專利名稱：有害物質的分解方法及有害物質分解裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及收集臭氣等有害氣體并對其進行無害化的技術，具體地，涉及采用光催化劑實施上述處理的技術。
背景技術：
如果向氧化鈦等為代表的光催化劑照射該光催化劑具有的帶隙以上的能量的光，則在光催化劑內部產生空穴及電子。這樣產生的空穴和電子在光催化劑表面擴散，與光催化劑表面吸附的物質及光催化劑表面附近存在的物質發(fā)生反應。利用光催化劑這樣的性質的空氣凈化裝置等許多業(yè)已產品化，而且也提出許多專利申請。在光催化劑中，由于氧化力強，化學穩(wěn)定性好等理由，氧化鈦光催化劑最為廣泛使用。該氧化鈦光催化劑通過吸收約400nm以下的波長光而進行上述光催化反應。
圖3為同時使用臭氧和光催化劑的空氣清潔器的平面圖。如圖3所示，該空氣清潔器中，被處理流體即空氣沿著流路的上游向下游，依次具有過濾部31、臭氧產生部32、光催化劑裝置33及活性炭部34。光催化劑裝置33具有形成空氣流路的殼體部件，設于該殼體部件內部，在具有多個空孔的基體上載置光催化劑功能層而形成的光催化劑過濾器，及照射光催化劑過濾器的紫外線照射裝置。而且，光催化劑過濾器配置成使所有被處理空氣流動透過光催化劑過濾器。
被導入該空氣清潔器的空氣在通過光催化劑裝置33的殼體部件時，利用由紫外線照射裝置的光照射而活化的光催化劑過濾器，使含有的有害物質分解。據(jù)此，空氣就可以被無害化之后排出(例如參照專利文獻1。)。
另外，圖4為具有同時使用光催化劑和含有活性炭及沸石中的至少一種的吸附劑的除臭過濾器的空氣凈化裝置的縱截面圖。如圖4所示，該空氣凈化裝置構成為具有含光催化劑的筒狀除臭過濾器41，在該除臭過濾器41的上游側，與除臭過濾器41接近地配置激發(fā)光源42，同時轉動除臭過濾器41，以使來自激發(fā)光源42的光的照射位置發(fā)生變化。這樣，可對吸附于整個除臭過濾器41上的氣體進行處理分解。因此，能夠使除臭過濾器41的重復使用率提高，可長時間保持最初的良好性能(例如參照專利文獻2。)。
專利文獻1特開2002-272824號公報專利文獻2特開2002-263175號公報另一方面，光催化劑反應僅在光催化劑表面及光催化劑表面附近進行。為此，在利用光催化劑對ppm、或ppb數(shù)量級的非常稀薄濃度的有害氣體進行分解凈化時，有害氣體在光催化劑表面擴散的過程容易變成為分解凈化反應的反應速度決定階段。尤其是當將對光催化劑吸附性小的有害氣體作為分解凈化目標時，存在分解凈化速度顯著變慢這樣的問題。
關于此點，在上述專利文獻1中，盡管公開了和臭氧并用的方案，但未能夠明確由于臭氧的并用而使凈化速度提高。
而且，在上述專利文獻2中，盡管記載并用光催化劑、和含活性炭及臭氧中至少一種吸附劑的方案，但縱然使用這樣的吸附劑，當該吸附材料達到吸附飽和之后，就不能進行有害物質的吸附，故凈化作用降低，需要更換吸附劑。該使用過的吸附劑變成普通廢棄物或工業(yè)廢棄物，存在增加廢棄物的問題。
發(fā)明內容
本發(fā)明目的在于，提供一種解決上述技術問題，高效分解除去有害物質的有害物質分解技術、或減少廢棄物量的有害物質分解技術。
如大家所熟知，通常，生活空間所產生的有氣味物質的濃度為ppb到ppm數(shù)量級，在將這樣的稀薄濃度的氣體分解時，氣體的分解速度與氣體濃度成比例地增大。另外，關于光強和分解速度的關系，通常，在采用黑光燈或光催化劑用冷陰極燈發(fā)出數(shù)mW/cm2數(shù)量級的光強時，光強越強分解速度越高。由于這些原因，可以總結為光強、及氣體濃度越強分解速度越高，除臭效果等有害物質除去效果越強。因此，對于由涂布了光催化劑的陶瓷過濾器等的承載了光催化劑的部件、及由光源構成的除臭裝置等有害物質的分解裝置，通過配置成使含臭氣氣體等有害物質的氣體，從陶瓷過濾器等的承載了光催化劑部件的光源側的面流入，從而含臭氣氣體等有害物質的氣體，在氣體濃度最高的狀態(tài)下，通過并接觸光強度最高的陶瓷過濾器等的承載了光催化的部件面，故而反應效率可得到提高。
而且，照射到光催化劑上的光其沒有全部發(fā)生被光催化劑吸收的反應，光的一部分或大部分被光催化劑層反射而向外部泄漏。漏向外部的光因為不能進行除臭反應，故造成了能源的浪費而被無謂消耗掉。為了使得這種消耗盡量減少，需要構成一種來自光源的光難以向外部泄漏的結構。作為其中一種方法，例如有將光源配置于2個陶瓷過濾器等的承載了光催化劑的部件之間的方法。這樣，通過將光源配置于2個陶瓷過濾器等的承載了光催化劑的部件之間，從而其中一個陶瓷過濾器等的承載了光催化劑的部件所反射的光變成入射至相對側的陶瓷過濾器等的承載了光催化劑的部件上，可利用在其表面上被涂層的光催化劑上進行光催化反應，從而可提高光的利用效率。
具體地說，通過采用將承載了光催化劑的部件的表面相互配置成，照射于該表面的光反射到另外的上述表面上，利用這些表面圍住的區(qū)域中設置的光源，對上述光催化劑進行光照射，利用該光催化劑對有害物質進行分解這樣的有害物質分解方法，承載了光催化劑的部件的表面上所照射的光有助于光催化劑反應，或即使發(fā)生了反射，也會被照射在另外的承載了光催化劑的部件的表面上，故可使光能利用效率提高。
而且，通過采用使承載了光催化劑的部件的表面相互對向配置，利用這些表面間設置的光源，對上述光催化劑進行光照射，由該光催化劑對有害物質進行分解這樣的有害物質分解方法，照射在承載了光催化劑的部件的表面上的光有助于光催化劑反應，或即使發(fā)生了反射，也會被照射在另外的承載了光催化劑的部件的表面上，故可使光能利用效率提高。
另外，通過采用將光源設置在承載了光催化劑的部件的內部，利用該光源，對上述光催化劑進行光照射，利用該光催化劑對有害物質進行分解這樣的有害物質分解方法，承載了光催化劑的部件的表面上所照射的光有助于光催化劑反應，或即使發(fā)生了反射，也會被照射在另外的承載了光催化劑的部件的表面上，故可使光能利用效率提高。
另外，利用使承載了光催化劑的部件或筒狀部件形成為過濾器狀或多孔狀的可使其他氣體通過的部件這樣的有害物質分解方法，有害物質能夠在通過過濾器狀、或多孔狀、可使其他氣體通過的部件時被分解除去。另外，在采用多孔結構時，因為部件表面積變大，故而光催化劑存在量也變大，有害物質分解除去效率增大。另外，還可以是除過濾器狀、或多孔狀部件之外的部件，只要能夠通過有害物質就能適用。
另外，通過采用這樣的有害物質的分解方法，即，對于含有有害物質的氣體，以最開始通過承載了上述光催化劑部件或筒狀部件的光照射強度最高的面的方式，將上述氣體導入承載了上述光催化劑部件或筒狀部件之中的方法，能夠有效分解除去有害物質。
通過采用承載了上述光催化劑的部件或筒狀部件為陶瓷的有害物質分解方法，從而承載了光催化劑的部件或筒狀部件由于水洗滌而可以使性能恢復，從而使廢棄物量變小。
另外，可提供利用上述有害物質的分解方法對有害物質進行分解的有害物質分解裝置。
另外，對于有害物質分解裝置，通過采用在上述有害物質分解裝置內的氣體流路中設置有整流板的有害物質分解裝置，氣體流通阻力變大，即使在氣體流量很少時也可在承載了光催化劑的整個部件上使氣體流通，有害物質和光催化劑的接觸效率變高，可使有害物質的分解除去效果提高。
圖1為除臭裝置的結構圖。
圖2為除臭裝置的結構圖。
圖3為同時使用臭氧和光催化劑時的空氣清潔器的平面圖。
圖4為同時使用含活性炭、沸石中的至少一種的吸附劑及光催化劑的空氣凈化裝置的縱截面圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖對本發(fā)明實施方式進行詳細地說明。
(第1實施方式)圖1表示第1實施方式中所用的除臭裝置的結構圖。圖1中，(a)為除臭裝置的截面結構圖，(b)為除臭裝置的側面結構圖。
該除臭裝置由涂布了光催化劑后的陶瓷過濾器和用于激發(fā)光催化反應的光源組裝而成，將光源配置在2個陶瓷過濾器之間，以能夠有效地使用來自光源的光。而且具有這樣的結構，即，含臭氣氣體的空氣以最開始通過陶瓷過濾器光照射強度最強的面的方式，將氣體導入2個陶瓷過濾器之間，然后通過陶瓷過濾器。
具體地，除臭裝置具有設于除臭裝置下部的用于導入氣體的吸氣口1，設于吸氣口1上部的用做氣體導入驅動力的風扇2，用作為縱向平行配置于除臭裝置內的光源的多個燈3，夾持該燈3而對向設置的2個陶瓷過濾器4、5，與陶瓷過濾器4、5相鄰接的側室6、7，與該側室6、7連接并用于將氣體導入排氣口的側室8、9，及與該側室8、9連接而用于將氣體排出的排氣口10、11。
對于該除臭裝置，如果驅動電扇2，則氣體由吸氣口1導入并到達設置有光源即燈3的除臭裝置的中央部。并且通過配置于燈3兩肩上的陶瓷過濾器4、5。在通過時，陶瓷過濾器4、5表面被光照射的光催化劑和氣體接觸，從而分解氣體中的臭氣成分氣體。通過陶瓷過濾器4、5而分解除去了臭氣成分氣體的氣體，經過側室6、7，到達側室8、9，從排氣口10、11排出。
這樣，通過使氣體從燈3通過陶瓷過濾器4、5，臭氣成分氣體濃度最高狀態(tài)時的氣體，通過陶瓷過濾器4、5的受到最強光照射的部分，從而可以有效分解除去有害物質。另外，因為通過在2個陶瓷過濾器之間配置光源，其中一個陶瓷過濾器被照射，而反射的光被照射到另一個陶瓷過濾器之上，故可使光能的利用效率提高。
應予說明，光源即燈3如果可以均勻地對陶瓷過濾器4、5進行光照射，則還可以不必被設置成縱向平行，并且不必設置成多個而可設置成1個。
另外，對于涂布于陶瓷過濾器上的光催化劑，最優(yōu)選是氧化鈦，但是，也可以使用氧化鋅、酞酸鍶、或酞酸鋇、或這些光催化劑適當組合而成的化合物等具有光催化功能的物質。
另外，陶瓷過濾器不限于2個，在形成被照射的光反射到其他陶瓷過濾器上的位置關系時可設置成任意個。此外，也可以在圓筒狀等筒狀陶瓷過濾器內部設置作為光源的燈3。
(第2實施方式)圖2表示第2實施方式所用的除臭裝置的結構圖。圖1中，(a)為除臭裝置的截面結構圖，(b)為除臭裝置的側面結構圖。
該除臭裝置為在上述第1實施形態(tài)的除臭裝置中，在側室6、7中安裝多個整流板12，以使相對于向上方移動的氣體垂直。
通過安裝該整流板12，氣體流通阻力變大，縱然氣體流量少，側室6、7中的氣體也可均勻流動。在該作用下，可使氣體流經整個陶瓷過濾器4、5，臭氣成分氣體和光催化劑的接觸效率提高，可使除臭效果提高。
整流板12在可得到上述效果的情況下，即使相對于上方移動的氣體不垂直也是可以的，另外，也可在各側室6、7中各有一塊。
權利要求書(按照條約第19條的修改)(2005年9月16日國際局受理，修改了申請時的權利要求1-8)1、(補正后)有害物質的分解方法，其特征在于，配置承載了光催化劑的部件表面彼此，使照射于該表面的光反射到另外的上述表面上，利用在被這些表面包圍的區(qū)域中設置的光源，對上述光催化劑進行光照射的同時，以含有有害物質的氣體最初通過承載了上述光催化劑的部件的光照射強度最高的面的方式，將上述氣體導入承載了上述光催化劑的部件中。
2、(補正后)有害物質的分解方法，其特征在于，對向配置承載了光催化劑的部件表面彼此，利用這些表面間設置的光源對上述光催化劑進行光照射的同時，以含有有害物質的氣體最初通過承載了上述光催化劑的部件的光照射強度最高的面的方式，將上述氣體導入承載了上述光催化劑的部件中。
3、(補正后)有害物質的分解方法，其特征在于，將光源設置在承載了光催化劑的筒狀部件的內部，由該光源光照射上述光催化劑的同時，以含有有害物質的氣體最初通過承載了上述光催化劑的筒狀部件的內部的光照射強度最高的面的方式，將上述氣體導入承載了上述光催化劑的筒狀部件內部。
4、(補正后)如權利要求1-3任一項所述的有害物質的分解方法，其特征在于，承載了上述光催化劑的部件或筒狀部件是過濾器狀、或多孔狀的可使其他氣體通過的部件。
5、(補正后)如權利要求1-4任一項所述的有害物質的分解方法，其特征在于，承載了上述光催化劑的部件或筒狀部件為陶瓷。
6、(補正后)有害物質分解裝置，其特征在于，利用權利要求1-5任一項所述的有害物質的分解方法對有害物質進行分解。
7、(補正后)有害物質分解裝置，其利用光催化劑，其特征在于具有設于上述有害物質分解裝置下方的吸氣口、設于上述吸氣口上方的風扇、設于上述風扇上方的氣體通路、設于上述氣體通路中的光源、承載于以夾持上述光源的方式設置的過濾器狀部件上的光催化劑。
8、(補正后)如權利要求6或7所述有害物質分解裝置，其特征在于，在上述有害物質分解裝置內的氣體流路上設置整流板。
權利要求
1.有害物質的分解方法，其特征在于，配置承載了光催化劑的部件表面，使照射于該表面的光在另外的上述表面上發(fā)生反射，利用在被這些表面包圍的區(qū)域中設置的光源，對上述光催化劑進行光照射，利用該光催化劑對有害物質進行分解。
2.有害物質的分解方法，其特征在于，對向配置承載了光催化劑的部件表面，利用這些表面間設置的光源，對上述光催化劑進行光照射，利用該光催化劑對有害物質進行分解。
3.有害物質的分解方法，其特征在于，將光源設置在承載了光催化劑的筒狀部件的內部，利用該光源對上述光催化劑進行光照射，利用該光催化劑對有害物質進行分解。
4.如權利要求1-3的任一項所述的有害物質的分解方法，其特征在于，承載了上述光催化劑的部件或筒狀部件是過濾器狀、或多孔狀的可使其他氣體通過的部件。
5.如權利要求1-4的任一項所述的有害物質的分解方法，其特征在于，以含有有害物質的氣體最初通過承載了上述光催化劑的部件或筒狀部件的光照射強度最高的面的方式，將上述氣體導入承載了上述光催化劑的部件或筒狀部件中。
6.如權利要求1-5的任一項所述的有害物質的分解方法，其特征在于，承載了上述光催化劑的部件或筒狀部件為陶瓷。
7.有害物質分解裝置，其特征在于，利用權利要求1-6的任一項所述的有害物質的分解方法對有害物質進行分解。
8.如權利要求7所述有害物質分解裝置，其特征在于，在上述有害物質分解裝置內的氣體流路上設置整流板。
全文摘要
將涂布有氧化鈦等光催化劑的陶瓷過濾器等承載部件、和產生用于激發(fā)光催化反應的光的光源進行組合的有害物質分解方法，為了有效使用從光源發(fā)出的光進行光催化層中的光催化反應，將2個陶瓷過濾器等承載了光催化劑的部件對向設置，在該2個部件之間設置光源，利用該光源對光催化劑進行光照射，利用該光照射向處于具有有害物質分解能力狀態(tài)下的光催化劑表面導入有害物質。
文檔編號B01D53/86GK1960769SQ20058001112
公開日2007年5月9日 申請日期2005年3月30日 優(yōu)先權日2004年4月14日
發(fā)明者野口寬 申請人:株式會社明電舍