JPH07148434A

JPH07148434A - 光触媒体及びそれを用いた水の浄化方法

Info

Publication number: JPH07148434A
Application number: JP6182910A
Authority: JP
Inventors: Eiji Nomura; 英司野村; Tokuo Fukita; 徳雄吹田
Original assignee: Ishihara Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Ishihara Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 1993-07-12
Filing date: 1994-07-11
Publication date: 1995-06-13
Anticipated expiration: 2012-05-21
Also published as: JP2613179B2

Abstract

(57)【要約】【構成】軽石、スコリアなどの無機多孔質粒子の表面及
び該無機多孔質粒子が有する空孔壁に光半導体粒子を付
着して成る光触媒体。【効果】長期間に渡って安定した光触媒機能を有し、被
処理水系からの分離操作が極めて容易であるため種々の
光触媒反応に利用できる。特に、水の浄化に有用であ
り、水に含まれる藻類、菌類、細菌類などの有害生物の
死滅、有害な物質の分解、さらには脱臭、脱色を簡便、
且つ容易に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光触媒体及びその光触
媒機能を利用した水の浄化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】生活排水、灌漑排水または産業排水に
は、窒素・リンなどの物質を多量に含むものがあり、こ
れらは湖沼、河川、海湾における富栄養化現象を起こし
ている。富栄養化によってプランクトン、ピコプランク
トン、アオコ、アカコなどの藻類が増殖すると、プラン
クトンの一種であるホルミディウムあるいはオシラトリ
アが作る臭気物質の２−メチルイソボルネオールなどに
より水がかび臭くなり、生活環境、特に生活用水に悪影
響を及ぼしたり、あるいは湖沼や河川の水を緑色、褐色
に着色するいわゆる水の華や淡水赤潮を形成したり、ま
た、海水を赤褐色、桃色、褐色に着色するいわゆる赤潮
を形成し、景観を損ねたり、水中の酸素を消化して酸素
不足の状態を引き起こしたり、発生したプランクトンが
魚のえらにつまったりして水産に多大な被害を与える。
さらに、増殖した藻類は、浄水場、ダムなどの濾過池や
濾過用スクリーンをつまらせるなど浄水処理に支障をき
たしたりする。また、生活排水、灌漑排水または産業排
水には、カビなどの真菌類や放線菌などの菌類、大腸菌
などの細菌類が含まれ、これらは湖沼、河川、海湾など
で増殖する場合がある。菌類には、チフスや赤痢菌のよ
うな伝染病菌、腐食を促進する硫黄細菌、鉄細菌、硫酸
塩還元菌、スライムを作る細菌類や真菌類、水に臭気を
つける放線菌など有害なものも少なくなく、種々の被害
が発生している。特に、魚類、貝類、カニ、エビ、カエ
ルなどの水棲動物や海草、海藻などの水棲植物を養殖し
た池や水槽、魚類などを飼育した観賞用の池や水槽など
の飼養域では、さらに、排泄物、餌の腐敗物などによっ
ても、水が汚れ、悪臭が発散したり、排泄物、餌の腐敗
物などから菌類や細菌類が発生する被害が頻繁に起こっ
ている。さらに、生活排水、灌漑排水または産業排水に
は、上記以外に洗剤、油などの酸素要求物質、半導体製
造工場などの排水に含まれる有機ハロゲン化合物や農薬
などの有害な物質が含まれる場合があり、湖沼、河川、
海湾を汚染し、生物に被害を及ぼす場合がある。

【０００３】増殖した藻類、菌類、細菌類を殺藻あるい
は殺菌するには、たとえば、塩素、オゾン、硫酸銅、紫
外線などによって処理する方法が採用されている。ま
た、藻類、菌類、細菌類により発生した臭気物質や着色
物質を取り除くには、たとえば、活性炭などに吸着させ
る方法が採用されている。特に、汚染の進んだ湖沼、河
川から取水する浄水場では、多量の活性炭を投与して水
質の向上につとめている。一方、酸化チタンなどの光半
導体粒子にそのバンドギャップ以上のエネルギーを持つ
波長の光を照射すると光励起により伝導帯に電子を、価
電子帯に正孔を生じるが、この光励起して生じた電子の
持つ強い還元力や正孔の持つ強い酸化力を利用して殺菌
あるいは脱臭する方法が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記の塩素やオゾンな
どで処理する方法では藻類、菌類、細菌類を減少させる
ことはできるものの、その効果は充分でなく、また、処
理時間が長くかかったり、使用した薬剤やその薬剤から
生じた化合物が被処理水中に残留するなどの問題があ
る。活性炭吸着法では、臭気や着色を減少できるもの
の、藻類、菌類、細菌類を死滅させるものではない。前
記の光半導体粒子を用いた方法は、通常、照射する光の
利用効率を良くし、高い光触媒機能を得るために、超微
粒子の光半導体を個々に分散させた状態で処理を行って
いる。このため、光半導体粒子を被処理水系から分離す
る必要があるが、この分離操作が極めて困難なこともあ
り、未だ実用化されていない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、光半導体
粒子の持つ光触媒機能に着目し、被処理水に含まれる藻
類、菌類、細菌類などの有害生物を死滅させ、有害な物
質を分解して被処理水を浄化する方法を種々検討した結
果、（１）光触媒として用いる光半導体粒子の分離操作
を容易にするために、種々の担体表面に光半導体粒子を
付着させた物質を用いたところ、物質同士の接触や被処
理水との接触などにより物質の摩耗や破壊が起こり、物
質表面から光半導体粒子が剥離したり、光半導体粒子が
付着していない面が現れたりして、前記物質の光触媒機
能が短期間に低下してしまうこと、一方、前記の担体と
して無機多孔質粒子を用いると、この無機多孔質粒子が
有する空孔内に存在する光半導体粒子によって、その光
触媒機能が長期間に渡って維持できること、（２）この
ような光触媒体を被処理水と接触しうる箇所に配置し、
次いで、該光触媒体に紫外線を含有した光を照射する
と、殺藻、殺菌、脱臭、脱色あるいは有害な物質の分解
が簡便、且つ容易に行うことができ、被処理水を浄化す
ることができること、（３）しかも、無機多孔質粒子に
は、光半導体粒子と水質浄化機能を有する微生物とを付
着することができ、該光半導体粒子の光触媒機能と微生
物の水質浄化機能によって被処理水を短時間に浄化する
ことができることなどを見出した。これらの知見に基づ
き、さらに、研究して本発明を完成した。

【０００６】すなわち、本発明は長期間に渡って安定し
た光触媒機能を有する光触媒体を提供することにある。
また、本発明の光触媒体を用いて湖沼や河川の水、海水
のほか、貯蔵タンクなどの貯水器の水、太陽エネルギー
などを利用した給水・給湯設備や冷暖房設備内の水、風
呂水、プール用水、上水、飲料水などの生活用水あるい
は生活用水に利用される水、水棲生物の飼養域の水、さ
らには、各家庭から排出される生活排水やゴルフ場から
排出される産業排水などの排水などの被処理水の浄化に
最適な方法を提供することにある。

【０００７】本発明は、無機多孔質粒子の表面の少なく
とも一部及び該無機多孔質粒子が有する空孔壁の少なく
とも一部に光半導体粒子を付着して成る光触媒体であ
る。特に、前記の無機多孔質粒子が有する空孔を光半導
体粒子で充填して成る光触媒体が好ましい。本発明にお
いて、無機多孔質粒子とは、その粒子内に空孔を有する
無機粒子を言い、天然鉱物あるいは人工に作られたのも
のを用いることができる。天然鉱物としては、たとえ
ば、安山岩質、石英安山岩質、流紋岩質、頁岩質、砂岩
質、レキ岩質などの材質の多孔質の岩石、軽石凝灰岩、
泥岩、砂利、砂、シルト、粘土や火山灰、多孔質岩石な
どを含有する物質、スコリア、スコリア凝灰岩、スコリ
アを含有する物質、焼成パーライト、焼成黒曜石、焼成
軽石、バーミュキュライト、ゼオライト、雲母、サンゴ
砂、シーシェル、麦飯石（主成分：ＳｉＯ₂約７０％、
Ａｌ₂Ｏ₃約１４％、Ｆｅ₂Ｏ₃約２〜３％）などを用
いることができる。また、人工の無機多孔質粒子として
は、人工軽石、人工砂利、人工砂、メサライト（主成
分：ＳｉＯ₂約７０％、Ａｌ₂Ｏ₃約１５％、Ｆｅ₂Ｏ
₃約５％、日本メサライト工業社製）、クリスバール
（主成分：ＳｉＯ₂約８６〜８７％、Ａｌ₂Ｏ₃約５〜
７％、Ｆｅ₂Ｏ₃約１〜３％）などの人工骨材、多孔質
ガラス、中空ガラス、多孔質ブロック、陶磁器などを用
いることができる。さらに、合成ゼオライト、発泡性シ
リカなどのセラミックス、活性炭、木炭、炭、コーク
ス、フライアッシュ、高炉スラッグ、発砲コンクリート
（ＡＬＣ）、軽量コンクリートなどの無機多孔質粒子を
そのまま或いは造粒・成形して用いることもできる。本
発明においては、空孔の容積が大きく廉価であることか
ら天然鉱物が好ましい。

【０００８】光触媒機能を有する光半導体粒子は、酸化
チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化鉄、チタン
酸ストロンチウム、硫化モリブデン、硫化カドミウムな
どの公知の光半導体を、単一または２種以上を組み合わ
せて用いることができる。特に、高い光触媒機能を有
し、化学的に安定であり、かつ、無害である酸化チタン
が好ましい。本発明において、酸化チタンとは、酸化チ
タンのほか、含水酸化チタン、水和酸化チタン、メタチ
タン酸、オルトチタン酸、水酸化チタンなどと一般に呼
ばれているものを含み、その結晶型は問わない。前記の
酸化チタンは種々の公知の方法で得ることができる。た
とえば、硫酸チタニル、塩化チタン、有機チタン化合
物などのチタン化合物を、必要に応じて核形成用種子の
存在下に、加水分解する方法、必要に応じて核形成用
種子の存在下に、硫酸チタニル、塩化チタン、有機チタ
ン化合物などのチタン化合物にアルカリを添加し、中和
する方法、塩化チタン、有機チタン化合物などを気相
酸化する方法、前記、の方法で得られた酸化チタ
ンを焼成する方法が挙げられる。特に、前記、の方
法で得られた酸化チタンは光触媒機能が高いため好まし
い。光半導体粒子の光触媒機能を向上させるために、該
光半導体粒子の表面に白金、金、銀、銅、パラジウム、
ロジウム、ルテニウムなどの金属、酸化ルテニウム、酸
化ニッケルなどの金属酸化物を被覆しても良い。

【０００９】また、本発明は、無機多孔質粒子の表面及
び該無機多孔質粒子が有する空孔壁に光半導体粒子と水
質浄化機能を有する微生物とを付着してなる光触媒体で
ある。水質浄化機能を有する微生物としては、亜硝酸
菌、硝酸菌及び硫黄細菌からなる群より選ばれる少なく
とも一種が好ましい。水質浄化機能を有する微生物を付
着するには、該微生物を培養した溶液に無機多孔質粒子
または光半導体粒子を付着した無機多孔質粒子を浸漬し
たり、或いは、該微生物を培養した溶液を無機多孔質粒
子または光半導体粒子を付着した無機多孔質粒子に吹き
付けたりする方法を用いることができる。水質浄化機能
を有する微生物の付着量は適宜設定できる。

【００１０】本発明の光触媒体は、無機多孔質粒子を適
宜選択したり、光半導体粒子の付着量を適宜選定して、
得られる光触媒体の見かけ比重を任意に調整することが
できる。光触媒体の見かけ比重が１より大きいと、光触
媒体が水底に沈み固定化され、光触媒体の流出が少なく
なることから好ましい。また、見かけ比重が１以下であ
ると、光触媒体の流出を防止する手段を講ずる必要があ
るものの、光触媒体が被処理水の中を浮遊したり、浮上
したりして、藻類などの処理物との接触が一層良くな
り、光触媒機能を向上させることができる。本発明の光
触媒体は、その平均粒径を０．１ｍｍ以上、特に０．１
〜１００ｍｍ、さらに１〜１００ｍｍとすることによ
り、光触媒体自身の流出が少なく、また、取扱易いこと
から好ましい。光半導体粒子の付着量は適宜設定できる
が、無機多孔質粒子の重量に対して０．５〜７０重量％
程度が適当である。

【００１１】本発明の光触媒体を得るには、前記の光半
導体粒子を、たとえば、水、アルコール、トルエンなど
の溶媒に懸濁させる。必要に応じて種々の分散剤や結着
剤を加えても良い。得られた懸濁液に無機多孔質粒子を
入れ、必要に応じて脱気処理を行い、含浸させる方法、
ディップコーティングする方法などを用いて無機多孔質
粒子に塗布し、あるいは懸濁液を無機多孔質粒子に吹き
付け、次いで、乾燥して無機多孔質粒子の表面の少なく
とも一部及び該無機多孔質粒子が有する空孔壁の少なく
とも一部に光半導体粒子を付着し、さらには該空孔内に
光半導体粒子を充填する。付着した光半導体粒子は必要
に応じて焼成しても良く、この焼成により、光半導体粒
子を無機多孔質粒子に強固に接着させることができる。
前記の焼成は１００℃以上、好ましくは２００〜８００
℃、特に好ましくは３００〜８００℃の温度で焼成する
のが適当である。特に、前記、の方法で得られた酸
化チタンを溶媒に高度に分散させて酸化チタンゾルと
し、この酸化チタンゾルを塗布あるいは吹き付けするの
が好ましい。また、光半導体となりうる化合物を、無機
多孔質粒子の存在下に、加水分解あるいは中和して、光
半導体粒子を無機多孔質粒子に付着させ、次いで、乾燥
あるいは焼成することもできる。さらには、光半導体粒
子と無機多孔質粒子とを混合機などで混合して、次い
で、得られた混合物を乾燥あるいは焼成しても良い。こ
のようにして本発明の光触媒体が得られる。

【００１２】本発明の光触媒体を用いて被処理水の浄化
を行うには、湖沼、河川、海湾、湖岸、川岸、海岸、流
水路、貯水器内、濾過器内あるいは水棲生物の飼養域内
などの被処理水と接触しうる箇所に、前記の光触媒体を
設置したり、あるいは前記の光触媒体を被処理水に投入
したりして配置する。次に、配置した光触媒体に紫外線
を含有した光を照射させ、光半導体粒子の光触媒機能を
利用して被処理水を浄化する。紫外線を含有した光とし
ては、たとえば、太陽光や蛍光灯、ブラックランプ、キ
セノンフラッシュランプ、水銀灯などの光が挙げられ
る。特に、３００〜４００ｎｍの近紫外線を含有した光
が好ましい。本発明においては、太陽光、蛍光灯の光で
でも被処理水を浄化できる。紫外線を含有した光の照射
量や照射時間などは被処理水の汚染の程度などによって
適宜設定できる。光触媒体に紫外線を含有した光を照射
させる方法は適宜選択できるが、たとえば、水面上部か
ら照射したり、被処理水の中に光源を設置して照射した
り、水槽内の被処理水を浄化する場合、水槽の側面部か
ら照射したりすることもできる。また、本発明の光触媒
体を、被処理水と接触しうる前記の箇所に配置し、次い
で、該光触媒体に紫外線を含有した光を照射すると、照
射を受ける箇所では、該光触媒体の光触媒機能によって
該被処理水を浄化でき、しかも、紫外線を含有した光の
照射を受けない同じ反応系内の箇所では、反応系内で発
生した水質浄化機能を有する微生物が無機多孔質粒子に
付着したり、予め水質浄化機能を有する微生物を光触媒
体に付着させることによって、該微生物による浄化を行
うことができる。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れに限定させるものではない。実施例１硫酸チタニルを加熱加水分解して得られた酸性チタニア
ゾル（石原産業社製、ＣＳ−Ｃ）をＴｉＯ₂基準で４０
ｇ／ｌに水で希釈した。次に、この希釈液に園芸用軽石
のひゅうが土（商品名、ひゅうが土販売株式会社製、平
均粒子径１５ｍｍ）を２時間含浸させた後、アンモニア
水を添加してｐＨ７に中和して、ひゅうが土の表面及び
ひゅうが土の空孔壁に酸化チタンを付着させた。引き続
き、酸化チタンを付着させたひゅうが土を濾別分離し、
水洗し、乾燥した後、大気中６００℃の温度で２時間焼
成した。次いで、焼成したひゅうが土を水洗し、乾燥し
て光触媒体Ａ（見かけ比重１．０）を得た。この光触媒
体Ａの酸化チタンの付着量はひゅうが土１００重量部に
対して２．５重量部であった。

【００１４】比較例実施例１において、酸化チタンを付着させていないひゅ
うが土を比較試料として用いた。

【００１５】実施例１の光触媒体Ａ２ｋｇ及び比較例１
の試料２ｋｇをそれぞれ水槽の底に敷き詰め、被処理水
５０リットルを入れて、水槽の外側から２０Ｗ蛍光灯２
本で光照射しながら金魚（和金）２０匹を飼育した。な
お、この水槽には０．５ｇの餌を１日２回投与した。実
施例１及び比較例１の水槽から３週間後の被処理水を採
取して、波長６００ｎｍにおける透過率を測定したとこ
ろ、実施例１の被処理水は透過率９５．０％であるのに
対して、比較例１の被処理水の透過率は２８．２％であ
り、実施例１において水の汚れを防止する顕著な効果が
認められた。また比較例１の水槽中には１週間後に植物
プランクトンの発生が認められたが、実施例１の水槽中
には３週間後までは植物プランクトンの発生はほとんど
認められなかった。その後、さらに２週間を経過した
後、光触媒体Ａの表面の一部に緑色の植物プランクトン
の発生が認められたが、２〜３日経過すると緑色の植物
プランクトンが黒化した。これは酸化チタンの光触媒機
能により、植物プランクトンが枯死したものであった。
このことにより、酸化チタンには殺藻機能があることが
確認された。また、試験開始から４週間後の被処理水中
の生菌数と大腸菌群数を下記の方法で調べたところ、実
施例１の被処理水には生菌数６８２０個／ｍｌ、大腸菌
群数３７５０個／ｍｌが存在していたが、比較例１の被
処理水には生菌数８０００個／ｍｌ、大腸菌群数４７０
０個／ｍｌが存在しており、光触媒体Ａにより菌類、細
菌類の増殖を抑制できた。なお、光触媒体Ａの光触媒機
能は２年間ほとんど変化しないことを確認した。

【００１６】＜生菌類及び大腸菌群数の測定方法＞採取
した水を無菌水で１０倍、１００倍希釈し、滅菌したシ
ャーレ５枚に１ｍｌずつ分注し、次いで、培地を１０ｍ
ｌ添加し、攪拌した後、３７℃で１晩培養させ、翌日、
コロニー数を数えた。＜使用した培地＞生菌数：ブレインハートインフュージョンブイヨン（ニ
ッスイ社製）大腸菌群数：デゾキシコレート培地（ニッスイ社製）

【００１７】実施例２硫酸チタニルを加熱加水分解して得られた、ＴｉＯ₂基
準で４００ｇ／ｌの酸性チタニアゾル（石原産業社製、
ＣＳ−Ｃ）に園芸用軽石のひゅうが土（商品名、ひゅう
が土販売株式会社製、平均粒子径１５ｍｍ）を２日含浸
させた後、ひゅうが土を濾別分離し、水洗し、乾燥し
て、酸化チタンをひゅうが土の表面及このひゅうが土が
有する空孔壁に付着させ、さらに、酸化チタンをひゅう
が土の空孔内に充填させた。引き続き、酸化チタンを付
着させたひゅうが土を大気中６００℃の温度で２時間焼
成した。次いで、焼成したひゅうが土を水洗し、乾燥
し、光触媒体Ｂ（見かけ比重１．２）を得た。この光触
媒体Ｂの酸化チタンの付着量はひゅうが土１００重量部
に対して３５重量部であった。

【００１８】実施例２の光触媒体Ｂ３００ｇを生活用水
に利用される琵琶湖の被処理水５０リットルを入れた水
槽の底に敷き詰め、水槽の外側からブラックライト２本
で光照射しながらカビ臭さの成分である２−メチルイソ
ボルネオールの濃度の変化を調べた。光照射前には２７
ｐｐｔであった２−メチルイソボルネオールの濃度は、
光照射後３０分間でほとんどの人間がカビ臭さを感じな
い１０ｐｐｔに低下した。なお、光触媒体Ｂの光触媒機
能は２年間ほとんど変化しないことを確認した。なお、
前記の光触媒体Ｂを用いて、生活排水を同様に処理した
ところ、生活排水に含まれていた有機物を分解して、Ｃ
ＯＤ値が低下した。

【００１９】比較実験として、実施例２において、光触
媒体Ｂを用いないこと以外は同様に処理して、２−メチ
ルイソボルネオールの濃度の変化を調べた。この結果、
２−メチルイソボルネオールの濃度は変化しないことが
わかった。なお、生活排水を同様に処理したところ、生
活排水に含まれていた有機物は分解されず、ＣＯＤ値は
変化しなかった。

【００２０】実施例３硝酸菌としてＮｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓとＴｒｏｂａｒ
ｏｒの培養液を２リットルの滅菌水に分散させた溶液
に、実施例２で製造した光触媒体Ｂ１ｋｇを１時間浸漬
した後、光触媒体Ｂを分離し、常温で風乾して、水質浄
化機能を有する微生物と光半導体粒子とを付着した、本
発明の光触媒体Ｃを得た。

【００２１】実施例２の光触媒体Ｂ１ｋｇ、実施例３の
光触媒体Ｃ１ｋｇ、比較試料として比較例１の試料１ｋ
ｇ、比較試料として市販のナイロンウール製フィルター
（比較例２）をそれぞれ、容器（Ｗ３２０ｍｍ×Ｌ１１
５ｍｍ×Ｈ１００ｍｍ）に充填高さ８０ｍｍに充填し
た。これらの容器に水を流した時の溢流水面から５０ｍ
ｍの高さに１０Ｗのブラックライト（１本）と、水を送
液するポンプを備えた。金魚２０匹を飼育した水槽（水
５０リットル）の上に、前記の容器を置き、この容器に
水槽内の水を送液し、水を循環して、魚類に有毒なＮＨ
₄、ＮＯ₂の濃度変化を調べた。ＮＨ₄の濃度変化を表
１に、ＮＯ₂の濃度変化を表２に、さらに、ＮＯ₂が酸
化されて生成する硝酸（ＮＯ₃）の濃度変化を表３に示
す。実施例２及び実施例３の光触媒体Ｂ、Ｃを用いた場
合、ＮＨ₄、ＮＯ₂の濃度は低い状態で保持されること
がわかった。特に、水質浄化機能を有する微生物と光半
導体粒子とを付着した光触媒体Ｃはその効果が一層顕著
であった。これは、光半導体粒子の光触媒機能によりＮ
Ｈ₄、ＮＯ₂が毒性の低い硝酸（ＮＯ₃）に酸化された
ためである。また、光触媒体Ｃの場合は、紫外線を含有
した光が照射されるところでは光触媒体の光触媒機能に
より、また、紫外線を含有した光の照射を受けない同じ
反応系内の箇所では、光触媒体に付着した水質浄化機能
を有する微生物により、ＮＨ₄、ＮＯ₂が硝酸（Ｎ
Ｏ₃）に一層早く酸化されたためである。一方、比較試
料として用いた比較例１の試料や比較例２のナイロンウ
ール製フィルターを用いた場合には、ＮＨ₄、ＮＯ₂の
濃度は高くなることがわかった。なお、これらの比較試
料を用いた場合でも、実験開始３〜４週間目においてＮ
Ｈ₄の濃度が低下するのは、徐々に増殖した微生物が水
を浄化するためと推察される。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】

【表３】

【００２５】実施例４硫酸チタニルを加熱加水分解して得られた、ＴｉＯ₂基
準で４００ｇ／ｌの酸性チタニアゾル（石原産業株式会
社製、ＣＳ−Ｎ）にメサライト（商品名、日本メサライ
ト工業社製、平均粒子径５ｍｍ）４００ｇを１時間含浸
させた後、メサライトを濾別分離し、乾燥して酸化チタ
ンをメサライトの表面及びメサライトが有する空孔壁に
付着させ、さらに酸化チタンをメサライトの空孔内に充
填させた。引き続き、酸化チタンを付着させたメサライ
トを大気中で５００℃の温度で２時間焼成した。次い
で、焼成したメサライトを水洗し、乾燥して本発明の光
触媒体Ｄを得た。この光触媒体Ｄの酸化チタン付着量は
メサライト１００重量部に対して２．０重量部であっ
た。２５ｇの光触媒体Ｄを８リットルのガラス容器に入
れた後、悪臭成分であるアセトアルデヒドを７０ｐｐｍ
となるように添加してガラス容器を密封した。次に、光
触媒体Ｄの表面で紫外光強度が１．６ｍＷ／ｃｍ²とな
るようにブラックライトを照射し続けたところ、ガラス
容器中のアセトアルデヒドの濃度は１時間後には２０ｐ
ｐｍに、２時間後には６ｐｐｍに減少し、酸化チタンの
光触媒機能によりアセトアルデヒドが効率良く分解され
た。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、無機多孔質粒子の表面の少な
くとも一部及び該無機多孔質粒子が有する空孔壁の少な
くとも一部に光半導体粒子を付着して成る光触媒体であ
って、長期間に渡って安定した光触媒機能を有し、被処
理水系からの分離操作が極めて容易であるため、種々の
光触媒反応、たとえば、悪臭ガスの分解・浄化、空気の
浄化、硫黄酸化物や窒素酸化物などの酸化、土壌の殺
菌、水の分解反応、二酸化炭素の固定化反応などに用い
ることができるなど有用なものである。特に、本発明の
光触媒体を被処理水と接触しうる箇所に配置し、次い
で、該光触媒体に紫外線を含有した光を照射すると、光
半導体粒子の光触媒機能により被処理水に含まれる藻
類、菌類、細菌類などの有害生物の死滅、有害な物質の
分解、さらには脱臭、脱色を簡便、且つ容易に行えるの
で、産業用途ばかりでなく一般家庭用の水浄化方法とし
て極めて有用なものである。さらに、魚類などの飼養域
で発生するオグサレ病などの病原菌を殺菌でき、魚類な
どの死滅を防ぐことができる。また、本発明は、無機多
孔質粒子の表面及び該無機多孔質粒子が有する空孔壁に
光半導体粒子と水質浄化機能を有する微生物とを付着し
て成る光触媒体であって、紫外線を含有した光の照射を
受ける箇所では、該光触媒体の光触媒機能によって被処
理水を浄化でき、しかも、紫外線を含有した光の照射を
受けない同じ反応系内の箇所では、光触媒体に付着した
水質浄化機能を有する微生物によって、被処理水を浄化
することができるため、被処理水の浄化を短時間で行う
ことができる。また、本発明の光触媒体は安全性が高
く、適応できる有害な物質の範囲が広く、廃棄しても環
境を汚さないため、産業的に極めて有用なものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無機多孔質粒子の表面及び該無機多孔質粒
子が有する空孔壁に光半導体粒子を付着して成る光触媒
体。
【請求項２】無機多孔質粒子の表面及び該無機多孔質粒
子が有する空孔壁に光半導体粒子と水質浄化機能を有す
る微生物とを付着して成る光触媒体。
【請求項３】その平均粒径が０．１〜１００ｍｍである
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光触媒体。
【請求項４】光半導体粒子が酸化チタンであることを特
徴とする請求項１または２に記載の光触媒体。
【請求項５】無機多孔質粒子が天然鉱物であることを特
徴とする請求項１または２に記載の光触媒体。
【請求項６】水質浄化機能を有する微生物が亜硝酸菌、
硝酸菌及び硫黄細菌からなる群より選ばれる少なくとも
一種であることを特徴とする請求項２に記載の光触媒
体。
【請求項７】請求項１または２に記載の光触媒体を被処
理水と接触しうる箇所に配置し、次いで、該光触媒体に
紫外線を含有した光を照射して該被処理水を浄化するこ
とを特徴とする水の浄化方法。
【請求項８】請求項１または２に記載の光触媒体を被処
理水と接触しうる箇所に配置し、次いで、該光触媒体に
紫外線を含有した光を照射して、該光触媒体の光触媒機
能によって該被処理水を浄化し、しかも、紫外線を含有
した光の照射を受けない同じ反応系内の箇所では、光触
媒体に付着した水質浄化機能を有する微生物によって該
被処理水を浄化することを特徴とする水の浄化方法。