JP4358587B2 - Method for producing photocatalyst adsorbent and photocatalyst adsorbent - Google Patents
Method for producing photocatalyst adsorbent and photocatalyst adsorbent Download PDFInfo
- Publication number
- JP4358587B2 JP4358587B2 JP2003336916A JP2003336916A JP4358587B2 JP 4358587 B2 JP4358587 B2 JP 4358587B2 JP 2003336916 A JP2003336916 A JP 2003336916A JP 2003336916 A JP2003336916 A JP 2003336916A JP 4358587 B2 JP4358587 B2 JP 4358587B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- adsorbent
- photocatalyst
- organometallic
- porous
- temperature range
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 title claims description 126
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 title claims description 118
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 55
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 172
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 76
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 claims description 59
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 50
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 36
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 claims description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 11
- 239000013076 target substance Substances 0.000 claims description 11
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 claims description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- QGHDLJAZIIFENW-UHFFFAOYSA-N 4-[1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-(4-hydroxy-3-prop-2-enylphenyl)propan-2-yl]-2-prop-2-enylphenol Chemical group C1=C(CC=C)C(O)=CC=C1C(C(F)(F)F)(C(F)(F)F)C1=CC=C(O)C(CC=C)=C1 QGHDLJAZIIFENW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N acetylacetone Chemical group CC(=O)CC(C)=O YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 18
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 15
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 14
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 10
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 9
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 9
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M (z)-4-oxopent-2-en-2-olate Chemical compound C\C([O-])=C\C(C)=O POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 4
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 4
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001877 deodorizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
Description
本発明は、光触媒吸着材の製造方法および光触媒吸着材に関する。 The present invention relates to a method for producing a photocatalyst adsorbent and a photocatalyst adsorbent.
従来より、光が照射されることにより励起されて触媒作用を示す光触媒材料が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, photocatalytic materials that are excited by being irradiated with light and exhibit a catalytic action are known.
このような光触媒は、触媒作用を発揮する材料(光触媒材料)が必要とする光が、この光触媒材料に供給されることで一定の光活性機能を発現する。光触媒材料が発現する一定の光活性機能としては、例えば、人間が悪臭として感じるような臭い成分を分解・除去する消臭機能や、人体に悪影響を及ぼす毒ガス成分の除去機能等が挙げられる。一般的に、このような光触媒により発現される光触媒機能は、その処理速度が遅い。このため、光触媒による光活性機能の向上には限界がある。 Such a photocatalyst exhibits a certain photoactive function when light required for a material (photocatalyst material) that exhibits a catalytic action is supplied to the photocatalyst material. Examples of the constant photoactive function expressed by the photocatalytic material include a deodorizing function that decomposes and removes odorous components that humans feel as bad odors, and a removal function of poisonous gas components that adversely affect the human body. In general, the photocatalytic function expressed by such a photocatalyst has a slow processing speed. For this reason, there exists a limit in the improvement of the photoactive function by a photocatalyst.
ところで、従来より、複数の孔によって対象とする物質を吸着することが可能な吸着材料がある。このような吸着材料としては、例えば、ゼオライト等を挙げることができる。このような吸着材料は、非常に高い吸着性能を有している。吸着材は、例えば、上述したような臭いを発するガス成分や毒ガス成分を短時間で吸着することができる。また、このような吸着材料は、例えば、室温環境下に設置されている場合等の状態では、吸着材料自身が臭いを発するガス成分や毒ガス成分を分解することはない。そして、吸着材料が有する吸着許容量分のガスを吸着すると、それ以上のガスを吸着することはなくなる。すなわち、吸着機能を失ってしまう。 Conventionally, there is an adsorbing material capable of adsorbing a target substance through a plurality of holes. Examples of such an adsorbing material include zeolite. Such an adsorbing material has a very high adsorption performance. For example, the adsorbent can adsorb gas components and poisonous gas components that emit odors as described above in a short time. Further, such an adsorbing material does not decompose gas components and poisonous gas components that generate odors when the adsorbing material itself is installed in a room temperature environment, for example. And if the adsorption | suction amount of gas which adsorption material has adsorb | sucks, it will not adsorb | suck more gas than it. That is, the adsorption function is lost.
このような点を鑑みて、上述した光触媒の原料となる有機金属材料と吸着材料とを組み合わせ、除去の対象となるガス成分(対象ガス成分)を吸着材料に吸着させ、吸着材料に吸着させた対象ガス成分を有機金属材料を原料として生成された光触媒によって徐々に分解・除去することが従来より検討されている(例えば、特許文献1、2参照)。 In view of these points, the organic metal material that is the raw material of the photocatalyst described above and the adsorbing material are combined, the gas component (target gas component) to be removed is adsorbed on the adsorbing material, and adsorbed on the adsorbing material. Conventionally, it has been studied that the target gas component is gradually decomposed and removed by a photocatalyst produced using an organometallic material as a raw material (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
例えば、有機・無機の結着剤(バインダ)を用いて、有機金属材料と吸着材料とをより近づけて配置することがある。 For example, the organic metal material and the adsorbing material may be arranged closer to each other using an organic / inorganic binder (binder).
しかしながら、有機金属材料と吸着材料とを組み合わせる場合、以下に説明するような不具合が生じる。 However, when the organometallic material and the adsorbing material are combined, the following problems occur.
例えば、有機の結着剤(有機バインダ)を用いて、有機金属材料と吸着材料とをより近づけて配置する場合、この有機バインダが光触媒によって分解されてしまうことも多く、有機バインダの変質(劣化)によって光触媒が脱離してしまうことがある。 For example, when using an organic binder (organic binder) and arranging an organic metal material and an adsorbing material closer to each other, the organic binder is often decomposed by the photocatalyst, and the organic binder is deteriorated (deteriorated). ) May desorb the photocatalyst.
また、例えば、無機の結着剤(無機バインダ)を用いて、有機金属材料と吸着材料とをより近づけて配置する場合、処理内容によっては吸着材料が有する吸着性能を損なってしまうことがある。従来、このような無機バインダにおける不具合に対する対策を施した製造方法もあるが、このような製造方法による有機金属材料と吸着材料との組み合わせを実現するためには、非常に高価な装置を導入する必要がある。非常に高価な装置の導入を伴うことは、工業的な製造に不適切である。 In addition, for example, when an organic metal material and an adsorbing material are arranged closer to each other using an inorganic binder (inorganic binder), the adsorbing performance of the adsorbing material may be impaired depending on processing contents. Conventionally, there is a manufacturing method in which countermeasures against such problems in the inorganic binder are taken, but in order to realize a combination of an organometallic material and an adsorbing material by such a manufacturing method, a very expensive apparatus is introduced. There is a need. Accompanying the introduction of very expensive equipment is unsuitable for industrial production.
本発明の目的は、吸着材料の吸着飽和による吸着性能の劣化を抑制することができる光触媒吸着材を工業的に適した製造方法によって製造することである。 An object of the present invention is to produce a photocatalyst adsorbent capable of suppressing deterioration in adsorption performance due to adsorption saturation of an adsorbent material by an industrially suitable production method.
請求項1記載の発明の光触媒吸着材の製造方法は、有機金属化合物を含む有機金属材料と表面に複数の孔を有する多孔質吸着材とを均一に混合する工程と、均一に混合した前記有機金属材料と前記多孔質吸着材との混合材料に水分を供給する工程と、水分が供給された前記混合材料を第一の温度範囲内の温度で加熱する工程と、前記第一の温度範囲内の温度で加熱された前記混合材料を酸素ガスまたは酸素元素を含むガスを含むガス中で、前記第一の温度範囲よりも高い第二の温度範囲内の温度で加熱する工程と、を具備する。 The method for producing a photocatalyst adsorbent according to claim 1 includes a step of uniformly mixing an organometallic material containing an organometallic compound and a porous adsorbent having a plurality of pores on the surface, and said organically mixed organic Supplying water to the mixed material of the metal material and the porous adsorbent, heating the mixed material supplied with water at a temperature within a first temperature range, and within the first temperature range Heating the mixed material heated at a temperature in a gas containing oxygen gas or oxygen-containing gas at a temperature within a second temperature range higher than the first temperature range. .
したがって、格別複雑かつ煩雑な工程を伴うことなく、多孔質材料の表面に有機金属材料の被膜を形成することができる。 Therefore, a coating of an organometallic material can be formed on the surface of the porous material without involving a particularly complicated and complicated process.
請求項2記載の発明の光触媒吸着材の製造方法は、有機金属化合物を含む有機金属材料と表面に複数の孔を有する多孔質吸着材とに対して水分を供給しながら前記有機金属材料と前記多孔質吸着材とを均一に混合する工程と、前記有機金属材料と前記多孔質吸着材との混合材料を第一の温度範囲内の温度で加熱する工程と、前記第一の温度範囲内の温度で加熱された前記混合材料を酸素ガスまたは酸素元素を含むガスを含むガス中で、前記第一の温度範囲よりも高い第二の温度範囲内の温度で加熱する工程と、を具備する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for producing a photocatalyst adsorbent, wherein the organic metal material and the porous adsorbent having a plurality of pores on a surface thereof are supplied with water while supplying the organic metal material and the organic metal material. A step of uniformly mixing a porous adsorbent, a step of heating a mixed material of the organometallic material and the porous adsorbent at a temperature within a first temperature range, and a step within the first temperature range. Heating the mixed material heated at a temperature in a gas containing oxygen gas or a gas containing an oxygen element at a temperature within a second temperature range higher than the first temperature range.
したがって、格別複雑かつ煩雑な工程を伴うことなく、多孔質材料の表面に有機金属材料の被膜を形成することができる。 Therefore, a coating of an organometallic material can be formed on the surface of the porous material without involving a particularly complicated and complicated process.
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の光触媒吸着材の製造方法において、前記第一の温度範囲は、40℃以上300℃以下の範囲であり、前記第二の温度範囲は、350℃より高く1000℃未満の範囲である。
The invention according to
したがって、実用上確実に請求項1または2記載の発明の作用を奏することが可能になる。
Therefore, the action of the invention according to
請求項4記載の発明は、請求項1、2または3記載の光触媒吸着材の製造方法において、金属イオンに対して有機基が該金属イオンの価数配位結合され、単一での分子サイズが前記多孔質材料が有する孔の開口サイズよりも大きい前記有機金属材料を用いる。
The invention according to claim 4 is the method for producing a photocatalyst adsorbent according to
したがって、多孔質材料の外形をなす表面部分にのみ有機金属材料の被膜を形成することができる。 Therefore, the coating of the organometallic material can be formed only on the surface portion that forms the outer shape of the porous material.
請求項5記載の発明は、請求項1、2または3記載の光触媒吸着材の製造方法において、金属イオンにアセチルアセトン基、ジピバロイルメタネート基、ヘキサフルオロ基またはイソプロピルシクロペンタ基が、該金属イオンの価数配位結合した材料を前記有機金属材料として用いる。
The invention according to claim 5 is the method for producing a photocatalyst adsorbent according to
したがって、多孔質材料の多孔質材料が有する吸着性能を低下させることなく請求項1、2または3記載の発明の作用を奏することが可能になる。
Therefore, the effect of the invention according to
請求項6記載の発明は、請求項1ないし5のいずれか一に記載の光触媒吸着材の製造方法において、前記多孔質吸着材は、微細孔を有してこの微細孔に対象物質を吸着する吸着性能を備える。 The invention according to claim 6 is the method for producing a photocatalyst adsorbent according to any one of claims 1 to 5, wherein the porous adsorbent has fine holes and adsorbs the target substance in the fine holes. With adsorption performance.
したがって、微細孔への吸着によって対象物質を吸着することで、使用期間に左右されることなく吸着機能の性能劣化を抑制することができる。 Therefore, by adsorbing the target substance by adsorption into the micropores, it is possible to suppress the performance deterioration of the adsorption function regardless of the period of use.
請求項7記載の発明は、請求項1または2記載の光触媒吸着材の製造方法において、前記混合材料中に水蒸気を導入することにより水分を供給する。 A seventh aspect of the present invention provides the photocatalyst adsorbent manufacturing method according to the first or second aspect, wherein moisture is supplied by introducing water vapor into the mixed material.
したがって、混合材料への水分の供給を、実用上、容易な方法で実現することができる。 Therefore, the supply of moisture to the mixed material can be realized by a practically easy method.
請求項8記載の発明は、請求項1ないし6のいずれか一に記載の光触媒吸着材の製造方法において、前記混合材料中に液体状態の水を導入することにより水分を供給する。 According to an eighth aspect of the present invention, in the method for producing a photocatalyst adsorbent according to any one of the first to sixth aspects, water is supplied by introducing liquid water into the mixed material.
したがって、混合材料への水分の供給を、実用上、容易な方法で実現することができる。 Therefore, the supply of moisture to the mixed material can be realized by a practically easy method.
請求項9記載の発明は、請求項1ないし6のいずれか一に記載の光触媒吸着材の製造方法に置いて、前記混合材料に対して水を噴霧することにより水分を供給する。 According to a ninth aspect of the present invention, in the method for producing a photocatalyst adsorbent according to any one of the first to sixth aspects, water is supplied by spraying water on the mixed material.
したがって、混合材料への水分の供給を、実用上、容易な方法で実現することができる。 Therefore, the supply of moisture to the mixed material can be realized by a practically easy method.
請求項10記載の発明は、請求項1ないし9のいずれか一に記載の光触媒吸着材の製造方法において、前記多孔質吸着材は、粉体形状を有している。 A tenth aspect of the present invention is the method for producing a photocatalyst adsorbent according to any one of the first to ninth aspects, wherein the porous adsorbent has a powder shape.
したがって、多孔質吸着材の体積を過剰に増加させることなく広い表面積を確保することができる。 Therefore, a large surface area can be secured without excessively increasing the volume of the porous adsorbent.
請求項11記載の発明は、請求項10記載の光触媒吸着材の製造方法において、前記有機金属材料は、粉体形状を有している。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the method for producing a photocatalyst adsorbent according to the tenth aspect, the organometallic material has a powder shape.
したがって、粉体形状とされた多孔質吸着材とより均一に混合させることができる。 Therefore, it can be mixed more uniformly with the porous adsorbent in powder form.
請求項12記載の発明の光触媒吸着材は、表面に複数の孔を有する多孔質吸着材と、請求項1ないし11のいずれか一に記載の製造方法を用いて前記多孔質吸着材の表面に設けられて有機金属化合物を含む有機金属材料によって形成された結晶被膜と、を具備する。 The photocatalyst adsorbent of the invention described in claim 12 is formed on the surface of the porous adsorbent using the porous adsorbent having a plurality of pores on the surface and the manufacturing method according to any one of claims 1 to 11. And a crystal film formed of an organometallic material including an organometallic compound.
したがって、格別複雑かつ煩雑な工程を伴うことなく、多孔質材料の表面に有機金属材料の被膜を形成することができる。 Therefore, a coating of an organometallic material can be formed on the surface of the porous material without involving a particularly complicated and complicated process.
請求項13記載の発明は、請求項12記載の光触媒吸着材において、前記有機金属材料は、金属イオンに対して有機基が該金属イオンの価数配位結合され、単一での分子サイズが前記多孔質材料が有する孔の開口サイズよりも大きい有機金属材料である。 The invention according to claim 13 is the photocatalyst adsorbent according to claim 12, wherein the organic metal material has an organic group bonded to a metal ion by valence coordination of the metal ion, and has a single molecular size. The organic metal material is larger than the opening size of the pores of the porous material.
したがって、多孔質材料の多孔質材料が有する吸着性能を低下させることなく請求項12記載の発明の作用を奏することが可能になる。 Therefore, the effect of the invention of claim 12 can be achieved without reducing the adsorption performance of the porous material.
請求項14記載の発明は、請求項12記載の光触媒吸着材において、前記有機金属材料は、金属イオンにアセチルアセトン基、ジピバロイルメタネート基、ヘキサフルオロ基またはイソプロピルシクロペンタ基が、該金属イオンの価数配位結合した材料である。 The invention according to claim 14 is the photocatalyst adsorbing material according to claim 12, wherein the organometallic material has a metal ion having an acetylacetone group, a dipivaloylmethanate group, a hexafluoro group or an isopropylcyclopenta group. It is a material with valence coordinate bonding of ions.
したがって、多孔質材料の多孔質材料が有する吸着性能を低下させることなく請求項12記載の発明の作用を奏することが可能になる。 Therefore, the effect of the invention of claim 12 can be achieved without reducing the adsorption performance of the porous material.
請求項15記載の発明は、請求項12ないし14のいずれか一に記載の光触媒吸着材において、前記多孔質吸着材は、微細孔を有してこの微細孔に対象物質を吸着する吸着性能を備える。 The invention according to claim 15 is the photocatalyst adsorbent according to any one of claims 12 to 14, wherein the porous adsorbent has fine pores and has an adsorption performance for adsorbing a target substance in the fine pores. Prepare.
したがって、微細孔への吸着によって対象物質を吸着することで、使用期間に左右されることなく吸着機能の性能劣化を抑制することができる。 Therefore, by adsorbing the target substance by adsorption into the micropores, it is possible to suppress the performance deterioration of the adsorption function regardless of the period of use.
請求項1記載の発明の光触媒吸着材の製造方法によれば、格別複雑かつ煩雑な工程を伴うことなく、多孔質材料の表面に有機金属材料の被膜を形成することができるので、多孔質材料が本来有する吸着性能を有効に発揮して対象成分を吸着し、吸着した対象成分を有機金属材料を原料として生成される光触媒が有する光触媒機能によって分解・除去することで、吸着材料の吸着飽和による吸着性能の劣化を抑制することができる光触媒吸着材を工業的に適した製造方法によって製造することができる。 According to the method for producing a photocatalyst adsorbent of the invention described in claim 1, since the coating of the organometallic material can be formed on the surface of the porous material without involving a particularly complicated and complicated process, the porous material Adsorbs target components by effectively demonstrating their inherent adsorption performance, and decomposes and removes the target components that have been adsorbed by the photocatalytic function of the photocatalyst produced from the organometallic material. A photocatalyst adsorbent capable of suppressing the deterioration of the adsorption performance can be produced by an industrially suitable production method.
請求項2記載の発明の光触媒吸着材の製造方法によれば、格別複雑かつ煩雑な工程を伴うことなく、多孔質材料の表面に有機金属材料の被膜を形成することができるので、多孔質材料が本来有する吸着性能を有効に発揮して対象成分を吸着し、吸着した対象成分を有機金属材料を原料として生成される光触媒が有する光触媒機能によって分解・除去することで、吸着材料の吸着飽和による吸着性能の劣化を抑制することができる光触媒吸着材を工業的に適した製造方法によって製造することができる。
According to the method for producing a photocatalyst adsorbent of the invention described in
請求項3記載の発明によれば、請求項1または2記載の光触媒吸着材の製造方法において、実用上確実に請求項1または2記載の発明の効果を奏することができる。
According to the invention described in
請求項4記載の発明によれば、請求項1、2または3記載の光触媒吸着材の製造方法において、多孔質材料の多孔質材料が有する吸着性能を低下させることなく請求項1、2または3記載の発明の効果を奏することができる。
According to invention of Claim 4, in the manufacturing method of the photocatalyst adsorbent of
請求項5記載の発明によれば、請求項1、2または3記載の光触媒吸着材の製造方法において、多孔質材料の多孔質材料が有する吸着性能を低下させることなく請求項1、2または3記載の発明の効果を奏することができる。
According to invention of Claim 5, in the manufacturing method of the photocatalyst adsorbent of
請求項6記載の発明によれば、請求項1ないし5のいずれか一に記載の光触媒吸着材の製造方法において、微細孔への吸着によって対象物質を吸着することで、使用期間に左右されることなく吸着機能の性能劣化を抑制することができるので、長期に亘って安定した吸着性能を発揮する光触媒吸着材を提供することができる。 According to invention of Claim 6, in the manufacturing method of the photocatalyst adsorbent as described in any one of Claim 1 thru | or 5, it depends on a use period by adsorb | sucking a target substance by adsorption | suction to a micropore. Therefore, it is possible to provide a photocatalyst adsorbent that exhibits stable adsorption performance over a long period of time.
請求項7記載の発明によれば、請求項1または2記載の光触媒吸着材の製造方法において、混合材料への水分の供給を、実用上、容易な方法で実現することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, in the method for producing the photocatalyst adsorbent according to the first or second aspect, the water supply to the mixed material can be realized by a practically easy method.
請求項8記載の発明によれば、請求項1ないし6のいずれか一に記載の光触媒吸着材の製造方法において、混合材料への水分の供給を、実用上、容易な方法で実現することができる。
According to the invention described in
請求項9記載の発明によれば、請求項1ないし6のいずれか一に記載の光触媒吸着材の製造方法に置いて、混合材料への水分の供給を、実用上、容易な方法で実現することができる。 According to the ninth aspect of the invention, in the method for producing the photocatalyst adsorbent according to any one of the first to sixth aspects, the water supply to the mixed material is realized by a practically easy method. be able to.
請求項10記載の発明によれば、請求項1ないし9のいずれか一に記載の光触媒吸着材の製造方法において、多孔質吸着材の体積を過剰に増加させることなく広い表面積を確保することができるので、より高い吸着機能を発揮させることができる。 According to invention of Claim 10, in the manufacturing method of the photocatalyst adsorbent as described in any one of Claims 1 thru | or 9, it is possible to ensure a large surface area without excessively increasing the volume of the porous adsorbent. As a result, a higher adsorption function can be exhibited.
請求項11記載の発明によれば、請求項10記載の光触媒吸着材の製造方法において、粉体形状とされた多孔質吸着材とより均一に混合させることができる。 According to invention of Claim 11, in the manufacturing method of the photocatalyst adsorbent of Claim 10, it can mix more uniformly with the porous adsorbent made into the powder form.
請求項12記載の発明の光触媒吸着材によれば、格別複雑かつ煩雑な工程を伴うことなく、多孔質材料の表面に有機金属材料の被膜を形成することができるので、多孔質材料が本来有する吸着性能を有効に発揮して対象成分を吸着し、吸着した対象成分を有機金属材料を原料として生成される光触媒が有する光触媒機能によって分解・除去することで、吸着材料の吸着飽和による吸着性能の劣化を抑制することができる光触媒吸着材を工業的に適した製造方法によって製造することができる。 According to the photocatalyst adsorbing material of the invention described in claim 12, since the coating of the organometallic material can be formed on the surface of the porous material without involving a particularly complicated and complicated process, the porous material originally has Adsorbing target components by effectively demonstrating the adsorption performance, and by decomposing / removing the adsorbed target components by the photocatalytic function of the photocatalyst produced from the organometallic material, A photocatalyst adsorbent capable of suppressing deterioration can be produced by an industrially suitable production method.
請求項13記載の発明によれば、請求項12記載の光触媒吸着材において、多孔質材料の多孔質材料が有する吸着性能を低下させることなく請求項12記載の発明の効果を奏することができる。 According to the thirteenth aspect, in the photocatalyst adsorbing material according to the twelfth aspect, the effect of the invention according to the twelfth aspect can be achieved without deteriorating the adsorption performance of the porous material.
請求項14記載の発明によれば、請求項12記載の光触媒吸着材において、多孔質材料の多孔質材料が有する吸着性能を低下させることなく請求項12記載の発明の効果を奏することができる。 According to the invention described in claim 14, in the photocatalyst adsorbing material described in claim 12, the effect of the invention described in claim 12 can be achieved without reducing the adsorption performance of the porous material of the porous material.
請求項15記載の発明によれば、請求項12ないし14のいずれか一に記載の光触媒吸着材において、微細孔への吸着によって対象物質を吸着することで、使用期間に左右されることなく吸着機能の性能劣化を抑制することができるので、長期に亘って安定した吸着性能を発揮する光触媒吸着材を提供することができる。 According to the invention of claim 15, in the photocatalyst adsorbing material according to any one of claims 12 to 14, the target substance is adsorbed by adsorption to the micropores, so that the adsorption is not affected by the period of use. Since performance deterioration of the function can be suppressed, a photocatalyst adsorbent that exhibits stable adsorption performance over a long period of time can be provided.
本発明を実施するための最良の一実施の形態について、図1ないし図4を参照して説明する。本実施の形態は、光触媒機能を有する吸着材(以降、光触媒吸着材とする)への適用例を示す。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment shows an application example to an adsorbent having a photocatalytic function (hereinafter referred to as a photocatalyst adsorbent).
特に図示しないが、光触媒吸着材は、光が照射されることにより光触媒機能を発揮する光触媒と、表面に複数の孔を有する多孔質吸着材とを含有している。本実施の形態の光触媒は、有機金属化合物を含む有機金属材料を原料として生成されている。 Although not particularly illustrated, the photocatalyst adsorbent contains a photocatalyst that exhibits a photocatalytic function when irradiated with light, and a porous adsorbent having a plurality of pores on the surface. The photocatalyst of this embodiment is generated using an organometallic material containing an organometallic compound as a raw material.
本実施の形態の有機金属材料および吸着材料は、いずれも粉体形状を有している。光触媒吸着材における有機金属材料は、以下に説明する製造方法によって光触媒吸着材を製造することにより、光触媒の被膜として多孔質吸着材の表面に設けられている。 Both the organometallic material and the adsorbing material of the present embodiment have a powder shape. The organometallic material in the photocatalyst adsorbent is provided on the surface of the porous adsorbent as a photocatalyst film by producing the photocatalyst adsorbent by the production method described below.
まず、光触媒吸着材の製造方法について説明する。光触媒吸着材の製造に際しては、有機金属材料と吸着材料とを大気中で混合する。ここに、有機金属化合物を含む有機金属材料と表面に複数の孔を有する多孔質吸着材とを均一に混合する工程が実現されている。 First, the manufacturing method of a photocatalyst adsorption material is demonstrated. In producing the photocatalyst adsorbent, the organometallic material and the adsorbent are mixed in the atmosphere. Here, a step of uniformly mixing the organometallic material containing the organometallic compound and the porous adsorbent having a plurality of pores on the surface is realized.
有機金属材料としては、金属イオンに対して有機基が該金属イオンの価数配位結合され、単一での分子サイズが、多孔質材料が有する孔の開口サイズよりも大きい有機金属材料が挙げられる。このような有機金属材料としては、具体的に、金属イオンに、アセチルアセトン基、ジピバロイルメタネート基、ヘキサフルオロ基またはイソプロピルシクロペンタ基が、該金属イオンの価数配位結合した有機金属材料が挙げられる。 Examples of the organic metal material include an organic metal material in which an organic group is bonded to a metal ion with a valence coordinate of the metal ion, and a single molecular size is larger than an opening size of a pore of the porous material. It is done. As such an organic metal material, specifically, an organic metal in which an acetylacetone group, a dipivaloylmethanate group, a hexafluoro group, or an isopropylcyclopenta group is coordinate-bonded to the metal ion to the metal ion. Materials.
また、有機金属材料としてより具体的には、本実施の形態で用いたアセチルアセトナート亜鉛の他に、例えば、ジピバロイルメタネート亜鉛、アセチルアセトナート鉄、ジピバロイルメタネート鉄、アセチルアセトナート銅、ジピバロイルメタネート銅等を挙げることが可能であるが、これらの有機金属材料に特に限定されるものではない。 More specifically, as the organometallic material, in addition to acetylacetonate zinc used in the present embodiment, for example, dipivaloylmethanate zinc, acetylacetonate iron, dipivaloylmethanate iron, Examples thereof include acetylacetonate copper and dipivaloylmethanate copper, but are not particularly limited to these organometallic materials.
本実施の形態では、有機金属材料としてアセチルアセトナート亜鉛の粉末を用いた。また、本実施の形態では、吸着材料として天然ゼオライトの微粉末を用いた。ここでは、10gのアセチルアセトナート亜鉛と、50gの天然ゼオライトとを混合した。本実施の形態の天然ゼオライトの微粉末の粒径は、10μm以下に設定されている。 In this embodiment mode, acetylacetonate zinc powder is used as the organometallic material. In this embodiment, fine powder of natural zeolite is used as the adsorbing material. Here, 10 g of acetylacetonate zinc and 50 g of natural zeolite were mixed. The particle size of the fine powder of natural zeolite of the present embodiment is set to 10 μm or less.
有機金属材料と吸着材料とを十分に混合した後、この混合材料に対して、20mlの蒸留水を添加する。ここに、均一に混合した有機金属材料と多孔質吸着材との混合材料に水分を供給する工程が実現されている。 After thoroughly mixing the organometallic material and the adsorbing material, 20 ml of distilled water is added to the mixed material. Here, a step of supplying moisture to the mixed material of the organometallic material and the porous adsorbent that are uniformly mixed is realized.
本実施の形態では、混合材料への水分の供給に際して、混合材料中に水蒸気を導入することにより水分を供給しても、混合材料中に液体状態の水を導入することにより水分を供給しても、混合材料に対して水を噴霧することにより水分を供給してもよい。 In this embodiment, when supplying moisture to the mixed material, even if moisture is supplied by introducing water vapor into the mixed material, moisture is supplied by introducing liquid water into the mixed material. Alternatively, moisture may be supplied by spraying water on the mixed material.
いずれの方法によって水分を供給しても、混合材料への水分の供給を、実用上、容易な方法で実現することができる。 Regardless of which method is used to supply moisture, the supply of moisture to the mixed material can be realized by a practically easy method.
続いて、蒸留水が添加された混合材料を耐熱容器に移し、100℃までゆっくり加熱する。100℃に加熱された混合材料中の水分がなくなるまで混合材料を一定温度(100℃)に保持する。本実施の形態では、約20分間、混合材料を100℃に保持した。ここに、水分が供給された混合材料を第一の温度範囲内の温度で加熱する工程が実現されている。なお、水分が供給された混合材料を加熱する温度は、100℃に限るものではなく、40℃以上300℃以下を第一の温度範囲とし、この第一の温度範囲内の温度で混合材料を加熱すればよい。第一の温度範囲は、後述する第二の温度範囲での加熱に際して、加熱対象となる混合材料が気化等によって消失することがないように該混合材料を変質させる温度範囲である。なお、本実施の形態の有機金属材料および吸着材料を用いた場合、第一の温度範囲を50℃以上200℃以下に設定することで、後述する第二の温度範囲での加熱に際して、加熱対象となる混合材料の気化等による消失をより確実に防止することが可能である。 Subsequently, the mixed material to which distilled water is added is transferred to a heat-resistant container and slowly heated to 100 ° C. The mixed material is kept at a constant temperature (100 ° C.) until there is no moisture in the mixed material heated to 100 ° C. In this embodiment, the mixed material was kept at 100 ° C. for about 20 minutes. Here, a step of heating the mixed material supplied with moisture at a temperature within the first temperature range is realized. Note that the temperature at which the mixed material supplied with moisture is heated is not limited to 100 ° C., and the first temperature range is 40 ° C. to 300 ° C., and the mixed material is heated at a temperature within the first temperature range. What is necessary is just to heat. The first temperature range is a temperature range in which the mixed material is denatured so that the mixed material to be heated does not disappear due to vaporization or the like during heating in the second temperature range described later. In addition, when the organometallic material and the adsorbing material of the present embodiment are used, the first temperature range is set to 50 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, so that the object to be heated is heated in the second temperature range described later. It is possible to more reliably prevent disappearance due to vaporization of the mixed material.
水分がなくなった後、この混合材料を700℃まで加熱する。このとき、混合材料に対して酸素を供給しながら加熱を行なった。また、加熱の速度は、混合材料の温度が2℃/分で上昇するように調整した。混合材料の温度が700℃に達した後、この混合材料を700℃で2時間保持する。ここに、第一の温度範囲内の温度で加熱された混合材料を酸素ガスまたは酸素元素を含むガスを含むガス中で、第一の温度範囲よりも高い第二の温度範囲内の温度で加熱する工程が実現されている。なお、第二の温度範囲は、上述した第一の温度範囲よりも高い温度範囲であればよく、350℃より高く1000℃未満の範囲であることが好ましい。第二の温度範囲は、上述した第一の温度範囲で変質させた混合材料を酸化させることで光触媒機能を発揮する光触媒の組成を有する化合物を生成する温度範囲である。なお、本実施の形態の有機金属材料および吸着材料を用いた場合、第二の温度範囲を500℃以上800℃以下に設定することで、吸着材料の表面への有機金属材料の被膜をより確実に形成することが可能である。 After the moisture is gone, the mixed material is heated to 700 ° C. At this time, heating was performed while supplying oxygen to the mixed material. The heating rate was adjusted so that the temperature of the mixed material increased at 2 ° C./min. After the temperature of the mixed material reaches 700 ° C., the mixed material is held at 700 ° C. for 2 hours. Here, the mixed material heated at a temperature within the first temperature range is heated at a temperature within a second temperature range higher than the first temperature range in a gas containing oxygen gas or a gas containing oxygen element. The process to do is realized. In addition, the 2nd temperature range should just be a temperature range higher than the 1st temperature range mentioned above, and it is preferable that it is a range higher than 350 degreeC and less than 1000 degreeC. The second temperature range is a temperature range in which a compound having a photocatalytic composition that exhibits a photocatalytic function is produced by oxidizing the mixed material altered in the first temperature range described above. Note that when the organometallic material and the adsorbing material of the present embodiment are used, the coating of the organometallic material on the surface of the adsorbing material is more reliably performed by setting the second temperature range to 500 ° C. or more and 800 ° C. or less. Can be formed.
2時間後、室温に放置し、自然冷却することで光触媒吸着材を製造した。このようにして製造した光触媒吸着材は、吸着材料の表面に形成した有機金属材料の被膜(光触媒)によって該吸着材料に吸着された対象物質を分解することで吸着材料における吸着飽和の発生を抑制し、かつ、吸着材料による吸着性能の再生(復元)が可能である。 After 2 hours, the photocatalyst adsorbent was produced by allowing to stand at room temperature and naturally cooling. The photocatalyst adsorbent produced in this way suppresses the occurrence of adsorption saturation in the adsorbent material by decomposing the target substance adsorbed on the adsorbent material by the coating of an organometallic material (photocatalyst) formed on the surface of the adsorbent material. In addition, it is possible to regenerate (restore) the adsorption performance by the adsorption material.
このようにして製造した光触媒吸着材をXRD測定した。その結果を図1に示す。図1には、ゼオライト単体(図1中破線で示すグラフ)、および、上述した製造方法で製造した光触媒吸着材(図1中実線で示すグラフ)のXRD測定結果がそれぞれ示されている。 The photocatalyst adsorbent thus produced was subjected to XRD measurement. The result is shown in FIG. FIG. 1 shows XRD measurement results of a zeolite simple substance (a graph indicated by a broken line in FIG. 1) and a photocatalyst adsorbent produced by the above-described manufacturing method (a graph indicated by a solid line in FIG. 1).
ここで、XRD(X−Ray Detector:X線回折法)測定とは、波動の回折現象を利用し、物質中の原子・分子配置の周期性に関する情報を得る方法である。図2に示すように、XRD測定を行なうXRD装置1では、X線源2より、サンプル(本実施の形態では、光触媒吸着材)3の表面に対して波長(λ)の細いX線ビームを照射し、検出器4を用いて、サンプル3の結晶粒子の面間隔(d)の格子面で、ブラグの式(nλ=2dsinθ)を満たすように回折された回折線の角度2θ(図1中横軸)と強度(図1中縦軸)とを測定する。このXRD測定により結晶性(結晶化度)や結晶の配向性を測定したり、結晶性物質を同定したり、薄膜などの表面の残留応力値を測定したりすることができる。XRD測定では、サンプル3を回転させながら角度θを連続的に変化させ、検出器4の位置が2θとなるように光学的に関係づけながら回転させて、回折されたサンプル3の表面部分から出てくるX線を検出する。
Here, XRD (X-Ray Detector: X-ray diffractometry) measurement is a method for obtaining information on periodicity of atomic / molecular arrangement in a substance by utilizing a wave diffraction phenomenon. As shown in FIG. 2, in the XRD apparatus 1 that performs XRD measurement, an X-ray beam having a narrow wavelength (λ) is emitted from the
図1から判るように、上述した製造方法で製造した光触媒吸着材のグラフには、酸化亜鉛の結晶ピークが認められる。これにより、天然ゼオライト表面に酸化亜鉛の結晶被膜が形成されていることが確認できる。また、図1から判るように、上述した製造方法で製造した光触媒吸着材のグラフから、酸化亜鉛の結晶被膜が形成されたゼオライトの結晶構造が変化していないことが認められる。 As can be seen from FIG. 1, a crystal peak of zinc oxide is observed in the graph of the photocatalyst adsorbent produced by the production method described above. This confirms that a zinc oxide crystal coating is formed on the natural zeolite surface. Further, as can be seen from FIG. 1, it can be seen from the graph of the photocatalyst adsorbent produced by the production method described above that the crystal structure of the zeolite on which the zinc oxide crystal coating is formed has not changed.
このように、本実施の形態では、有機金属化合物を含む有機金属材料と表面に複数の孔を有する多孔質吸着材とを均一に混合する工程と、均一に混合した有機金属材料と多孔質吸着材との混合材料に水分を供給する工程と、水分が供給された混合材料を第一の温度範囲内の温度で加熱する工程と、第一の温度範囲内の温度で加熱された混合材料を酸素ガスまたは酸素元素を含むガスを含むガス中で、第一の温度範囲よりも高い第二の温度範囲内の温度で加熱する工程と、を具備する光触媒吸着材の製造方法によって光触媒吸着材を製造することで、格別複雑かつ煩雑な工程を伴うことなく、多孔質材料の表面に有機金属材料の被膜を形成することができるので、多孔質材料が本来有する吸着性能を有効に発揮して対象成分を吸着し、吸着した対象成分を有機金属材料を原料として生成される光触媒が有する光触媒機能によって分解・除去することで、吸着材料の吸着飽和による吸着性能の劣化を抑制することができる光触媒吸着材を工業的に適した製造方法によって製造することができる。 As described above, in the present embodiment, the step of uniformly mixing the organometallic material containing the organometallic compound and the porous adsorbent having a plurality of pores on the surface, and the uniformly mixed organometallic material and the porous adsorption A step of supplying moisture to the mixed material with the material, a step of heating the mixed material supplied with moisture at a temperature within the first temperature range, and a mixed material heated at a temperature within the first temperature range. Heating the photocatalyst adsorbent by a method for producing a photocatalyst adsorbent comprising a step of heating at a temperature within a second temperature range higher than the first temperature range in a gas containing oxygen gas or a gas containing an oxygen element. By manufacturing, it is possible to form a coating of organometallic material on the surface of the porous material without involving any particularly complicated and complicated processes, so that the adsorption performance inherent in the porous material can be effectively demonstrated and targeted Adsorbed and adsorbed components The photocatalyst adsorbent that can suppress the deterioration of the adsorption performance due to adsorption saturation of the adsorbent material is decomposed and removed by the photocatalytic function of the photocatalyst produced from the organic metal material as the raw material. It can be manufactured by a manufacturing method.
なお、光触媒吸着材の製造方法は上述した実施の形態の方法に限るものではなく、有機金属化合物を含む有機金属材料と表面に複数の孔を有する多孔質吸着材とに対して水分を供給しながら有機金属材料と多孔質吸着材とを均一に混合する工程と、有機金属材料と多孔質吸着材との混合材料を第一の温度範囲内の温度で加熱する工程と、第一の温度範囲内の温度で加熱された混合材料を酸素ガスまたは酸素元素を含むガスを含むガス中で、第一の温度範囲よりも高い第二の温度範囲内の温度で加熱する工程と、を具備する光触媒吸着材の製造方法によって光触媒吸着材を製造するようにしてもよい。 Note that the method for producing the photocatalyst adsorbent is not limited to the method of the above-described embodiment, and water is supplied to the organometallic material containing the organometallic compound and the porous adsorbent having a plurality of pores on the surface. The step of uniformly mixing the organometallic material and the porous adsorbent while heating the mixed material of the organometallic material and the porous adsorbent at a temperature within the first temperature range, and the first temperature range And heating the mixed material heated at a temperature within a second temperature range higher than the first temperature range in a gas containing oxygen gas or oxygen element-containing gas. You may make it manufacture a photocatalyst adsorbent with the manufacturing method of an adsorbent.
このような方法によっても、上述と同様に、格別複雑かつ煩雑な工程を伴うことなく、多孔質材料の表面に有機金属材料の被膜を形成することができるので、多孔質材料が本来有する吸着性能を有効に発揮して対象成分を吸着し、吸着した対象成分を有機金属材料を原料として生成される光触媒が有する光触媒機能によって分解・除去することで、吸着材料の吸着飽和による吸着性能の劣化を抑制することができる光触媒吸着材を工業的に適した製造方法によって製造することができる。 Even with such a method, as described above, a coating of an organometallic material can be formed on the surface of the porous material without involving a particularly complicated and complicated process. Adsorbing target components effectively, and decomposing and removing the target components that have been adsorbed by the photocatalytic function of the photocatalyst produced from the organometallic material, reducing the adsorption performance due to adsorption saturation of the adsorbent material The photocatalyst adsorbent which can be suppressed can be manufactured by an industrially suitable manufacturing method.
また、第一の温度範囲を40℃以上300℃以下の範囲とし、第二の温度範囲を350℃より高く1000℃未満の範囲とすることで、実用上確実に上述した効果を奏することができる。 In addition, by setting the first temperature range to a range of 40 ° C. or more and 300 ° C. or less and the second temperature range to a range higher than 350 ° C. and lower than 1000 ° C., the above-described effects can be surely achieved practically. .
また、本実施の形態では、金属イオンに対して有機基が該金属イオンの価数配位結合され、単一での分子サイズが多孔質材料が有する孔の開口サイズよりも大きい有機金属材料を用いることにより、多孔質材料の外形をなす表面部分にのみ有機金属材料の被膜を形成することができるので、多孔質材料が有する吸着性能を低下させることなく上述した効果を奏することができる。 Further, in this embodiment, an organic metal material in which an organic group is bonded to a metal ion by valence coordination of the metal ion, and a single molecular size is larger than an opening size of a hole of the porous material. By using it, since the coating of the organometallic material can be formed only on the surface portion forming the outer shape of the porous material, the above-described effects can be achieved without reducing the adsorption performance of the porous material.
このとき、有機金属材料として、金属イオンにアセチルアセトン基、ジピバロイルメタネート基、ヘキサフルオロ基またはイソプロピルシクロペンタ基が、該金属イオンの価数配位結合した材料を有機金属材料として用いることにより、実用上確実に上述した効果を奏することができる。 At this time, as an organometallic material, a material in which an acetylacetone group, a dipivaloylmethanate group, a hexafluoro group, or an isopropylcyclopenta group is bonded to a metal ion with a valence coordinate bond of the metal ion is used as the organometallic material. Thus, the above-described effects can be surely achieved in practice.
本実施の形態では、多孔質吸着材は、微細孔を有してこの微細孔に対象物質を吸着する吸着性能を備えるため、吸着機能の性能劣化を抑制し、長期に亘って安定した吸着性能を発揮する光触媒吸着材を提供することができる。 In the present embodiment, the porous adsorbent has fine pores and has an adsorption performance for adsorbing the target substance in the fine pores, so that it suppresses the performance deterioration of the adsorption function and is stable over a long period of time. The photocatalyst adsorption material which exhibits can be provided.
また、本実施の形態では、有機金属材料および吸着材料は、いずれも粉体形状を有しているため、多孔質吸着材に関しては、多孔質吸着材が占有する体積を過剰に増加させることなく広い表面積を確保することができるので、より高い吸着機能を発揮させることができ、また、有機金属材料に関しては、粉体形状とされた多孔質吸着材とより均一に混合させることができるので、より安定した性能を有する光触媒吸着材を提供することができる。 In the present embodiment, since both the organometallic material and the adsorbing material have a powder shape, the porous adsorbing material does not excessively increase the volume occupied by the porous adsorbing material. Since a large surface area can be ensured, a higher adsorption function can be exhibited, and for an organometallic material, it can be mixed more uniformly with a porous adsorbent in powder form, A photocatalyst adsorbent having more stable performance can be provided.
次に、このようにして製造された光触媒吸着材の吸着機能および光触媒機能を測定した。まず、光触媒吸着材の吸着機能の測定として、30ppmアンモニアガスに対する吸着性能を測定した。本実施の形態では、30ppmアンモニアガスを充填した3lテドラーバッグ中に光触媒吸着材を入れ、所定時間経過後のテドラーバッグ中におけるアンモニア残存率(%)を測定することで、30ppmアンモニアガスに対する吸着性能を、ゼオライト単体および光触媒吸着材のそれぞれに対して測定した。なお、測定は5回行なった。また、このとき、照射された光には、波長400nm以下の光も含まれている。 Next, the adsorption function and the photocatalytic function of the photocatalyst adsorbent thus produced were measured. First, as the measurement of the adsorption function of the photocatalyst adsorbent, the adsorption performance with respect to 30 ppm ammonia gas was measured. In the present embodiment, the photocatalyst adsorbent is placed in a 3 liter Tedlar bag filled with 30 ppm ammonia gas, and by measuring the residual ammonia ratio (%) in the Tedlar bag after a predetermined time has elapsed, the adsorption performance for 30 ppm ammonia gas is It measured with respect to each of a zeolite simple substance and a photocatalyst adsorbent. The measurement was performed 5 times. At this time, the irradiated light includes light having a wavelength of 400 nm or less.
ここで、図3は、上述した吸着性能の測定1回目の結果を示すグラフである。図3から判るように、1回目の測定では、ゼオライト単体および光触媒吸着材は、同等程度のアンモニア吸着性能を有していることが判る。 Here, FIG. 3 is a graph showing the results of the first measurement of the adsorption performance described above. As can be seen from FIG. 3, in the first measurement, it is understood that the zeolite simple substance and the photocatalyst adsorbent have comparable ammonia adsorption performance.
図4は、上述した吸着性能の測定5回目の結果を示すグラフである。図4から判るように、5回目の測定では、ゼオライト単体のアンモニア吸着性能と比較して、光触媒吸着材のアンモニア吸着性能が高いことが判る。これは、ゼオライト単体では吸着飽和が発生しアンモニア吸着性能が劣化していることに対し、光触媒吸着材料では吸着飽和が発生していないためである。また、図4から判るように、光触媒吸着材料では、測定1回目と5回目とでのアンモニア吸着性能が同等であることが判る。すなわち、光触媒吸着材料では吸着飽和が発生していないことが判る。 FIG. 4 is a graph showing the results of the fifth measurement of the adsorption performance described above. As can be seen from FIG. 4, in the fifth measurement, it can be seen that the ammonia adsorption performance of the photocatalyst adsorbent is higher than the ammonia adsorption performance of the zeolite alone. This is because adsorption saturation occurs in zeolite alone and ammonia adsorption performance deteriorates, whereas adsorption saturation does not occur in the photocatalyst adsorbing material. Further, as can be seen from FIG. 4, it can be seen that the photocatalyst adsorbing material has the same ammonia adsorption performance in the first measurement and the fifth measurement. That is, it can be seen that adsorption saturation does not occur in the photocatalyst adsorbing material.
次に、光触媒吸着材の光触媒機能を測定した。本実施の形態では、光触媒吸着材に対して400nm以下の波長の光を照射した際の光触媒能力を測定した。この結果、良好な光触媒機能を発現することが確認された。なお、本実施の形態では、光触媒吸着材における吸着性能が飽和しない(吸着飽和が発生しない)ことをもって光触媒機能を判定した。 Next, the photocatalytic function of the photocatalyst adsorbent was measured. In the present embodiment, the photocatalytic ability was measured when the photocatalyst adsorbing material was irradiated with light having a wavelength of 400 nm or less. As a result, it was confirmed that a good photocatalytic function was developed. In the present embodiment, the photocatalytic function is determined based on the fact that the adsorption performance of the photocatalyst adsorbent is not saturated (adsorption saturation does not occur).
ところで、吸着材料は、光照射の有無に応じてその吸着量が変動し、光が照射されることにより吸着許容量が低下することが知られている。本実施の形態の光触媒吸着材における天然ゼオライトは、波長400nmの光が照射された場合にその吸着性能を低下させ、吸着したガス成分等を大気中へ放出する。なお、光触媒吸着材によって吸着され大気中へ放出されるガス成分は、吸着されたガス成分の種類によって異なる。本実施の形態では、例えば、NOx等のガス成分に見られる現象について示している。なお、アンモニアをガス成分とする場合、光触媒吸着材に対して400nm以下の波長の光を照射したもガス成分は放出されない。 By the way, it is known that the adsorption amount of the adsorbing material varies depending on the presence or absence of light irradiation, and the allowable amount of adsorption decreases when irradiated with light. The natural zeolite in the photocatalyst adsorbent of the present embodiment reduces the adsorption performance when irradiated with light having a wavelength of 400 nm, and releases the adsorbed gas components and the like into the atmosphere. Note that the gas component adsorbed by the photocatalyst adsorbent and released into the atmosphere varies depending on the type of the adsorbed gas component. In the present embodiment, for example, a phenomenon observed in a gas component such as NOx is shown. When ammonia is used as the gas component, the gas component is not released even when the photocatalyst adsorbent is irradiated with light having a wavelength of 400 nm or less.
このため、光の照射タイミングを調整し、例えば、光触媒吸着材の周囲において除去対象とするガス成分の濃度が高い場合には吸着材料による対象ガス成分の吸着を優先して光触媒吸着材への光照射を減少させ、一方で光触媒吸着材の周囲における除去対象とするガス成分の濃度が低い場合には光触媒機能を優先させて光触媒吸着材への光照射を増加させることで、吸着機能と光触媒機能とを相俟って発揮させることができる。これによって、臭いを発するガス成分や毒ガス成分を短時間で吸着するとともに、吸着した除去対象ガス成分を光触媒機能によって長時間に亘って分解・除去することができ、吸着機能と光触媒機能とを長期に亘って安定して発揮させることができる。 For this reason, the timing of light irradiation is adjusted. For example, when the concentration of the gas component to be removed around the photocatalyst adsorbent is high, the adsorption of the target gas component by the adsorbent is prioritized and the light is applied to the photocatalyst adsorbent. Adsorption function and photocatalyst function by reducing the irradiation, while increasing the light irradiation to the photocatalyst adsorbent by giving priority to the photocatalyst function when the concentration of the gas component to be removed around the photocatalyst adsorbent is low And can be demonstrated together. As a result, gas components that emit odors and poisonous gas components can be adsorbed in a short time, and the adsorbed gas components to be removed can be decomposed and removed over a long period of time by the photocatalytic function. It can be made to exhibit stably over.
3 光触媒吸着材
3 Photocatalyst adsorbent
Claims (15)
均一に混合した前記有機金属材料と前記多孔質吸着材との混合材料に水分を供給する工程と、
水分が供給された前記混合材料を第一の温度範囲内の温度で加熱する工程と、
前記第一の温度範囲内の温度で加熱された前記混合材料を酸素ガスまたは酸素元素を含むガスを含むガス中で、前記第一の温度範囲よりも高い第二の温度範囲内の温度で加熱する工程と、
を具備する光触媒吸着材の製造方法。 A step of uniformly mixing an organometallic material containing an organometallic compound and a porous adsorbent having a plurality of pores on the surface;
Supplying moisture to the mixed material of the organometallic material and the porous adsorbent mixed uniformly;
Heating the mixed material supplied with moisture at a temperature within a first temperature range;
The mixed material heated at a temperature within the first temperature range is heated at a temperature within a second temperature range higher than the first temperature range in a gas containing oxygen gas or a gas containing an oxygen element. And a process of
A method for producing a photocatalyst adsorbent comprising:
前記有機金属材料と前記多孔質吸着材との混合材料を第一の温度範囲内の温度で加熱する工程と、
前記第一の温度範囲内の温度で加熱された前記混合材料を酸素ガスまたは酸素元素を含むガスを含むガス中で、前記第一の温度範囲よりも高い第二の温度範囲内の温度で加熱する工程と、
を具備する光触媒吸着材の製造方法。 A step of uniformly mixing the organometallic material and the porous adsorbent while supplying moisture to the organometallic material containing the organometallic compound and the porous adsorbent having a plurality of pores on the surface;
Heating the mixed material of the organometallic material and the porous adsorbent at a temperature within a first temperature range;
The mixed material heated at a temperature within the first temperature range is heated at a temperature within a second temperature range higher than the first temperature range in a gas containing oxygen gas or a gas containing an oxygen element. And a process of
A method for producing a photocatalyst adsorbent comprising:
前記第二の温度範囲は、350℃より高く1000℃未満の範囲である請求項1または2記載の光触媒吸着材の製造方法。 The first temperature range is a range of 40 ° C. or more and 300 ° C. or less,
The method for producing a photocatalyst adsorbent according to claim 1 or 2, wherein the second temperature range is higher than 350 ° C and lower than 1000 ° C.
請求項1ないし11のいずれか一に記載の製造方法を用いて前記多孔質吸着材の表面に設けられて有機金属化合物を含む有機金属材料によって形成された結晶被膜と、
を具備する光触媒吸着材。 A porous adsorbent having a plurality of pores on the surface;
A crystal film formed on the surface of the porous adsorbent using the production method according to any one of claims 1 to 11 and formed of an organometallic material containing an organometallic compound;
A photocatalyst adsorbent comprising:
The photocatalyst adsorbent according to any one of claims 12 to 14, wherein the porous adsorbent has fine pores and has an adsorption performance for adsorbing a target substance in the fine pores.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003336916A JP4358587B2 (en) | 2003-09-29 | 2003-09-29 | Method for producing photocatalyst adsorbent and photocatalyst adsorbent |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003336916A JP4358587B2 (en) | 2003-09-29 | 2003-09-29 | Method for producing photocatalyst adsorbent and photocatalyst adsorbent |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005103354A JP2005103354A (en) | 2005-04-21 |
| JP4358587B2 true JP4358587B2 (en) | 2009-11-04 |
Family
ID=34532888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003336916A Expired - Fee Related JP4358587B2 (en) | 2003-09-29 | 2003-09-29 | Method for producing photocatalyst adsorbent and photocatalyst adsorbent |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4358587B2 (en) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11276901A (en) * | 1998-03-27 | 1999-10-12 | Mitsubishi Electric Corp | Photocatalyst coating agent and photocatalyst material using the same |
| JP4038877B2 (en) * | 1998-05-22 | 2008-01-30 | 松下電器産業株式会社 | Photocatalyst for air purification |
| JP2002045689A (en) * | 2000-08-03 | 2002-02-12 | Mitsubishi Plastics Ind Ltd | Adsorption material |
| JP3538635B2 (en) * | 2000-08-30 | 2004-06-14 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Manufacturing method of harmful chemical substance removing material |
| JP2002115176A (en) * | 2000-10-05 | 2002-04-19 | Nisshin Steel Co Ltd | Porous fiber board supporting photocatalyst and method for producing the same |
| JP2004305947A (en) * | 2003-04-08 | 2004-11-04 | Shinto V-Cerax Ltd | Silica gel supporting anatase-type titanium oxide photocatalyst and method for producing the same |
-
2003
- 2003-09-29 JP JP2003336916A patent/JP4358587B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2005103354A (en) | 2005-04-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Huang et al. | Effect of reduction treatment on structural properties of TiO 2 supported Pt nanoparticles and their catalytic activity for formaldehyde oxidation | |
| KR102129422B1 (en) | Beads for air purification, method for preparing the same, and filter using the same | |
| JP2022045928A (en) | Surface-modified carbon and sorbents for improved efficiency in removal of gaseous contaminants | |
| US7846864B2 (en) | Photocatalyst materials having semiconductor characteristics and methods for manufacturing and using the same | |
| Luevano-Hipolito et al. | Synthesis, characterization and photocatalytic activity of WO3/TiO2 for NO removal under UV and visible light irradiation | |
| JP2017100923A (en) | Deodorized metal composite carbon nitride and method for producing the same | |
| JP2000327315A (en) | Metal-modified apatite and method for producing the same | |
| Tuncel et al. | Efficient photoactivity of TiO2-hybrid-porous nanocomposite: Effect of humidity | |
| Wang et al. | Growth of Ag/g-C3N4 nanocomposites on nickel foam to enhance photocatalytic degradation of formaldehyde under visible light | |
| Kim et al. | Activated carbon modified with polyethyleneimine and MgO: better adsorption of aldehyde and production of regenerative VOC adsorbent using a photocatalyst | |
| Levasseur et al. | Mesoporous silica SBA-15 modified with copper as an efficient NO2 adsorbent at ambient conditions | |
| KR101845175B1 (en) | Activated carbon materials for filter of vehicle interior treated with alkaline metal and preparing method thereof | |
| JP5537356B2 (en) | Photocatalyst, coating agent, interior material, and method for producing photocatalyst | |
| JP5255388B2 (en) | Metal particle-supported catalyst and method for producing the same | |
| JP4358587B2 (en) | Method for producing photocatalyst adsorbent and photocatalyst adsorbent | |
| KR20230174901A (en) | Photocatalytic metal-organic framework filter and manufacturing method thereof | |
| TWI265149B (en) | Process for removing water from gaseous substance | |
| CN1210474A (en) | Compounds that adsorb gases | |
| KR100722429B1 (en) | Method for preparing a copper-manganese oxide catalyst of nanoparticles and the catalyst prepared accordingly | |
| KR101526878B1 (en) | Alginate bead impregnated bubble and photocatalyst method for the same | |
| JP4320393B2 (en) | Photocatalyst material and method for producing the same | |
| JP4558842B2 (en) | Photocatalytic member storage method | |
| JP4038877B2 (en) | Photocatalyst for air purification | |
| Huang et al. | Nanostructure-controlled Cu-doped MnO2 for ozone synergistic catalytic disinfection | |
| JP6435464B2 (en) | Gas decomposing agent, method for producing gas decomposing agent, and gas decomposing agent package |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20050422 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060808 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090416 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090421 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090804 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090806 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120814 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120814 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150814 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150814 Year of fee payment: 6 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |