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CN110893341A - 光催化剂分散液、光催化剂复合材料及光催化剂装置 - Google Patents

光催化剂分散液、光催化剂复合材料及光催化剂装置 Download PDF

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CN110893341A
CN110893341A CN201910862916.0A CN201910862916A CN110893341A CN 110893341 A CN110893341 A CN 110893341A CN 201910862916 A CN201910862916 A CN 201910862916A CN 110893341 A CN110893341 A CN 110893341A
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CN
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photocatalyst
particles
dispersion liquid
composite material
silver nanowires
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Application number
CN201910862916.0A
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内藤胜之
信田直美
横田昌广
太田英男
猪又宏贵
千草尚
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

本发明提供分散稳定且光催化活性、抗菌作用高的光催化剂分散液、高活性且能够在低温下简便地形成且不易剥离的光催化剂复合材料及光催化剂装置。提供包含光催化剂粒子、银纳米线和分散介质的光催化剂分散液和使用了其的光催化剂复合材料以及光催化剂装置。

Description

光催化剂分散液、光催化剂复合材料及光催化剂装置
技术领域
实施方式涉及光催化剂分散液、光催化剂复合材料及光催化剂装置。
背景技术
已知光催化剂通过光而产生激发的空穴、促进强的氧化反应。作为具有这种作用的光催化剂，已知有各种光催化剂，该促进作用被利用于有害有机分子的分解除去或杀菌、基材的亲水性维持等。然而由光催化剂带来的抗菌性在没有被照射光的情况下难以表现出。为了解决这种问题，为了在没有被照射光的情况下也能表现出抗菌性，另外为了在光照射时通过等离激元效应而增加光吸收，已知有将银纳米粒子混合到光催化剂中而得到的光催化剂。
但是，存在下述问题：涂布在光催化剂中组合银纳米粒子而得到的光催化剂分散液难以得到均匀的光催化剂层，另外银纳米粒子由于其形状和大小而容易从光催化剂层中流出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利5207744号说明书
专利文献2：国际公开第2015-146830号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本实施方式想要提供分散稳定性高、在涂膜形成时银的流出少的光催化剂分散液、使用了该光催化剂分散液的抗菌作用或光催化作用高的光催化剂复合材料、使用了该光催化剂复合材料的光催化剂装置。
用于解决课题的手段
基于本实施方式的光催化剂分散液包含光催化剂粒子、银纳米线和分散介质。
另外，基于实施方式的光催化剂复合材料具备基材和光催化剂层，上述光催化剂层包含光催化剂粒子和银纳米线。
另外，基于实施方式的光催化剂装置具备：
上述光催化剂复合材料、
使上述光催化剂复合材料产生光催化活性的光照射构件、和
将想要处理的物质供给至上述光催化剂复合材料的供给构件，
通过上述光而产生催化活性的上述光催化剂复合材料促进用于处理上述物质的化学反应。
附图说明
图1是实施方式所涉及的光催化剂分散液的示意图。
图2是实施方式所涉及的光催化剂复合材料的示意图。
图3是实施方式所涉及的光催化剂装置的示意图。
符号的说明
10…光催化剂粒子、11…银纳米线、20…光催化剂复合材料、21…基材、22…光催化剂层、23…光催化剂粒子、24…银纳米线、30…光催化剂装置、31…光催化剂复合材料、32…光照射构件、33…对基材供给接受光催化作用的物质的构件、34…反应腔室
具体实施方式
以下，对实施方式参照附图进行说明。
需要说明的是，对实施方式中共同的构成标注同一符号，并省略重复的说明。另外，各图是用于说明实施方式和促进其理解的示意图，其形状、尺寸、比例等有与实际的装置不同的地方，它们可以参考以下的说明和公知的技术而适当进行设计变更。
(第1实施方式)
实施方式所涉及的光催化剂分散液如图1中所示的那样包含光催化剂粒子10和银纳米线11，它们被分散在分散介质(未图示)中。光催化剂粒子与银纳米线虽然没有被直接键合，但认为通过它们共存，各自变得难以凝聚等。
银纳米线的形状没有特别限定，按照能够使所期待的等离激元效应或光催化剂分散液中的分散状态等最佳的方式选择。例如在实施方式中，银纳米线优选平均直径为10～200nm、平均长度为1～50μm、平均长宽比为100～1000。更优选平均直径为20～100nm、平均长度为4～30μm、平均长宽比为200～500。其中，银纳米线的平均直径或平均长度可以通过观测利用SEM(Scanning Electron Microscopy：扫描电子显微镜法)以20万倍拍摄的光催化剂层的表面及截面来测定。银纳米线的直径相当于银纳米线平面图像的宽度的长度。银纳米线的长度相当于银纳米线平面图像的长度方向的长度。其中，在银纳米线弯曲的情况下，采用将其形状成形为直线状时的长度。关于一个银纳米线，当宽度在长度方向上变化的情况下，在不同的3处测定宽度，将其平均设定为该纳米线的宽度。这些值的平均值分别由随机地选择的50个纳米线的测定值求出。
光催化剂粒子使用包含氧化钨、氧化钛、氧化锌、氧化铌、氧化锡等金属氧化物的粒子。这些光催化剂粒子也可以将2种以上组合使用。其中包含氧化钨的光催化剂由于具有可见光响应性，所以优选。特别是若氧化钨的结晶含有单斜晶或三斜晶的晶体结构，则催化剂的活性容易变高，所以优选。
氧化钨的粒子容易带负电，一般难以与同样地容易带负电的球状的银粒子保持均匀的分散状态。但是，在基于实施方式的光催化剂分散液中，能够维持均匀的分散状态，使用其能够容易地制造均匀的光催化剂层。认为这是由于：图1中例示那样的在由银纳米线的组合形成的网状结构之间保持光催化剂粒子。在液体中来制造银纳米线的情况下，一般使用聚乙烯基吡咯烷酮那样的保护聚合物。但是，由于若存在超过保持银纳米线的分散状态所需量的保护聚合物，则存在妨碍光催化剂的催化活性的倾向，所以保护聚合物的量优选较少。最优选将以干式制作的银纳米线混合到光催化剂分散液中。
光催化剂粒子的平均粒径从光催化剂分散液的稳定性、涂布于基材时的加工性的观点、及发挥光催化功能的观点出发，优选为2～500nm，更优选为10～400nm，特别优选为20～200nm。光催化剂粒子的平均粒径可以与银纳米线同样地通过图像解析来求出。光催化剂的粒径以与通过电子显微镜拍摄的平面图像中的光催化剂粒子的面积相同的圆的直径来表达。
光催化剂粒子的平均粒径优选为银纳米线的平均直径的1/5～5倍。若小于1/5倍，则存在光催化剂粒子变得容易流出的倾向，若大于5倍，则存在变得见不到由银纳米线带来的催化活性的提高效果的倾向。
关于光催化剂粒子与银纳米线的配合比，以光催化剂粒子的质量作为基准，银纳米线的质量优选为1/1000～1/10倍。若银纳米线的配合比多，则存在容易因银纳米线的光吸收而阻碍光催化剂的光激发的倾向，若银纳米线的配合比少，则存在由银纳米线带来的催化活性的改良效果变小的倾向。
另外，一般银纳米线存在容易凝聚的倾向，但在基于实施方式的光催化剂分散液中，凝聚的产生少。认为这是由于：共存的光催化剂粒子还具有分散剂的功能，难以引起凝聚。
另外，使用基于实施方式的光催化剂分散液而形成的光催化剂层也通过银纳米线所形成的网眼状结构而在机械方面也容易变得稳定，其结果是，银纳米线的流出与使用包含银纳米粒子的光催化剂分散液的情况相比也不易引起。抗菌性由于通过极微量的银离子而产生，所以即使是银纳米线，也可与银纳米粒同样地得到充分的效果，并且长时间维持。进而，与银纳米粒子同样地银纳米线也具有由等离激元共振带来的光电场增强作用，具有提高银纳米线周边的光催化剂粒子的活性的作用。
在本实施方式的光催化剂分散液中也可以含有助催化剂。该助催化剂大多以纳米粒子的形状使用。作为助催化剂的材料，优选过渡金属元素化合物。例如相对于氧化钨光催化剂的助催化剂可以包含选自Ti、Sn、Zr、Mn、Fe、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Zn、Al、Ru及Ce中的至少1种金属元素。它们中，优选Cu、Fe、Ni的金属氧化物或它们的复合氧化物。过渡金属元素等金属元素相对于光催化剂粒子和助催化剂粒子的总量的含量可以设定为0.01～50质量％的范围。若过渡金属元素的含量超过50质量％，则存在光的透射率下降而催化剂的活性降低的倾向。过渡金属元素的含量优选为10质量％以下，进一步优选为2质量％以下。过渡金属元素的含量的下限值没有特别限定，但从更有效地表现出助催化剂的添加效果的方面考虑，其含量优选设定为0.01质量％以上。上述的过渡金属的氧化物容易带正电。还优选Pt、Pd等贵金属助催化剂粒子，它们可以通过具有少量的负或正的Zeta电位的有机聚合物进行保护而变得容易吸附到氧化钨上，从而优选。
其中，所谓助催化剂是指进一步强化光催化剂粒子的光催化作用的物质。更具体而言，例如相对于作为n型半导体的氧化钨，优选使用作为p型半导体的氧化铜等作为助催化剂。若像这样组合，则氧化钨的导带的能级比助催化剂的价电子带稍高，通过对氧化钨照射光而从价电子带激发至导带的电子移动至助催化剂的价电子带、进一步被光激发而激发至助催化剂的导带中的所谓的Z-Scheme，利用可见光也能够提高电子的能级而将空气中的氧还原并生成氧自由基或过氧化氢。在氧化钨的价电子带中生成空穴，将有机分子等分解。氧自由基或过氧化氢也将有机分子等分解。
另外上述金属氧化物助催化剂具有正的Zeta电位。与此相对，氧化钨等光催化剂粒子具有负的Zeta电位。另外，银纳米线也具有负的Zeta电位。因此，光催化剂粒子或银纳米线与助催化剂粒子变得容易吸附，从而催化活性容易进一步增强。
在本实施方式的光催化剂分散液中也可以进一步含有氧化铝水合物。氧化铝水合物为以Al2O3·(H2O)x(0<x≤3)表示的水合物。氧化铝水合物粒子(以下，简称为氧化铝粒子)作为粘合剂优异，还防止催化剂粒子彼此的凝聚，所以将光催化剂分散液稳定化。在涂布于基材上的情况下，容易形成均匀且坚牢的膜。
氧化铝粒子中有各种形态，但优选为勃姆石(x＝1)或假勃姆石(1<x<2)。勃姆石或假勃姆石在水那样的极性溶剂中稳定，通过涂布干燥能够容易地形成坚牢的涂布膜。特别是具有纤维状或板状的形状的氧化铝粒子防止催化剂粒子彼此的凝聚的效果大。
关于光催化剂粒子与氧化铝粒子的配合比，在使用氧化铝粒子的情况下，以光催化剂粒子的质量作为基准，氧化铝粒子的质量优选为0.005～0.5倍，优选为0.01～0.03倍。若氧化铝水合物的量过多则有时涂布膜的光催化活性降低，若过少则有时涂布于基材的膜的稳定性降低。
氧化铝粒子的形状没有特别限定，例如也可以为纤维状。在氧化铝粒子为纤维状形状的情况下，优选其直径为1～10nm、长度为500～10000nm。更优选直径为2～8nm、长度为800～6000nm，进一步优选直径为3～6nm、长度为1000～3000nm。
在实施方式中，Zeta电位可以通过电泳光散射法来进行测定。具体而言，可以在Malvern公司制Zetasizer Nano ZS(商品名)中组合毛细管样品池来进行测定。光催化剂分散液的pH通过在分散有光催化剂含有物和助催化剂粒子的纯水中添加稀盐酸和稀氢氧化钾水溶液来进行调整。
基于实施方式的光催化剂分散液优选为水分散液。还可以在分散介质中混入醇。若分散介质包含醇，则分散液的表面张力降低而变得容易涂布于基材上。作为醇，优选乙醇或甲醇、异丙醇等，乙醇从安全性出发更优选。关于醇的含量，以光催化剂分散液的总质量作为基准，优选为1～95质量％，更优选为5～93质量％，进一步优选为10～90质量％。
另外，关于光催化剂分散液中包含的光催化剂粒子的含量，从涂布的容易性等观点出发，以光催化剂分散液的总质量作为基准，优选设定为0.1～20质量％。若少于0.1质量％，则为了得到充分的催化活性变得需要大量的溶液，另外存在容易受到微量杂质的影响的倾向。若多于20质量％，则存在光催化剂分散液的稳定性变差的倾向。优选为1～10质量％。
实施方式中的“光催化作用”是指促进氨、醛类等有害物质的分解反应、香烟、宠物臭的令人不快的气味的分解除臭反应的作用、相对于黄色葡萄球菌、大肠杆菌等的抗菌作用、抗病毒作用、以及难以附着污垢的防污作用。需要说明的是，在实施方式中，有时包含这些作用在内称为化学反应。
(实施方式2)
如图2中所示的那样实施方式所涉及的光催化剂复合材料20具备基材21和光催化剂层22。光催化剂层22包含光催化剂粒子23和银纳米线24。这种光催化剂复合材料可以通过将第1实施方式中说明的光催化剂分散液涂布于基材的表面并进行干燥而得到。
光催化剂层也可以进一步包含其他的氧化物。例如氧化硅具有增加光催化剂层的亲水性的功能。另外，氧化锡使光催化剂层的导电性增加来防止带电，使污垢难以附着。
光催化剂层也可以含有氧化石墨烯或氧化石墨。由此能够防止催化剂粒子彼此的凝聚，长时间保持稳定性和光催化活性。关于光催化剂层中包含的氧化石墨烯或氧化石墨与光催化剂粒子的配合比，以光催化剂粒子的质量作为基准的氧化石墨烯或氧化石墨的质量优选为1/200,000～1/100倍，更优选为1/100,000～1/1000倍，特别优选为1/50,000～1/10,000倍。若该配合比小，则存在稳定性改良效果变小的倾向，若该配合比大，则存在光催化活性改良的效果变小的倾向。
光催化剂层表面可以平滑，但也可以具有凹凸。具体而言，也可以在光催化剂层的表面存在平均直径为100nm以上的凹部。
基材可以从有机材料或金属材料等任意的材料中选择，例如可列举出金属、陶瓷、纸、及聚合物膜。基材可以是表面平滑的材料，也可以是多孔体。若为多孔体，则能够增大表面积而容易增多光催化剂担载量，所以优选。另外，基材的材料若为包含有机物的材料，则着色或表面修饰变得容易，所以优选。
聚合物膜由于可以制成柔性的透明膜，所以能够扩大光催化剂复合材料的应用范围。作为聚合物材料，可以优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、及丙烯酸树脂等可见光透明性高的材料。还优选为形成牢固的表面的固化性树脂。特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯由于富有柔性，在使用氧化石墨烯的情况下与其的密合性良好，所以优选。还优选为形成牢固的表面的固化性树脂。
基材优选在20℃、pH6的水中具有负的Zeta电位。通过使用这种基材，可抑制催化剂粒子的缔合，容易得到均匀的膜。
可以在基材与光催化剂层之间设置基底层。作为基底层，包含无机氧化物的层由于能够防止因光催化剂引起的基材劣化、并且防止从光催化剂层的剥离，所以优选。作为无机氧化物，有二氧化硅、氧化铝、氧化锆等。无机氧化物进一步优选为铝氧化物。基材大多具有负的Zeta电位，容易具有正的Zeta电位的铝氧化物容易稳定地覆盖基材。另外容易稳定地担载具有负的Zeta电位的光催化剂粒子及银纳米线。
基材或基底层的Zeta电位可以通过电泳光散射法使用Malvern公司制ZetasizerNano ZS通过平板Zeta电位测定用样品池以聚苯乙烯胶乳作为示踪粒子来进行测定。pH通过在纯水中添加稀盐酸和稀氢氧化钾水溶液来进行调整。
(第3实施方式)
图3中示出表示第3实施方式所涉及的光催化剂装置的构成的一个例子的概略图。
如图示的那样，实施方式所涉及的光催化剂装置30具备基于第2实施方式的光催化剂复合材料31、使光催化剂复合材料31产生光催化活性的光照射构件32、和对光催化剂复合材料供给物质的供给构件33。也可以进一步具备内置这些构件的腔室34。另外，也可以具备用于导入想要处理的物质的导入部35a或用于排出处理后的物质的排出口35b。
其中，想要处理的物质是想要通过被光催化剂复合材料的光催化作用促进的化学反应而发生变化的物质。具体而言，可列举出期望除去有害成分的含有有毒成分的气体、期望脱臭的包含臭气的气体、包含污染物质的废液等。
作为光照射构件，有为利用外界光或室内光将光诱导至光催化剂复合材料的光学系统构件的情况、为灯或LED等光源的情况等。在利用外界光或室内光的情况下，也可以是设置于或移动至光催化剂复合材料容易受到光的位置的构件。在使用光源的情况下，从低耗电或小型化的观点出发优选LED。
作为对光催化剂复合材料供给物质的构件，若是气体，则例如可列举出风扇或泵。另外，在向内置光催化剂复合材料的腔室中导入气体或液体的情况下，该腔室和向腔室内导入气体或液体的喷嘴等也是供给构件。进而，也可以在腔室内使气体或液体自然扩散，但也可以利用加热器等产生的对流。在该情况下，该加热器也是供给构件。进而，在利用自然扩散的情况下，也可以是设置于或移动至光催化剂复合材料容易与物质接触的位置的构件。
在光催化剂复合材料为平板状的情况下，可以使想要处理的物质沿着其表面流动。另外，在光催化剂复合材料为多孔体、物质为能够透过多孔体的物质的情况下，由于物质与催化剂的接触面积增加，所以处理效率变高，因此优选。另外，即使是想要处理的物质沿着光催化剂复合材料的表面流动的情况下，若是多孔质，则接触面积也变大。因此，光催化剂复合材料优选为多孔体，更优选为布状。
本实施方式中，光催化剂层可以进一步包含用于吸附物质的吸附材料。若在光催化剂中包含这种吸附材料，则通过增加催化剂附近的物质浓度而能够提高催化作用的效率。作为这种吸附材料，有活性炭、氧化铝、沸石、硅胶等。
实施例
(实施例1)
(光催化剂分散液的制备)
使平均粒径为20nm的氧化钨微粒和平均直径为20nm、平均长度为10μm的银纳米线分散到水中，得到氧化钨为1质量％、银纳米线为0.1质量％的光催化剂分散液。光催化剂分散液即使放置1天，分散状态也没有变化。
(PET膜上的光催化剂粒子的涂布)
将厚度为150μm的PET膜(10cm×10cm)在未处理的情况下滴加0.5质量％的平均直径为4nm且平均长度为1μm的纤维状的氧化铝水合物分散液1g，在展开至整面后，在室温下干燥1小时而形成基底层。
接着，滴加1g光催化剂分散液，在展开至整面后，在室温下干燥24小时。
(光催化活性试验)
在乙醛分解试验中，相对于初期浓度10ppm，在利用6000lux的荧光灯进行15分钟光照射的情况下，成为0ppm。在使用经遮光的试样的情况下，经过相同时间后的浓度为10ppm。
在大肠杆菌抗菌性试验中，初期菌浓度为1×105/ml，利用荧光灯进行2小时光照射后的菌数为0。在使用经遮光的试样的情况下，经过相同时间后的菌数为1×103/ml。
上述光催化活性即使在光照射300小时后，活性也几乎没有变化。
(耐剥离性试验)
将上述光催化剂在70℃的水中放置1天。没有见到剥离，光催化活性、在暗处的抗菌性也几乎没有变化。
(实施例2)
将金红石型氧化钛微粒3g与硫脲10g的混合物在400℃下进行加热。将所得到的粉末用球磨机进行微细化，得到平均粒径为10nm的硫掺杂氧化钛微粒。除了使用硫掺杂氧化钛来代替氧化钨以外，与实施例1同样地操作而得到光催化剂复合材料。
(光催化活性试验)
在乙醛分解试验中，相对于初期浓度10ppm，在光照射20分钟后成为0ppm。在使用经遮光的试样的情况下，经过相同时间后的浓度为10ppm。
在大肠杆菌抗菌性试验中，初期菌浓度为1×105/ml，利用荧光灯进行2小时光照射后的菌数为0。在使用经遮光的试样的情况下，经过相同时间后的菌数为2×103/ml。
(耐剥离性试验)
将上述光催化剂在70℃的水中放置1天。没有见到剥离，光催化活性也几乎没有变化。
(实施例3)
(光催化剂分散液的制备)
除了使用平均直径为70nm、平均长度为50μm的银纳米线以外，与实施例1同样地操作而形成光催化剂分散液。
(三聚氰胺树脂膜上的光催化剂粒子的涂布)
将形成于铝板上的三聚氰胺树脂膜(10cm×10cm)在未处理的情况下在未形成基底层的情况下直接通过刷毛涂布光催化剂分散液。在展开至整面后，在室温下干燥3小时。
(光催化活性试验)
在乙醛分解试验中，相对于初期浓度10ppm，在光照射20分钟后成为0ppm。在使用经遮光的试样的情况下，经过相同时间后的浓度为10ppm。
在大肠杆菌抗菌性试验中，初期菌浓度为1×105/ml，利用荧光灯进行2小时光照射后的菌数为0。在使用经遮光的试样的情况下，经过相同时间后的菌数为2×103/ml。
上述光催化活性即使在光照射300小时后，活性也几乎没有变化。
(耐剥离性试验)
将上述光催化剂在70℃的水中放置1天。没有见到剥离，光催化活性也几乎没有变化。
(实施例4)
将二氯化锡和水在不锈钢反应管中、在180℃下进行加热，得到粒径为100nm～200nm的氧化锡微粒。除了使用氧化锡来代替氧化钨，与实施例1同样地操作而得到光催化剂复合材料。
(光催化活性试验)
在乙醛分解试验中，相对于初期浓度10ppm，在光照射17分钟后成为0ppm。在使用经遮光的试样的情况下，经过相同时间后的浓度为10ppm。
在大肠杆菌抗菌性试验中，初期菌浓度为1×105/ml，利用荧光灯进行2小时光照射后的菌数为0。在使用经遮光的试样的情况下，经过相同时间后的菌数为1×103/ml。
(耐剥离性试验)
将上述光催化剂在水中放置1天。没有见到剥离，光催化活性也几乎没有变化。
(实施例5)
作为助催化剂，添加平均粒径为100nm的铁镍复合氧化物粒子(Fe2NiO4)，使用氧化钨为1质量％、银纳米线为0.1质量％、铁镍复合氧化物为0.05质量％的光催化剂分散液，除此以外，与实施例1同样地操作而得到光催化剂复合材料。
(光催化活性试验)
在乙醛分解试验中，相对于初期浓度10ppm，在光照射13分钟后成为0ppm。在使用经遮光的试样的情况下，经过相同时间后的浓度为10ppm。
在大肠杆菌抗菌性试验中，初期菌浓度为1×105/ml，利用荧光灯进行2.5小时光照射后的菌数为0。在使用经遮光的试样的情况下，经过相同时间后的菌数为1×103/ml。
上述光催化活性即使在光照射300小时后，活性也几乎没有变化。
(耐剥离性试验)
将上述光催化剂在水中放置1天。没有见到剥离，光催化活性也几乎没有变化。
(实施例6)
除了得到银纳米线为0.001质量％的光催化剂分散液以外，与实施例1同样地操作而得到光催化剂复合材料。
(光催化活性试验)
在乙醛分解试验中，相对于初期浓度10ppm，在光照射18分钟后成为0ppm。在使用经遮光的试样的情况下，经过相同时间后的浓度为10ppm。
(实施例7)
除了得到银纳米线为0.01质量％的光催化剂分散液以外，与实施例1同样地操作而得到光催化剂复合材料。
(光催化活性试验)
在乙醛分解试验中，相对于初期浓度10ppm，在光照射17分钟后成为0ppm。在使用经遮光的试样的情况下，经过相同时间后的浓度为10ppm。
(实施例8)
将具有实施例1中得到的光催化剂复合材料、白色LED和小型的风扇的光催化剂装置设置于冰箱中。电源和控制装置设置于冰箱的外部。
(光催化剂装置的活性试验)
一边用LED照射光一边驱动光催化剂装置，10ppm的甲基硫醇的初期浓度在30分钟后成为0。
上述光催化活性即使在光照射300小时后，活性也几乎没有变化。
(比较例1)
除了不使用银纳米线以外，与实施例1同样地形成光催化剂复合材料。
(光催化活性试验)
在乙醛分解试验中，相对于初期浓度10ppm，在光照射20分钟后成为0ppm。在使用经遮光的试样的情况下，经过相同时间后的浓度为10ppm。
在大肠杆菌抗菌性试验中，初期菌浓度为1×105/ml，利用荧光灯进行2小时光照射后的菌数为0。在使用经遮光的试样的情况下，经过相同时间后的菌数为2×105/ml。
上述光催化活性即使在光照射300小时后，活性也几乎没有变化。
(耐剥离性试验)
将上述光催化剂在水中放置1天。见到一些剥离。
由以上内容获知，在不使用银纳米线的情况下，与本实施方式相比光催化活性稍微降低，在遮光时没有见到抗菌性，变得容易剥离。
(比较例2)
除了使用平均粒径为3nm的银纳米粒子来代替银纳米线，与实施例1同样地操作而形成光催化剂分散液及光催化剂复合材料。
(光催化活性试验)
在乙醛分解试验中，初期浓度为10ppm，在光照射18分钟后成为0ppm。在使用经遮光的试样的情况下，经过相同时间后的浓度为10ppm。
在大肠杆菌抗菌性试验中，初期菌浓度为1×105/ml，利用荧光灯进行2小时光照射后的菌数为0。在使用经遮光的试样的情况下，经过相同时间后的菌数为2×103/ml。
上述光催化活性即使在光照射300小时后，活性也几乎没有变化。
(耐剥离性试验)
将上述光催化剂在水中放置1天。见到银纳米粒子的流失和一些膜的剥离。
以上，与添加银纳米线相比光催化活性稍微降低，在遮光时没有见到抗菌性，变得容易剥离。
如上述实施例的结果中表明的那样，根据实施方式，能够提供稳定的光催化剂分散剂、能长时间、稳定地发挥光催化剂性能的光催化剂复合材料及制造方法。
需要说明的是，可以将上述的实施方式汇总于以下的技术方案。
[技术方案1]
一种光催化剂分散液，其包含光催化剂粒子、银纳米线和分散介质。
[技术方案2]
根据技术方案1所述的光催化剂分散液，其中，上述光催化剂包含选自由氧化钨、氧化钛、氧化锌、氧化铌、及氧化锡构成的组中的金属氧化物。
[技术方案3]
根据技术方案1或2所述的光催化剂分散液，其中，进一步包含助催化剂。
[技术方案4]
根据技术方案1～3中任一项所述的光催化剂分散液，其中，上述银纳米线的平均直径为10～200nm，平均长度为1～50μm。
[技术方案5]
根据技术方案1～4中任一项所述的光催化剂分散液，其中，上述光催化剂粒子的平均直径为2～500nm。
[技术方案6]
根据技术方案1～5中任一项所述的光催化剂分散液，其中，上述光催化剂粒子的平均直径为上述银纳米线的平均直径的1/5～5倍。
[技术方案7]
一种光催化剂复合材料，其具备基材和光催化剂层，上述光催化剂层包含光催化剂粒子和银纳米线。
[技术方案8]
根据权利要求7所述的光催化剂复合材料，其中，上述光催化剂粒子包含氧化钨。
[技术方案9]
根据权利要求7或8所述的光催化剂复合材料，其中，上述催化剂层进一步包含助催化剂。
[技术方案10]
根据技术方案7～9中任一项所述的光催化剂复合材料，其中，在上述基材与上述光催化剂层之间进一步具备基底层。
[技术方案11]
根据技术方案10所述的光催化剂复合材料，其中，上述基底层包含无机氧化物。
[技术方案12]
根据技术方案11所述的光催化剂复合材料，其中，上述无机氧化物为铝的氧化物。
[技术方案13]
一种光催化剂装置，其具备：
技术方案7～12中任一项所述的光催化剂复合材料、
使上述光催化剂复合材料产生光催化活性的光照射构件、和
将想要处理的物质供给至上述光催化剂复合材料的供给构件，
通过上述光而产生催化活性的上述光催化剂复合材料促进用于处理上述物质的化学反应。
[技术方案14]
根据技术方案13所述的光催化剂装置，其中，上述光照射构件为LED。
[技术方案15]
根据技术方案13或14所述的光催化剂装置，其中，上述供给构件为风扇。
[技术方案16]
根据技术方案13～15中任一项所述的光催化剂装置，其中，上述物质被供给至上述光催化剂复合材料的正面，通过上述化学反应而生成的产物从上述光催化剂复合材料的背面被放出。
[技术方案17]
根据技术方案13～16中任一项所述的光催化剂装置，其中，上述光催化剂层进一步包含吸附上述物质的吸附材料。
需要说明的是，对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子提出的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式可以以其它各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式和其变形包含于发明的范围、主旨中，同时包含于权利要求书中记载的发明和其均等的范围内。

Claims (10)

1.一种光催化剂分散液，其包含光催化剂粒子、银纳米线和分散介质。
2.根据权利要求1所述的光催化剂分散液，其中，所述光催化剂包含选自由氧化钨、氧化钛、氧化锌、氧化铌、及氧化锡构成的组中的金属氧化物。
3.根据权利要求1或2所述的光催化剂分散液，其中，所述银纳米线的平均直径为10～200nm，平均长度为1～50μm。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的光催化剂分散液，其中，所述光催化剂粒子的平均直径为2～500nm。
5.一种光催化剂复合材料，其具备基材和光催化剂层，所述光催化剂层包含光催化剂粒子和银纳米线。
6.根据权利要求5所述的光催化剂复合材料，其中，所述光催化剂粒子包含氧化钨。
7.一种光催化剂装置，其具备：
权利要求5或6所述的光催化剂复合材料、
使所述光催化剂复合材料产生光催化活性的光照射构件、和
将想要处理的物质供给至所述光催化剂复合材料的供给构件，
通过所述光而产生催化活性的所述光催化剂复合材料促进用于处理所述物质的化学反应。
8.根据权利要求7所述的光催化剂装置，其中，所述光照射构件为LED。
9.根据权利要求7或8所述的光催化剂装置，其中，所述供给构件为风扇。
10.根据权利要求7～9中任一项所述的光催化剂装置，其中，所述光催化剂层进一步包含吸附所述物质的吸附材料。
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