環境汚染物質の効率的無害化を目指した吸着性光触媒無機シートの開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13558075
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 北岡 卓也 九州大学, 大学院・農学研究院, 助手 (90304766)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡邉 康彦 栗田工業(株), 開発本部・技術開発センター, 主席研究員 ; 割石 博之 九州大学, 大学院・農学研究院, 助教授 (50253513) ; 田中 浩雄 九州大学, 大学院・農学研究院, 教授 (20038243)
• Keywords: 酸化チタン / ゼオライト / 抄紙システム / 無機シート成型 / 強度付与バインダー / VOC分解 / NOx分解 / 吸着-分解協奏効果

Research Abstract

酸化チタンの光触媒機能とゼオライトの高吸着性を有害汚染物質の効率的分解・除去に利用するために、紙抄造技術によるシート成型システムを適用し、取り扱いの容易な環境浄化無機シートの開発を試みた。本年度は研究の初年度であったが、以下の多くの知見を得た。
1.無機シートの調製と機能設計
フィブリル化した木材パルプ繊維をわずか10%使用するだけで、その10倍量の無機物の歩留まりを可能とするデュアルポリマーシステムを確立した。シートのマトリックスとしてセラミック繊維を用い、アルミナゾルによるバインダー接着により、焼成後には100%無機物の吸着性光触媒無機シートが完成した。光触媒、吸着剤、その他無機物の種類を問わない均質かつ多孔質のシート成型が容易に行え、極めて効率的なシート状複合化が可能となった。
2.シックハウス原因物質の分解除去
完成した無機シートを用いて、シックハウス原因物質であるホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、トルエンの浄化実験を行った。細孔径の大きなゼオライトY型と酸化チタンを組み合わせることで、極めて高い吸着-分解協奏効果(ゼオライト:酸化チタン=2:1が最大)を発揮し、50ppm程度のVOCを自然光エネルギーで常に0ppmに押さえることが出来た。
3.大気汚染物質の分解除去
大気汚染物質の一つである窒素酸化物(NOx)の分解除去について検討した。JlSのトライアルレポートに従って、1ppmのNOおよびNO_2を5時間連続でオンライン測定する分析システムを構築した。ゼオライトは細孔径の小さなゼオライトA型が最適であり、従来の光触媒製品と比べて、高いNOx除去効果を示した。さらに、NOxの光触媒分解の際に問題となる硝酸の触媒毒作用についても、酸化カルシウムや酸化マグネシウムを複合化することで、中和-トラップ効果による触媒活性の維持が可能であった。

Research Products

• [Publications] Ichiura H., Okamura N., Kitaoka T., Tanaka H.: "Preparation of zeolite sheet using a papermaking technique, II. The strength of zeolite sheet and its hygroscopic characteristics"Journal of Materials Science. 36. 4921-4926 (2001)