触媒吸着材を提供することができる。
【００４８】
請求項７記載の発明によれば、請求項１または２記載の光触媒吸着材の製造方法において、混合材料への水分の供給を、実用上、容易な方法で実現することができる。
【００４９】
請求項８記載の発明によれば、請求項１ないし６のいずれか一に記載の光触媒吸着材の製造方法において、混合材料への水分の供給を、実用上、容易な方法で実現することができる。
【００５０】
請求項９記載の発明によれば、請求項１ないし６のいずれか一に記載の光触媒吸着材の製造方法に置いて、混合材料への水分の供給を、実用上、容易な方法で実現することができる。
【００５１】
請求項１０記載の発明によれば、請求項１ないし９のいずれか一に記載の光触媒吸着材の製造方法において、多孔質吸着材の体積を過剰に増加させることなく広い表面積を確保することができるので、より高い吸着機能を発揮させることができる。
【００５２】
請求項１１記載の発明によれば、請求項１０記載の光触媒吸着材の製造方法において、粉体形状とされた多孔質吸着材とより均一に混合させることができる。
【００５３】
請求項１２記載の発明の光触媒吸着材によれば、格別複雑かつ煩雑な工程を伴うことなく、多孔質材料の表面に有機金属材料の被膜を形成することができるので、多孔質材料が本来有する吸着性能を有効に発揮して対象成分を吸着し、吸着した対象成分を有機金属材料を原料として生成される光触媒が有する光触媒機能によって分解・除去することで、吸着材料の吸着飽和による吸着性能の劣化を抑制することができる光触媒吸着材を工業的に適した製造方法によって製造することができる。
【００５４】
請求項１３記載の発明によれば、請求項１２記載の光触媒吸着材において、多孔質材料の多孔質材料が有する吸着性能を低下させることなく請求項１２記載の発明の効果を奏することができる。
【００５５】
請求項１４記載の発明によれば、請求項１２記載の光触媒吸着材において、多孔質材料の多孔質材料が有する吸着性能を低下させることなく請求項１２記載の発明の効果を奏することができる。
【００５６】
請求項１５記載の発明によれば、請求項１２ないし１４のいずれか一に記載の光触媒吸着材において、微細孔への吸着によって対象物質を吸着することで、使用期間に左右されることなく吸着機能の性能劣化を抑制することができるので、長期に亘って安定した吸着性能を発揮する光触媒吸着材を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
本発明を実施するための最良の一実施の形態について、図１ないし図４を参照して説明する。本実施の形態は、光触媒機能を有する吸着材（以降、光触媒吸着材とする）への適用例を示す。
【００５８】
特に図示しないが、光触媒吸着材は、光が照射されることにより光触媒機能を発揮する光触媒と、表面に複数の孔を有する多孔質吸着材とを含有している。本実施の形態の光触媒は、有機金属化合物を含む有機金属材料を原料として生成されている。
【００５９】
本実施の形態の有機金属材料および吸着材料は、いずれも粉体形状を有している。光触媒吸着材における有機金属材料は、以下に説明する製造方法によって光触媒吸着材を製造することにより、光触媒の被膜として多孔質吸着材の表面に設けられている。
【００６０】
まず、光触媒吸着材の製造方法について説明する。光触媒吸着材の製造に際しては、有機金属材料と吸着材料とを大気中で混合する。ここに、有機金属化合物を含む有機金属材料と表面に複数の孔を有する多孔質吸着材とを均一に混合する工程が実現されている。
【００６１】
有機金属材料としては、金属イオンに対して有機基が該金属イオンの価数配位結合され、単一での分子サイズが、多孔質材料が有する孔の開口サイズよりも大きい有機金属材料が挙げられる。このような有機金属材料としては、具体的に、金属イオンに、アセチルアセトン基、ジピバロイルメタネート基、ヘキサフルオロ基またはイソプロピルシクロペンタ基が、該金属イオンの価数配位結合した有機金属材料が挙げられる。
【００６２】
また、有機金属材料としてより具体的には、本実施の形態で用いたアセチルアセトナート亜鉛の他に、例えば、ジピバロイルメタネート亜鉛、アセチルアセトナート鉄、ジピバロイルメタネート鉄、アセチルアセトナート銅、ジピバロイルメタネート銅等を挙げることが可能であるが、これらの有機金属材料に特に限定されるものではない。
【００６３】
本実施の形態では、有機金属材料としてアセチルアセトナート亜鉛の粉末を用いた。また、本実施の形態では、吸着材料として天然ゼオライトの微粉末を用いた。ここでは、１０ｇのアセチルアセトナート亜鉛と、５０ｇの天然ゼオライトとを混合した。本実施の形態の天然ゼオライトの微粉末の粒径は、１０μｍ以下に設定されている。
【００６４】
有機金属材料と吸着材料とを十分に混合した後、この混合材料に対して、２０ｍｌの蒸留水を添加する。ここに、均一に混合した有機金属材料と多孔質吸着材との混合材料に水分を供給する工程が実現されている。
【００６５】
本実施の形態では、混合材料への水分の供給に際して、混合材料中に水蒸気を導入することにより水分を供給しても、混合材料中に液体状態の水を導入することにより水分を供給しても、混合材料に対して水を噴霧することにより水分を供給してもよい。
【００６６】
いずれの方法によって水分を供給しても、混合材料への水分の供給を、実用上、容易な方法で実現することができる。
【００６７】
続いて、蒸留水が添加された混合材料を耐熱容器に移し、１００℃までゆっくり加熱する。１００℃に加熱された混合材料中の水分がなくなるまで混合材料を一定温度（１００℃）に保持する。本実施の形態では、約２０分間、混合材料を１００℃に保持した。ここに、水分が供給された混合材料を第一の温度範囲内の温度で加熱する工程が実現されている。なお、水分が供給された混合材料を加熱する温度は、１００℃に限るものではなく、４０℃以上３００℃以下を第一の温度範囲とし、この第一の温度範囲内の温度で混合材料を加熱すればよい。第一の温度範囲は、後述する第二の温度範囲での加熱に際して、加熱対象となる混合材料が気化等によって消失することがないように該混合材料を変質させる温度範囲である。なお、本実施の形態の有機金属材料および吸着材料を用いた場合、第一の温度範囲を５０℃以上２００℃以下に設定することで、後述する第二の温度範囲での加熱に際して、加熱対象となる混合材料の気化等による消失をより確実に防止することが可能である。
【００６８】
水分がなくなった後、この混合材料を７００℃まで加熱する。このとき、混合材料に対して酸素を供給しながら加熱を行なった。また、加熱の速度は、混合材料の温度が２℃／分で上昇するように調整した。混合材料の温度が７００℃に達した後、この混合材料を７００℃で２時間保持する。ここに、第一の温度範囲内の温度で加熱された混合材料を酸素ガスまたは酸素元素を含むガスを含むガス中で、第一の温度範囲よりも高い第二の温度範囲内の温度で加熱する工程が実現されている。なお、第二の温度範囲は、上述した第一の温度範囲よりも高い温度範囲であればよく、３５０℃より高く１０００℃未満の範囲であることが好ましい。第二の温度範囲は、上述した第一の温度範囲で変質させた混合材料を酸化させることで光触媒機能を発揮する光触媒の組成を有する化合物を生成する温度範囲である。なお、本実施の形態の有機金属材料および吸着材料を用いた場合、第二の温度範囲を５００℃以上８００℃以下に設定することで、吸着材料の表面への有機金属材料の被膜をより確実に形成することが可能である。
【００６９】
２時間後、室温に放置し、自然冷却することで光触媒吸着材を製造した。このようにして製造した光触媒吸着材は、吸着材料の表面に形成した有機金属材料の被膜（光触媒）によって該吸着材料に吸着された対象物質を分解することで吸着材料における吸着飽和の発生を抑制し、かつ、吸着材料による吸着性能の再生（復元）が可能である。
【００７０】
このようにして製造した光触媒吸着材をＸＲＤ測定した。その結果を図１に示す。図１には、ゼオライト単体（図１中破線で示すグラフ）、および、上述した製造方法で製造した光触媒吸着材（図１中実線で示すグラフ）のＸＲＤ測定結果がそれぞれ示されている。
【００７１】
ここで、ＸＲＤ（Ｘ−Ｒａｙ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ：Ｘ線回折法）測定とは、波動の回折現象を利用し、物質中の原子・分子配置の周期性に関する情報を得る方法である。図２に示すように、ＸＲＤ測定を行なうＸＲＤ装置１では、Ｘ線源２より、サンプル（本実施の形態では、光触媒吸着材）３の表面に対して波長（λ）の細いＸ線ビームを照射し、検出器４を用いて、サンプル３の結晶粒子の面間隔（ｄ）の格子面で、ブラグの式（ｎλ＝２ｄｓｉｎθ）を満たすように回折された回折線の角度２θ（図１中横軸）と強度（図１中縦軸）とを測定する。このＸＲＤ測定により結晶性（結晶化度）や結晶の配向性を測定したり、結晶性物質を同定したり、薄膜などの表面の残留応力値を測定したりすることができる。ＸＲＤ測定では、サンプル３を回転させながら角度θを連続的に変化させ、検出器４の位置が２θとなるように光学的に関係づけながら回転させて、回折されたサンプル３の表面部分から出てくるＸ線を検出する。
【００７２】
図１から判るように、上述した製造方法で製造した光触媒吸着材のグラフには、酸化亜鉛の結晶ピークが認められる。これにより、天然ゼオライト表面に酸化亜鉛の結晶被膜が形成されていることが確認できる。また、図１から判るように、上述した製造方法で製造した光触媒吸着材のグラフから、酸化亜鉛の結晶被膜が形成されたゼオライトの結晶構造が変化していないことが認められる。
【００７３】
このように、本実施の形態では、有機金属化合物を含む有機金属材料と表面に複数の孔を有する多孔質吸着材とを均一に混合する工程と、均一に混合した有機金属材料と多孔質吸着材との混合材料に水分を供給する工程と、水分が供給された混合材料を第一の温度範囲内の温度で加熱する工程と、第一の温度範囲内の温度で加熱された混合材料を酸素ガスまたは酸素元素を含むガスを含むガス中で、第一の温度範囲よりも高い第二の温度範囲内の温度で加熱する工程と、を具備する光触媒吸着材の製造方法によって光触媒吸着材を製造することで、格別複雑かつ煩雑な工程を伴うことなく、多孔質材料の表面に有機金属材料の被膜を形成することができるので、多孔質材料が本来有する吸着性能を有効に発揮して対象成分を吸着し、吸着した対象成分を有機金属材料を原料として生成される光触媒が有する光触媒機能によって分解・除去することで、吸着材料の吸着飽和による吸着性能の劣化を抑制することができる光触媒吸着材を工業的に適した製造方法によって製造することができる。
【００７４】
なお、光触媒吸着材の製造方法は上述した実施の形態の方法に限るものではなく、有機金属化合物を含む有機金属材料と表面に複数の孔を有する多孔質吸着材とに対して水分を供給しながら有機金属材料と多孔質吸着材とを均一に混合する工程と、有機金属材料と多孔質吸着材との混合材料を第一の温度範囲内の温度で加熱する工程と、第一の温度範囲内の温度で加熱された混合材料を酸素ガスまたは酸素元素を含むガスを含むガス中で、第一の温度範囲よりも高い第二の温度範囲内の温度で加熱する工程と、を具備する光触媒吸着材の製造方法によって光触媒吸着材を製造するようにしてもよい。
【００７５】
このような方法によっても、上述と同様に、格別複雑かつ煩雑な工程を伴うことなく、多孔質材料の表面に有機金属材料の被膜を形成することができるので、多孔質材料が本来有する吸着性能を有効に発揮して対象成分を吸着し、吸着した対象成分を有機金属材料を原料として生成される光触媒が有する光触媒機能によって分解・除去することで、吸着材料の吸着飽和による吸着性能の劣化を抑制することができる光触媒吸着材を工業的に適した製造方法によって製造することができる。
【００７６】
また、第一の温度範囲を４０℃以上３００℃以下の範囲とし、第二の温度範囲を３５０℃より高く１０００℃未満の範囲とすることで、実用上確実に上述した効果を奏することができる。
【００７７】
また、本実施の形態では、金属イオンに対して有機基が該金属イオンの価数配位結合され、単一での分子サイズが多孔質材料が有する孔の開口サイズよりも大きい有機金属材料を用いることにより、多孔質材料の外形をなす表面部分にのみ有機金属材料の被膜を形成することができるので、多孔質材料が有する吸着性能を低下させることなく上述した効果を奏することができる。
【００７８】
このとき、有機金属材料として、金属イオンにアセチルアセトン基、ジピバロイルメタネート基、ヘキサフルオロ基またはイソプロピルシクロペンタ基が、該金属イオンの価数配位結合した材料を有機金属材料として用いることにより、実用上確実に上述した効果を奏することができる。
【００７９】
本実施の形態では、多孔質吸着材は、微細孔を有してこの微細孔に対象物質を吸着する吸着性能を備えるため、吸着機能の性能劣化を抑制し、長期に亘って安定した吸着性能を発揮する光触媒吸着材を提供することができる。
【００８０】
また、本実施の形態では、有機金属材料および吸着材料は、いずれも粉体形状を有しているため、多孔質吸着材に関しては、多孔質吸着材が占有する体積を過剰に増加させることなく広い表面積を確保することができるので、より高い吸着機能を発揮させることができ、また、有機金属材料に関しては、粉体形状とされた多孔質吸着材とより均一に混合させることができるので、より安定した性能を有する光触媒吸着材を提供することができる。
【００８１】
次に、このようにして製造された光触媒吸着材の吸着機能および光触媒機能を測定した。まず、光触媒吸着材の吸着機能の測定として、３０ｐｐｍアンモニアガスに対する吸着性能を測定した。本実施の形態では、３０ｐｐｍアンモニアガスを充填した３ｌテドラーバッグ中に光触媒吸着材を入れ、所定時間経過後のテドラーバッグ中におけるアンモニア残存率（％）を測定することで、３０ｐｐｍアンモニアガスに対する吸着性能を、ゼオライト単体および光触媒吸着材のそれぞれに対して測定した。なお、測定は５回行なった。また、このとき、照射された光には、波長４００ｎｍ以下の光も含まれている。
【００８２】
ここで、図３は、上述した吸着性能の測定１回目の結果を示すグラフである。図３から判るように、１回目の測定では、ゼオライト単体および光触媒吸着材は、同等程度のアンモニア吸着性能を有していることが判る。
【００８３】
図４は、上述した吸着性能の測定５回目の結果を示すグラフである。図４から判るように、５回目の測定では、ゼオライト単体のアンモニア吸着性能と比較して、光触媒吸着材のアンモニア吸着性能が高いことが判る。これは、ゼオライト単体では吸着飽和が発生しアンモニア吸着性能が劣化していることに対し、光触媒吸着材料では吸着飽和が発生していないためである。また、図４から判るように、光触媒吸着材料では、測定１回目と５回目とでのアンモニア吸着性能が同等であることが判る。すなわち、光触媒吸着材料では吸着飽和が発生していないことが判る。
【００８４】
次に、光触媒吸着材の光触媒機能を測定した。本実施の形態では、光触媒吸着材に対して４００ｎｍ以下の波長の光を照射した際の光触媒能力を測定した。この結果、良好な光触媒機能を発現することが確認された。なお、本実施の形態では、光触媒吸着材における吸着性能が飽和しない（吸着飽和が発生しない）ことをもって光触媒機能を判定した。
【００８５】
ところで、吸着材料は、光照射の有無に応じてその吸着量が変動し、光が照射されることにより吸着許容量が低下することが知られている。本実施の形態の光触媒吸着材における天然ゼオライトは、波長４００ｎｍの光が照射された場合にその吸着性能を低下させ、吸着したガス成分等を大気中へ放出する。なお、光触媒吸着材によって吸着され大気中へ放出されるガス成分は、吸着されたガス成分の種類によって異なる。本実施の形態では、例えば、ＮＯｘ等のガス成分に見られる現象について示している。なお、アンモニアをガス成分とする場合、光触媒吸着材に対して４００ｎｍ以下の波長の光を照射したもガス成分は放出されない。
【００８６】
このため、光の照射タイミングを調整し、例えば、光触媒吸着材の周囲において除去対象とするガス成分の濃度が高い場合には吸着材料による対象ガス成分の吸着を優先して光触媒吸着材への光照射を減少させ、一方で光触媒吸着材の周囲における除去対象とするガス成分の濃度が低い場合には光触媒機能を優先させて光触媒吸着材への光照射を増加させることで、吸着機能と光触媒機能とを相俟って発揮させることができる。これによって、臭いを発するガス成分や毒ガス成分を短時間で吸着するとともに、吸着した除去対象ガス成分を光触媒機能によって長時間に亘って分解・除去することができ、吸着機能と光触媒機能とを長期に亘って安定して発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明を実施するための最良の一実施の形態の光触媒吸着材のＸＲＤ測定結果を示すチャートである。
【図２】ＸＲＤ装置の測定原理を説明する模式図である。
【図３】ゼオライト単体および光触媒吸着材吸着性能の測定１回目の結果を示すグラフである。
【図４】ゼオライト単体および光触媒吸着材吸着性能の測定５回目の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８８】
３      光触媒吸着材
【図１】
2005103354.tif 000003
【図２】
2005103354.tif 000004
【図３】
2005103354.tif 000005
【図４】
2005103354.tif 000006