(57)【要約】【課題】  有害物を分解することにより浄化できる有害物浄化材料と、該有害物浄化材料を用いた有害物の浄化方法を提供する。【解決手段】  有害物を分解して浄化するための有害物浄化材料であって、光触媒機能を有する層状リン酸塩を含有することを特徴とする有害物浄化材料と、該有害物浄化材料に、有害物の共存下で、波長が２８０ｎｍ以下の紫外線を照射して上記有害物を分解することを特徴とする有害物の浄化方法である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有害物を分解して浄化するための有害物浄化材料であって、
光触媒機能を有する層状リン酸塩を含有することを特徴とする有害物浄化材料。
【請求項２】
上記層状リン酸塩は、波長が２８０ｎｍ以下の紫外線を照射することにより光触媒機能を発揮し得るものである請求項１に記載の有害物浄化材料。
【請求項３】
上記層状リン酸塩は、トリポリリン酸二水素アルミニウムまたはその二水和物である請求項２に記載の有害物浄化材料。
【請求項４】
上記層状リン酸塩は、アンモニアがインターカレートされた、トリポリリン酸二水素アルミニウムまたはその二水和物である請求項２に記載の有害物浄化材料。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の有害物浄化材料に、有害物の共存下で、波長が２８０ｎｍ以下の紫外線を照射して上記有害物を分解することを特徴とする有害物の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有害物を分解・浄化するための有害物浄化材料と、該材料を用いた有害物の浄化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルデヒド、硫化水素などの悪臭ガスを始めとする各種の有害物を除去する材料としては、例えば、化学吸着機能を有する臭素添着活性炭（特許文献１）や層状リン酸塩（特許文献２、３、非特許文献１）などが知られている。
【０００３】
上記の各材料は、その化学吸着機能によって有害物を吸着し除去することができるものの、除去できる有害物の種類が限定的であるといった欠点も抱えている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３３３９７号公報
【特許文献２】特公昭５８−５０９７号公報
【特許文献３】特開平９−２７６３８０号公報
【非特許文献１】第１５回無機リン化学討論会講演要旨集、日本無機リン化学会、平成１５年１０月１４日〜１５日、ｐ．１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、有害物を分解することにより浄化できる有害物浄化材料と、該有害物浄化材料を用いた有害物の浄化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成し得た本発明の有害物浄化材料は、有害物を分解して浄化するためのものであって、光触媒機能を有する層状リン酸塩を含有することを特徴とするものである。
【０００７】
上記の層状リン酸塩としては、波長が２８０ｎｍ以下の紫外線を照射することにより光触媒機能を発揮し得るものが挙げられ、より具体的には、トリポリリン酸二水素アルミニウムまたはその二水和物；若しくはアンモニアがインターカレートしているトリポリリン酸二水素アルミニウムまたはその二水和物；が好ましい。
【０００８】
また、上記本発明の有害物浄化材料に、有害物の共存下で、波長が２８０ｎｍ以下の紫外線を照射して上記有害物を分解する有害物の浄化方法も、本発明に包含される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の有害物浄化材料は、光触媒機能により有害物を分解して無害化できる。
【００１０】
また、本発明法によれば、有害物を良好に分解して無害化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、特定の層状リン酸塩が、特定波長の光を照射することによって光触媒機能を発揮でき、この機能により良好に有害物を分解して無害化できることを見出し、本発明を完成させた。
【００１２】
すなわち、本発明の有害物浄化材料は、光触媒機能を有する層状リン酸塩を含有するものである。
【００１３】
上記の層状リン酸塩としては、例えば、波長が２８０ｎｍ以下の紫外線を照射することにより光触媒機能を発揮でき、この機能により有害物を分解・浄化し得るものが挙げられる。
【００１４】
上記のような光触媒機能を有する層状リン酸塩としては、例えば、トリポリリン酸二水素アルミニウム（ＡｌＨ２Ｐ３Ｏ１０）またはその二水和物（ＡｌＨ２Ｐ３Ｏ１０・２Ｈ２Ｏ）、層状リン酸ジルコニウム［Ｚｒ（ＨＰＯ４）２・Ｈ２Ｏ］、層状リン酸チタニウム［Ｔｉ（ＨＰＯ４）２・Ｈ２Ｏ］、層状リン酸セリウム［Ｃｅ（ＨＰＯ４）２・１．３３Ｈ２Ｏ］などが挙げられる。
【００１５】
上記例示の各層状リン酸塩は、上記の光触媒機能に加えて、アルカリ性化学物質（例えば、アンモニア、アミンなど）を化学吸着し得る機能も有している。よって、これらの層状リン酸塩を含有する有害物浄化材料では、２８０ｎｍ以下の紫外線を照射することにより各種の有害物を分解・浄化できると共に、アルカリ性化学物質である有害物については、こうした光触媒機能を発揮させるための光を照射していない状況下においても、その化学吸着機能により吸着・除去することができる。
【００１６】
また、上記のような光触媒機能を有する層状リン酸塩として、上記例示の層状リン酸塩、すなわち、トリポリリン酸二水素アルミニウムまたはその二水和物、層状リン酸ジルコニウム、層状リン酸チタニウム、若しくは層状リン酸セリウムなどに、アンモニアまたはアミンがインターカレートされているものも挙げられる。
【００１７】
層状リン酸塩にインターカレートされる上記アミンとしては、例えば、化学式：Ｈ２ＮＣ２Ｈ４（ＮＨＣ２Ｈ４）ｘ−１ＮＨ２［ただし、ｘは１〜５の整数］で表されるポリアミン、化学式：Ｈ２ＮＣ３Ｈ５（ＮＨＣ３Ｈ６）ｙ−１ＮＨ２［ただし、ｙは１〜３の整数］で表されるポリアミン、などが挙げられる。具体的には、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、プロピレンジアミン、ジプロピレントリアミン、トリプロピレンテトラミンなどが例示できる。
【００１８】
アンモニアやアミンがインターカレートされている層状リン酸塩においては、インターカレートされたアンモニアやアミンの量は、例えば、層状リン酸塩１ｇに対し、０．５〜４ｍｍｏｌ程度であることが好ましい。
【００１９】
上記の各アミンやアンモニアは、１種のみが層状リン酸塩にインターカレートされていてもよく、２種以上が層状リン酸塩にインターカレートされていても構わない。
【００２０】
上記例示の、アンモニアまたはアミンがインターカレートされた層状リン酸塩は、上記の光触媒機能に加えて、酢酸、アセトアルデヒド、硫化水素などのガスを吸着し得る機能も有している。よって、これらの層状リン酸塩を含有する有害物浄化材料では、２８０ｎｍ以下の紫外線を照射することにより各種の有害物を分解・浄化できると共に、酢酸、アセトアルデヒド、硫化水素などのガスを含む悪臭ガスなどの有害物については、こうした光触媒機能を発揮させるための光を照射していない状況下においても、その化学吸着機能により吸着・除去することができる。
【００２１】
上記の層状リン酸塩は、例えば、特開平３−１５０２１４号公報に記載の製法により得ることができる。また、上記の、アンモニアまたはアミンがインターカレートされた層状リン酸塩は、例えば、特開平９−２７６３８０号公報（上記特許文献４）に記載の製法により得ることができる。
【００２２】
本発明の有害物浄化材料では、上記例示の層状リン酸塩、または上記例示の、アンモニア若しくはアミンがインターカレートされた層状リン酸塩を、１種のみ含有していてもよく、２種以上含有していても構わない。
【００２３】
本発明の有害物浄化材料の形態については、特に制限は無く、例えば、粉末状、水などの分散媒に分散させた分散品、造粒成形品などの各種形態をとることができる。
【００２４】
本発明の有害物浄化材料は、少なくとも、光触媒機能を有する層状リン酸塩を含有していればよい。よって、上記有害物浄化材料は、光触媒機能を有する層状リン酸塩のみで構成されていてもよいが、必要に応じて他の材料を、本発明の効果を損なわない範囲で含有していてもよい。
【００２５】
例えば、本発明の有害物浄化材料が水に分散させた分散品の形態である場合には、好ましくは各種界面活性剤などの公知の分散剤を用いることが好ましく、これにより層状リン酸塩の水に対する分散性を高めることができる。
【００２６】
他方、例えば、本発明の有害物浄化材料が造粒成形品の形態である場合には、添加剤として、アクリル樹脂エマルション、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニルエマルション、エチレン−酢酸ビニル共重合体、メチルセルロースなどのバインダーを含有させて、その成形性を高めることが好ましく、また、必要に応じて、ベントナイト、ホワイトカーボン、ゼオライト、セピオライトなどの各種材料を更に含有させて、これらの材料による機能を持たせてもよい。
【００２７】
本発明の有害物浄化材料を用いて有害物を浄化するには、有害物の共存下で、例えば波長が２８０ｎｍ以下の紫外線、好ましくは２１０〜２８０ｎｍの波長の紫外線を照射すれ  ばよく、これにより、有害物を分解して無害化することにより浄化が達成できる。
【００２８】
本発明の有害物浄化材料は、その光触媒機能によって、悪臭ガスなどの他、アレルゲン、ウイルス、微生物、植物などの各種の有機物である有害物を分解・浄化することができ、例えば、硫化ジメチル、メチルメルカプタン、硫化水素などの硫黄含有有機化合物の分解・浄化に特に有効である。また、上記例示の特定の層状リン酸塩を用いた場合には、それらの化学吸着機能に基づいて、光触媒機能を発揮させるための光を照射していないときにも、特定種の有害物については、吸着・除去することもできる。
【００２９】
よって、本発明の有害物浄化材料は、上述の、粉末状、水などの分散媒に分散させた分散品、造粒成形品などの形態で、各種奪取装置などの産業用機器；エアコンディショナーや空気清浄機などの家電製品；カーテン、カーペットなどの繊維製品；食品包装フィルム、シート、紙、雑貨などの各種家庭用製品；内装塗料、壁紙、壁材、天井材、接着剤などの建築用品；などの各種用途に使用でき、その工業的価値は顕著である。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に述べる。ただし、下記実施例は本発明を制限するものではなく、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施をすることは、全て本発明の技術的範囲に包含される。
【００３１】
実施例１
有害物浄化材料をトリポリリン酸二水素アルミニウム二水和物［テイカ社製「Ｋ−ＦＲＥＳＨ♯１００Ｐ」（商品名）］で構成した。この有害物浄化材料１．００ｇを入れた試料皿（５４×７０×５ｍｍ）を反応容器内（外寸法：長さ４１．５ｃｍ、幅１０．５ｃｍ、高さ５ｃｍ）に入れた。反応容器上面は石英ガラスをパッキングで挟み、ネジで固定した。反応容器の入口と出口とにガスサンプリング口を設け、入口から代表的な悪臭物質である硫化ジメチル（以下、ＤＭＳ）を１．０Ｌ／ｍｉｎの流量で流通させた。ギャップは２ｍｍとした。２５％オキシジプロピオニトリル（ＯＤＰＮ）／ＵｎｉｐｏｒｔＡ（６０／８０ｍｅｓｈ）を充填した内径３ｍｍ、長さ３ｍのカラム（ジーエルサイエンス社製）を用いたガスクロマトグラフ（島津製作所製「ＧＣ１５Ａ型」）で、反応容器の入口と出口のガス濃度を定量し、入口と出口とのガス濃度が同じになった時点で、波長２５４ｎｍの紫外線を、反応容器上面における強度が１ｍＷｃｍ−２となるように照射し、その際のＤＭＳの光分解除去率を下式（１）により求めた。結果を表１に示す。
【００３２】
光分解除去率（％）＝（照射前ＤＭＳガス濃度−照射後ＤＭＳガス濃度）
／照射前ＤＭＳガス濃度×１００              （１）
【００３３】
また、上記の紫外線照射によるＤＭＳの分解反応によって生成するＣＯ２生成率を下式（２）により求めたところ、５９．０％であった。
ＣＯ２生成率（％）＝（照射後ＣＯ２ガス濃度−照射前ＣＯ２ガス濃度）
／理論ＣＯ２生成濃度×１００                  （２）
【００３４】
なお、上式（１）および（２）における「照射前」、「照射後」は、それぞれ紫外線の照射前、照射後を意味している。
【００３５】
実施例２
アンモニアがインターカレートされたトリポリリン酸二水素アルミニウム［テイカ社製「Ｋ−ＦＲＥＳＨ  ４１５０」（商品名）］で構成された有害物浄化材料を用いた他は、実施例１と同様にしてＤＭＳの分解試験を行った。結果を表１に示す。
【００３６】
実施例３
特開平３−１５０２１４号公報の実施例３に記載の方法に準じて作製した層状リン酸ジルコニウムで構成された有害物浄化材料を用いた他は、実施例１と同様にしてＤＭＳの分解試験を行った。結果を表１に示す。
【００３７】
実施例４
特開平３−１５０２１４号公報の実施例４に記載の方法に準じて作製した層状リン酸チタニウムで構成された有害物浄化材料を用いた他は、実施例１と同様にしてＤＭＳの分解試験を行った。結果を表１に示す。
【００３８】
実施例５
特開平３−１５０２１４号公報の実施例１に記載の方法に準じて作製した層状リン酸セリウムで構成された有害物浄化材料を用いた他は、実施例１と同様にしてＤＭＳの分解試験を行った。結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
2007117868.tif 000002
【００４０】
表１から明らかなように、実施例１〜５の有害物浄化材料に、有害物であるＤＭＳの共存下で、特定波長の紫外線を照射することにより、ＤＭＳを分解・浄化できることが分かる。
【００４１】
なお、参考までに、実施例１および実施例２の有害物浄化材料について、これらの化学吸着機能による有害物の吸着試験も行った。
【００４２】
実施例１の有害物浄化材料については、アルカリ性化学物質であるアンモニアの吸着試験を行った。実施例１の有害物浄化材料０．５ｇを３Ｌ容量のにおい袋に入れ、１，１００ｐｐｍ濃度のアンモニアガスを注入し、３０分後に残存ガス濃度をガス検知管（ガステック社製）にて測定したところ、０ｐｐｍであった。
【００４３】
におい袋内の気体を追い出し、窒素ガスを注入した。この操作を２回行った後、におい袋容量の約２割分の窒素ガスを注入し、密閉後、これを６０℃の恒温機に入れた。２時間後、におい袋を取り出し、これに窒素ガスを充填し、直ちに、におい袋内のガス濃度をガス検知管にて測定したところ、０ｐｐｍであった。すなわち、この条件下においては、実施例１の有害物浄化材料によりアンモニアが吸着されており、かつ有害物浄化材料に吸着されたアンモニアは再放出されていないことが分かる。
【００４４】
また、実施例２の有害物浄化材料については、ホルムアルデヒドの吸着試験を行った。実施例２の有害物浄化材料０．５ｇを３Ｌ容量のにおい袋に入れ、２００ｐｐｍ濃度のホルムアルデヒドガスを注入し、６０分後に残存ガス濃度をガス検知管（ガステック社製）にて測定したところ、０ｐｐｍであった。
【００４５】
におい袋内の気体を追い出し、窒素ガスを注入した。この操作を２回行った後、におい袋容量の約２割分の窒素ガスを注入し、密閉後、これを６０℃の恒温機に入れた。２時間後、におい袋を取り出し、これに窒素ガスを充填し、直ちに、におい袋内のガス濃度をガス検知管にて測定したところ、０ｐｐｍであった。すなわち、この条件下においては、実施例２の有害物浄化材料によりホルムアルデヒドが吸着されており、かつ有害物浄化材料に吸着されたホルムアルデヒドは再放出されていないことが分かる。