(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-07
(45)【発行日】2023-12-15
(54)【発明の名称】有機化合物分解装置
(51)【国際特許分類】
B01J 35/02 20060101AFI20231208BHJP
B01J 35/10 20060101ALI20231208BHJP
B01J 23/20 20060101ALI20231208BHJP
B01J 23/08 20060101ALI20231208BHJP
B01J 23/14 20060101ALI20231208BHJP
B01J 21/06 20060101ALI20231208BHJP
B01J 23/02 20060101ALI20231208BHJP
B01J 19/12 20060101ALI20231208BHJP
【ＦＩ】
B01J35/02 J ZAB
B01J35/10 301J
B01J23/20 M
B01J23/08 M
B01J23/14 M
B01J21/06 M
B01J23/02 M
B01J19/12 C
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2019187749
(22)【出願日】2019-10-11
(65)【公開番号】P2021062332
(43)【公開日】2021-04-22
【審査請求日】2022-08-03
(73)【特許権者】
【識別番号】000000033
【氏名又は名称】旭化成株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100108903
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 和広
(74)【代理人】
【識別番号】100142387
【弁理士】
【氏名又は名称】齋藤 都子
(74)【代理人】
【識別番号】100135895
【弁理士】
【氏名又は名称】三間 俊介
(72)【発明者】
【氏名】古川 雅志
(72)【発明者】
【氏名】鈴村 慶太郎
(72)【発明者】
【氏名】中林 亮
【審査官】森坂 英昭
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１２－１９２３０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－２２５６２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０１６０７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０８８０１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－１９４６２２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０１Ｊ ２１／００ ー ３８／７４
Ｂ０１Ｊ １９／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ピーク波長が１８０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下である紫外線を照射する光源と、有機化合物を含有する被処理流体の流路内に固定され、該照射された該紫外線により光触媒反応を起こす光触媒とを具備する該有機化合物の分解装置であって、該光触媒のバンドギャップエネルギーが３．５ｅＶ以上６．０ｅＶ以下であり、かつ、該光触媒が被処理流体の流路内壁に塗布され、その塗布厚みが１μｍ以上１００μｍ以下であり、かつ、該光触媒が、表面開孔率１０％以上５０％以下の状態で塗布されていることを特徴とする有機化合物分解装置。
【請求項2】
前記紫外線を照射する光源が、ピーク波長２３０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下の紫外線を照射する発光ダイオード（ＬＥＤ）である、請求項１に記載の有機物分解装置。
【請求項3】
前記光触媒の結晶子径が、１ｎｍ以上６０ｎｍ以下である、請求項１又は２に記載の有機物分解装置。
【請求項4】
前記光触媒の比表面積が、０．１ｍ２／ｇ以上２００ｍ２／ｇ以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の有機物分解装置。
【請求項5】
前記光触媒が、ＺｒＯ２、ＢａＺｒＯ３、ＳｒＺｒＯ３、Ｌｉ２ＺｒＯ３、ＣａＺｒＯ３、ＬｉＹＺｒ２Ｏ６、ＮａＹＺｒ２Ｏ６、ＬｉＹｂＺｒ２Ｏ６、ＮａＹｂＺｒ２Ｏ６、ＣａＺｒ４Ｏ９、Ｍｇ２Ｚｒ５Ｏ１２、Ｇａ２Ｚｒ２Ｏ７、Ｔａ２Ｏ５、ＬｉＴａＯ３、ＮａＴａＯ３、ＫＴａＯ３、ＢｉＴａＯ４、ＬａＴａＯ４、Ｌｉ２Ｔａ２Ｏ６、Ｎａ２Ｔａ２Ｏ６、Ｋ２Ｔａ２Ｏ６、ＣａＴａ２Ｏ６、ＳｒＴａ２Ｏ６、ＢａＴａ２Ｏ６、ＮｉＴａ２Ｏ６、Ｃａ２Ｔａ２Ｏ７、Ｓｒ２Ｔａ２Ｏ７、Ｈ２ＳｒＴａ２Ｏ７、Ｋ２ＳｒＴａ２Ｏ７、ＲｂＮｄＴａ２Ｏ７、Ｌａ３ＴａＯ７、ＬｉＣａ２Ｔａ３Ｏ１０、ＫＢａ２Ｔａ３Ｏ１０、ＮａＣａ２Ｔａ３Ｏ１０、ＬｉＣａ２Ｔａ３Ｏ１０、Ｓｒ６Ｔａ２Ｏ１１、Ｋ３Ｔａ３Ｂ２Ｏ１２、Ｋ３Ｔａ３Ｓｉ２Ｏ１３、Ｋ２ＰｒＴａ５Ｏ１５、Ｓｒ５Ｔａ４Ｏ１５、Ｂａ５Ｔａ４Ｏ１５、Ｒｂ４Ｔａ６Ｏ１７、ＬａＴａ７Ｏ１９、Ｋ４Ｓｒ３Ｔａ６Ｏ２０、ＭｇＴｉＯ３、ＺｒＴｉＯ４、Ｌａ２Ｔｉ２Ｏ７、Ｙ２ＴｉＯ７、Ｇｄ２Ｔｉ２Ｏ７、Ｌａ４ＣａＴｉ５Ｏ１７、Ｇａ２Ｏ３、ＬａＧａＯ３、ＺｎＧａ２Ｏ４、ＭｇＧａ２Ｏ４、ＳｒＧａ２Ｏ４、Ｔａ２Ｇａ２Ｏ４、ＢａＧａ２Ｏ４、ＣａＧａ４Ｏ７、ＬｉＧａ５Ｏ８、Ｙ３Ｇａ５Ｏ１２、ＬａＧａ９Ｏ１５、ＺｎＧａ１０Ｏ１６、Ｚｎ２ＧｅＯ４、ＬｉＩｎＧｅＯ４、Ｇａ４ＧｅＯ８、ＮａＳｂＯ３、ＣａＳｂＯ３、ＣａＳｂ２Ｏ６、Ｃａ２Ｓｂ２Ｏ７、Ｓｒ２Ｓｂ２Ｏ７、Ｂａ５Ｎｂ４Ｏ１５、Ｓｒ２Ｎｂ２Ｏ７、ＫＴｉＮｂＯ５、ＺｎＮｂ２Ｏ６、ＣｓＮｂ４Ｏ１１、Ｌａ３ＮｂＯ７、Ｃａ２Ｎｂ２Ｏ７、ＨｆＯ２、ＰｂＷＯ４、ＮａＩｎＯ２、ＬａＩｎＯ３、及びＳｒＩｎ２Ｏ４から成る群から選ばれる少なくとも１種である、請求項１～４のいずれか１項に記載の有機物分解装置。
【請求項6】
請求項１～５のいずれか１項に記載の装置を用いて、被処理流体に含有される有機化合物の分解を行う方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被処理流体に含有される有機化合物を、紫外線と光触媒とを組み合わせて分解する装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、紫外線と光触媒とを組み合わせて、被処理流体、例えば、空気や水等を清浄化（例えば、脱臭等）する装置の開発が行われている。例えば、以下の特許文献１や特許文献２に開示されているように、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等の有害ガス成分を低減する装置がある。
【0003】
他方、難分解性の有機化合物が環境中に放出されると、環境破壊を引き起こす原因物質となることが知られており、健康への悪影響が懸念されるため、難分解性物質を無害化する開発が行われている。例えば、以下の特許文献３に開示されているように、紫外線と光触媒とを組み合わせてテトラクロロエチレンを無害化する装置がある。
【0004】
一般的に光触媒としては酸化チタンが用いられることが多く、その光触媒性能を向上させる研究は盛んに行われており、より効果的に揮発性有機化合物や、難分解性有機化合物を分解する装置の開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１２－２００５９２号公報
【文献】特開２０１７－２２５６２９号公報
【文献】特開２０１０－９９６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
以上の従来技術に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、被処理流体に含有される有機化合物を効率よく分解できる装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究し実験を重ねた結果、ピーク波長が１８０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下である紫外線を照射する光源と、該紫外線により光触媒反応を起こす光触媒を具備する装置において、該光触媒のバンドギャップエネルギーが３．５ｅＶ以上６．０ｅＶ以下とすることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【0008】
すなわち、本発明は以下の通りのものである。
［１］ピーク波長が１８０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下である紫外線を照射する光源と、有機化合物を含有する被処理流体の流路内に固定され、該照射された該紫外線により光触媒反応を起こす光触媒とを具備する該有機化合物の分解装置であって、該光触媒のバンドギャップエネルギーが３．５ｅＶ以上６．０ｅＶ以下であることを特徴とする有機化合物分解装置。
［２］前記紫外線を照射する光源が、ピーク波長２３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の紫外線を照射する発光ダイオード（ＬＥＤ）である、前記［１］に記載の有機物分解装置。
［３］前記光触媒の結晶子径が、１ｎｍ以上６０ｎｍ以下である、前記［１］又は［２］に記載の有機物分解装置。
［４］前記光触媒の比表面積が、０．１ｍ２／ｇ以上２００ｍ２／ｇ以下である、前記［１］～［３］のいずれかに記載の有機物分解装置。
［５］前記光触媒が、ＺｒＯ２、ＢａＺｒＯ３、ＳｒＺｒＯ３、Ｌｉ２ＺｒＯ３、ＣａＺｒＯ３、ＬｉＹＺｒ２Ｏ６、ＮａＹＺｒ２Ｏ６、ＬｉＹｂＺｒ２Ｏ６、ＮａＹｂＺｒ２Ｏ６、ＣａＺｒ４Ｏ９、Ｍｇ２Ｚｒ５Ｏ１２、Ｇａ２Ｚｒ２Ｏ７、Ｔａ２Ｏ５、ＬｉＴａＯ３、ＮａＴａＯ３、ＫＴａＯ３、ＢｉＴａＯ４、ＬａＴａＯ４、Ｌｉ２Ｔａ２Ｏ６、Ｎａ２Ｔａ２Ｏ６、Ｋ２Ｔａ２Ｏ６、ＣａＴａ２Ｏ６、ＳｒＴａ２Ｏ６、ＢａＴａ２Ｏ６、ＮｉＴａ２Ｏ６、Ｃａ２Ｔａ２Ｏ７、Ｓｒ２Ｔａ２Ｏ７、Ｈ２ＳｒＴａ２Ｏ７、Ｋ２ＳｒＴａ２Ｏ７、ＲｂＮｄＴａ２Ｏ７、Ｌａ３ＴａＯ７、ＬｉＣａ２Ｔａ３Ｏ１０、ＫＢａ２Ｔａ３Ｏ１０、ＮａＣａ２Ｔａ３Ｏ１０、ＬｉＣａ２Ｔａ３Ｏ１０、Ｓｒ６Ｔａ２Ｏ１１、Ｋ３Ｔａ３Ｂ２Ｏ１２、Ｋ３Ｔａ３Ｓｉ２Ｏ１３、Ｋ２ＰｒＴａ５Ｏ１５、Ｓｒ５Ｔａ４Ｏ１５、Ｂａ５Ｔａ４Ｏ１５、Ｒｂ４Ｔａ６Ｏ１７、ＬａＴａ７Ｏ１９、Ｋ４Ｓｒ３Ｔａ６Ｏ２０、ＭｇＴｉＯ３、ＺｒＴｉＯ４、Ｌａ２Ｔｉ２Ｏ７、Ｙ２ＴｉＯ７、Ｇｄ２Ｔｉ２Ｏ７、Ｌａ４ＣａＴｉ５Ｏ１７、Ｇａ２Ｏ３、ＬａＧａＯ３、ＺｎＧａ２Ｏ４、ＭｇＧａ２Ｏ４、ＳｒＧａ２Ｏ４、Ｔａ２Ｇａ２Ｏ４、ＢａＧａ２Ｏ４、ＣａＧａ４Ｏ７、ＬｉＧａ５Ｏ８、Ｙ３Ｇａ５Ｏ１２、ＬａＧａ９Ｏ１５、ＺｎＧａ１０Ｏ１６、Ｚｎ２ＧｅＯ４、ＬｉＩｎＧｅＯ４、Ｇａ４ＧｅＯ８、ＮａＳｂＯ３、ＣａＳｂＯ３、ＣａＳｂ２Ｏ６、Ｃａ２Ｓｂ２Ｏ７、Ｓｒ２Ｓｂ２Ｏ７、Ｂａ５Ｎｂ４Ｏ１５、Ｓｒ２Ｎｂ２Ｏ７、ＫＴｉＮｂＯ５、ＺｎＮｂ２Ｏ６、ＣｓＮｂ４Ｏ１１、Ｌａ３ＮｂＯ７、Ｃａ２Ｎｂ２Ｏ７、ＨｆＯ２、ＰｂＷＯ４、ＮａＩｎＯ２、ＬａＩｎＯ３、及びＳｒＩｎ２Ｏ４から成る群から選ばれる少なくとも１種である、前記［１］～［４］のいずれかに記載の有機物分解装置。
［６］前記光触媒が、被処理流体の流路内壁に塗布され、その塗布厚みが、１μｍ以上１００μｍ以下である、前記［１］～［５］のいずれかに記載の有機物分解装置。
［７］前記光触媒が、表面開孔率１０％以上５０％以下の状態で塗布されている、前記［６］に記載の有機物分解装置。
［８］前記［１］～［７］のいずれかに記載の装置を用いて、被処理流体に含有される有機化合物の分解を行う方法。
［１］ピーク波長が１８０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下である紫外線を照射する光源と、有機化合物を含有する被処理流体の流路内に固定され、該照射された該紫外線により光触媒反応を起こす光触媒とを具備する該有機化合物の分解装置であって、該光触媒のバンドギャップエネルギーが３．５ｅＶ以上６．０ｅＶ以下であることを特徴とする有機化合物分解装置。
［２］前記紫外線を照射する光源が、ピーク波長２３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の紫外線を照射する発光ダイオード（ＬＥＤ）である、前記［１］に記載の有機物分解装置。
［３］前記光触媒の結晶子径が、１ｎｍ以上６０ｎｍ以下である、前記［１］又は［２］に記載の有機物分解装置。
［４］前記光触媒の比表面積が、０．１ｍ２／ｇ以上２００ｍ２／ｇ以下である、前記［１］～［３］のいずれかに記載の有機物分解装置。
［５］前記光触媒が、ＺｒＯ２、ＢａＺｒＯ３、ＳｒＺｒＯ３、Ｌｉ２ＺｒＯ３、ＣａＺｒＯ３、ＬｉＹＺｒ２Ｏ６、ＮａＹＺｒ２Ｏ６、ＬｉＹｂＺｒ２Ｏ６、ＮａＹｂＺｒ２Ｏ６、ＣａＺｒ４Ｏ９、Ｍｇ２Ｚｒ５Ｏ１２、Ｇａ２Ｚｒ２Ｏ７、Ｔａ２Ｏ５、ＬｉＴａＯ３、ＮａＴａＯ３、ＫＴａＯ３、ＢｉＴａＯ４、ＬａＴａＯ４、Ｌｉ２Ｔａ２Ｏ６、Ｎａ２Ｔａ２Ｏ６、Ｋ２Ｔａ２Ｏ６、ＣａＴａ２Ｏ６、ＳｒＴａ２Ｏ６、ＢａＴａ２Ｏ６、ＮｉＴａ２Ｏ６、Ｃａ２Ｔａ２Ｏ７、Ｓｒ２Ｔａ２Ｏ７、Ｈ２ＳｒＴａ２Ｏ７、Ｋ２ＳｒＴａ２Ｏ７、ＲｂＮｄＴａ２Ｏ７、Ｌａ３ＴａＯ７、ＬｉＣａ２Ｔａ３Ｏ１０、ＫＢａ２Ｔａ３Ｏ１０、ＮａＣａ２Ｔａ３Ｏ１０、ＬｉＣａ２Ｔａ３Ｏ１０、Ｓｒ６Ｔａ２Ｏ１１、Ｋ３Ｔａ３Ｂ２Ｏ１２、Ｋ３Ｔａ３Ｓｉ２Ｏ１３、Ｋ２ＰｒＴａ５Ｏ１５、Ｓｒ５Ｔａ４Ｏ１５、Ｂａ５Ｔａ４Ｏ１５、Ｒｂ４Ｔａ６Ｏ１７、ＬａＴａ７Ｏ１９、Ｋ４Ｓｒ３Ｔａ６Ｏ２０、ＭｇＴｉＯ３、ＺｒＴｉＯ４、Ｌａ２Ｔｉ２Ｏ７、Ｙ２ＴｉＯ７、Ｇｄ２Ｔｉ２Ｏ７、Ｌａ４ＣａＴｉ５Ｏ１７、Ｇａ２Ｏ３、ＬａＧａＯ３、ＺｎＧａ２Ｏ４、ＭｇＧａ２Ｏ４、ＳｒＧａ２Ｏ４、Ｔａ２Ｇａ２Ｏ４、ＢａＧａ２Ｏ４、ＣａＧａ４Ｏ７、ＬｉＧａ５Ｏ８、Ｙ３Ｇａ５Ｏ１２、ＬａＧａ９Ｏ１５、ＺｎＧａ１０Ｏ１６、Ｚｎ２ＧｅＯ４、ＬｉＩｎＧｅＯ４、Ｇａ４ＧｅＯ８、ＮａＳｂＯ３、ＣａＳｂＯ３、ＣａＳｂ２Ｏ６、Ｃａ２Ｓｂ２Ｏ７、Ｓｒ２Ｓｂ２Ｏ７、Ｂａ５Ｎｂ４Ｏ１５、Ｓｒ２Ｎｂ２Ｏ７、ＫＴｉＮｂＯ５、ＺｎＮｂ２Ｏ６、ＣｓＮｂ４Ｏ１１、Ｌａ３ＮｂＯ７、Ｃａ２Ｎｂ２Ｏ７、ＨｆＯ２、ＰｂＷＯ４、ＮａＩｎＯ２、ＬａＩｎＯ３、及びＳｒＩｎ２Ｏ４から成る群から選ばれる少なくとも１種である、前記［１］～［４］のいずれかに記載の有機物分解装置。
［６］前記光触媒が、被処理流体の流路内壁に塗布され、その塗布厚みが、１μｍ以上１００μｍ以下である、前記［１］～［５］のいずれかに記載の有機物分解装置。
［７］前記光触媒が、表面開孔率１０％以上５０％以下の状態で塗布されている、前記［６］に記載の有機物分解装置。
［８］前記［１］～［７］のいずれかに記載の装置を用いて、被処理流体に含有される有機化合物の分解を行う方法。
【発明の効果】
【0009】
本発明に係る有機化合物分解装置は、紫外線を照射する光源と、バンドギャップエネルギーが３．５ｅＶ以上６．０ｅＶ以下である光触媒を組み合わせることにより、揮発性有機化合物や難分解性有機化合物の分解を効率よく行うことができる。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明を実施するための形態（以下、本実施形態という。）について詳細に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施できる。
【0011】
本実施形態の有機化合物分解装置は、ピーク波長が１８０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下である紫外線を照射する光源と、有機化合物を含有する被処理流体の流路内に固定され、該照射された該紫外線により光触媒反応を起こす光触媒とを具備する該有機化合物の分解装置であって、該光触媒のバンドギャップエネルギーが３．５ｅＶ以上６．０ｅＶ以下であることを特徴とする。
【0012】
本実施形態において、光源が照射する紫外線のピーク波長は、１８０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下であり、好ましくは２３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、より好ましくは２５０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下である。
紫外線のピーク波長が１８０ｎｍより小さいと、紫外線の照射強度が低下し、有機化合物の分解効率が低下する。他方、紫外線のピーク波長が３５０ｎｍより大きいと、光触媒を励起するためのエネルギーが不足し、有機化合物の分解効率が低下する。
紫外線のピーク波長が１８０ｎｍより小さいと、紫外線の照射強度が低下し、有機化合物の分解効率が低下する。他方、紫外線のピーク波長が３５０ｎｍより大きいと、光触媒を励起するためのエネルギーが不足し、有機化合物の分解効率が低下する。
【0013】
本実施形態において、紫外線を照射する光源は、特に限定されるものではないが、ピーク波長が２３０ｎｍ以上３００ｎｍである発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることが好ましく、ピーク波長が２５０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下であるＬＥＤを用いることがより好ましい。ＬＥＤ光源を使用することで、ＵＶランプを用いる場合よりも波長範囲がシャープであり、光触媒を効率よく励起することができる。さらに、ＵＶランプと比較して長寿命であり、省電力化、低コスト化が可能となる。
【0014】
本実施形態において、光触媒のバンドギャップエネルギーは、３．５ｅＶ以上６．０ｅＶ以下であり、好ましくは４．０ｅＶ以上５．５ｅＶ以下であり、より好ましくは４．５ｅＶ以上５．０ｅＶ以下である。
光触媒のバンドギャップエネルギーは、紫外可視吸収スペクトルの吸収端として測定することができ、本実施形態において、以下の手順によって測定される。
まず、有機化合物分解装置に固定されている光触媒を、スパーテルなどを用いて削り落とし回収する。次に、回収した光触媒を２質量％となるように、硫酸バリウム粉末と混合し、乳鉢で５分以上混合を行う。得られた混合粉末を、紫外可視分光光度計（ＵＶ－ｖｉｓ）を用いて、波長２００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲で拡散反射スペクトルを測定する。得られた拡散反射スペクトルは、クベルカムンク（Ｋ－Ｍ）変換を行い、横軸を波長λ（ｎｍ）、縦軸が吸光度ａの、吸収スペクトルに変換する。
次に、式（１）：Ｅ＝１２４０／λを用いて、スペクトルの横軸を波長λ（ｎｍ）からエネルギーＥ（ｅＶ）に変換する。さらに、スペクトルの縦軸を吸光度ａから（ａｈν）１／２に変換する。ここで、ｈはプランク定数、νは振動数であり、ｈν ＝ Ｅの式が成り立つ。
横軸、縦軸の値を変換した後、吸収が立ち上がるスペクトル部分に直線をフィッティングし、その直線とベースラインとの交点のエネルギーＥ（ｅＶ）の値を、バンドギャップエネルギーとする。
光触媒のバンドギャップエネルギーは、紫外可視吸収スペクトルの吸収端として測定することができ、本実施形態において、以下の手順によって測定される。
まず、有機化合物分解装置に固定されている光触媒を、スパーテルなどを用いて削り落とし回収する。次に、回収した光触媒を２質量％となるように、硫酸バリウム粉末と混合し、乳鉢で５分以上混合を行う。得られた混合粉末を、紫外可視分光光度計（ＵＶ－ｖｉｓ）を用いて、波長２００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲で拡散反射スペクトルを測定する。得られた拡散反射スペクトルは、クベルカムンク（Ｋ－Ｍ）変換を行い、横軸を波長λ（ｎｍ）、縦軸が吸光度ａの、吸収スペクトルに変換する。
次に、式（１）：Ｅ＝１２４０／λを用いて、スペクトルの横軸を波長λ（ｎｍ）からエネルギーＥ（ｅＶ）に変換する。さらに、スペクトルの縦軸を吸光度ａから（ａｈν）１／２に変換する。ここで、ｈはプランク定数、νは振動数であり、ｈν ＝ Ｅの式が成り立つ。
横軸、縦軸の値を変換した後、吸収が立ち上がるスペクトル部分に直線をフィッティングし、その直線とベースラインとの交点のエネルギーＥ（ｅＶ）の値を、バンドギャップエネルギーとする。
【0015】
光触媒のバンドギャップとは、半導体金属のもつ電子伝導体と価電子帯との間のエネルギー幅のことであり、バンドギャップエネルギーとは、そのエネルギー幅の大きさのことである。バンドギャップエネルギー以上の光エネルギーが光触媒に照射されたとき、電子が価電子帯から電子伝導体に移動し、電子伝導体に励起された電子と、価電子帯に電子が抜けた正孔ができる。光触媒機能は、この励起電子と、正孔によって引き起こされる反応である。光触媒のバンドギャップエネルギーが大きいほど、より強いエネルギーを持つ励起電子と正孔が生成するため、効率よく有機化合物を分解することができる。
光触媒のバンドギャップエネルギーが３．５ｅＶ未満であると、生成する励起電子と正孔のエネルギーが小さく、有機化合物の分解効率が低下する。他方、光触媒のバンドギャップエネルギーが６．０ｅＶを超えると、電子を励起するために必要なエネルギーが大きく、電子の励起効率が低下し、有機化合物の分解効率が低下する。
光触媒のバンドギャップエネルギーが３．５ｅＶ未満であると、生成する励起電子と正孔のエネルギーが小さく、有機化合物の分解効率が低下する。他方、光触媒のバンドギャップエネルギーが６．０ｅＶを超えると、電子を励起するために必要なエネルギーが大きく、電子の励起効率が低下し、有機化合物の分解効率が低下する。
【0016】
本実施形態において、光触媒の結晶子径は、好ましくは１ｎｍ以上６０ｎｍ以下であり、より好ましくは５ｎｍ以上５０ｎｍ以下、さらに好ましくは１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下である。
光触媒の結晶子径は、前述の通り回収した光触媒を、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）で測定してスペクトルを得た後、そのスペクトルのピーク幅から、シェラーの式を用いて算出することで求められる。
光触媒の結晶子径が１ｎｍより小さいと、光触媒の嵩密度が低く、有機物分解装置への固定化の工程でスラリー粘度が増大し、装置への塗布が困難となる。他方、光触媒の結晶子径が６０ｎｍより大きいと、光触媒の嵩密度が高く、有機物分解装置への固定化の工程でスラリー粘度が低下し、装置への塗布が困難となる。また、光触媒の比表面積が低下し、有機化合分解の効率が低下する。
光触媒の結晶子径は、前述の通り回収した光触媒を、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）で測定してスペクトルを得た後、そのスペクトルのピーク幅から、シェラーの式を用いて算出することで求められる。
光触媒の結晶子径が１ｎｍより小さいと、光触媒の嵩密度が低く、有機物分解装置への固定化の工程でスラリー粘度が増大し、装置への塗布が困難となる。他方、光触媒の結晶子径が６０ｎｍより大きいと、光触媒の嵩密度が高く、有機物分解装置への固定化の工程でスラリー粘度が低下し、装置への塗布が困難となる。また、光触媒の比表面積が低下し、有機化合分解の効率が低下する。
【0017】
本実施形態において、光触媒の比表面積は、好ましくは０．１ｍ２／ｇ以上２００ｍ２／ｇ以下であり、より好ましくは０．５ｍ２／ｇ以上１５０ｍ２／ｇ以下、さらに好ましくは１ｍ２／ｇ以上１００ｍ２／ｇ以下である。
光触媒の比表面積は、前述の通り回収した光触媒を、窒素ガス吸着法を用いた比表面積計により測定し、ＢＥＴ法によって算出することで求められる。
光触媒の比表面積が０．１ｍ２／ｇより小さいと、有機物分解装置への固定化の工程でスラリー粘度が低下し、装置への塗布が困難となる。また、有機化合分解の効率が低下する。
光触媒の比表面積が２００ｍ２／ｇより大きいと、光触媒の嵩密度が低く、有機物分解装置への固定化の工程でスラリー粘度が増大し、装置への塗布が困難となる。
光触媒の比表面積は、前述の通り回収した光触媒を、窒素ガス吸着法を用いた比表面積計により測定し、ＢＥＴ法によって算出することで求められる。
光触媒の比表面積が０．１ｍ２／ｇより小さいと、有機物分解装置への固定化の工程でスラリー粘度が低下し、装置への塗布が困難となる。また、有機化合分解の効率が低下する。
光触媒の比表面積が２００ｍ２／ｇより大きいと、光触媒の嵩密度が低く、有機物分解装置への固定化の工程でスラリー粘度が増大し、装置への塗布が困難となる。
【0018】
本実施形態において使用する光触媒は、
ＺｒＯ２、ＢａＺｒＯ３、ＳｒＺｒＯ３、Ｌｉ２ＺｒＯ３、ＣａＺｒＯ３、ＬｉＹＺｒ２Ｏ６、ＮａＹＺｒ２Ｏ６、ＬｉＹｂＺｒ２Ｏ６、ＮａＹｂＺｒ２Ｏ６、ＣａＺｒ４Ｏ９、Ｍｇ２Ｚｒ５Ｏ１２、Ｇａ２Ｚｒ２Ｏ７、Ｔａ２Ｏ５、ＬｉＴａＯ３、ＮａＴａＯ３、ＫＴａＯ３、ＢｉＴａＯ４、ＬａＴａＯ４、Ｌｉ２Ｔａ２Ｏ６、Ｎａ２Ｔａ２Ｏ６、Ｋ２Ｔａ２Ｏ６、ＣａＴａ２Ｏ６、ＳｒＴａ２Ｏ６、ＢａＴａ２Ｏ６、ＮｉＴａ２Ｏ６、Ｃａ２Ｔａ２Ｏ７、Ｓｒ２Ｔａ２Ｏ７、Ｈ２ＳｒＴａ２Ｏ７、Ｋ２ＳｒＴａ２Ｏ７、ＲｂＮｄＴａ２Ｏ７、Ｌａ３ＴａＯ７、ＬｉＣａ２Ｔａ３Ｏ１０、ＫＢａ２Ｔａ３Ｏ１０、ＮａＣａ２Ｔａ３Ｏ１０、ＬｉＣａ２Ｔａ３Ｏ１０、Ｓｒ６Ｔａ２Ｏ１１、Ｋ３Ｔａ３Ｂ２Ｏ１２、Ｋ３Ｔａ３Ｓｉ２Ｏ１３、Ｋ２ＰｒＴａ５Ｏ１５、Ｓｒ５Ｔａ４Ｏ１５、Ｂａ５Ｔａ４Ｏ１５、Ｒｂ４Ｔａ６Ｏ１７、ＬａＴａ７Ｏ１９、Ｋ４Ｓｒ３Ｔａ６Ｏ２０、ＭｇＴｉＯ３、ＺｒＴｉＯ４、Ｌａ２Ｔｉ２Ｏ７、Ｙ２ＴｉＯ７、Ｇｄ２Ｔｉ２Ｏ７、Ｌａ４ＣａＴｉ５Ｏ１７、Ｇａ２Ｏ３、ＬａＧａＯ３、ＺｎＧａ２Ｏ４、ＭｇＧａ２Ｏ４、ＳｒＧａ２Ｏ４、Ｔａ２Ｇａ２Ｏ４、ＢａＧａ２Ｏ４、ＣａＧａ４Ｏ７、ＬｉＧａ５Ｏ８、Ｙ３Ｇａ５Ｏ１２、ＬａＧａ９Ｏ１５、ＺｎＧａ１０Ｏ１６、Ｚｎ２ＧｅＯ４、ＬｉＩｎＧｅＯ４、Ｇａ４ＧｅＯ８、ＮａＳｂＯ３、ＣａＳｂＯ３、ＣａＳｂ２Ｏ６、Ｃａ２Ｓｂ２Ｏ７、Ｓｒ２Ｓｂ２Ｏ７、Ｂａ５Ｎｂ４Ｏ１５、Ｓｒ２Ｎｂ２Ｏ７、ＫＴｉＮｂＯ５、ＺｎＮｂ２Ｏ６、ＣｓＮｂ４Ｏ１１、Ｌａ３ＮｂＯ７、Ｃａ２Ｎｂ２Ｏ７、ＨｆＯ２、ＰｂＷＯ４、ＮａＩｎＯ２、ＬａＩｎＯ３、及びＳｒＩｎ２Ｏ４から成る群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。また、光触媒は、２種類以上を選んで混合して用いても構わない。
ＺｒＯ２、ＢａＺｒＯ３、ＳｒＺｒＯ３、Ｌｉ２ＺｒＯ３、ＣａＺｒＯ３、ＬｉＹＺｒ２Ｏ６、ＮａＹＺｒ２Ｏ６、ＬｉＹｂＺｒ２Ｏ６、ＮａＹｂＺｒ２Ｏ６、ＣａＺｒ４Ｏ９、Ｍｇ２Ｚｒ５Ｏ１２、Ｇａ２Ｚｒ２Ｏ７、Ｔａ２Ｏ５、ＬｉＴａＯ３、ＮａＴａＯ３、ＫＴａＯ３、ＢｉＴａＯ４、ＬａＴａＯ４、Ｌｉ２Ｔａ２Ｏ６、Ｎａ２Ｔａ２Ｏ６、Ｋ２Ｔａ２Ｏ６、ＣａＴａ２Ｏ６、ＳｒＴａ２Ｏ６、ＢａＴａ２Ｏ６、ＮｉＴａ２Ｏ６、Ｃａ２Ｔａ２Ｏ７、Ｓｒ２Ｔａ２Ｏ７、Ｈ２ＳｒＴａ２Ｏ７、Ｋ２ＳｒＴａ２Ｏ７、ＲｂＮｄＴａ２Ｏ７、Ｌａ３ＴａＯ７、ＬｉＣａ２Ｔａ３Ｏ１０、ＫＢａ２Ｔａ３Ｏ１０、ＮａＣａ２Ｔａ３Ｏ１０、ＬｉＣａ２Ｔａ３Ｏ１０、Ｓｒ６Ｔａ２Ｏ１１、Ｋ３Ｔａ３Ｂ２Ｏ１２、Ｋ３Ｔａ３Ｓｉ２Ｏ１３、Ｋ２ＰｒＴａ５Ｏ１５、Ｓｒ５Ｔａ４Ｏ１５、Ｂａ５Ｔａ４Ｏ１５、Ｒｂ４Ｔａ６Ｏ１７、ＬａＴａ７Ｏ１９、Ｋ４Ｓｒ３Ｔａ６Ｏ２０、ＭｇＴｉＯ３、ＺｒＴｉＯ４、Ｌａ２Ｔｉ２Ｏ７、Ｙ２ＴｉＯ７、Ｇｄ２Ｔｉ２Ｏ７、Ｌａ４ＣａＴｉ５Ｏ１７、Ｇａ２Ｏ３、ＬａＧａＯ３、ＺｎＧａ２Ｏ４、ＭｇＧａ２Ｏ４、ＳｒＧａ２Ｏ４、Ｔａ２Ｇａ２Ｏ４、ＢａＧａ２Ｏ４、ＣａＧａ４Ｏ７、ＬｉＧａ５Ｏ８、Ｙ３Ｇａ５Ｏ１２、ＬａＧａ９Ｏ１５、ＺｎＧａ１０Ｏ１６、Ｚｎ２ＧｅＯ４、ＬｉＩｎＧｅＯ４、Ｇａ４ＧｅＯ８、ＮａＳｂＯ３、ＣａＳｂＯ３、ＣａＳｂ２Ｏ６、Ｃａ２Ｓｂ２Ｏ７、Ｓｒ２Ｓｂ２Ｏ７、Ｂａ５Ｎｂ４Ｏ１５、Ｓｒ２Ｎｂ２Ｏ７、ＫＴｉＮｂＯ５、ＺｎＮｂ２Ｏ６、ＣｓＮｂ４Ｏ１１、Ｌａ３ＮｂＯ７、Ｃａ２Ｎｂ２Ｏ７、ＨｆＯ２、ＰｂＷＯ４、ＮａＩｎＯ２、ＬａＩｎＯ３、及びＳｒＩｎ２Ｏ４から成る群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。また、光触媒は、２種類以上を選んで混合して用いても構わない。
【0019】
本実施形態において使用する光触媒は、有機化合物との接触効率を上げるため、例えばゼオライトのような有機化合物の吸着物質を担持させてもよいし、電子励起の効率を上げるため、金、白金、ニッケル、タングステンなどの金属を担持させていてもよい。
【0020】
使用する光触媒の同定、結晶子径の測定は、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）及びＸ線光電子分光装置（ＸＰＳ）を用いて行うことができる。
【0021】
本実施形態において、有機物分解装置の形状は、流体である対象物（被処理流体）が装置内部を通過する形状であれば、特に限定されるものではない。
【0022】
本実施形態において、装置内の光触媒の設置位置は、装置内の紫外線が照射される位置であれば、特に限定されるものではない。例えば、装置の内壁に位置していてもよいし、装置内部の対象物の流路上に光触媒を塗布したメッシュ状の担体を設置してもよい。光触媒を、好ましくは、光源から１０ｃｍ以内の距離に設置することで、有機化合物の分解効果が高まる。
【0023】
本実施形態において、装置内への光触媒の固定方法は、特に限定されるものではないが、固定化した後の状態がよりポーラスとなる方法で固定化されることが好ましい。例えば、ポリエチレングリコールを溶かした水に光触媒を分散してペーストを作製し、基材へペーストを塗布した後、４００℃以上に加熱をしてポリエチレングリコールを焼き飛ばして固定化することで、ポーラスな状態で光触媒を固定することができる。
【0024】
本実施形態において、装置に塗布された光触媒の塗布厚みは、１μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、より好ましくは５μｍ以上８０μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以上６０μｍ以下である。
光触媒の塗布厚みが１μｍより小さいと、光触媒量が十分でなく、有機化合物分解の効率が低下する。他方、光触媒の塗布厚みが１００μｍより大きいと、塗布が不均一となり、剥がれ落ちやすくなる。
光触媒の塗布厚みが１μｍより小さいと、光触媒量が十分でなく、有機化合物分解の効率が低下する。他方、光触媒の塗布厚みが１００μｍより大きいと、塗布が不均一となり、剥がれ落ちやすくなる。
【0025】
本実施形態において、装置に塗布された光触媒の表面開孔率は、１０％以上５０％以下が好ましく、より好ましくは１５％以上４５％以下、さらに好ましくは２０％４０％以下である。
光触媒の表面開孔率が１０％未満であると、塗布された光触媒の内部と有機化合物との接触頻度が低下し、有機化合物分解の効率が低下する。他方、光触媒の表面開孔率が５０％を超えると、塗布された光触媒の密度が低下し、有機化合物との接触頻度が低下し、有機化合物分解の効果が低下する。
光触媒の表面開孔率が１０％未満であると、塗布された光触媒の内部と有機化合物との接触頻度が低下し、有機化合物分解の効率が低下する。他方、光触媒の表面開孔率が５０％を超えると、塗布された光触媒の密度が低下し、有機化合物との接触頻度が低下し、有機化合物分解の効果が低下する。
【0026】
光触媒の表面開孔率は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影した倍率１，０００倍の反射電子像を、画像解析ソフトの二値化機能を用いて解析し、ＳＥＭ画像の範囲内に観察される孔の面積割合を算出することで求められる。
【実施例】
【0027】
以下、本発明を、実施例及び比較例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例、比較例における各物性は、以下の方法により測定した。
実施例、比較例における各物性は、以下の方法により測定した。
【0028】
（１）光触媒のバンドギャップエネルギー
紫外可視分光光度計（ＵＶ－ｖｉｓ）（日本分光（株）製、Ｖ－７７０）と、ＩＳＮ－９２３型積分球ユニットを用いて、拡散反射スペクトルの測定を行った。測定に際して、製版者の影響を避けるために、固体試料ホルダーと積分球との間に５度傾斜スペーサーを挿入した。測定条件は、以下の通りである。開始波長８００ｎｍ、終了波長２００ｎｍ、データ取り込み間隔０．５ｎｍ、操作速度１０００ｎｍ／分、繰り返し回数１回。ベースラインは、光触媒と混合した硫酸バリウム粉末を用いて測定した。得られた拡散反射スペクトルから、前述の通りバンドギャップエネルギーを算出した。
紫外可視分光光度計（ＵＶ－ｖｉｓ）（日本分光（株）製、Ｖ－７７０）と、ＩＳＮ－９２３型積分球ユニットを用いて、拡散反射スペクトルの測定を行った。測定に際して、製版者の影響を避けるために、固体試料ホルダーと積分球との間に５度傾斜スペーサーを挿入した。測定条件は、以下の通りである。開始波長８００ｎｍ、終了波長２００ｎｍ、データ取り込み間隔０．５ｎｍ、操作速度１０００ｎｍ／分、繰り返し回数１回。ベースラインは、光触媒と混合した硫酸バリウム粉末を用いて測定した。得られた拡散反射スペクトルから、前述の通りバンドギャップエネルギーを算出した。
【0029】
（２）光触媒の結晶子径
Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）（リガク（株）、Ｕｌｔｉｍａ－ＩＶ）を用いて、Ｘ線回折スペクトルの測定を行った。測定の条件は、以下の通り。Ｘ線源Ｃｕ－Ｋα、励起電圧４０ｋＶ、電流４０ｍＡ、検出器Ｄ／ｔｅＸ、測定方式θ／２θ法、スキャン条件０．０２°／ステップ、１０°／分。得られたＸ線回折スペクトルから、前述の通り結晶子径を算出した。
Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）（リガク（株）、Ｕｌｔｉｍａ－ＩＶ）を用いて、Ｘ線回折スペクトルの測定を行った。測定の条件は、以下の通り。Ｘ線源Ｃｕ－Ｋα、励起電圧４０ｋＶ、電流４０ｍＡ、検出器Ｄ／ｔｅＸ、測定方式θ／２θ法、スキャン条件０．０２°／ステップ、１０°／分。得られたＸ線回折スペクトルから、前述の通り結晶子径を算出した。
【0030】
（３）光触媒の比表面積
比表面積測定装置（マイクロトラック・ベル(株)製、ＢＥＬＳＯＲＰ－ｍｉｎｉＩＩ（商品名））で測定した。試料を専用の５ｍＬガラスセルに投入し、液体窒素でガラスセルを冷却しながら、窒素ガスの吸脱着により、細孔体積および比表面積の測定を行った。吸着質として純度９９．９９体積％以上の窒素ガス、パージガスとして純度９９．９９体積％以上のヘリウムガスを用いた。参照セルとして、測定用のガラスセルと同体積の空のガラスセルを用い、測定値を補正する設定で測定を行った。測定方式は簡易方式で、吸着相対圧上限０．９５まで、脱着相対圧下限０．３までの設定で、測定を行った。測定後のＢＥＴ法及びＢＪＨ法による解析は、解析ソフト（マイクロトラック・ベル(株)製、ＢＥＬＭａｓｔｅｒ（Ｖｅｒｓｉｏｎ６．３．１．０））を用いて行った。
比表面積測定装置（マイクロトラック・ベル(株)製、ＢＥＬＳＯＲＰ－ｍｉｎｉＩＩ（商品名））で測定した。試料を専用の５ｍＬガラスセルに投入し、液体窒素でガラスセルを冷却しながら、窒素ガスの吸脱着により、細孔体積および比表面積の測定を行った。吸着質として純度９９．９９体積％以上の窒素ガス、パージガスとして純度９９．９９体積％以上のヘリウムガスを用いた。参照セルとして、測定用のガラスセルと同体積の空のガラスセルを用い、測定値を補正する設定で測定を行った。測定方式は簡易方式で、吸着相対圧上限０．９５まで、脱着相対圧下限０．３までの設定で、測定を行った。測定後のＢＥＴ法及びＢＪＨ法による解析は、解析ソフト（マイクロトラック・ベル(株)製、ＢＥＬＭａｓｔｅｒ（Ｖｅｒｓｉｏｎ６．３．１．０））を用いて行った。
【0031】
（４）光触媒の表面開孔率
ＳＥＭ（(株)日立ハイテクノロジーズ製、ＴＭ－１０００）を用いて、塗布光触媒の反射電子像を撮影した。撮影時の設定は、次の通り。観察モード：帯電軽減モード、撮影像：反射電子像、撮影倍率：１，０００倍、明るさ／コントラスト：オート輝度で調整、フォーカス：オートフォーカスで調整。撮影した反射電子像は、画像解析ソフト（ＩｍａｇｅＪ）を用いて画像解析を行った。画像解析ソフトでＳＥＭ画像を取り込んだのち、撮影したＳＥＭ画像の範囲を選択し、閾値３０％に設定した時に黒く表示される部分を孔として、その面積割合を算出した。
ＳＥＭ（(株)日立ハイテクノロジーズ製、ＴＭ－１０００）を用いて、塗布光触媒の反射電子像を撮影した。撮影時の設定は、次の通り。観察モード：帯電軽減モード、撮影像：反射電子像、撮影倍率：１，０００倍、明るさ／コントラスト：オート輝度で調整、フォーカス：オートフォーカスで調整。撮影した反射電子像は、画像解析ソフト（ＩｍａｇｅＪ）を用いて画像解析を行った。画像解析ソフトでＳＥＭ画像を取り込んだのち、撮影したＳＥＭ画像の範囲を選択し、閾値３０％に設定した時に黒く表示される部分を孔として、その面積割合を算出した。
【0032】
（５）有機化合物分解率
有機化合物の濃度が２０ｍｇ／Ｌとなるように調製した処理液１０Ｌを作製し、容量１０Ｌのポリタンク内に入れた。この処理液を、紫外線照射部に光触媒が塗布された有機物分解装置に、流速１００ｍＬ／分の速度で通液し、紫外線照射器の発光出力２０ｍＷで紫外線を照射して、有機化合物の分解を行った。通液した処理液は、再度ポリタンク内に戻し、液は循環した。所定の時間（１０分、３０分、６０分、１２０分）ごとにポリタンクから処理液を採取し、その有機化合物濃度を測定した。
有機化合物の濃度は、ガスクロマトグラフ質量分析計（日本電子（株）製、ＪＭＳ－Ｑ１０００ＧＣ）にて測定した。
試験開始６０分後の有機化合物分解率が５０％以上であると良好な性能、有機化合物分解率が７０％以上であるとさらに良好な性能であると判断した。
有機化合物の濃度が２０ｍｇ／Ｌとなるように調製した処理液１０Ｌを作製し、容量１０Ｌのポリタンク内に入れた。この処理液を、紫外線照射部に光触媒が塗布された有機物分解装置に、流速１００ｍＬ／分の速度で通液し、紫外線照射器の発光出力２０ｍＷで紫外線を照射して、有機化合物の分解を行った。通液した処理液は、再度ポリタンク内に戻し、液は循環した。所定の時間（１０分、３０分、６０分、１２０分）ごとにポリタンクから処理液を採取し、その有機化合物濃度を測定した。
有機化合物の濃度は、ガスクロマトグラフ質量分析計（日本電子（株）製、ＪＭＳ－Ｑ１０００ＧＣ）にて測定した。
試験開始６０分後の有機化合物分解率が５０％以上であると良好な性能、有機化合物分解率が７０％以上であるとさらに良好な性能であると判断した。
【0033】
［実施例１］
直径３０ｍｍの円筒状のモジュールで、円筒の上部から下部に向かって処理液が流れる構造であり、円筒の上部に光源が配置され、光源から１５ｍｍの距離に光触媒が塗布された２０ｍｍ角のプレートが設置された形状のモジュールを用いて、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒としてＳｒＴａ２Ｏ６を用いた。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．６ｅＶ、結晶子径は２１ｎｍ、比表面積は２５ｍ２／ｇ、塗布厚みは５８μｍ、表面開孔率は２８％であった。
直径３０ｍｍの円筒状のモジュールで、円筒の上部から下部に向かって処理液が流れる構造であり、円筒の上部に光源が配置され、光源から１５ｍｍの距離に光触媒が塗布された２０ｍｍ角のプレートが設置された形状のモジュールを用いて、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒としてＳｒＴａ２Ｏ６を用いた。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．６ｅＶ、結晶子径は２１ｎｍ、比表面積は２５ｍ２／ｇ、塗布厚みは５８μｍ、表面開孔率は２８％であった。
【0034】
［実施例２］
光源として紫外線のピーク波長が２８５ｎｍのＬＥＤを用いたモジュールを使用したこと以外は、実施例１と同様の方法にて試験を実施した。
光源として紫外線のピーク波長が２８５ｎｍのＬＥＤを用いたモジュールを使用したこと以外は、実施例１と同様の方法にて試験を実施した。
【0035】
［実施例３］
光源として紫外線のピーク波長が３１０ｎｍのＬＥＤを用いたモジュールを使用したこと以外は、実施例１と同様の方法にて試験を実施した。
光源として紫外線のピーク波長が３１０ｎｍのＬＥＤを用いたモジュールを使用したこと以外は、実施例１と同様の方法にて試験を実施した。
【0036】
［実施例４］
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒としてＬｉＴａＯ３を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．８ｅＶ、結晶子径は３５ｎｍ、比表面積は１．８ｍ２／ｇ、塗布厚みは５６μｍ、表面開孔率は２７％であった。
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒としてＬｉＴａＯ３を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．８ｅＶ、結晶子径は３５ｎｍ、比表面積は１．８ｍ２／ｇ、塗布厚みは５６μｍ、表面開孔率は２７％であった。
【0037】
［実施例５］
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒としてＧａ２Ｏ３を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．７ｅＶ、結晶子径は１３ｎｍ、比表面積は４９ｍ２／ｇ、塗布厚みは５６μｍ、表面開孔率は２５％であった。
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒としてＧａ２Ｏ３を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．７ｅＶ、結晶子径は１３ｎｍ、比表面積は４９ｍ２／ｇ、塗布厚みは５６μｍ、表面開孔率は２５％であった。
【0038】
［実施例６］
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、Ｚｎ２ＧｅＯ４を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．８ｅＶ、結晶子径は２５ｎｍ、比表面積は１９ｍ２／ｇ、塗布厚みは５７μｍ、表面開孔率は２１％であった。
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、Ｚｎ２ＧｅＯ４を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．８ｅＶ、結晶子径は２５ｎｍ、比表面積は１９ｍ２／ｇ、塗布厚みは５７μｍ、表面開孔率は２１％であった。
【0039】
［実施例７］
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、Ｓｒ２Ｔａ２Ｏ７を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．４ｅＶ、結晶子径は３５ｎｍ、比表面積は４．２ｍ２／ｇ、塗布厚みは５６μｍ、表面開孔率は２４％であった。
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、Ｓｒ２Ｔａ２Ｏ７を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．４ｅＶ、結晶子径は３５ｎｍ、比表面積は４．２ｍ２／ｇ、塗布厚みは５６μｍ、表面開孔率は２４％であった。
【0040】
［実施例８］
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＮａＴａＯ３を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは３．９ｅＶ、結晶子径は１２ｎｍ、比表面積は２６ｍ２／ｇ、塗布厚みは５５μｍ、表面開孔率は２６％であった。
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＮａＴａＯ３を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは３．９ｅＶ、結晶子径は１２ｎｍ、比表面積は２６ｍ２／ｇ、塗布厚みは５５μｍ、表面開孔率は２６％であった。
【0041】
［実施例９］
光源として紫外線のピーク波長が２３０ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＺｒＯ２を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは５．２ｅＶ、結晶子径は１１ｎｍ、比表面積は３３ｍ２／ｇ、塗布厚みは５１μｍ、表面開孔率は２３％であった。
光源として紫外線のピーク波長が２３０ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＺｒＯ２を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは５．２ｅＶ、結晶子径は１１ｎｍ、比表面積は３３ｍ２／ｇ、塗布厚みは５１μｍ、表面開孔率は２３％であった。
【0042】
［実施例１０］
光源として紫外線のピーク波長が２１０ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＣａＺｒＯ３を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは５．８ｅＶ、結晶子径は１５ｎｍ、比表面積は２３ｍ２／ｇ、塗布厚みは５５μｍ、表面開孔率は２９％であった。
光源として紫外線のピーク波長が２１０ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＣａＺｒＯ３を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは５．８ｅＶ、結晶子径は１５ｎｍ、比表面積は２３ｍ２／ｇ、塗布厚みは５５μｍ、表面開孔率は２９％であった。
【0043】
［実施例１１］
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＳｒＴａ２Ｏ６を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．６ｅＶ、結晶子径は４３ｎｍ、比表面積は０．８ｍ２／ｇ、塗布厚みは５６μｍ、表面開孔率は２６％であった。
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＳｒＴａ２Ｏ６を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．６ｅＶ、結晶子径は４３ｎｍ、比表面積は０．８ｍ２／ｇ、塗布厚みは５６μｍ、表面開孔率は２６％であった。
【0044】
［実施例１２］
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＳｒＴａ２Ｏ６を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．６ｅＶ、結晶子径は５５ｎｍ、比表面積は０．３ｍ２／ｇ、塗布厚みは５５μｍ、表面開孔率は２５％であった。
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＳｒＴａ２Ｏ６を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．６ｅＶ、結晶子径は５５ｎｍ、比表面積は０．３ｍ２／ｇ、塗布厚みは５５μｍ、表面開孔率は２５％であった。
【0045】
［実施例１３］
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＳｒＴａ２Ｏ６を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．６ｅＶ、結晶子径は１５ｎｍ、比表面積は５２ｍ２／ｇ、塗布厚みは７μｍ、表面開孔率は２３％であった。
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＳｒＴａ２Ｏ６を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．６ｅＶ、結晶子径は１５ｎｍ、比表面積は５２ｍ２／ｇ、塗布厚みは７μｍ、表面開孔率は２３％であった。
【0046】
［実施例１４］
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＳｒＴａ２Ｏ６を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．６ｅＶ、結晶子径は１４ｎｍ、比表面積は４７ｍ２／ｇ、塗布厚みは２μｍ、表面開孔率は２２％であった。
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＳｒＴａ２Ｏ６を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．６ｅＶ、結晶子径は１４ｎｍ、比表面積は４７ｍ２／ｇ、塗布厚みは２μｍ、表面開孔率は２２％であった。
【0047】
［実施例１５］
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＳｒＴａ２Ｏ６を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．６ｅＶ、結晶子径は１５ｎｍ、比表面積は４８ｍ２／ｇ、塗布厚みは４７μｍ、表面開孔率は１８％であった。
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＳｒＴａ２Ｏ６を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．６ｅＶ、結晶子径は１５ｎｍ、比表面積は４８ｍ２／ｇ、塗布厚みは４７μｍ、表面開孔率は１８％であった。
【0048】
［実施例１６］
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＳｒＴａ２Ｏ６を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．６ｅＶ、結晶子径は１６ｎｍ、比表面積は５０ｍ２／ｇ、塗布厚みは４６μｍ、表面開孔率は１２％であった。
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＳｒＴａ２Ｏ６を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．６ｅＶ、結晶子径は１６ｎｍ、比表面積は５０ｍ２／ｇ、塗布厚みは４６μｍ、表面開孔率は１２％であった。
【0049】
［実施例１７］
分解対象である有機化合物をイソブタノールにしたこと以外は、実施例１に記載の方法で試験を実施した。
分解対象である有機化合物をイソブタノールにしたこと以外は、実施例１に記載の方法で試験を実施した。
【0050】
［実施例１８］
分解対象である有機化合物をフタル酸ジメチルにしたこと以外は、実施例１に記載の方法で試験を実施した。
分解対象である有機化合物をフタル酸ジメチルにしたこと以外は、実施例１に記載の方法で試験を実施した。
【0051】
［実施例１９］
分解対象である有機化合物を酢酸エチルにしたこと以外は、実施例１に記載の方法で試験を実施した。
分解対象である有機化合物を酢酸エチルにしたこと以外は、実施例１に記載の方法で試験を実施した。
【0052】
［実施例２０］
分解対象である有機化合物をテトラクロロエチレンにしたこと以外は、実施例１に記載の方法で試験を実施した。
分解対象である有機化合物をテトラクロロエチレンにしたこと以外は、実施例１に記載の方法で試験を実施した。
【0053】
［比較例１］
光源として紫外線のピーク波長が３６５ｎｍのＬＥＤを用いたモジュールを使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で試験を実施した。
光源として紫外線のピーク波長が３６５ｎｍのＬＥＤを用いたモジュールを使用したこと以外は、実施例１と同様の方法で試験を実施した。
【0054】
［比較例２］
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＴｉＯ２を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは３．２ｅＶ、結晶子径は１４ｎｍ、比表面積は５０ｍ２／ｇ、塗布厚みは５２μｍ、表面開孔率は１９．８％であった。
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＴｉＯ２を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは３．２ｅＶ、結晶子径は１４ｎｍ、比表面積は５０ｍ２／ｇ、塗布厚みは５２μｍ、表面開孔率は１９．８％であった。
【0055】
［比較例３］
光源として紫外線のピーク波長が３６５ｎｍのＬＥＤを用いたモジュールを使用したこと以外は、比較例２と同様の方法で試験を実施した。
光源として紫外線のピーク波長が３６５ｎｍのＬＥＤを用いたモジュールを使用したこと以外は、比較例２と同様の方法で試験を実施した。
【0056】
［比較例４］
光源として紫外線のピーク波長が３６５ｎｍのＬＥＤを用いたモジュールを使用し、分解対象物である有機化合物をテトラクロロエチレンにしたこと以外は、比較例２と同様の方法で試験を実施した。
光源として紫外線のピーク波長が３６５ｎｍのＬＥＤを用いたモジュールを使用し、分解対象物である有機化合物をテトラクロロエチレンにしたこと以外は、比較例２と同様の方法で試験を実施した。
【0057】
［比較例５］
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＳｒＴａ２Ｏ６を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．６ｅＶ、結晶子径は６３ｎｍ、比表面積は０．０８ｍ２／ｇ、塗布厚みは５４μｍ、表面開孔率は２１％であった。
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＳｒＴａ２Ｏ６を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．６ｅＶ、結晶子径は６３ｎｍ、比表面積は０．０８ｍ２／ｇ、塗布厚みは５４μｍ、表面開孔率は２１％であった。
【0058】
［比較例６］
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＳｒＴａ２Ｏ６を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．６ｅＶ、結晶子径は１３ｎｍ、比表面積は４７ｍ２／ｇ、塗布厚みは０．５μｍ、表面開孔率は２５％であった。
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＳｒＴａ２Ｏ６を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．６ｅＶ、結晶子径は１３ｎｍ、比表面積は４７ｍ２／ｇ、塗布厚みは０．５μｍ、表面開孔率は２５％であった。
【0059】
［比較例７］
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＳｒＴａ２Ｏ６を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．６ｅＶ、結晶子径は１４ｎｍ、比表面積は４６ｍ２／ｇ、塗布厚みは５３μｍ、表面開孔率は４％であった。
光源として紫外線のピーク波長が２６５ｎｍのＬＥＤを用い、光触媒として、ＳｒＴａ２Ｏ６を用いたモジュールを使用して、アセトアルデヒドの分解試験を実施した。塗布された光触媒の、バンドギャップエネルギーは４．６ｅＶ、結晶子径は１４ｎｍ、比表面積は４６ｍ２／ｇ、塗布厚みは５３μｍ、表面開孔率は４％であった。
【0060】
実施例１～２０、比較例１～７の結果を以下の表１、２に示す。
【表1】
【0061】
【表2】
【産業上の利用可能性】
【0062】
本発明に係る有機化合物分解装置は、紫外線を照射する光源と、バンドギャップエネルギーが３．５ｅＶ以上６．０ｅＶ以下である光触媒を組み合わせることにより、揮発性有機化合物や難分解性有機化合物の分解を効率よく行うことができるため、被処理流体に含有される有機化合物の分解等の各種分野に広く好適に利用可能である。