(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メタリン酸アルミニウムまたはオルソリン酸アルミニウム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して浄化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メタリン酸アルミニウムまたはオルソリン酸アルミニウムを含有することを特徴とする有害物浄化材料。
【請求項２】
上記光触媒機能を有するメタリン酸アルミニウムまたはオルソリン酸アルミニウムは、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す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】
上記光触媒機能を有するメタリン酸アルミニウムまたはオルソリン酸アルミニウムに、アンモニアが化学吸着されている請求項１または２に記載の有害物浄化材料。
【請求項４】
請求項１〜３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２８０ｎｍ以下の紫外線を照射して上記有害物を分解して浄化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、有害物を分解して浄化するための有害物浄化材料と、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う問題点を有していた。
【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メタリン酸アルミニウムまたはオルソリン酸アルミニウムを含有することを特徴とするものである。
【０００７】
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して浄化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】
【０００８】
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することにより浄化できる。
【０００９】
また、本発明法によれば、有害物を良好に分解して無害化することにより浄化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、特定のメタリン酸アルミニウムまたはオルソリン酸アルミニウムが、特定波長の光の照射によって光触媒機能を発揮し、この光触媒機能により有害物を良好に分解して無害化することにより浄化できることを見出し、本発明を完成した。
【００１１】
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メタリン酸アルミニウムまたはオルソリン酸アルミニウムを含有することを特徴とするものである。
【００１２】
上記のメタリン酸アルミニウムまたはオルソリン酸アルミニウムとしては、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、この光触媒機能によって有害物を分解して浄化することができるものが挙げられる。
【００１３】
上記メタリン酸アルミニウムの化学式はＡｌ（ＰＯ３）３で表され、オルソリン酸アルミニウムの化学式はＡｌＰＯ４で表され、上記メタリン酸アルミニウムとしては、メタリン酸アルミニウム（Ａ型）と、その結晶多形である（つまり、結晶構造が異なる異性体である）メタリン酸アルミニウム（Ｂ型）のいずれも用いることができる。また、上記メタリン酸アルミニウムやオルソリン酸アルミニウムは、それぞれ単独で用いることができるし、また、両者を併用することもできる。
【００１４】
上記メタリン酸アルミニウムやオルソリン酸アルミニウムは、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。従って、これらのメタリン酸アルミニウムまたはオルソリン酸アルミニウム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、その光触媒機能によって各種の有害物を分解して浄化できると共に、アルカリ性化学物質である有害物については、上記のような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。
【００１５】
また、上記のような光触媒機能を有するメタリン酸アルミニウムやオルソリン酸アルミニウムとしては、メタリン酸アルミニウムやオルソリン酸アルミニウムそのものだけでなく、アンモニアまたはアミンが化学吸着されているものも用いることができる。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。上記アミンの具体例としては、例えば、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挙げられる。
【００１６】
アンモニアやアミンが化学吸着されているメタリン酸アルミニウムまたはオルソリン酸アルミニウムにおいては、化学吸着されているアンモニアやアミンの量は、例えば、メタリン酸アルミニウムまたはオルソリン酸アルミニウムに対して、０．５〜４ミリモル（ｍｍｏｌ）程度であることが好ましい。
【００１７】
上記の各アミンやアンモニアは、１種のみがメタリン酸アルミニウムまたはオルソリン酸アルミニウムに化学吸着されていてもよく、また、２種以上がメタリン酸アルミニウムまたはオルソリン酸アルミニウムに化学吸着されていてもよい。
【００１８】
上記例示の、アンモニアもしくはアミンが化学吸着されたメタリン酸アルミニウムまたはオルソリン酸アルミニウムは、上記の光触媒機能に加えて、酢酸、硫化水素などの酸性ガスやアセトアルデヒドなどのアルデヒドガスを吸着し得る機能も有している。従って、これらのアンモニアもしくはアミンが化学吸着されたメタリン酸アルミニウムまたはオルソリン酸アルミニウム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、その光触媒機能によって各種の有害物を分解して浄化できると共に、上記のような酸性ガスやアルデヒドガスなどからなる有害物については、そのような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、そのアンモニアやアミンに基づく化学吸着機能により吸着・除去することができる。
【００１９】
上記メタリン酸アルミニウムやオルソリン酸アルミニウムのうち、Ａ型のメタリン酸アルミニウム（このＡ型のメタリン酸アルミニウムは、Ｘ線回折プロファイルにおいて２θ：２０．５゜に特徴的なピークを有している）は、例えば、トリポリリン酸二水素アルミニウムを１１００℃で焼成することにより得ることができる。また、Ｂ型のメタリン酸アルミニウム（このＢ型のメタリン酸アルミニウムは、Ｘ線回折プロファイルにおいて２θ：１６．２゜に特徴的なピークを有している）は、例えば、トリポリリン酸二水素アルミニウムを７００℃で焼成することにより得ることができる。そして、オルソリン酸アルミニウムは、例えば、トリポリリン酸二水素アルミニウムと水酸化アルミニウムとをＰ／Ａｌ（モル比）＝１になるように反応させ、次いでこれを１１００℃で焼成することにより得ることができる。なお、上記Ｐ／ＡｌにおけるＰはリンであり、Ａｌはアルミニウムである。また、上記のトリポリリン酸二水素アルミニウムは、層状構造を有し、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。そして、このトリポリリン酸二水素アルミニウムを上記のように焼成して得られるメタリン酸アルミニウムやオルソリン酸アルミニウムは、その焼成の間にトリポリリン酸二水素アルミニウムの層状構造が破壊されて、層状構造を有しない。
【００２０】
本発明の有害物浄化材料では、上記のメタリン酸アルミニウムまたはオルソリン酸アルミニウム、あるいは上記アンモニアもしくはアミンが化学吸着されたメタリン酸アルミニウムまたはオルソリン酸アルミニウムを、それぞれ１種のみ含有していてもよく、また、２種以上含有していてもよい。
【００２１】
本発明の有害物浄化材料の形態については、特に制限はなく、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。
【００２２】
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メタリン酸アルミニウムまたはオルソリン酸アルミニウムを含有していればよい。従って、本発明の有害物浄化材料は、光触媒機能を有するメタリン酸アルミニウムまたはオルソリン酸アルミニウムのみで構成されていてもよいし、また、必要に応じて、それ以外に他の材料を、本発明の効果を損なわない範囲で含有していてもよい。
【００２３】
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、界面活性剤などの公知の分散剤を含有させることが好ましく、これによりメタリン酸アルミニウムまたはオルソリン酸アルミニウムの水に対する分散性を高めることができる。
【００２４】
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さらに含有させて、これらの材料による機能を発揮させるようにしてもよい。
【００２５】
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。
【００２６】
本発明の有害物浄化材料は、その光触媒機能によって、上記例示の酢酸、硫化水素、アセトアルデヒドなどの悪臭ガスの他、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して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、上記例示のようにアンモニアもしくはアミンを化学吸着させたメタリン酸アルミニウムまたはオルソリン酸アルミニウムを用いた場合には、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場合でも、特定種の有害物については、吸着・除去することができる。
【００２７】
従って、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】
【００２８】
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。
【００２９】
実施例１
有害物浄化材料をメタリン酸アルミニウム（Ａ型）（テイカ社製トリポリリン酸二水素アルミニウム：Ｋ−１００Ｐを１１００℃で２時間焼成したもの）で構成した。この有害物浄化材料１．００ｇを入れた試料皿（５４ｍｍ×７０ｍｍ×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」という）を１．０Ｌ／ｍｉｎの流量で流入させると共に反応容器内を流通させた。試料と石英ガラスとのギャップは２ｍｍとした。２５質量％オキシジプロピオニトリル（ＯＤＰＮ）／ＵｎｉｐｏｒｔＡ（６０ｍｅｓｈ／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。その結果を表１に示す。
【００３０】
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）
【００３１】
なお、上式（１）における「照射前」、「照射後」とは、それぞれ紫外線の照射前、照射後を意味している。
【００３２】
実施例２
メタリン酸アルミニウム（Ｂ型）（テイカ社製トリポリリン酸二水素アルミニウム：Ｋ−１００Ｐを７００℃で２時間焼成したもの）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。その結果を表１に示す。
【００３３】
実施例３
オルソリン酸アルミニウム〔テイカ社製トリポリリン酸アルミニウム：Ｋ−１００Ｐと水酸化アルミニウム（試薬）とをＰ／Ａｌ（モル比）＝１になるように反応させ、次いでこれを１１００℃で２時間焼成したもの〕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。その結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
2007267898.tif 000002
【００３５】
表１に示す結果から明らかなように、実施例１〜３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を分解して浄化できることが分かる。
【００３６】
なお、参考までに、実施例１〜３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。
【００３７】
実施例１〜２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１〜２の有害物浄化材料を各０．５ｇずつそれぞれ３Ｌ容量のにおい袋に入れ、そのそれぞれに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、いずれも０ｐｐｍであった。
【００３８】
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および実施例２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。
【００３９】
また、実施例３の有害物浄化材料についてもアンモニアの吸着試験を行った。
実施例３の有害物浄化材料０．５ｇを３Ｌ容量のにおい袋に入れ、１００ｐｐｍ濃度のアンモニアガスを注入し、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。
【００４０】
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３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。