JPH06315614A

JPH06315614A - 汚染物質の除去方法及び浄化材

Info

Publication number: JPH06315614A
Application number: JP6040488A
Authority: JP
Inventors: Akitsugu Ibusuki; 堯嗣指宿; Hiroshi Takeuchi; 浩士竹内; Kazuteru Aragai; 和照新貝; Satoshi Nishikata; 聡西方; Masahiro Miyamoto; 昌広宮本; Koyo Noguchi; 幸洋野口; Takeo Takahashi; 武男高橋
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology; Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1993-03-11
Filing date: 1994-02-15
Publication date: 1994-11-15

Abstract

(57)【要約】【目的】環境大気中の低濃度の窒素酸化物などを除去す
る。【構成】二酸化チタン又は二酸化チタンと活性炭との混
合物を主成分とする光触媒をフッ素樹脂などを用いて固
定してシート状あるいはパネル状の浄化材１３を構成
し、これをビル２の外壁などを利用して屋外に設置す
る。太陽光中の波長領域 300〜400 ｎｍの近紫外線を受
けた光触媒は活性化して大気中の窒素酸化物などを硝酸
などに変えて表面に捕捉する一方、生成物の蓄積により
活性が低下した光触媒は降水により洗浄されて機能を回
復する。また、浄化材１３を用いて水中から気体中に移
行させた揮発性汚染物質、あるいは水中の汚染物質を二
酸化チタンで分解する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、環境大気中の低濃度
の汚染物質（窒素酸化物など）や水中の汚染物質（揮発
性有機塩素化合物など）を除去する方法及びこの方法に
使用する浄化材に関する。

【０００２】

【従来の技術】窒素酸化物などによる大気汚染を防止す
るために、これまで移動及び固定発生源からの汚染物質
の排出規制が行われてきた。ところが、これらの発生源
対策にもかかわらず、大都市域や自動車道路沿道などで
は依然として環境基準を超える汚染物質濃度が観測され
ており、今後は個々の汚染状況に対応したきめ細かい対
策、すなわち従来の発生源における対策のほかに、汚染
物質を受ける側での環境対策が求められる。しかしなが
ら、環境における汚染物質除去（環境浄化）は湖沼など
の水質浄化の分野で一部試みられているが、大気環境に
関してはこれまで例がない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これは、大気汚染物質
の濃度が極めて低いことと大気の拡散性が高いために、
効率のよい除去が困難と考えられていたためである。例
えば、従来のアンモニア接触還元法などを一般大気に適
用しようとするならば、還元前に高倍率の濃縮が不可欠
であり、エネルギー消費の点だけからみても実用的では
なかった。この発明は、低濃度の汚染物質を環境大気中
から効率よく除去するばかりでなく、材料が安価で稼働
費がほとんど不要なことから経済的にも実用性の高い大
気中の汚染物質の除去方法及びこの方法に使用する浄化
材を提供することを目的とするものである。

【０００４】一方、トリクロロエテンやテトラクロロエ
テンなどの揮発性有機塩素化合物は各種産業で脱脂剤や
洗浄液として多量に使用されているが、これらの揮発性
有機塩素化合物は発ガン性があり、これによる飲料水の
汚染などの環境汚染が社会問題になっている。そこで、
この発明は、水中に含まれる揮発性有機塩素化合物など
を簡易に分解して無害化することのできる汚染物質の除
去方法この方法に使用する浄化材を提供することを目的
とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、二酸化チ
タン（TiO₂) と活性炭との混合物からなり、 300nm以上
の光の照射により前処理なしに常温で効率よく空気中の
ppm レベルの窒素酸化物などを除去できる光触媒を発明
し（特許第１６１３３０１号）、またこの光触媒をトン
ネル排気処理に応用するための技術を開発してきた（特
開平３−２３３１００号ほか３件）。そして、この中で
酸化鉄（III)など第三成分を添加することにより光触媒
活性を更に増大できることを見出した。この光触媒が機
能するために必要な条件は、常温での光照射と水による
洗浄だけである。そこで、本発明者らは、太陽光の照射
と降水による洗浄など、これらが屋外の自然環境で比較
的容易に達成できる条件であることに着目し、この発明
をなすに至った。

【０００６】すなわち、この発明は、二酸化チタンある
いは二酸化チタンと活性炭との混合物を主成分とする光
触媒を太陽光の照射と降水による洗浄とが受けられるよ
うに屋外に固定して放置することにより環境大気中の汚
染物質を除去しようとするものである。上記光触媒の固
定には、その粉末を合成樹脂を用いて予めシート状又は
パネル状に成形したり、接着剤を用いてシート材又はパ
ネル材の表面に付着させたりして浄化材を構成すること
により行うのがよい。

【０００７】また、本発明者らは、二酸化チタンの存在
下、揮発性有機塩素化合物を含む排ガスに光照射するこ
とによって、揮発性有機塩素化合物を分解して無害化す
る技術を開発してきたが（特開平２−１０７３１４
号）、この技術を応用して水中の汚染物質を無害化する
にも上記浄化材は好適である。すなわち、この発明は、
水中の揮発性汚染物質を気体中に移行させ、次いでこの
気体を波長 400ｎｍ以下の光を照射しながら上記浄化材
に接触させて前記揮発性汚染物質を分解するものとす
る。また、この発明は、汚染物質を含む水を波長 400ｎ
ｍ以下の光を照射しながら上記浄化材に接触させ、前記
汚染物質を分解するものとする。

【０００８】

【作用】太陽光には本光触媒の活性化に必要な波長領域
が300 〜400nm の紫外線が豊富に含まれている。したが
って、本光触媒を太陽光が当たる屋外に放置することに
より、大気中の低濃度窒素酸化物などを硝酸などに酸化
して光触媒上に捕捉することができる。光触媒は時間の
経過とともに、主として表面の活性部分が硝酸などの生
成物により覆われることにより汚染物質除去能力が徐々
に低下するが、降水によって生成物が洗い流されること
で活性が回復する。光触媒は繰り返し機能し、また稼働
や保守のための人手や費用は特別必要ない。

【０００９】光触媒と大気との接触面積を大きくするに
は、光触媒は粉体として用いるのがよい。しかし、この
発明を実用化するに当たって、粉体のままで大気と接触
させようとすると、設置、使用、再生、回収、交換など
の際に光触媒が飛散するなど取扱いが困難であり、なん
らかの媒体に固定する必要がある。光触媒の粉末を固定
する方法として、構築物の表面などに光触媒を接着剤な
どを用いて付着させることが考えられる。しかし、その
場合でも粉粒状の光触媒を構築物表面に直に付着させよ
うとすると、施工上種々の困難が予想され、また工事費
も高くなる。したがって、光触媒の粉末は工場で予めシ
ート状あるいはパネル状に形成した浄化材として構成し
ておき、現場ではこれを構築物などを利用して貼り付け
るようにするのが実用的である。

【００１０】ところで、従来、粉末触媒はバインダとと
もに成形した後、高温で焼成することによって、任意の
形状に加工することが一般的である。しかしながら、活
性炭を含む本光触媒を 300℃以上の高温で焼成すること
は不可能であるとともに、水を用いて再生を行う本光触
媒では耐水性の上で適用できない。すなわち、本光触媒
を安定的に固定する際の条件として、製作過程で温度が
あまり上昇しないこと（200 ℃以下が好ましい）、及び
十分な耐水性・耐久性があることが求められる。

【００１１】一方、耐薬品性・耐環境性に優れるフッ素
樹脂（ポリテトラフルオロエチレンなど）は圧力をかけ
ることで粉末から任意の形状のものが成形できる。そこ
で、光触媒粉末を混合したフッ素樹脂の粉末を圧延する
ことにより、予めシート状あるいはパネル状の浄化材を
構成するものとする。フッ素樹脂は疎水性であるため、
得られる浄化材の耐水性は高く、湿度影響も小さいこと
が予想される。また、フッ素樹脂と光触媒を構成する成
分との親和性は低いため、浄化材の内部では両者は単に
機械的に集合しているに過ぎず、光触媒表面の活性がフ
ッ素樹脂の存在によりさほど阻害されないことが期待さ
れる。また、金属、樹脂、無機物などからなるシート材
又はパネル材に各種の接着剤を用いて光触媒を付着さ
せ、浄化材を構成することも可能である。ただし、接着
材の種類と特性は多岐にわたっているので、実験的に最
適のものを選択する必要がある。

【００１２】次に、上記特開平２−１０７３１４号に係
る技術を実用化する場合、水中の揮発性汚染物質を気体
中に移行させて二酸化チタンに接触させるにしても、二
酸化チタン粒子を装置の壁面に直接付着させるとすれ
ば、大気中の汚染物質の除去に関してすでに述べたと同
様、施工上種々の困難が生じる。そこで、その場合にも
二酸化チタン粒子をシート状あるいはパネル状の浄化材
に担持させて用いれば、施工や運搬がきわめて簡単とな
る。

【００１３】水中の汚染物質はそのままの状態で二酸化
チタンに接触させても分解可能であるが、その場合にも
二酸化チタンを粒状のまま用いるとすれば種々の問題が
生じる。図１３に汚染物質を含む水を二酸化チタン粒子
に直に接触させる装置の構成例を示す。図において、波
長 400ｎｍ以下の光を照射する光源４０を持つリアクタ
４１内に二酸化チタンの粒子４２が懸濁した水が収容さ
れ、回転羽根４３で攪拌されている。揮発性有機塩素化
合物を含む水はポンプ４４でリアクタ４１に底部から送
入され、含まれる揮発性有機塩化化合物は二酸化チタン
粒子４２と接触して分解される。被処理水はオーバーフ
ロー管４５を介して沈澱槽４６に送られ、ここで二酸化
チタン粒子４２が分離されて排水管４７から排出され
る。沈澱槽４６内に沈降した二酸化チタン粒子４２はポ
ンプ４８によりリアクタ４１に戻される。

【００１４】ところが、二酸化チタンを粒状のまま用い
るこのような方法では、図示の通り処理後の水から二酸
化チタン粒子を分離するための沈澱槽や分離された二酸
化チタン粒子をリアクタに戻すポンプ配管が必要となる
などすでに述べたように装置が複雑で、必然的にその運
転管理も煩雑となる。その点、二酸化チタン粒子を上記
浄化材に担持させれば、二酸化チタン粒子が固定されて
いるため上述した問題は生じず装置が簡単となる。

【００１５】

【実施例】まず、図６は後述する室内実験に使用した実
験装置の構成を示すもので、１は汚染物質（この場合は
一酸化窒素）の標準ガス（濃度50ppm 程度）を入れた高
圧容器、２はこの標準ガスを希釈する高純度空気を入れ
た高圧容器、３は減圧弁、４は精密流量調節器、５は四
方弁、６はガラス製のシャーレ型反応容器、７は反応容
器６に入れた浄化材試料、８は光化学用蛍光灯（１０Ｗ
×３本）、９は化学発光式窒素酸化物計、１０は空気ポ
ンプ、１１及び１２は排気口である。反応容器６は２個
直列に設けられ、浄化材試料７はこれらに分けて入れら
れている。

【００１６】図示装置において、高圧容器１の標準ガス
と高圧容器２の空気とを流量調節器４で定める適宜の流
量比で混合させることにより、任意のごく低濃度の模擬
汚染空気を発生させることができる。そして、四方弁５
を図示の通り切り換えることにより、この模擬汚染空気
を一定流量で反応容器６に導いて試料７に接触させ、同
時に蛍光灯８から波長領域 300〜400 ｎｍの近紫外光を
試料７に照射する。試料７と接触した後の汚染空気（処
理空気）は、一定量を空気ポンプ１０で窒素酸化物計９
に導き、窒素酸化物の濃度変化を記録した後、排気口１
１から排出する。余分の空気は排気口１２から直ちに排
出する。それでは、この発明に係る浄化材試料の汚染物
質除去効果を上記装置を用いて確認した実験、及び同一
の浄化材試料を実際に大気中に置いた実験の結果につい
て述べる。

【００１７】実験例１光触媒とフッ素樹脂粒子とを十分に混合した後、圧延
し、厚さ約１mmのシート状とした。その組成比は、ポリ
テトラフルオロエチレン樹脂：二酸化チタン：活性炭が
６：３：１である。触媒成分の重量に対して２％の酸化
鉄（III)を加えてもよい。また、触媒成分としては二酸
化チタン単独でもよい。ただし、その場合は若干性能が
低下する。このシートを10cm×10cmの大きさに裁断して
試料とし、２個の反応容器６に１枚ずつ納めた（有効面
積200 cm²)。反応容器６に供給する一酸化窒素(NO)の初
濃度は 1.0ppm 、空気流量は毎分 0.5リットルである。
また、波長 365ｎｍにおける紫外線強度は最大で0.45ｍ
Ｗ／cm² であった。これは、夏の晴れた日の日中の約４
分の１、冬の晴れた日の約半分の紫外線強度に相当す
る。

【００１８】反応容器６の出口における処理空気中のNO
濃度の変化を図１に示す。図の縦軸は反応容器６の出口
におけるNO濃度、横軸は処理開始後の経過時間である。
図において、初めに光照射は行わず、四方弁５を切り換
えて模擬汚染空気を反応容器６に通じると、出口のNO濃
度が低下する。これは光触媒が活性炭を含んでいるため
であるが、この場合の除去機構は単なる吸着であるの
で、この効果は長続きしない（しかし、太陽光の当たら
ない夜間にはこの機能が利用できるといえる）。そこ
で、約９時間後にそのままの状態で光照射を開始する
と、出口におけるNO濃度は再び著しく低下した。この除
去効果は長時間持続するので、単なる吸着現象ではな
く、光触媒作用であると考えられた。

【００１９】この場合において、NOの初期濃度を変化さ
せたときの除去率を図２に示す。図の縦軸は処理を開始
してから12時間までの平均除去率、横軸は供給した模擬
空気のNO初期濃度である。この図からわかる通り、空気
流量毎分0.5 リットルでは検討した初期濃度範囲（0.05
〜５ppm ）にわたって90％を超える除去率が得られ、こ
の除去率はNO初期濃度にあまり依存しない。実験後の試
料を精製水で洗浄すると、除去したNOの60％に相当する
硝酸が回収された。また、弱アルカリ性溶液（１mM水酸
化ナトリウム）で洗浄すると、回収率は80％に向上し
た。しかし、水洗浄のみでも窒素酸化物除去に関して使
用前同様の活性が回復し、繰り返し使用が可能であるこ
とがわかった。

【００２０】続いて、上記試料をつくば市内（非汚染地
域と考えられている）で屋外に置いて実験を行った。数
回行った実験のうち、硝酸として水洗・回収された窒素
酸化物の代表値は１日当たり 7μmol であった。通常の
水洗回収率（60％) を考慮すると、１日当たり11.7μmo
l(１時間当たりでは0.5 μmol)の窒素酸化物が除去され
た計算になる。この値を室内実験の結果に当てはめる
と、1.0 ppm のNOを毎分 2.0リットルで３時間流して除
去される量に相当する。つくば市内の平均NO濃度を 0.0
25ppm とすれば、屋外に試料を置いた24時間に毎分約10
リットルの大気を処理できた計算となる。すなわち、屋
外では風によって汚染物質が効果的にシート表面に運ば
れているとともに、本光触媒が開放系においても効率よ
く機能していることが明らかになった。なお、NOの１mo
l は30ｇ、NO₂(二酸化窒素) の１mol は46ｇ、したがっ
て窒素酸化物１mol は平均的に38ｇ、また１μmol は38
μｇである。

【００２１】実験例２ポリ塩化ビニールの板に各種の接着樹脂（高粘度エポキ
シ、低粘度エポキシ、紫外線アクリル、高粘度高速硬化
エポキシ及びスプレーウレタン）を塗布した後、光触媒
の粉末を振りかけ、硬化後、水洗・乾燥して試料とし
た。有効な表面積はいずれも100cm²である。実験例１の
場合と同様、一酸化窒素の初期濃度は 1.0ppm 、空気流
量は毎分 0.5リットルである。この場合の反応容器６の
出口におけるNO濃度の時間的変化を図３に示す。また、
この図では参考までに、光触媒を両面粘着テープを用い
て粉末のまま合成樹脂フィルムに固定した試料（有効面
積200cm²）、及びこれと同一量の光触媒を合成樹脂を用
いてシート状に形成した試料（有効面積20cm²)の結果を
同時に示した。

【００２２】接着樹脂による固定では、いずれも粉末の
まま付着させたものやシート状のものよりも成績がわる
くなっているが、一部のエポキシ樹脂及びウレタン樹脂
は固定化材料として使用できると考えられる。図で一番
除去効果が高いのは、光触媒を粉末のまま固定したもの
（△印）である。これと同一触媒量のシート（○印）は
実験例１の場合に比べて面積が小さい（したがって、シ
ートは単位面積当たりの光触媒量を大きくできる効果も
ある)ので、図１に示したような画期的な除去効果はな
いが、シート化により光触媒の活性がやや低下するもの
の、触媒表面がそれほど樹脂で覆われているわけではな
く、接着樹脂による場合と比べてむしろ汚染空気がシー
ト内部までよく拡散しているといえる。これは、処理開
始12時間後では、粉末の場合と差がなくなっていること
からも明らかであり、このことはフッ素樹脂シート内部
への汚染空気の拡散に時間はかかるものの、シート表面
だけではなく内部の光触媒も機能していることを示唆す
るものである。

【００２３】実験例３上記実験例ではNOの除去効果について示したが、本光触
媒は二酸化窒素（NO₂)及び二酸化硫黄（SO₂)も同様に除
去できる。図４及び図５は、実験例１のシート状試料を
用いた場合（実験条件も同一で試料の有効表面積は200
cm² 、模擬汚染空気の流量は毎分 0.5リットル）のNO₂
及びSO₂ の除去率（12時間平均）の初期濃度別の変化を
それぞれ示すものである。図に示すように、NO₂は0.05
〜0.7 ppm の範囲で除去率80％以上、SO₂は0.05〜1.0
ppm の範囲で90％以上の除去率が得られた。

【００２４】以上の実験結果から、この発明の浄化材を
構築物などに取り付けることにより環境大気の浄化を期
待できることがわかるが、これを現実に実施する場合の
態様について以下に説明する。光触媒の粉末を合成樹脂
を用いて固定するには、次のような工程によりシート状
又はパネル状の空気浄化材を構成する。まず、光触媒
（二酸化チタンあるいは二酸化チタンと活性炭との混合
物、あるいはこれに更に酸化鉄などの鉄系金属酸化物を
加えたもの）の粉末に溶媒及び界面活性剤を加えて混合
・攪拌する。この場合の溶媒は光触媒の成分粉の分散を
良好にするためのものであるが、界面活性剤は溶媒のこ
の機能を更に促進する。

【００２５】次いで、これにバインダとしてのフッ素樹
脂などの樹脂粉末を加え、再び混合・攪拌する。その
後、遠心分離機にかけて溶媒を取り除き、次いでよく混
練した上で型に入れて圧縮成形し、厚さが 0.5〜１mm程
度のシートを形成する。そして、このシートを樹脂フィ
ルムで裏打ちしたり、ステンレス、樹脂、石膏などの板
材に貼り付けたりして、可撓性のあるシート状の浄化材
や剛性のあるパネル状の浄化材に仕上げる。大きさは葉
書サイズから畳サイズまで任意であり、シート状の場合
はロール材にすることも可能である。また、光触媒の粉
末を接着剤で固定するには、樹脂フィルム又は金属や樹
脂などの板材に接着剤を塗布して触媒粉末を振りかけ、
これを乾燥して固着させることにより、シート状やパネ
ル状の浄化材にする。形状や大きさは圧縮成形の場合と
同じでよい。

【００２６】上記浄化材は空気汚染の激しい街路や自動
車専用道路などに、日照や降水による洗浄を考慮して取
り付ける。図７は浄化材１３をビル１４の外壁を利用し
て取り付けた例であり、図８は高速道路１５の両側の遮
音板に取り付けた例である。このように既存の建造物や
構造物を利用すれば効率的であるが、図９に示すように
適宜の架台１６を専用に設けて浄化材１３を支持するこ
とも勿論可能である。一方、図１０に示す自動車道トン
ネル１７（図１０の（Ａ）は正面図、（Ｂ）は縦断面
図）や地下街などの屋内の場合には、光化学用蛍光灯な
どの人工光源１８により浄化材１３を照射する。なお、
図１０の自動車道トンネル１７には上部空間に空気浄化
室１９が区画され、送風機２０で矢印で示すように導入
された車道空間の汚染空気は、まず電気集じん機２１で
煤じんを除去され、次いで浄化材１３で窒素酸化物など
が除去されて車道空間に戻されるようになっている。

【００２７】次に、図１１及び図１２に上述の浄化材を
用いて揮発性有機塩素化合物を分解するこの発明の実施
例を示す。まず、図１１は水中に含まれた揮発性有機塩
素化合物を気体中に移行させた後、浄化材に接触させて
分解する装置の構成図で、図示装置は水中に含まれる揮
発性有機塩素化合物を空気中に移行させるストリッピン
グ槽２２と、この空気を浄化材１３に接触させて分解す
るリアクタ２３とからなっている。リアクタ２３は方形
断面の外筒２４の内壁面に、二酸化チタンからなる光触
媒（この場合は活性炭は不要である）を用いてすでに述
べた方法で製作された浄化材１３が貼り付けられ、外筒
２４の中心に波長 400ｎｍ以下の光を照射する人工光源
１８が配置された構成となっている。

【００２８】図示装置において、トリクロロエテン、テ
トラクロロエテンなどの揮発性有機塩素化合物を含む水
がポンプ２５によりストリッピング槽２２の底部に送入
されると、コンプレッサ２６から圧縮空気が水中に吹き
込まれ、揮発性有機塩素化合物は容易に空気中に移行さ
れる。この空気は次いで送気管２７を通してリアクタ２
３に送られ、浄化材１３と接触して気中の揮発性有機塩
素化合物が光源１８からの光で励起された二酸化チタン
で分解された後、リアクタ２３から放出される。また、
処理された水は排水管２８から放流される。揮発性有機
塩素化合物が蒸散した排気ガスを直接処理するのであれ
ばストリッピング槽２２は不要である。この実施例にお
いては、二酸化チタン粒子を担持させる浄化材１３に十
分な強度を持たせることができるので破損の心配がな
く、その施工や運搬も容易である。なお、この方法の対
象となる汚染物質は揮発性有機塩素化合物に限らず、揮
発性であって二酸化チタンで分解できるものであればよ
い。

【００２９】これに対して図１２は、汚染物質を含む水
を直に浄化材に接触させて汚染物質を分解する装置の構
成図である。図において、方形断面のリアクタ２９内
に、図１１における場合と同様の浄化材１３が中心の光
源１８を囲んで間隔を置いて積層され、またその内壁面
にも貼り付けられている。揮発性有機塩素化合物を含む
水はポンプ３０によりリアクタ２９の底部に送入され、
浄化材１３と接触して揮発性有機塩素化合物が分解され
た後、排水管３１から排出される。この実施例において
は、二酸化チタン粒子がシート材あるいはパネル材とし
て固定された状態にあるので、二酸化チタン粒子を処理
済の水から分離するための沈澱槽や分離された二酸化チ
タンをリアクタに返送するポンプ配管などが不要であ
る。この場合、水中の汚染物質は揮発性有機塩素化合物
に限らず、二酸化チタンで分解されるものであればよ
く、また揮発性である必要もない。

【００３０】

【発明の効果】この発明によれば、二酸化チタンあるい
は二酸化チタンと活性炭との混合物を主成分とする光触
媒を太陽光の照射と降水による洗浄とが受けられる屋外
に固定して放置することにより、環境大気中の低濃度の
有害物質を有効に除去できる。また、光触媒表面に生成
物が蓄積して活性が低下しても、降水により洗い流され
ることにより機能が回復する。そして、従来の各種の対
策と異なり外部のエネルギを必要としないので、光触媒
に用いる二酸化チタン、活性炭、酸化鉄などが安価であ
ることと相まって非常に低価格・低運転費用で環境大気
の浄化を実現することができ、実用性が高いといえる。
その場合、光触媒の粉末を合成樹脂を用いてシート状又
はパネル状に成形したり、接着剤を用いてシート材又は
パネル材の表面に付着させたりして浄化材を構成してお
くことにより、施工や運搬が極めて簡単となる。

【００３１】大都市域など過密な地域においては、新た
な構造物を設置する空間はほとんどない。その場合に
は、既存の構造物、例えばビルの外壁、高速道路の遮音
板などを利用して浄化材を取り付ける。実験結果に基づ
く試算によれば、都市部の交通量の多い街路両側に本浄
化材を適用することで、次に述べる通り窒素酸化物濃度
を少なくとも２割削減できると考えられる。すなわち、
片側２車線（計４車線）の道路の１ｋｍの区間を考え、
この道路の１時間当たりの交通量を１万台と仮定する
と、これから 2,500ｇの窒素酸化物が排出される（平均
的な乗用車の窒素酸化物の排出量は0.25ｇ／km）。

【００３２】一方、上記道路の両側に平均12階建て（高
さ40ｍ）のビルが連なっているとして、ビル外壁に本浄
化材を貼り付けた場合、窓以外の壁部分を７割とし、道
路の片側の壁のみが太陽光を受けて機能すると仮定する
と、有効な浄化材面積は28,000m²となり、この面積で１
時間当たり 500ｇの窒素酸化物が吸着・分解される。こ
れは上記排出量の２割に相当し、交通量の２割減、排ガ
ス規制の２割強化、あるいは電気自動車などの無排ガス
車の２割導入と同等の効果が達成される。

【００３３】太陽光が直接得られない地下駐車場、地下
街、地下通路などにおいては、換気口部分に浄化材を設
置するか、人工光源（光化学用蛍光灯など）を併用す
る。なお、降水時に浄化材から流出する硝酸などの濃度
は通常、１ミリリットル当たり数μｇ〜数十μｇという
天然の降水に含まれる程度の濃度であり、構造物や下水
道に影響を及ぼすことは考えられない。また、触媒成分
が万一環境中に飛散しても、それ自体は天然にも存在す
るものばかりであり、新たな環境問題を引き起こす心配
はない。

【００３４】また、水中の揮発性汚染物質を気中に移行
させ、これを二酸化チタンに接触させて分解する場合
に、二酸化チタン粒子をシート状あるいはパネル状に構
成した浄化材に担持させることにより、大気中の汚染物
質の除去の場合と同様の利点返られる。更に、水中の汚
染物質を直に二酸化チタンに接触させて分解する場合に
も上記浄化材を用いることにより、処理水からの二酸化
チタン粒子の回収などの必要がなく、装置が簡単で運転
管理も容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光触媒の粉末を合成樹脂を用いてシート状に形
成した浄化材試料の一酸化窒素除去効果を示す線図であ
る。

【図２】シート状の浄化材試料の一酸化窒素初期濃度と
除去率との関係を示す線図である。

【図３】光触媒の粉末を樹脂接着剤を用いて合成樹脂板
に付着させた浄化材試料の一酸化窒素除去効果を示す線
図である。

【図４】光触媒の粉末を合成樹脂を用いてシート状に形
成した浄化材試料の二酸化窒素除去効果を示す線図であ
る。

【図５】光触媒の粉末を合成樹脂を用いてシート状に形
成した浄化材試料の二酸化硫黄除去効果を示す線図であ
る。

【図６】この発明の汚染物質除去効果を確認する実験装
置の構成を示す図である。

【図７】この発明の浄化材をビルの壁面に貼り付けて使
用する状態を概念的に示す横断面図である。

【図８】この発明の浄化材を高速道路の遮音板に貼り付
けて使用する状態を概念的に示す横断面図である。

【図９】この発明の浄化材を単独で設置した状態を概念
的に示す斜視図である。

【図10】この発明の浄化材を自動車道トンネル内で使用
した状態を示す概念図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は縦
断面図である。

【図11】水中から気体中に移行させた揮発性汚染物質を
この発明の浄化材で分解する実施例を示す装置の構成図
である。

【図12】水中の汚染物質をこの発明の浄化材で分解する
実施例を示す装置の構成図である。

【図13】水中の汚染物質を粒状のままの光触媒で分解す
る従来例を示す装置の構成図である。

【符号の説明】

１汚染物質用高圧容器２高純度空気用高圧容器３減圧弁４精密流量調節器５４方切換弁６シャーレ型反応容器７浄化材試料８光化学用蛍光灯９化学発光式窒素酸化物計１０空気ポンプ１１排気口１２排気口１３浄化材１４ビル１５高速道路１６架台１７自動車道トンネル１８人工光源１９空気浄化室２０送風機２１電気集じん機２２ストリッピング槽２３リアクタ２５ポンプ２６コンプレッサ２９リアクタ３０ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ０１Ｊ 35/02 ＺＡＢＪ 8017−4ＧＣ０２Ｆ 1/32 ＺＡＢ (72)発明者竹内浩士茨城県つくば市小野川16番３工業技術院資源環境技術総合研究所内 (72)発明者新貝和照神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号富士電機株式会社内 (72)発明者西方聡神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号富士電機株式会社内 (72)発明者宮本昌広神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号富士電機株式会社内 (72)発明者野口幸洋神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号富士電機株式会社内 (72)発明者高橋武男神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号富士電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】二酸化チタンあるいは二酸化チタンと活性
炭との混合物を主成分とする光触媒を太陽光の照射と降
水による洗浄とが受けられるように屋外に固定して放置
することを特徴とする大気中の汚染物質の除去方法。
【請求項２】二酸化チタンあるいは二酸化チタンと活性
炭との混合物を主成分とする光触媒の粉末を合成樹脂を
用いてシート状又はパネル状に成形して構成したことを
特徴とする浄化材。
【請求項３】二酸化チタンあるいは二酸化チタンと活性
炭との混合物を主成分とする光触媒の粉末を接着剤を用
いてシート材又はパネル材の表面に付着させて構成した
ことを特徴とする浄化材。
【請求項４】水中の揮発性汚染物質を気体中に移行さ
せ、次いでこの気体を波長 400ｎｍ以下の光を照射しな
がら請求項２又は請求項３記載の浄化材に接触させて前
記揮発性汚染物質を分解することを特徴とする汚染物質
の除去方法。
【請求項５】汚染物質を含む水を波長 400ｎｍ以下の光
を照射しながら請求項２又は請求項３記載の浄化材に接
触させ、前記汚染物質を分解することを特徴とする汚染
物質の除去方法。