光触媒再生方法及び腐食性ガス浄化装置
【課題】光触媒部材の劣化度を光触媒部材の色の変化により判定し、判定結果に応じて、光触媒の劣化に伴う色の変化及び触媒活性を再生する光触媒再生方法とこの再生方法により再生される光触媒部材を備えた腐食性ガス浄化装置を提供する。
【解決手段】酸化チタンに白金、銀、銅、バナジウムのうち少なくとも１つの金属を担持した複合化合物の光触媒フィルタ２に腐食性ガスを接触させることにより、腐食性ガスを分解除去する腐食性ガス浄化装置１である。光触媒フィルタ２の色を色検出手段３(カラーセンサ)で検出し、光触媒フィルタ２の色の変化に基づいて、光触媒の劣化度を劣化度判定手段４が判定する。劣化度判定手段４の判定に基づいて、光触媒再生手段５が光触媒フィルタ２に酸化剤を含んだ洗浄液に接触させ、光触媒フィルタ２を再生する。
【解決手段】酸化チタンに白金、銀、銅、バナジウムのうち少なくとも１つの金属を担持した複合化合物の光触媒フィルタ２に腐食性ガスを接触させることにより、腐食性ガスを分解除去する腐食性ガス浄化装置１である。光触媒フィルタ２の色を色検出手段３(カラーセンサ)で検出し、光触媒フィルタ２の色の変化に基づいて、光触媒の劣化度を劣化度判定手段４が判定する。劣化度判定手段４の判定に基づいて、光触媒再生手段５が光触媒フィルタ２に酸化剤を含んだ洗浄液に接触させ、光触媒フィルタ２を再生する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化チタンに貴金属（白金、銀、銅、バナジウムの中から少なくとも１つからなる）を担持した複合化合物の光触媒を部材へコートした光触媒部材を洗浄する光触媒再生方法、及び前記光触媒部材が備えられる腐食性ガス浄化装置に関するものである。具体的には、腐食性ガスの浄化に伴う前記光触媒の劣化を前記光触媒部材の色の変化に基づいて判定し、該判定結果に応じて前記光触媒部材を洗浄し、その触媒性能を回復させ、再生する光触媒再生方法、及び腐食性ガス浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
酸化チタン光触媒は、空気中や水中の有害物質を分解する浄化作用や、抗菌作用、防汚作用を有することが知られている。
【０００３】
酸化チタン光触媒に、そのバンドギャップ以上のエネルギーを有する光を照射すると、価電子帯から伝導体に電子が励起され、電子−正孔対が生成する。励起された電子が光触媒の表面に拡散して、表面吸着水と反応し、ＯＨラジカルなどの活性酸素種が生成する。そして、この活性酸素種や正孔等が光触媒表面に吸着あるいは衝突した有害物質を分解する。
【０００４】
酸化チタンのバンドギャップは、約３．０ｅＶであり、約４００ｎｍ以下の波長の光を照射することで励起反応が起こり、有害物質を除去することができる。
【０００５】
環境中に存在している腐食性ガス（窒素酸化物ガス、又は硫化水素ガス等）の浄化装置として、酸化チタン光触媒を部材（フィルタ等）にコートした光触媒部材を腐食性ガス除去に使用した場合、光触媒部材の表面に腐食性ガスを分解したときの分解生成物が蓄積する。浄化する腐食性ガスが高濃度である場合や、光触媒を長期に亘って使用した場合、光触媒部材の表面が分解生成物等に覆われてしまい、光触媒の触媒性能が低下する。この状態になると、光触媒部材の表面が顕著に変色する。
【０００６】
すなわち、光触媒部材の表面が変色して見栄えが悪くなるともに、腐食性ガスに対する分解能力が低下する。
【０００７】
そこで、光触媒の触媒能力を回復するために、光触媒部材の定期洗浄が行われている。そして、この定期洗浄の際に触媒能力の確認を行い、触媒能力の低下が確認された場合には、触媒能力回復操作が行われている。
【０００８】
例えば、特許文献１に記載の光触媒の再生方法では、定期的に光触媒シートを洗浄し、その表面に吸着した大気汚染物質の酸化生成物を溶出させて光触媒活性を回復させたうえで、さらに触媒能力の確認を行い、必要に応じて光触媒シートにアルカリ剤を添加し、再使用時における光触媒の除染機能を高めている。
【０００９】
また、近年、高出力の青色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、純緑色ＬＥＤが利用できるようになり、発光素子に３原色ＬＥＤを用いたフルカラーセンサが開発されている（例えば、非特許文献１、２）。
【００１０】
カラーセンサとは、検出体からの反射光を光の３原色であるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各成分に分解し、その比率により色を判別するセンサである。
【００１１】
３原色ＬＥＤを用いたフルカラーセンサは、単色光を用いた場合と比較して、微妙な色差を検出できる利点を有する。微妙な色差は、白熱ランプを用いたフルカラーセンサでも検出可能であるが、３原色ＬＥＤを用いたフルカラーセンサは、長寿命、低消費電力、発熱が少ないという利点を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１０−３０５２１４号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】野村光俊、柴田克也“３原色ＬＥＤを用いたＳＡ１Ｊ−Ｆ形ファイバ型フルカラーセンサの開発”、[ｏｎｌｉｎｅ]、平成１１年１２月１日、ＩＤＥＣ ＲＥＶＩＥＷ、[平成２１年４月２７日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｄｅｃ．ｃｏｍ／ｊｐｊａ／ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＿ｓｏｌｕｔｉｏｎ／ｔｅｃｈ＿ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ／ｐｄｆｓ２／ＩＲＶ＿１９９９＿１３．ｐｄｆ＞
【非特許文献２】“デジタルカラー判別センサ ＣＺ”、[ｏｎｌｉｎｅ]、[平成２１年４月２７日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｅｙｅｎｃｅ．ｃｏ．ｊｐ／ｓｗｉｔｃｈ／ｃｏｌｏｒ／ｃｚ／ｍｅｎｕ／２３６／＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記従来技術において、光触媒部材の表面に付着した腐食性ガス由来の物質は、単純な水洗浄により除去することができる。しかし、腐食性ガスが高濃度である場合や、光触媒部材を長期に亘って使用した場合、変色の度合いも大きく、単純な水洗浄では光触媒性能が回復しないことがある。また、水洗浄において、触媒性能が回復した場合においても、光触媒部材表面の変色は完全に回復しないこともある。
【００１５】
そこで、本発明は、光触媒の触媒活性を回復するとともに、光触媒部材表面の変色を回復することができる光触媒再生方法及びこの光触媒再生方法により再生される光触媒部材を備えた腐食ガス浄化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成する本発明の光触媒再生方法は、酸化チタンに白金、銀、銅、バナジウムのうち少なくとも１つの金属を担持した複合化合物の光触媒において、前記光触媒の色の変化に基づいて、前記光触媒の劣化度を判定し、該判定に基づいて、前記光触媒を酸化剤を含んだ洗浄液に接触させ、前記光触媒を再生することを特徴としている。
【００１７】
また、上記目的を達成する本発明の腐食性ガス浄化装置は、酸化チタンに白金、銀、銅バナジウムのうち少なくとも１つの金属を担持した複合化合物の光触媒に腐食性ガスを接触させることにより、腐食性ガスを分解除去する腐食性ガス浄化装置であり、前記光触媒の色を検出する色検出手段と、該検出手段により検出される前記光触媒の色の変化に基づいて、前記光触媒の劣化度を判定する劣化度判定手段と、該劣化度判定手段の判定に基づいて、前記光触媒に酸化剤を含んだ洗浄液を接触させ、前記光触媒を再生する光触媒再生手段と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
以上の発明によれば、光触媒の触媒活性を一定以上に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例に係る腐食性ガス浄化装置の概略図。
【図２】本発明の実施例１に係る洗浄を行った後の光触媒フィルタの触媒活性を示す図。
【図３】本発明の実施例５に係る洗浄を行った後の光触媒フィルタの触媒活性を示す図。
【図４】本発明の実施例１に係る洗浄を繰り返した後の光触媒フィルタの触媒活性を示す図。
【図５】本発明の実施例５に係る洗浄を繰り返した後の光触媒フィルタの触媒活性を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、酸化チタンに貴金属（白金、銀、銅、バナジウムの中から少なくとも１つからなる）を担持した複合化合物の光触媒を部材にコートした光触媒部材を腐食性ガスの分解に使用した場合に、腐食性ガスの分解に伴い腐食性ガスに対する分解能力が低下するとともに、担持金属に起因して光触媒部材が変色する課題を解決するものである。
【００２１】
光触媒の触媒活性を回復するため行う光触媒部材洗浄の際に、光触媒部材の表面の変色を回復させることにより、光触媒部材の変色により触媒能力の劣化度を判定することが可能となり、効率的に光触媒部材を洗浄することができる。
【００２２】
すなわち、腐食性ガスの濃度や分解時間で光触媒部材の洗浄時期が異なるが、本発明の光触媒再生方法及び本発明の光触媒再生方法で再生される光触媒部材を備えた腐食ガス洗浄装置によれば、光触媒部材の変色判定を予め設定しておいた変色度合いへの到達の有無により判断することができるので、適切な洗浄周期で光触媒部材のメンテナンスが可能となる。したがって、腐食性ガス浄化装置において、光触媒部材の腐食性ガスの分解能力を一定能力以上に維持できる効果を有する。
【００２３】
以下、具体的に実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。
【００２４】
本発明の実施例では光触媒部材として、セラミックフィルタの表面に酸化チタン光触媒をコートした光触媒フィルタを例として示すが、光触媒部材の形態は実施例の形態に限定されず、例えば、ガラス板や金属板の表面に光触媒をコートした光触媒部材や、布等に固定化した光触媒部材にも適用できる。さらには、光触媒そのものを光触媒部材として用いてもよい。
【００２５】
（実施例１）
本発明の実施例に係る腐食性ガス浄化装置について図１を参照して詳細に説明する。
【００２６】
本発明の実施例に係る腐食性ガス浄化装置１は、光触媒フィルタ２、色検出手段３（以後、カラーセンサとする)、劣化度判定手段４、光触媒洗浄手段５、及び制御部６を備える。
【００２７】
光触媒フィルタ２は、発泡構造体のセラミック担体に、酸化チタン光触媒をコートしたもので、空隙がランダムに配列した三次元構造を持っている。本実施例では、９０×７０×４０ｍｍ光触媒フィルタ２を使用した。この光触媒フィルタ２で腐食性ガスを浄化すると、光触媒フィルタ２の表面に腐食性ガス由来の物質が蓄積する。光触媒フィルタ２の色は、未使用品で、ほぼ白色である。そして、腐食性ガス由来の物質の蓄積に伴って、黒緑色に変色する。
【００２８】
カラーセンサ３は、公知のものを用いればよい（例えば、非特許文献１、２）。特に、３原色ＬＥＤを用いたカラーセンサ３であると、長寿命で発熱が少ないため好ましい。
【００２９】
カラーセンサ３により、光触媒フィルタ２の色の変化を検出することができる。そして、検出された色に基づいて、光触媒フィルタ２の劣化度を劣化度判定手段４が判定する。
【００３０】
劣化度判定手段４は、カラーセンサ３により検出された色に基づいて光触媒フィルタ２の劣化度を判定する。劣化度の判定方法としては、カラーセンサ３により検出された色が、予め設定した変色度合いに到達したか否かを判断することにより劣化度を評価する方法が挙げられる。
【００３１】
光触媒洗浄手段５は、劣化度判定手段４が判定した劣化度に基づいて、触媒フィルタ２を洗浄する必要があると判断された場合、光触媒フィルタ２を洗浄する。光触媒フィルタ２の洗浄方法は、図１に示すように、光触媒フィルタ２に酸化剤を含んだ洗浄液を噴霧する装置が挙げられる。その他、光触媒フィルタ２を酸化剤を含んだ洗浄液に浸漬する装置でもよい。
【００３２】
制御部６は、劣化度判定手段４の判定した劣化度に基づいて、光触媒フィルタ２を洗浄する必要があるか否かを判断し、光触媒洗浄手段５の制御を行う。なお、劣化度判定手段４が判定した劣化度を図示省略の劣化度表示手段（警報ランプ等）で表示し、この表示に基づいて光触媒フィルタ２を洗浄してもよい。
【００３３】
本発明の実施例では、光触媒フィルタ２を酸化剤を含んだ洗浄液に浸漬する方法で光触媒フィルタを再生した。
【００３４】
光触媒フィルタ２を洗浄する洗浄液は、ビーカ中に純水１Ｌを入れ、約５％の次亜塩素酸ナトリウム溶液（花王株式会社製 塩素系キッチンハイター）を１０ｍＬ添加し、濃度５００ｐｐｍの次亜塩素酸ナトリウム水溶液を調製し用いた。
【００３５】
この溶液に腐食性ガス由来の物質が蓄積した光触媒フィルタ２を３０分浸漬させた。その後、光触媒フィルタ２を溶液から引き上げ、水を切った後、水道水の流水ですすぎ洗いを実施した。洗い終わった光触媒フィルタ２は、乾燥機中で１２０℃、３時間乾燥させた。
【００３６】
（実施例２）
本発明の実施例２に係る腐食性ガス浄化装置は、本発明の実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１と同じである。よって、実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１を構成する手段と同じものについては、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３７】
劣化度判定手段４が判定した劣化度に基づいて、光触媒フィルタ２を洗浄する必要があると判断された場合、光触媒フィルタ２を洗浄する。
【００３８】
実施例１と同様の方法で、濃度５００ｐｐｍの次亜塩素酸ナトリウム水溶液を得た。この溶液に腐食性ガス由来の物質が蓄積した光触媒フィルタ２を１５分浸漬させた。その後、実施例１と同様の方法で光触媒フィルタ２のすすぎ洗い、乾燥を行った。
【００３９】
（実施例３）
本発明の実施例３に係る腐食性ガス浄化装置は、本発明の実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１と同じである。よって、実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１を構成する手段と同じものについては、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
劣化度判定手段４が判定した劣化度に基づいて、光触媒フィルタ２を洗浄する必要があると判断された場合、光触媒フィルタ２を洗浄する。
【００４１】
ビーカ中に水道水１Ｌを入れ、約５％の次亜塩素酸ナトリウム溶液（花王株式会社製 塩素系キッチンハイター）を１０ｍＬ添加し、濃度５００ｐｐｍの次亜塩素酸ナトリウム水溶液を得た。この溶液に腐食性ガス由来の物質が蓄積した光触媒フィルタ２を３０分浸漬させた。その後、実施例１と同様の方法で光触媒フィルタ２のすすぎ洗い、乾燥を行った。
【００４２】
（実施例４）
本発明の実施例４に係る腐食性ガス浄化装置は、本発明の実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１と同じである。よって、実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１を構成する手段と同じものについては、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４３】
劣化度判定手段４が判定した劣化度に基づいて、光触媒フィルタ２を洗浄する必要があると判断された場合、光触媒フィルタ２を洗浄する。
【００４４】
実施例３と同様の方法で、濃度５００ｐｐｍの次亜塩素酸ナトリウム水溶液を得た。この溶液に腐食性ガス由来の物質が蓄積した光触媒フィルタ２を１５分浸漬させた。その後、実施例１と同様の方法で光触媒フィルタ２のすすぎ洗い、乾燥を行った。
【００４５】
実施例１〜４の洗浄方法で洗浄した光触媒フィルタ２について、目視で色を観察し、未使用の光触媒フィルタ２と比較して、光触媒フィルタ２表面に蓄積した腐食性ガス（窒素酸化物ガス又は、硫化水素ガス）由来の物質がどの程度除去され、光触媒フィルタ２が脱色されたかを判定した。その結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
次亜塩素酸ナトリウムを使用した洗浄条件である実施例１〜４すべてにおいて、優れた脱色効果が確認され、未使用品と同等レベルまで光触媒フィルタ２の色が回復した。このことから、光触媒フィルタ２表面に蓄積した腐食性ガス由来の物質は、純水及び水道水に次亜塩素酸ナトリウムを溶解させた水溶液に１５分浸漬することで未使用品と同等なレベルまで脱色されることがわかる。
【００４８】
（実施例５）
本発明の実施例５に係る腐食性ガス浄化装置は、本発明の実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１と同じである。よって、実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１を構成する手段と同じものについては、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４９】
劣化度判定手段４が判定した劣化度に基づいて、光触媒フィルタ２を洗浄する必要があると判断された場合、光触媒フィルタ２を洗浄する。
【００５０】
ビーカ中に約４０℃の純水１Ｌを入れ、過炭酸ナトリウム入り洗剤（花王株式会社製 酸素系キッチンハイター）を１０ｇ添加し、過炭酸ナトリウムを含んだ水溶液を得た。この溶液に腐食性ガス由来の物質が蓄積した光触媒フィルタ２を１５分浸漬させた。その後、実施例１と同様の方法で光触媒フィルタ２のすすぎ洗い、乾燥を行った。
【００５１】
（実施例６）
本発明の実施例６に係る腐食性ガス浄化装置は、本発明の実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１と同じである。よって、実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１を構成する手段と同じものについては、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５２】
劣化度判定手段４が判定した劣化度に基づいて、光触媒フィルタ２を洗浄する必要があると判断された場合、光触媒フィルタ２を洗浄する。
【００５３】
ビーカ中に約４０℃の水道水１Ｌを入れ、過炭酸ナトリウム入り洗剤（花王株式会社製 酸素系キッチンハイター）を１０ｇ添加し、過炭酸ナトリウムを含んだ水溶液を得た。
【００５４】
この溶液に腐食性ガス由来の物質が蓄積した光触媒フィルタ２を１５分浸漬させた。その後、実施例１と同様の方法で光触媒フィルタ２のすすぎ洗い、乾燥を行った。
【００５５】
（実施例７）
本発明の実施例７に係る腐食性ガス浄化装置は、本発明の実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１と同じである。よって、実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１を構成する手段と同じものについては、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５６】
劣化度判定手段４が判定した劣化度に基づいて、光触媒フィルタ２を洗浄する必要があると判断された場合、光触媒フィルタ２を洗浄する。
【００５７】
実施例６同様の方法で、過炭酸ナトリウムを含んだ水溶液を得た。この溶液に腐食性ガス由来の物質が蓄積した光触媒フィルタ２を３０分浸漬させた。その後、実施例１と同様の方法で光触媒フィルタ２のすすぎ洗い、乾燥を行った。
【００５８】
（実施例８）
本発明の実施例８に係る腐食性ガス浄化装置は、本発明の実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１と同じである。よって、実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１を構成する手段と同じものについては、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５９】
劣化度判定手段４が判定した劣化度に基づいて、光触媒フィルタ２を洗浄する必要があると判断された場合、光触媒フィルタ２を洗浄する。
【００６０】
ビーカ中に約４０℃の純水１Ｌを入れ、過炭酸ナトリウム入り洗剤（花王株式会社製 酸素系キッチンハイター）を４ｇ添加し、過炭酸ナトリウムを含んだ水溶液を得た。
【００６１】
この溶液に腐食性ガス由来の物質が蓄積した光触媒フィルタ２を１５分浸漬させた。その後、実施例１と同様の方法で光触媒フィルタ２のすすぎ洗い、乾燥を行った。
【００６２】
（実施例９）
本発明の実施例９に係る腐食性ガス浄化装置は、本発明の実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１と同じである。よって、実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１を構成する手段と同じものについては、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６３】
劣化度判定手段４が判定した劣化度に基づいて、光触媒フィルタ２を洗浄する必要があると判断された場合、光触媒フィルタ２を洗浄する。
【００６４】
ビーカ中に約４０℃の水道水１Ｌを入れ、過炭酸ナトリウム入り洗剤（花王株式会社製 酸素系キッチンハイター）を４ｇ添加し、過炭酸ナトリウムを含んだ水溶液を得た。この溶液に腐食性ガス由来の物質が蓄積した光触媒フィルタ２を１５分浸漬させた。その後、実施例１と同様の方法で光触媒フィルタ２のすすぎ洗い、乾燥を行った。
【００６５】
（実施例１０）
本発明の実施例１０に係る腐食性ガス浄化装置は、本発明の実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１と同じである。よって、実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１を構成する手段と同じものについては、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６６】
劣化度判定手段４が判定した劣化度に基づいて、光触媒フィルタ２を洗浄する必要があると判断された場合、光触媒フィルタ２を洗浄する。
【００６７】
実施例９同様の方法で、過炭酸ナトリウムを含んだ水溶液を得た。この溶液に腐食性ガス由来の物質が蓄積した光触媒フィルタ２を３０分浸漬させた。その後、実施例１と同様の方法で光触媒フィルタ２のすすぎ洗い、乾燥を行った。
【００６８】
実施例５〜１０の洗浄方法で洗浄した光触媒フィルタ２について、目視で色を観察し、未使用の光触媒フィルタ２と比較して、光触媒フィルタ２表面に蓄積した腐食性ガス（窒素酸化物ガス又は、硫化水素ガス）由来の物質がどの程度除去され、光触媒フィルタ２が脱色されたかを判定した。その結果を表２に示す。
【００６９】
【表２】
【００７０】
過炭酸ナトリウムを使用した洗浄条件である実施例５〜１０すべてにおいて、優れた脱色効果が確認され、未使用品と同等レベルまで光触媒フィルタ２の色が回復した。このことから、光触媒フィルタ２表面に蓄積した腐食性ガス由来の物質は、純水又は水道水１Ｌに過炭酸ナトリウム４ｇを溶解させた水溶液に１５分浸漬することで未使用品と同等なレベルまで脱色されることがわかる。
【００７１】
以上、実施例１〜４、実施例５〜１０いずれの洗浄条件においても、光触媒フィルタ２表面に蓄積した腐食性ガス由来物質の除去及び光触媒フィルタ２の変色を回復することが可能である。
【００７２】
次亜塩素酸ナトリウムを使用する場合、使用する水のｐＨによっては、有害かつ腐食性を有する塩素ガスが発生する場合があるので、過炭酸ナトリウムを使用するほうがより好ましい。
【００７３】
次に、実施例１及び実施例５で示した洗浄方法で洗浄した光触媒フィルタ２を使用してガス浄化試験を行い、実施例１及び実施例５で示した洗浄方法によって光触媒フィルタ２のガス浄化性能がどの程度回復するかを評価した。
【００７４】
ガス浄化試験は、腐食性ガスとして硫化水素ガスを用いた。そして、有効容積１ｍ3のアクリル試験室内で試験を行った。
試験室内に腐食性ガス浄化装置１をセットしておき、外部配管より硫化水素ガスを注入する。試験室内の硫化水素ガス濃度はおよそ５００ｐｐｂとした。内部のガス濃度を均一にするため、小型ファンを使用して試験室内の空気を攪拌した状態で、腐食性ガス浄化装置１の運転を開始した。
【００７５】
運転開始直前から試験室内の硫化水素ガス濃度の経時変化を硫化水素連続測定装置により測定した。この連続測定結果より、次亜塩素酸ナトリウム洗浄液及び、過炭酸ナトリウム洗浄液による光触媒フィルタ２の浄化性能回復状況を評価した。
【００７６】
比較として、未使用の光触媒フィルタ２と腐食性ガス由来の物質が蓄積した洗浄前のフィルタ２の浄化性能も同様の試験方法で試験した。
【００７７】
次亜塩素酸ナトリウム洗浄液で洗浄した（実施例１の洗浄方法）結果を図２に、過炭酸ナトリウム洗浄液で洗浄した（実施例５の洗浄方法）結果を図３に示す。
【００７８】
図２に示すように、未使用の光触媒フィルタ２（初期値：△）では、およそ５００ｐｐｂの硫化水素ガスを２２分で１０ｐｐｂ以下にすることができる。一方、腐食性ガス由来の物質が蓄積した光触媒フィルタ２（腐食ガス由来の物質蓄積：○）では、およそ５００ｐｐｂの硫化水素ガスが１０ｐｐｂ以下になるまでに３７分かかっている。このことから、腐食性ガス由来の物質が光触媒フィルタ２表面に蓄積することで、光触媒フィルタ２の腐食性ガスに対する浄化性能が低下していることがわかる。
【００７９】
そして、腐食性ガス由来の物質が蓄積した光触媒フィルタ２を次亜塩素酸ナトリウム水溶液で洗浄した後の光触媒フィルタ２では、およそ５００ｐｐｂの硫化水素ガスが１７分後に１０ｐｐｂ以下となっている。このことから、腐食性ガス由来の物質が光触媒フィルタ２表面に蓄積することで、光触媒フィルタ２の腐食性ガスに対する浄化機能が低下するが、次亜塩素酸ナトリウム洗浄液で洗浄することで腐食性ガス由来の物質を除去することができ、光触媒フィルタ２の浄化性能を未使用の光触媒フィルタ２の浄化性能レベルまで回復することができる。
【００８０】
同様に、図３に示すように、過炭酸ナトリウム洗浄液においても次亜塩素酸ナトリウム洗浄液と同様の効果が得られる。
【００８１】
（実施例１１）
実施例１の洗浄工程を３０回繰り返し、光触媒フィルタ２の次亜塩素酸ナトリウムを含む洗浄液に対する洗浄耐久性を評価した。その結果を図４に示す。
【００８２】
（実施例１２）
実施例５の洗浄工程を３０回繰り返し、光触媒フィルタ２の過炭酸ナトリウムを含む洗浄液に対する洗浄耐久性を評価した。その結果を図５に示す。
【００８３】
図４、５より、次亜塩素酸ナトリウムを含有する洗浄液を用いても、過炭酸ナトリウムを含有する洗浄液を用いても、光触媒フィルタ２の性能劣化は確認されなかった。
【００８４】
以上のように、本発明に係る光触媒再生方法、及び腐食性ガス浄化装置によれば、光触媒部材（光触媒フィルタ）に付着した腐食性ガス（窒素酸化物ガス又は、硫化水素ガス等）由来の物質を簡便に除去でき、光触媒部材の変色も再生することができる。光触媒部材の変色を再生できるので、光触媒部材の劣化度合いを光触媒の色の変化に基づいて評価することが可能となった。
【００８５】
光触媒部材の色の変化は、目視で確認することも可能であるが、光触媒部材の色の変化を、カラーセンサ３で測定することにより、色の微妙な変化を検出することができるので、適切な洗浄周期で光触媒部材を洗浄することができる。
【００８６】
光触媒部材の洗浄に用いる洗浄液は、一般に販売されている家庭用の漂白剤や洗浄剤を調製した洗浄液であり、入手も容易で、操作性に優れ、効果的に光触媒部材を洗浄することが可能である。その他、洗浄液としては、酸化性のある洗浄液を適宜用いればよい。
【００８７】
なお、本発明に係る光触媒再生方法は、実施例に限定されるものではなく、カラーセンサの種類や洗浄液の組成等は、その目的を達成するものであれば適宜選択可能である。
【００８８】
また、光触媒（光触媒部材）表面に蓄積する腐性ガス由来の物質には、水に溶解して酸性を示すもの（例えばＳＯ42-、ＮＯ3-）があるので、本発明に係る洗浄液に光触媒部材を浸漬させる前に、水等で予め光触媒を洗浄した後に、洗浄液に浸漬すると、洗浄液の劣化を防止することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１…腐食性ガス浄化装置
２…光触媒フィルタ（光触媒部材）
３…カラーセンサ（色検出手段）
４…劣化度判定手段
５…光触媒再生手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化チタンに貴金属（白金、銀、銅、バナジウムの中から少なくとも１つからなる）を担持した複合化合物の光触媒を部材へコートした光触媒部材を洗浄する光触媒再生方法、及び前記光触媒部材が備えられる腐食性ガス浄化装置に関するものである。具体的には、腐食性ガスの浄化に伴う前記光触媒の劣化を前記光触媒部材の色の変化に基づいて判定し、該判定結果に応じて前記光触媒部材を洗浄し、その触媒性能を回復させ、再生する光触媒再生方法、及び腐食性ガス浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
酸化チタン光触媒は、空気中や水中の有害物質を分解する浄化作用や、抗菌作用、防汚作用を有することが知られている。
【０００３】
酸化チタン光触媒に、そのバンドギャップ以上のエネルギーを有する光を照射すると、価電子帯から伝導体に電子が励起され、電子−正孔対が生成する。励起された電子が光触媒の表面に拡散して、表面吸着水と反応し、ＯＨラジカルなどの活性酸素種が生成する。そして、この活性酸素種や正孔等が光触媒表面に吸着あるいは衝突した有害物質を分解する。
【０００４】
酸化チタンのバンドギャップは、約３．０ｅＶであり、約４００ｎｍ以下の波長の光を照射することで励起反応が起こり、有害物質を除去することができる。
【０００５】
環境中に存在している腐食性ガス（窒素酸化物ガス、又は硫化水素ガス等）の浄化装置として、酸化チタン光触媒を部材（フィルタ等）にコートした光触媒部材を腐食性ガス除去に使用した場合、光触媒部材の表面に腐食性ガスを分解したときの分解生成物が蓄積する。浄化する腐食性ガスが高濃度である場合や、光触媒を長期に亘って使用した場合、光触媒部材の表面が分解生成物等に覆われてしまい、光触媒の触媒性能が低下する。この状態になると、光触媒部材の表面が顕著に変色する。
【０００６】
すなわち、光触媒部材の表面が変色して見栄えが悪くなるともに、腐食性ガスに対する分解能力が低下する。
【０００７】
そこで、光触媒の触媒能力を回復するために、光触媒部材の定期洗浄が行われている。そして、この定期洗浄の際に触媒能力の確認を行い、触媒能力の低下が確認された場合には、触媒能力回復操作が行われている。
【０００８】
例えば、特許文献１に記載の光触媒の再生方法では、定期的に光触媒シートを洗浄し、その表面に吸着した大気汚染物質の酸化生成物を溶出させて光触媒活性を回復させたうえで、さらに触媒能力の確認を行い、必要に応じて光触媒シートにアルカリ剤を添加し、再使用時における光触媒の除染機能を高めている。
【０００９】
また、近年、高出力の青色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、純緑色ＬＥＤが利用できるようになり、発光素子に３原色ＬＥＤを用いたフルカラーセンサが開発されている（例えば、非特許文献１、２）。
【００１０】
カラーセンサとは、検出体からの反射光を光の３原色であるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各成分に分解し、その比率により色を判別するセンサである。
【００１１】
３原色ＬＥＤを用いたフルカラーセンサは、単色光を用いた場合と比較して、微妙な色差を検出できる利点を有する。微妙な色差は、白熱ランプを用いたフルカラーセンサでも検出可能であるが、３原色ＬＥＤを用いたフルカラーセンサは、長寿命、低消費電力、発熱が少ないという利点を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１０−３０５２１４号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】野村光俊、柴田克也“３原色ＬＥＤを用いたＳＡ１Ｊ−Ｆ形ファイバ型フルカラーセンサの開発”、[ｏｎｌｉｎｅ]、平成１１年１２月１日、ＩＤＥＣ ＲＥＶＩＥＷ、[平成２１年４月２７日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｄｅｃ．ｃｏｍ／ｊｐｊａ／ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＿ｓｏｌｕｔｉｏｎ／ｔｅｃｈ＿ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ／ｐｄｆｓ２／ＩＲＶ＿１９９９＿１３．ｐｄｆ＞
【非特許文献２】“デジタルカラー判別センサ ＣＺ”、[ｏｎｌｉｎｅ]、[平成２１年４月２７日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｅｙｅｎｃｅ．ｃｏ．ｊｐ／ｓｗｉｔｃｈ／ｃｏｌｏｒ／ｃｚ／ｍｅｎｕ／２３６／＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記従来技術において、光触媒部材の表面に付着した腐食性ガス由来の物質は、単純な水洗浄により除去することができる。しかし、腐食性ガスが高濃度である場合や、光触媒部材を長期に亘って使用した場合、変色の度合いも大きく、単純な水洗浄では光触媒性能が回復しないことがある。また、水洗浄において、触媒性能が回復した場合においても、光触媒部材表面の変色は完全に回復しないこともある。
【００１５】
そこで、本発明は、光触媒の触媒活性を回復するとともに、光触媒部材表面の変色を回復することができる光触媒再生方法及びこの光触媒再生方法により再生される光触媒部材を備えた腐食ガス浄化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成する本発明の光触媒再生方法は、酸化チタンに白金、銀、銅、バナジウムのうち少なくとも１つの金属を担持した複合化合物の光触媒において、前記光触媒の色の変化に基づいて、前記光触媒の劣化度を判定し、該判定に基づいて、前記光触媒を酸化剤を含んだ洗浄液に接触させ、前記光触媒を再生することを特徴としている。
【００１７】
また、上記目的を達成する本発明の腐食性ガス浄化装置は、酸化チタンに白金、銀、銅バナジウムのうち少なくとも１つの金属を担持した複合化合物の光触媒に腐食性ガスを接触させることにより、腐食性ガスを分解除去する腐食性ガス浄化装置であり、前記光触媒の色を検出する色検出手段と、該検出手段により検出される前記光触媒の色の変化に基づいて、前記光触媒の劣化度を判定する劣化度判定手段と、該劣化度判定手段の判定に基づいて、前記光触媒に酸化剤を含んだ洗浄液を接触させ、前記光触媒を再生する光触媒再生手段と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
以上の発明によれば、光触媒の触媒活性を一定以上に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例に係る腐食性ガス浄化装置の概略図。
【図２】本発明の実施例１に係る洗浄を行った後の光触媒フィルタの触媒活性を示す図。
【図３】本発明の実施例５に係る洗浄を行った後の光触媒フィルタの触媒活性を示す図。
【図４】本発明の実施例１に係る洗浄を繰り返した後の光触媒フィルタの触媒活性を示す図。
【図５】本発明の実施例５に係る洗浄を繰り返した後の光触媒フィルタの触媒活性を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、酸化チタンに貴金属（白金、銀、銅、バナジウムの中から少なくとも１つからなる）を担持した複合化合物の光触媒を部材にコートした光触媒部材を腐食性ガスの分解に使用した場合に、腐食性ガスの分解に伴い腐食性ガスに対する分解能力が低下するとともに、担持金属に起因して光触媒部材が変色する課題を解決するものである。
【００２１】
光触媒の触媒活性を回復するため行う光触媒部材洗浄の際に、光触媒部材の表面の変色を回復させることにより、光触媒部材の変色により触媒能力の劣化度を判定することが可能となり、効率的に光触媒部材を洗浄することができる。
【００２２】
すなわち、腐食性ガスの濃度や分解時間で光触媒部材の洗浄時期が異なるが、本発明の光触媒再生方法及び本発明の光触媒再生方法で再生される光触媒部材を備えた腐食ガス洗浄装置によれば、光触媒部材の変色判定を予め設定しておいた変色度合いへの到達の有無により判断することができるので、適切な洗浄周期で光触媒部材のメンテナンスが可能となる。したがって、腐食性ガス浄化装置において、光触媒部材の腐食性ガスの分解能力を一定能力以上に維持できる効果を有する。
【００２３】
以下、具体的に実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。
【００２４】
本発明の実施例では光触媒部材として、セラミックフィルタの表面に酸化チタン光触媒をコートした光触媒フィルタを例として示すが、光触媒部材の形態は実施例の形態に限定されず、例えば、ガラス板や金属板の表面に光触媒をコートした光触媒部材や、布等に固定化した光触媒部材にも適用できる。さらには、光触媒そのものを光触媒部材として用いてもよい。
【００２５】
（実施例１）
本発明の実施例に係る腐食性ガス浄化装置について図１を参照して詳細に説明する。
【００２６】
本発明の実施例に係る腐食性ガス浄化装置１は、光触媒フィルタ２、色検出手段３（以後、カラーセンサとする)、劣化度判定手段４、光触媒洗浄手段５、及び制御部６を備える。
【００２７】
光触媒フィルタ２は、発泡構造体のセラミック担体に、酸化チタン光触媒をコートしたもので、空隙がランダムに配列した三次元構造を持っている。本実施例では、９０×７０×４０ｍｍ光触媒フィルタ２を使用した。この光触媒フィルタ２で腐食性ガスを浄化すると、光触媒フィルタ２の表面に腐食性ガス由来の物質が蓄積する。光触媒フィルタ２の色は、未使用品で、ほぼ白色である。そして、腐食性ガス由来の物質の蓄積に伴って、黒緑色に変色する。
【００２８】
カラーセンサ３は、公知のものを用いればよい（例えば、非特許文献１、２）。特に、３原色ＬＥＤを用いたカラーセンサ３であると、長寿命で発熱が少ないため好ましい。
【００２９】
カラーセンサ３により、光触媒フィルタ２の色の変化を検出することができる。そして、検出された色に基づいて、光触媒フィルタ２の劣化度を劣化度判定手段４が判定する。
【００３０】
劣化度判定手段４は、カラーセンサ３により検出された色に基づいて光触媒フィルタ２の劣化度を判定する。劣化度の判定方法としては、カラーセンサ３により検出された色が、予め設定した変色度合いに到達したか否かを判断することにより劣化度を評価する方法が挙げられる。
【００３１】
光触媒洗浄手段５は、劣化度判定手段４が判定した劣化度に基づいて、触媒フィルタ２を洗浄する必要があると判断された場合、光触媒フィルタ２を洗浄する。光触媒フィルタ２の洗浄方法は、図１に示すように、光触媒フィルタ２に酸化剤を含んだ洗浄液を噴霧する装置が挙げられる。その他、光触媒フィルタ２を酸化剤を含んだ洗浄液に浸漬する装置でもよい。
【００３２】
制御部６は、劣化度判定手段４の判定した劣化度に基づいて、光触媒フィルタ２を洗浄する必要があるか否かを判断し、光触媒洗浄手段５の制御を行う。なお、劣化度判定手段４が判定した劣化度を図示省略の劣化度表示手段（警報ランプ等）で表示し、この表示に基づいて光触媒フィルタ２を洗浄してもよい。
【００３３】
本発明の実施例では、光触媒フィルタ２を酸化剤を含んだ洗浄液に浸漬する方法で光触媒フィルタを再生した。
【００３４】
光触媒フィルタ２を洗浄する洗浄液は、ビーカ中に純水１Ｌを入れ、約５％の次亜塩素酸ナトリウム溶液（花王株式会社製 塩素系キッチンハイター）を１０ｍＬ添加し、濃度５００ｐｐｍの次亜塩素酸ナトリウム水溶液を調製し用いた。
【００３５】
この溶液に腐食性ガス由来の物質が蓄積した光触媒フィルタ２を３０分浸漬させた。その後、光触媒フィルタ２を溶液から引き上げ、水を切った後、水道水の流水ですすぎ洗いを実施した。洗い終わった光触媒フィルタ２は、乾燥機中で１２０℃、３時間乾燥させた。
【００３６】
（実施例２）
本発明の実施例２に係る腐食性ガス浄化装置は、本発明の実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１と同じである。よって、実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１を構成する手段と同じものについては、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３７】
劣化度判定手段４が判定した劣化度に基づいて、光触媒フィルタ２を洗浄する必要があると判断された場合、光触媒フィルタ２を洗浄する。
【００３８】
実施例１と同様の方法で、濃度５００ｐｐｍの次亜塩素酸ナトリウム水溶液を得た。この溶液に腐食性ガス由来の物質が蓄積した光触媒フィルタ２を１５分浸漬させた。その後、実施例１と同様の方法で光触媒フィルタ２のすすぎ洗い、乾燥を行った。
【００３９】
（実施例３）
本発明の実施例３に係る腐食性ガス浄化装置は、本発明の実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１と同じである。よって、実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１を構成する手段と同じものについては、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
劣化度判定手段４が判定した劣化度に基づいて、光触媒フィルタ２を洗浄する必要があると判断された場合、光触媒フィルタ２を洗浄する。
【００４１】
ビーカ中に水道水１Ｌを入れ、約５％の次亜塩素酸ナトリウム溶液（花王株式会社製 塩素系キッチンハイター）を１０ｍＬ添加し、濃度５００ｐｐｍの次亜塩素酸ナトリウム水溶液を得た。この溶液に腐食性ガス由来の物質が蓄積した光触媒フィルタ２を３０分浸漬させた。その後、実施例１と同様の方法で光触媒フィルタ２のすすぎ洗い、乾燥を行った。
【００４２】
（実施例４）
本発明の実施例４に係る腐食性ガス浄化装置は、本発明の実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１と同じである。よって、実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１を構成する手段と同じものについては、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４３】
劣化度判定手段４が判定した劣化度に基づいて、光触媒フィルタ２を洗浄する必要があると判断された場合、光触媒フィルタ２を洗浄する。
【００４４】
実施例３と同様の方法で、濃度５００ｐｐｍの次亜塩素酸ナトリウム水溶液を得た。この溶液に腐食性ガス由来の物質が蓄積した光触媒フィルタ２を１５分浸漬させた。その後、実施例１と同様の方法で光触媒フィルタ２のすすぎ洗い、乾燥を行った。
【００４５】
実施例１〜４の洗浄方法で洗浄した光触媒フィルタ２について、目視で色を観察し、未使用の光触媒フィルタ２と比較して、光触媒フィルタ２表面に蓄積した腐食性ガス（窒素酸化物ガス又は、硫化水素ガス）由来の物質がどの程度除去され、光触媒フィルタ２が脱色されたかを判定した。その結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
次亜塩素酸ナトリウムを使用した洗浄条件である実施例１〜４すべてにおいて、優れた脱色効果が確認され、未使用品と同等レベルまで光触媒フィルタ２の色が回復した。このことから、光触媒フィルタ２表面に蓄積した腐食性ガス由来の物質は、純水及び水道水に次亜塩素酸ナトリウムを溶解させた水溶液に１５分浸漬することで未使用品と同等なレベルまで脱色されることがわかる。
【００４８】
（実施例５）
本発明の実施例５に係る腐食性ガス浄化装置は、本発明の実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１と同じである。よって、実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１を構成する手段と同じものについては、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４９】
劣化度判定手段４が判定した劣化度に基づいて、光触媒フィルタ２を洗浄する必要があると判断された場合、光触媒フィルタ２を洗浄する。
【００５０】
ビーカ中に約４０℃の純水１Ｌを入れ、過炭酸ナトリウム入り洗剤（花王株式会社製 酸素系キッチンハイター）を１０ｇ添加し、過炭酸ナトリウムを含んだ水溶液を得た。この溶液に腐食性ガス由来の物質が蓄積した光触媒フィルタ２を１５分浸漬させた。その後、実施例１と同様の方法で光触媒フィルタ２のすすぎ洗い、乾燥を行った。
【００５１】
（実施例６）
本発明の実施例６に係る腐食性ガス浄化装置は、本発明の実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１と同じである。よって、実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１を構成する手段と同じものについては、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５２】
劣化度判定手段４が判定した劣化度に基づいて、光触媒フィルタ２を洗浄する必要があると判断された場合、光触媒フィルタ２を洗浄する。
【００５３】
ビーカ中に約４０℃の水道水１Ｌを入れ、過炭酸ナトリウム入り洗剤（花王株式会社製 酸素系キッチンハイター）を１０ｇ添加し、過炭酸ナトリウムを含んだ水溶液を得た。
【００５４】
この溶液に腐食性ガス由来の物質が蓄積した光触媒フィルタ２を１５分浸漬させた。その後、実施例１と同様の方法で光触媒フィルタ２のすすぎ洗い、乾燥を行った。
【００５５】
（実施例７）
本発明の実施例７に係る腐食性ガス浄化装置は、本発明の実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１と同じである。よって、実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１を構成する手段と同じものについては、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５６】
劣化度判定手段４が判定した劣化度に基づいて、光触媒フィルタ２を洗浄する必要があると判断された場合、光触媒フィルタ２を洗浄する。
【００５７】
実施例６同様の方法で、過炭酸ナトリウムを含んだ水溶液を得た。この溶液に腐食性ガス由来の物質が蓄積した光触媒フィルタ２を３０分浸漬させた。その後、実施例１と同様の方法で光触媒フィルタ２のすすぎ洗い、乾燥を行った。
【００５８】
（実施例８）
本発明の実施例８に係る腐食性ガス浄化装置は、本発明の実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１と同じである。よって、実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１を構成する手段と同じものについては、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５９】
劣化度判定手段４が判定した劣化度に基づいて、光触媒フィルタ２を洗浄する必要があると判断された場合、光触媒フィルタ２を洗浄する。
【００６０】
ビーカ中に約４０℃の純水１Ｌを入れ、過炭酸ナトリウム入り洗剤（花王株式会社製 酸素系キッチンハイター）を４ｇ添加し、過炭酸ナトリウムを含んだ水溶液を得た。
【００６１】
この溶液に腐食性ガス由来の物質が蓄積した光触媒フィルタ２を１５分浸漬させた。その後、実施例１と同様の方法で光触媒フィルタ２のすすぎ洗い、乾燥を行った。
【００６２】
（実施例９）
本発明の実施例９に係る腐食性ガス浄化装置は、本発明の実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１と同じである。よって、実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１を構成する手段と同じものについては、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６３】
劣化度判定手段４が判定した劣化度に基づいて、光触媒フィルタ２を洗浄する必要があると判断された場合、光触媒フィルタ２を洗浄する。
【００６４】
ビーカ中に約４０℃の水道水１Ｌを入れ、過炭酸ナトリウム入り洗剤（花王株式会社製 酸素系キッチンハイター）を４ｇ添加し、過炭酸ナトリウムを含んだ水溶液を得た。この溶液に腐食性ガス由来の物質が蓄積した光触媒フィルタ２を１５分浸漬させた。その後、実施例１と同様の方法で光触媒フィルタ２のすすぎ洗い、乾燥を行った。
【００６５】
（実施例１０）
本発明の実施例１０に係る腐食性ガス浄化装置は、本発明の実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１と同じである。よって、実施例１に係る腐食性ガス浄化装置１を構成する手段と同じものについては、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６６】
劣化度判定手段４が判定した劣化度に基づいて、光触媒フィルタ２を洗浄する必要があると判断された場合、光触媒フィルタ２を洗浄する。
【００６７】
実施例９同様の方法で、過炭酸ナトリウムを含んだ水溶液を得た。この溶液に腐食性ガス由来の物質が蓄積した光触媒フィルタ２を３０分浸漬させた。その後、実施例１と同様の方法で光触媒フィルタ２のすすぎ洗い、乾燥を行った。
【００６８】
実施例５〜１０の洗浄方法で洗浄した光触媒フィルタ２について、目視で色を観察し、未使用の光触媒フィルタ２と比較して、光触媒フィルタ２表面に蓄積した腐食性ガス（窒素酸化物ガス又は、硫化水素ガス）由来の物質がどの程度除去され、光触媒フィルタ２が脱色されたかを判定した。その結果を表２に示す。
【００６９】
【表２】
【００７０】
過炭酸ナトリウムを使用した洗浄条件である実施例５〜１０すべてにおいて、優れた脱色効果が確認され、未使用品と同等レベルまで光触媒フィルタ２の色が回復した。このことから、光触媒フィルタ２表面に蓄積した腐食性ガス由来の物質は、純水又は水道水１Ｌに過炭酸ナトリウム４ｇを溶解させた水溶液に１５分浸漬することで未使用品と同等なレベルまで脱色されることがわかる。
【００７１】
以上、実施例１〜４、実施例５〜１０いずれの洗浄条件においても、光触媒フィルタ２表面に蓄積した腐食性ガス由来物質の除去及び光触媒フィルタ２の変色を回復することが可能である。
【００７２】
次亜塩素酸ナトリウムを使用する場合、使用する水のｐＨによっては、有害かつ腐食性を有する塩素ガスが発生する場合があるので、過炭酸ナトリウムを使用するほうがより好ましい。
【００７３】
次に、実施例１及び実施例５で示した洗浄方法で洗浄した光触媒フィルタ２を使用してガス浄化試験を行い、実施例１及び実施例５で示した洗浄方法によって光触媒フィルタ２のガス浄化性能がどの程度回復するかを評価した。
【００７４】
ガス浄化試験は、腐食性ガスとして硫化水素ガスを用いた。そして、有効容積１ｍ3のアクリル試験室内で試験を行った。
試験室内に腐食性ガス浄化装置１をセットしておき、外部配管より硫化水素ガスを注入する。試験室内の硫化水素ガス濃度はおよそ５００ｐｐｂとした。内部のガス濃度を均一にするため、小型ファンを使用して試験室内の空気を攪拌した状態で、腐食性ガス浄化装置１の運転を開始した。
【００７５】
運転開始直前から試験室内の硫化水素ガス濃度の経時変化を硫化水素連続測定装置により測定した。この連続測定結果より、次亜塩素酸ナトリウム洗浄液及び、過炭酸ナトリウム洗浄液による光触媒フィルタ２の浄化性能回復状況を評価した。
【００７６】
比較として、未使用の光触媒フィルタ２と腐食性ガス由来の物質が蓄積した洗浄前のフィルタ２の浄化性能も同様の試験方法で試験した。
【００７７】
次亜塩素酸ナトリウム洗浄液で洗浄した（実施例１の洗浄方法）結果を図２に、過炭酸ナトリウム洗浄液で洗浄した（実施例５の洗浄方法）結果を図３に示す。
【００７８】
図２に示すように、未使用の光触媒フィルタ２（初期値：△）では、およそ５００ｐｐｂの硫化水素ガスを２２分で１０ｐｐｂ以下にすることができる。一方、腐食性ガス由来の物質が蓄積した光触媒フィルタ２（腐食ガス由来の物質蓄積：○）では、およそ５００ｐｐｂの硫化水素ガスが１０ｐｐｂ以下になるまでに３７分かかっている。このことから、腐食性ガス由来の物質が光触媒フィルタ２表面に蓄積することで、光触媒フィルタ２の腐食性ガスに対する浄化性能が低下していることがわかる。
【００７９】
そして、腐食性ガス由来の物質が蓄積した光触媒フィルタ２を次亜塩素酸ナトリウム水溶液で洗浄した後の光触媒フィルタ２では、およそ５００ｐｐｂの硫化水素ガスが１７分後に１０ｐｐｂ以下となっている。このことから、腐食性ガス由来の物質が光触媒フィルタ２表面に蓄積することで、光触媒フィルタ２の腐食性ガスに対する浄化機能が低下するが、次亜塩素酸ナトリウム洗浄液で洗浄することで腐食性ガス由来の物質を除去することができ、光触媒フィルタ２の浄化性能を未使用の光触媒フィルタ２の浄化性能レベルまで回復することができる。
【００８０】
同様に、図３に示すように、過炭酸ナトリウム洗浄液においても次亜塩素酸ナトリウム洗浄液と同様の効果が得られる。
【００８１】
（実施例１１）
実施例１の洗浄工程を３０回繰り返し、光触媒フィルタ２の次亜塩素酸ナトリウムを含む洗浄液に対する洗浄耐久性を評価した。その結果を図４に示す。
【００８２】
（実施例１２）
実施例５の洗浄工程を３０回繰り返し、光触媒フィルタ２の過炭酸ナトリウムを含む洗浄液に対する洗浄耐久性を評価した。その結果を図５に示す。
【００８３】
図４、５より、次亜塩素酸ナトリウムを含有する洗浄液を用いても、過炭酸ナトリウムを含有する洗浄液を用いても、光触媒フィルタ２の性能劣化は確認されなかった。
【００８４】
以上のように、本発明に係る光触媒再生方法、及び腐食性ガス浄化装置によれば、光触媒部材（光触媒フィルタ）に付着した腐食性ガス（窒素酸化物ガス又は、硫化水素ガス等）由来の物質を簡便に除去でき、光触媒部材の変色も再生することができる。光触媒部材の変色を再生できるので、光触媒部材の劣化度合いを光触媒の色の変化に基づいて評価することが可能となった。
【００８５】
光触媒部材の色の変化は、目視で確認することも可能であるが、光触媒部材の色の変化を、カラーセンサ３で測定することにより、色の微妙な変化を検出することができるので、適切な洗浄周期で光触媒部材を洗浄することができる。
【００８６】
光触媒部材の洗浄に用いる洗浄液は、一般に販売されている家庭用の漂白剤や洗浄剤を調製した洗浄液であり、入手も容易で、操作性に優れ、効果的に光触媒部材を洗浄することが可能である。その他、洗浄液としては、酸化性のある洗浄液を適宜用いればよい。
【００８７】
なお、本発明に係る光触媒再生方法は、実施例に限定されるものではなく、カラーセンサの種類や洗浄液の組成等は、その目的を達成するものであれば適宜選択可能である。
【００８８】
また、光触媒（光触媒部材）表面に蓄積する腐性ガス由来の物質には、水に溶解して酸性を示すもの（例えばＳＯ42-、ＮＯ3-）があるので、本発明に係る洗浄液に光触媒部材を浸漬させる前に、水等で予め光触媒を洗浄した後に、洗浄液に浸漬すると、洗浄液の劣化を防止することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１…腐食性ガス浄化装置
２…光触媒フィルタ（光触媒部材）
３…カラーセンサ（色検出手段）
４…劣化度判定手段
５…光触媒再生手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化チタンに白金、銀、銅、バナジウムのうち少なくとも１つの金属を担持した複合化合物の光触媒において、
前記光触媒の色の変化に基づいて、前記光触媒の劣化度を判定し、
該判定に基づいて、前記光触媒を酸化剤を含んだ洗浄液に接触させ、前記光触媒を再生する
ことを特徴とする光触媒再生方法。
【請求項２】
前記色の変化は、カラーセンサで測定する
ことを特徴とする請求項１に記載の光触媒再生方法。
【請求項３】
前記光触媒を水で洗浄した後に、前記洗浄液により再生する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光触媒再生方法。
【請求項４】
前記酸化剤は、次亜塩素酸ナトリウム又は、過炭酸ナトリウムのいずれかである
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光触媒再生方法。
【請求項５】
前記光触媒は、窒素酸化物又は、硫化水素を浄化する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光触媒再生方法。
【請求項６】
酸化チタンに白金、銀、銅、バナジウムのうち少なくとも１つの金属を担持した複合化合物の光触媒に腐食性ガスを接触させることにより、腐食性ガスを分解除去する腐食性ガス浄化装置であって、
前記光触媒の色を検出する色検出手段と、
該検出手段により検出される前記光触媒の色の変化に基づいて、前記光触媒の劣化度を判定する劣化度判定手段と、
該劣化度判定手段の判定に基づいて、前記光触媒に酸化剤を含んだ洗浄液を接触させ、前記光触媒を再生する光触媒再生手段と、を備えた
ことを特徴とする腐食性ガス浄化装置。
【請求項７】
前記光触媒の劣化度を表示する劣化度表示手段を備えた
ことを特徴とする請求項６に記載の腐食性ガス浄化装置。
【請求項１】
酸化チタンに白金、銀、銅、バナジウムのうち少なくとも１つの金属を担持した複合化合物の光触媒において、
前記光触媒の色の変化に基づいて、前記光触媒の劣化度を判定し、
該判定に基づいて、前記光触媒を酸化剤を含んだ洗浄液に接触させ、前記光触媒を再生する
ことを特徴とする光触媒再生方法。
【請求項２】
前記色の変化は、カラーセンサで測定する
ことを特徴とする請求項１に記載の光触媒再生方法。
【請求項３】
前記光触媒を水で洗浄した後に、前記洗浄液により再生する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光触媒再生方法。
【請求項４】
前記酸化剤は、次亜塩素酸ナトリウム又は、過炭酸ナトリウムのいずれかである
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光触媒再生方法。
【請求項５】
前記光触媒は、窒素酸化物又は、硫化水素を浄化する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光触媒再生方法。
【請求項６】
酸化チタンに白金、銀、銅、バナジウムのうち少なくとも１つの金属を担持した複合化合物の光触媒に腐食性ガスを接触させることにより、腐食性ガスを分解除去する腐食性ガス浄化装置であって、
前記光触媒の色を検出する色検出手段と、
該検出手段により検出される前記光触媒の色の変化に基づいて、前記光触媒の劣化度を判定する劣化度判定手段と、
該劣化度判定手段の判定に基づいて、前記光触媒に酸化剤を含んだ洗浄液を接触させ、前記光触媒を再生する光触媒再生手段と、を備えた
ことを特徴とする腐食性ガス浄化装置。
【請求項７】
前記光触媒の劣化度を表示する劣化度表示手段を備えた
ことを特徴とする請求項６に記載の腐食性ガス浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−５４４（Ｐ２０１１−５４４Ａ）
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４６０２１（Ｐ２００９−１４６０２１）
【出願日】平成２１年６月１９日（２００９．６．１９）
【出願人】（０００００６１０５）株式会社明電舎 (1,739)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１９日（２００９．６．１９）
【出願人】（０００００６１０５）株式会社明電舎 (1,739)
【Ｆターム（参考）】
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