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複合多孔体およびその製造方法、並びにこれを用いた有機物質変換方法 新技術説明会

国内特許コード P06P003836
掲載日 2006年5月12日
出願番号 特願2004-311071
公開番号 特開2005-314208
登録番号 特許第5194249号
出願日 平成16年10月26日(2004.10.26)
公開日 平成17年11月10日(2005.11.10)
登録日 平成25年2月15日(2013.2.15)
優先権データ
  • 特願2004-097135 (2004.3.29) JP
発明者
  • 犬丸 啓
  • 山中 昭司
  • 笠原 隆
  • 安井 元隆
出願人
  • 国立大学法人広島大学
発明の名称 複合多孔体およびその製造方法、並びにこれを用いた有機物質変換方法 新技術説明会
発明の概要 【課題】 有機物質を選択的にかつ迅速に他の物質に変換できる複合多孔体を提供する。
【解決手段】 光触媒粒子である二酸化チタンが分散した水溶液に、多孔体の原料としてテトラエトキシシランを添加して得られる生成物をろ過、乾燥後、加熱焼成する。これにより、多孔体と光触媒とが複合化した複合多孔体が製造できる。この複合多孔体は、光触媒を多く含有でき、また、多孔体の細孔や光触媒の結晶構造を崩さないことから、有機物質を選択的に吸着し、迅速に変換できる。
【選択図】 なし
従来技術、競合技術の概要


環境問題への関心が高まり、地球規模での環境保全が叫ばれる中、産業活動に伴い廃棄される種々の有害化学物質が問題となっている。上記有害化学物質としては、例えば、内分泌攪乱物質（以下、環境ホルモンという。）や有機塩素化合物などの難分解性物質が挙げられ、これらは河川等の水環境から検出されている。特に、環境ホルモンであるノニルフェノールなどのアルキルフェノール群は、微量でも内分泌攪乱性を有するため、生態系に対する影響が懸念されている。このような状況を鑑み、廃水処理、浄化プロセスにおいて高性能な浄化を行い、これらの物質を除去することが求められている。



従来の浄化技術としては、有害物質を分解する方法や、多孔体等で吸着して除去する方法がある。有害物質を分解する方法としては、活性汚泥を用いる方法、触媒を用いた湿式酸化法、オゾンによる酸化除去法、光触媒法が挙げられる。



活性汚泥法は、汚泥中の微生物の作用を利用して有機物を分解し除去する方法である。湿式酸化法は、貴金属触媒などの共存下、酸素又は他の酸化剤を用いて有機物を酸化し分解するものである。オゾン酸化法は、オゾンの酸化力を利用して有機物を水中で酸化し分解して除去する。光触媒法は、半導体系の光触媒に光を照射し触媒表面で水から生成するヒドロキシラジカル等の作用により有機物を分解して除去する。



そして、さらに吸着・分解を組み合わせて除去効果を高める方法として、吸着作用のある多孔体表面に光触媒を担持させる方法が提案されている（特許文献１～６参照）。担持の方法としては、特許文献１には、ＲＦスパッタリング法や蒸着、イオンプレーティングの方法が記載されており、特許文献２～５には、多孔体に光触媒を含浸あるいはコーティングさせて加熱焼成する方法が記載されている。また、特許文献６には、ファンデルワールス力によって凝集したシリカ粒子に、焼結により膜状の光触媒成分を担持させることが記載されている。
【特許文献１】
特開２００２―９５９７６（公開日：２００２年４月２日）
【特許文献２】
特開２００３―７３９９７（公開日：２００３年３月１２日）
【特許文献３】
特開２００２―４５６５０（公開日：２００２年２月１２日）
【特許文献４】
特開２００２―２８５６９１（公開日：２００２年１０月３日）
【特許文献５】
特開２００２―１３８３７６（公開日：２００２年５月１４日）
【特許文献６】
特許第３２３１７３３号（公開日：２０００年１０月１０日）
産業上の利用分野


本発明は、複合多孔体およびこれを用いた有機物質変換方法に関し、特に環境浄化や水中の有害物質除去に有用な複合多孔体および有機物質変換方法に関するものである。
特許請求の範囲 【請求項1】
液体、ゾル、またはゲル状の合成媒体中で複合多孔体を形成する複合多孔体の製造方法において、
多孔体の骨格が生成する前に合成媒体に固体微粒子を混合分散させる工程と、
固体微粒子が分散した合成媒体中で、多孔体の骨格を生成させることにより多孔体と固体微粒子とが複合化した複合多孔体を形成させる工程と、を含み、
上記多孔体が、メソ多孔質シリカ、あるいはメソ多孔質シリカアルミナであり、かつ、上記固体微粒子が光触媒機能を有するものであり、
上記多孔体が、アルキル鎖の炭素数が１０である直鎖アルキルトリメチルアンモニウムブロミドを鋳型として合成される無機多孔体であり、
上記固体微粒子の添加量が、上記多孔体の原料と上記固体微粒子との合計量に対して、６０重量％以上であることを特徴とする複合多孔体の製造方法。

【請求項2】
超音波をかけて固体微粒子を分散させることを特徴とする請求項１に記載の複合多孔体の製造方法。

【請求項3】
上記固体微粒子が、二酸化チタンであることを特徴とする請求項１または２に記載の複合多孔体の製造方法。

【請求項4】
上記固体微粒子の平均粒径が、２ｎｍ以上５００００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の複合多孔体の製造方法。

【請求項5】
上記多孔体が、平均細孔直径が０．５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の多孔体であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の複合多孔体の製造方法。

【請求項6】
上記多孔体の平均細孔直径が１．５ｎｍ以上であることを特徴とする請求項５に記載の複合多孔体の製造方法。

【請求項7】
請求項１から６のいずれか１項に記載の複合多孔体の製造方法により製造され、
メソ多孔質シリカあるいはメソ多孔質シリカアルミナである多孔体と、固体微粒子とが複合化されており、上記固体微粒子が光触媒機能を有するものであり、
上記固体微粒子の含有量が、上記多孔体の原料と上記固体微粒子との合計量に対して、６０重量％以上であることを特徴とする複合多孔体。

【請求項8】
メソ多孔質シリカあるいはメソ多孔質シリカアルミナである多孔体と、
多孔体の細孔直径よりも大きい直径の固体微粒子と、を含むことを特徴とする請求項７に記載の複合多孔体。

【請求項9】
上記固体微粒子が、二酸化チタンであることを特徴とする請求項７または８に記載の複合多孔体。

【請求項10】
上記多孔体が、平均細孔直径が０．５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の多孔体であることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の複合多孔体。

【請求項11】
請求項７から１０のいずれか１項に記載の複合多孔体を、有機物質を含む試料液と接触させ、当該複合多孔体に上記固体微粒子を活性化する波長領域の光を照射することにより、当該試料液中の有機物質を反応させることを特徴とする有機物質変換方法。

【請求項12】
上記有機物質が、４－ｎ－へプチルアニリンである、請求項１１に記載の有機物質変換方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録

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発明の名称 COMBINED POROUS BODY AND ITS MANUFACTURING METHOD AND ORGANIC SUBSTANCE CONVERTING METHOD USING THE SAME 新技術説明会
発明の概要 PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a combined porous body capable of selectively and quickly converting an organic substance to other materials.
SOLUTION: A product obtained by adding tetraethoxy silane as a porous body raw material to an aqueous solution dispersing a titanium dioxide being a photocatalyst particle is filtered, then dried and heat-fired. As a result, the combined porous body combining a porous body and a photocatalyst is manufactured. The combined porous body can contain a large amount of the photocatalyst and can selectively adsorb and quickly convert the organic substance since a fine pore of the porous body and the crystal structure of the photocatalyst are not collapsed.

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明細書 特許第5194249号
公開公報 特開2005-314208(PDF,136KB) PDF
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