(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内径２〜５０ｍｍの無機質繊維スリーブに光触媒を担持させ賦形させた筒状あるいはラシヒリング状の光触媒構造体を、光透過性のある反応管内に複数個を当接するようにして充填し、
前記無機質繊維スリーブが酸化珪素を主成分とする無機質繊維で構成され、前記光触媒は、主成分が酸化チタンとし、前記光触媒構造体は、組成式ＡＯｘで表される酸化物を主成分とする無機質繊維スリーブを基材とし、該基材にＢＯｙで表される光触媒をＡ−Ｏ−Ｂなる結合層を介して被覆して構成され、
前記光透過性のある反応管の材質が、ガラス、石英ガラス、フッ素樹脂の何れかから構成し、
該反応管内に被処理流体を通過させつつ外部から光を照射することを特徴とする有機物分解方法。
【請求項２】
光透過性のある反応管内に、内径２〜５０ｍｍの無機質繊維スリーブに光触媒を担持させ賦形させた筒状あるいはラシヒリング状の光触媒構造体を複数個を当接するようにして充填し、該反応管の外部に光源を備えるようにし、
前記無機質繊維スリーブが酸化珪素を主成分とする無機質繊維で構成され、前記光触媒は、主成分が酸化チタンとし、前記光触媒構造体は、組成式ＡＯｘで表される酸化物を主成分とする無機質繊維スリーブを基材とし、該基材にＢＯｙで表される光触媒をＡ−Ｏ−Ｂなる結合層を介して被覆して構成され、
前記光透過性のある反応管の材質が、ガラス、石英ガラス、フッ素樹脂の何れかから構成したことを特徴とする有機物分解装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、無機質繊維スリーブを基材とした光触媒構造体を用いた気相や液相での有機物分解方法並びに分解装置に関する。さらに詳しくは、比較的長寿命で大処理量が可能な光触媒式有機物分解方法と分解装置を提供することを目的とする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無機質繊維スリーブを基材とした光触媒構造体は、形状保持性が高く、高い反応活性を有し、比較的軽量な材料として、気相や液相中の有機物分解に用いられている。この光触媒構造体を有機物分解に使用する方法として、特開平１０−２８８６７号公報に記載されているように、筒状に賦形した光触媒構造体を処理流体の経路である反応管の中に設置し、さらに筒状の光触媒構造体の中に光源を配置する方法、いわゆる内部照射方式が一般にとられてきた。この方法は、反応サイトである光触媒構造体と処理流体が効率良く接触することや、光源と光触媒構造体が比較的近接しているため光エネルギを効率良く利用できることなどの利点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記内部照射式では光源が気体や液体などの処理流体に直接暴露されるため、光源の構成材であるガラス管の表面などが徐々に汚れ、時間とともに効率が低下するといった問題があった。特に処理流体が液相である場合、液相中のＣａなどの無機成分によって表面汚れが大きく、長期間の連続使用は困難であった。
また、流体経路内に光源があるため構造抵抗が大きく、大きな流量をとることができないといった欠点があった。
本発明は、これら従来技術の欠点を解消し、光源の汚れによる効率低下を抑制し、かつ大流量を処理できる有機物分解方法を提案する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記欠点を解決するため鋭意検討の結果、光源を反応管の外部に配置し、反応管の中に光触媒構造体を充填させることにより、光源の汚れによる効率低下を抑制し、かつ大流量を処理できることを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明の有機物分解方法は請求項１に記載の通り、内径２〜５０ｍｍの無機質繊維スリーブに光触媒を担持させ賦形させた筒状あるいはラシヒリング状の光触媒構造体を、光透過性のある反応管内に複数個を当接するようにして充填し、前記無機質繊維スリーブが酸化珪素を主成分とする無機質繊維で構成され、前記光触媒は、主成分が酸化チタンとし、前記光触媒構造体は、組成式ＡＯｘで表される酸化物を主成分とする無機質繊維スリーブを基材とし、該基材にＢＯｙで表される光触媒をＡ−Ｏ−Ｂなる結合層を介して被覆して構成され、前記光透過性のある反応管の材質が、ガラス、石英ガラス、フッ素樹脂の何れかから構成し、該反応管内に被処理流体を通過させつつ外部から光を照射することを特徴とする。
本発明の有機物分解装置は請求項２に記載の通り、光透過性のある反応管内に、内径２〜５０ｍｍの無機質繊維スリーブに光触媒を担持させ賦形させた筒状あるいはラシヒリング状の光触媒構造体を複数個を当接するようにして充填し、該反応管の外部に光源を備えるようにし、前記無機質繊維スリーブが酸化珪素を主成分とする無機質繊維で構成され、前記光触媒は、主成分が酸化チタンとし、前記光触媒構造体は、組成式ＡＯｘで表される酸化物を主成分とする無機質繊維スリーブを基材とし、該基材にＢＯｙで表される光触媒をＡ−Ｏ−Ｂなる結合層を介して被覆して構成され、前記光透過性のある反応管の材質が、ガラス、石英ガラス、フッ素樹脂の何れかから構成したことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
前記無機質繊維スリーブは、筒状の形状を達成するためには予め管状に編んだ繊維加工品を用いる必要があり、この無機質繊維スリーブの内径（ｍｍ）及び単重（ｇ／ｍ）は、特に限定されるものではないが、取り扱い性や酸化物の担持量の関係から、２〜５０ｍｍ、２〜１３０ｇ／ｍとする。
【０００６】
また、無機質繊維スリーブの材質は、ガラスやセラミック等、主成分としてＡ＝Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ等の酸化物を有するものであればよい。なかでも、酸化物薄膜と強固な結合を形成できる酸化珪素を主成分とした無機質繊維体が好ましい。ここでいう、酸化珪素を含む無機質繊維とは、例えば、石英ガラス、高石英ガラス、Ｅガラス、Ｃガラス、Ｓガラス、Ａガラス等からなる繊維が挙げられるが、経済性からＥガラス繊維が好ましい。無機質繊維の平均繊維径は、特に限定されるものではないが、製造可能でしかも繊維体に加工するのが容易であることから、０．１〜２０ミクロンが好ましい。
【０００７】
前記光触媒としては、Ｂ＝Ｔｉ，Ｚｎなどの酸化物等、数多くのものが提案されているが、分解効率や安全性、安定性の点から酸化チタンとする。また、該酸化チタンに、白金、パラジウム、ロジウム、金、銀、銅等の貴金属あるいはそれらの貴金属塩類を担持させても良い。
【０００８】
反応管は、外部に設置した光源の光エネルギを内部の光触媒構造体に到達させることが必要であるため、光透過性の材質を用いる。主にガラス、石英ガラス、光透過型フッ素樹脂などの材質が有効である。特に液相系で用いる場合には、汚れを防止するために光透過型フッ素樹脂の使用が効果的である。
【０００９】
光源は、低圧水銀灯や殺菌灯あるいはブラックライト蛍光灯等を用いるとよいが、反応速度を考慮しなければ一般蛍光灯でもかまわない。
【００１０】
【実施例】
次に、より具体的な実施例を比較例と共に説明する。
（参考例１）
内径５ｍｍφのＥガラス繊維スリーブに酸化チタンを担持させた光触媒構造体を、１ｍの長さに切断し円筒状光触媒構造体１１を作製した。この構造体を内径４５ｍｍφの光透過型フッ素樹脂製反応管２の中に充填した。光源３は三共電気（株）製殺菌ランプＧＬ−４０を用い反応管２の外部に配置した。
【００１１】
この反応管２にトリクロロエチレンを含む排水をポンプで送り、このときの通過流量とトリクロロエチレン分解率を測定した。結果、表１に示すようにトリクロロエチレン分解率はほとんど低下することなく、処理流量を１５ｌ／ｍｉｎと大きくすることが可能となった。また、３０００時間経過後の分解率もほとんど低下することなく、長寿命であることが明らかになった。
ここで、図１は、参考例の円筒状光触媒構造体の外観図である。また、図２は、前記円筒状光触媒構造体を組み込んだ有機物分解方法の一例である。
【００１２】
（実施例２）
内径５ｍｍφのＥガラス繊維スリーブに酸化チタンを担持させた光触媒構造体を、２０ｍｍの長さに切断しラシヒリング状光触媒構造体１２を作製した。この構造体を内径４５ｍｍφの光透過型フッ素樹脂製反応管２の中に充填した。光源３は三共電気（株）製殺菌ランプＧＬ−４０を用い反応管２の外部に配置した。
【００１３】
この反応管２にトリクロロエチレンを含む排水をポンプで送り、このときの通過流量とトリクロロエチレン分解率を測定した。結果、表１に示すようにトリクロロエチレン分解率はほとんど低下することなく、処理流量を１０ｌ／ｍｉｎと大きくすることが可能となった。また、３０００時間経過後の分解率もほとんど低下することなく、長寿命であることが明らかになった。
ここで、図３は本実施例のラシヒリング状光触媒構造体の外観図である。また、図４は、前記ラシヒリング状光触媒構造体を組み込んだ有機物分解方法の一例である。
【００１４】
（比較例）
比較例として、従来の内部照射方式について説明する。
内径４０ｍｍφのＥガラス繊維スリーブに酸化チタンを担持させた光触媒構造体を、１ｍの長さに切断し大円筒状光触媒構造体１３を作製した。この構造体を内径４５ｍｍφの光透過型フッ素樹脂製反応管２の中に充填した。光源３は三共電気（株）製殺菌ランプＧＬ−４０を用い大円筒状光触媒構造体１３の内部に配置した。
【００１５】
この反応管２にトリクロロエチレンを含む排水をポンプで送り、このときの通過流量とトリクロロエチレン分解率を測定した。結果、表１に示すようにトリクロロエチレン分解率はほとんど変わらないが、処理流量が３ｌ／ｍｉｎと非常に小さく大流量処理には不向きであることが明らかになった。また、３０００時間経過後の分解率は、初期の１／２と小さくなり、光源の汚れによる性能低下が起こっていることが明らかになった。
ここで、図５は本比較例の大円筒状光触媒構造体の外観図である。また、図６は、前記大円筒状光触媒構造体を組み込んだ内部照射方式の比較例である。
【００１６】
【表１】
0004588856.tif 000002
【００１７】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、長寿命かつ大処理量が達成可能な光触媒式有機物分解方法と分解装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  参考例に用いる円筒状光触媒構造体の一例を示したものである。
【図２】  参考例の有機物分解方法の一例を示したもので、円筒状光触媒構造体を充填した反応管の外部に光源を配置したものである。
【図３】  本発明に用いるラシヒリング状光触媒構造体の一例を示したものである。
【図４】  本発明の有機物分解方法の一例を示したもので、ラシヒリング状光触媒構造体を充填した反応管の外部に光源を配置したものである。
【図５】  比較例に用いた大円筒状光触媒構造体の一例を示したものである。
【図６】  比較例の有機物分解方法の一例を示したもので、大円筒状光触媒構造体の内部に光源を配置したものである。
【符号の説明】
２  反応管
３  光源
１１  円筒状光触媒構造体
１２  ラシヒリング状光触媒構造体
１３  大円筒状光触媒構造体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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