JPH01288322A - 光触媒による脱臭方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、トイレのし尿臭、ペットの臭い、たばこの臭
い、調理臭および体臭などの家庭やオフィス等で発生す
る臭気の光触媒による脱臭方法に関するものである。

従来の技術 家庭やオフィスで発生する悪臭（調理臭、たばこ臭９体
臭、ベット及びトイレの臭いなど）の成分は、窒素化合
物（アンモニア、アミン類、インドール、スカトールな
ど）、硫黄化合物（硫化水素、メチルメルカプタン、硫
化メチル、二硫化メチル、二硫化ジメチルなど）、アル
デヒド類（ホルマリン、アセトアルデヒドなど）、ケト
ン類（（アセトンなど）、アルコール類（メタノール。

エタノールなど）、脂肪酸及び芳香族化合物など、多種
多様である。

従来、このような悪臭物質の消臭方法として薬剤との化
学反応による方法、芳香剤などによるマスキング、活性
炭を代表とする吸着材などによる脱臭法が使用されてい
た。

これらの消臭方法は、薬剤の開発、吸着剤の改良及び、
活性炭表面に薬剤添着して化学反応をおこさせると同時
に活性炭本来の消臭作用（物理及び化学吸着など）をも
同時に利用するといった、それぞれの消臭方法の組み合
せを用いるなどして、消臭の効率化を試みている。

しかし、従来の消臭方法の最大の難点は使用に伴い悪臭
物質と化学反応する薬剤の減少、悪臭物質による吸着剤
の飽和などにより、常に定期的に新規のものと交換しな
ければならないことである。

さらに、この交換時期は、その脱臭すべき空間に存在す
る悪臭物質の組成、濃度によっても異なり、判断が非常
に決定しにくいものであった。

この消臭物質（薬剤、吸着剤など）交換の手間をはぶき
、メンテナンスフリーを目的とする消臭方法として注目
されているのが、光触媒法である。

この方法では、現在一般に酸化チタンを触媒として紫外
線を照射する方法が良く知られている。

この光触媒法を用いると悪臭物質と反応して消臭薬剤が
減少したり、悪臭物質との吸着飽和などで消臭性能が劣
化することなく、初期の性能を長期維持することが可能
になる。

発明が解決しようとする課題 ところが、−数的な光触媒である酸化チタンに紫外線を
照射する方法で消臭を行うと、代表的な悪臭物質のひと
つである硫化水素をはじめとする硫黄化合物の酸化分解
速度が、他の悪臭物質に比較して非常に遅い。悪臭（体
臭、し尿、調理具など）である人間の生活空間にかなら
ず存在する硫黄化合物を脱臭する光触媒を見い出すこと
は、実使用の際、残された大きな課題であった。

本発明は従来の酸化チタンを使用した光触媒法では分解
困難であった硫化水素を効率的に脱臭し、また長期その
性能を維持することを可能にした脱臭方法を提供するこ
とを目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、本発明の光触媒による脱臭方
法は、酸化チタンと酸化マンガンの混合金属酸化物と、
被酸化性化合物と酸素を含む気体の存在下で前記混合金
属酸化物に紫外線を照射するものである。また、混合金
属酸化物に、導電性無機物質を担持することによって、
さらに脱臭性能の良い脱臭方法を提供するものである。

作用 本発明者等は、以前より光触媒反応による悪臭分解、無
臭化を研究中であるが、一般に光触媒として知られてい
る酸化チタン単独使用に比較して、酸化チタンと酸化マ
ンガンが共存した場合の方が、硫黄化合物（硫化水素メ
ルカプタン類など）の分解性が極めて高Ｘなることを見
い出した。本発明の混合金属酸化物は紫外線照射によっ
て分解を効率良くおこすものである。

酸化チタンと酸化マンガンの混合金属酸化物の作用原理
については現在詳細に研究中である。今までの結果及び
文献などにより、この混合金属酸化物に、紫外線を照射
することにより、これらの価電子帯の電子がエネルギー
を吸収して伝導帯に励起され、そこで酸素と反応して活
性の高い０ラジカル、０；　が生ずる。一方、電子の励
起により価電子帯に生じた正孔は触媒表面上に吸着され
ている水分からの水酸基（ＯＨ基）と反応し、ＯＨ−ラ
ジカルが生ずると推測される。これら活性の高いラジカ
ルが被酸化性化合物を酸化分解するものと推測される。

この様な反応は酸化チタン単独でももちろん起るが、酸
化チタンと酸化マンガンが共存している触媒では、それ
ぞれで生じた電子及び正孔が相関し合い相乗効果をおこ
すと考えられる。

さらにこの混合金属酸化物に、白金、パラジウム、ロジ
ウム、酸化ルテニウム、銀などの導電性無機物質を担持
すると悪臭の無臭化はさらに強力になる。中でも白金の
効果は非常に高い。

本発明の脱臭方法は硫黄化合物を無臭化するのに優れて
いるだけでなく、他の悪臭物質である窒素化合物（アン
モニア、アミン類など）アルデヒド類（ホルマリン、ア
セトアルデヒド、アクロレインなど）、ケトン類、アル
コール類、脂肪酸及び芳香族も酸化分解により無臭化す
る。

実施例 以下、本発明の実施例について説明する。

酸化チタンには、アナターゼ型、プルカイト型。

ルチル型とがあり、本発明において使用する場合、アナ
ターゼ型が最も活性が高いがどの結晶構造のものでも良
い。

また酸化−ｒンガンとしてはＭｎＯ、ＭｎＯ□、　Ｍｎ
２Ｏ３゜Ｍｎ５０．などがあり、それぞれがα、β、γ
、δの結晶のかたちを持つ。

本発明の場合にＭｎ２０．の活性が高いが、他のもので
も良い。

導電性無機物質としては、白金が最も効果的であるがパ
ラジウム、ロジウム、銀などの貴金属や酸化ルテニウム
などを使用しても良い。

本発明に使用する紫外線は、高圧水銀ランプ。

超高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、キセノンランプな
どを単独または併用することにより発生させる。

本発明に用いる混合金属酸化物は、光源表面に塗布する
か、光源周囲に支持体を設けてそれに塗布または含浸す
るなどして使用する。

次に具体的な実施例について第１表をもとに詳細に説明
する。実施例１．比較例１で使用する光触媒はまず厚さ
Ｏ，Ｓ、、、直径ｅｓｔ＋ｏｉのアルミナ・シリカ質の
セラミックペーパにチタノアシルを含浸した後、４００
〜７００’Ｃで熱処理する。一方硫酸マンガン水溶液に
過酸化水素水及びアンモニア水を加え沸とうさせて酸化
水酸化マンガンを析出させ、その水溶液中に前述したセ
ラミックペーパを含浸させた後、減圧下２５０°Ｃで、
３日間脱水を行い触媒を作成する。

また実施例２．比較例２の白金担持は、上記金属酸化物
を付けたセラミックペーパに塩化白金酸のエタノール溶
液を含浸し、熱処理して白金微粒子として担持した。

（以下余白） この触媒１をステンレスの台２にのせ第１図に示す内容
積３６１のアルミニウム製の反応容器３の中に、光源４
から１００ｆｉ離れた位置に置いた。

光源４は、悪臭ガスが硫化水素の場合は１００Ｗの低圧
水銀ランプ（セン特殊光源製ＳＵＭ−ＬＷｓ紫外線出力
約１６ワツト、光波長２５４ｎｔｌ）　　を用いた。こ
の反応器３の中に、悪臭ガスとして硫化水素（標準ガス
Ｈ２Ｓ　９９００　ｐｐ！１１　＋バランスＮ２）を注
入し、ファン６で攪拌して濃度を均一にし、初期濃度を
測定した。次に紫外線ランプを点灯し、硫化水素の経時
変化をガスクロマトグラフィで測定した。同様の方法で
、硫化水素について第１表の条件で実施し、その結果を
第２図に示す０第２図の横軸は時間（分）、縦軸は３６
１ボツクス内の硫化水素の濃度（ｐｐｍ）を示す。

発明の効果 上記実施例からあきらかなように本発明の脱臭方法によ
れば酸化チタンと酸化マンガンの混合金属酸化物に紫外
線を照射すると、それらと共存している酸素を含む気体
中の硫化水素は非常に効果的に分解され無臭化してしま
う０さらにその触媒に白金を担持した場合、より効果的
に分解が進む。

また、酸化チタン、酸化マンガンそれぞれ単独の場合よ
りも、この混合金属酸化物の方がより光触媒効果が大き
い。

また、本発明は、硫化水素をはじめとする硫黄化合物の
分解に限らず他の悪臭物質である、窒素化合物（アンモ
ニア、アミン類）、アルデヒド類（ホルマリン、アセト
アルデヒドなど）、ケトン類、アルコール類、脂肪酸及
び芳香族化合物も酸化、無臭化ができる。

本発明は、単独、あるいは他の吸着剤及び化学的方法を
組み合せることで、すぐれた脱臭性能を発揮すると同時
に長期にわたりその性能を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法による分解性能を測定する装置の
断面図、第２図は本発明の実施例における硫化水素の分
解特性図である。 １・・・・・・触媒、４・・・・・・光源。 第１図 （−触ｆ呆 ２−１５原

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化チタンと酸化マンガンの混合金属酸化物と被
   酸化性化合物及び酸素を含む気体の存在下で前記混合金
   属酸化物に紫外線を照射する光触媒による脱臭方法。
2. （２）混合金属酸化物に導電性無機物質を担持した請求
   項１記載の光触媒による脱臭方法。