JP2003340289A - 光触媒組成物 - Google Patents
光触媒組成物Info
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- JP2003340289A JP2003340289A JP2002158095A JP2002158095A JP2003340289A JP 2003340289 A JP2003340289 A JP 2003340289A JP 2002158095 A JP2002158095 A JP 2002158095A JP 2002158095 A JP2002158095 A JP 2002158095A JP 2003340289 A JP2003340289 A JP 2003340289A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 可視光によっても紫外光によっても高い
光触媒活性を有する光触媒組成物を提供する。 【解決手段】 クロム・バナジウムなどの金属を導入し
た金属ドープ型酸化チタン、プラズマ法などにより修飾
処理された酸素欠陥型酸化チタン、窒素やイオウなどの
アニオンを導入したアニオンドープ型酸化チタンなどの
酸化チタン系の可視光応答性光触媒と、該可視光応答性
光触媒より高い比表面積を有する、酸化チタン・酸化亜
鉛・チタン酸ストロンチウムなどの光触媒とを、重量比
で５：９５〜９９：１で含んでなる光触媒組成物であ
り、この組成物を水・アルコール等の溶媒に分散させて
コーティング剤を調製し、物品の表面に成膜することに
より、その高い光触媒活性を屋内、屋外を問わず、発揮
することができる。
光触媒活性を有する光触媒組成物を提供する。 【解決手段】 クロム・バナジウムなどの金属を導入し
た金属ドープ型酸化チタン、プラズマ法などにより修飾
処理された酸素欠陥型酸化チタン、窒素やイオウなどの
アニオンを導入したアニオンドープ型酸化チタンなどの
酸化チタン系の可視光応答性光触媒と、該可視光応答性
光触媒より高い比表面積を有する、酸化チタン・酸化亜
鉛・チタン酸ストロンチウムなどの光触媒とを、重量比
で５：９５〜９９：１で含んでなる光触媒組成物であ
り、この組成物を水・アルコール等の溶媒に分散させて
コーティング剤を調製し、物品の表面に成膜することに
より、その高い光触媒活性を屋内、屋外を問わず、発揮
することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は可視光によっても、
紫外光によっても高い光触媒活性を有する光触媒組成物
に関する。
紫外光によっても高い光触媒活性を有する光触媒組成物
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、酸化チタンは、その酸化分解能、
親水化能などの光触媒作用が注目され、環境浄化、有害
物分解、汚れの分解、抗菌、防汚など様々な用途で応用
されている。しかしながら、これらの光触媒作用は紫外
光の吸収がなければ作用しないため、太陽光の当たらな
い屋内では機能せず、屋内用途には別途紫外線を放射す
る水銀ランプ、紫外線ランプなどの紫外線源を設置しな
ければならなかった。
親水化能などの光触媒作用が注目され、環境浄化、有害
物分解、汚れの分解、抗菌、防汚など様々な用途で応用
されている。しかしながら、これらの光触媒作用は紫外
光の吸収がなければ作用しないため、太陽光の当たらな
い屋内では機能せず、屋内用途には別途紫外線を放射す
る水銀ランプ、紫外線ランプなどの紫外線源を設置しな
ければならなかった。
【０００３】これらの問題点を解決するため、特別な紫
外線源を必要とせず可視光によっても光触媒作用を発揮
する可視光応答性光触媒が提案され始めている。
外線源を必要とせず可視光によっても光触媒作用を発揮
する可視光応答性光触媒が提案され始めている。
【０００４】例えば、特開平１１−３３３３０１号公報
に、市販の酸化チタンを水素及びメタンガスの存在する
雰囲気下プラズマ処理することにより可視光応答性を付
与する方法が提案されている。また、特開２０００−１
４０６３６号公報には、窒素ガス雰囲気下プラズマ処理
することにより可視光応答性を付与する方法が提案され
ている。しかしながらこれらの方法は高価なプラズマ処
理装置を必要とし、また一度に大量の酸化チタンを処理
できないため、工業的に有利ではなかった。
に、市販の酸化チタンを水素及びメタンガスの存在する
雰囲気下プラズマ処理することにより可視光応答性を付
与する方法が提案されている。また、特開２０００−１
４０６３６号公報には、窒素ガス雰囲気下プラズマ処理
することにより可視光応答性を付与する方法が提案され
ている。しかしながらこれらの方法は高価なプラズマ処
理装置を必要とし、また一度に大量の酸化チタンを処理
できないため、工業的に有利ではなかった。
【０００５】更に、特開２００１−２０７０８２号公報
には酸化チタンの微粒子をアンモニアの雰囲気下７００
℃で熱処理することにより可視光応答性を付与する方法
が提案されている。この方法は比較的大量の酸化チタン
を一度にまたは連続的に処理することを可能とするもの
で工業的に有利である。しかしながら、この方法により
製造された光触媒は可視光応答性は有するものの、酸化
チタンが本来有していた紫外光による光触媒活性が大き
く低下するという問題があった。
には酸化チタンの微粒子をアンモニアの雰囲気下７００
℃で熱処理することにより可視光応答性を付与する方法
が提案されている。この方法は比較的大量の酸化チタン
を一度にまたは連続的に処理することを可能とするもの
で工業的に有利である。しかしながら、この方法により
製造された光触媒は可視光応答性は有するものの、酸化
チタンが本来有していた紫外光による光触媒活性が大き
く低下するという問題があった。
【０００６】また、これら従来の可視光応答性光触媒
は、確かに可視光により酸化分解能、親水化能などの光
触媒作用を示すものの、紫外光による光触媒活性と比較
すると、更なる活性の改善が要求されている。
は、確かに可視光により酸化分解能、親水化能などの光
触媒作用を示すものの、紫外光による光触媒活性と比較
すると、更なる活性の改善が要求されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来技術の問題点を解決し、可視光によっても、紫外
光によっても高い光触媒活性を有する光触媒組成物を提
供するものである。
な従来技術の問題点を解決し、可視光によっても、紫外
光によっても高い光触媒活性を有する光触媒組成物を提
供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、可視光によっ
ても紫外光によっても高い光触媒活性を有する、可視光
応答性光触媒と該可視光応答性光触媒より高い比表面積
を有する光触媒とを含んでなることを特徴とする光触媒
組成物に関する。
ても紫外光によっても高い光触媒活性を有する、可視光
応答性光触媒と該可視光応答性光触媒より高い比表面積
を有する光触媒とを含んでなることを特徴とする光触媒
組成物に関する。
【０００９】本発明で原料とする可視光応答性光触媒と
は、４００ｎｍ以上の波長の可視光によっても酸化分解
能、親水化能などの光触媒作用を示すものであり、その
構成成分としては特に限定はされないが、クロム、バナ
ジウムなどの金属を導入した金属ドープ型酸化チタン
や、プラズマ法などにより修飾処理された酸素欠陥型酸
化チタン、窒素やイオウなどのアニオンを導入したアニ
オンドープ型酸化チタンなどの酸化チタン系光触媒をは
じめ、タンタル、ニオブ、チタンなどのオキシナイトラ
イド、酸化タングステン、酸化鉄、セレン化カドミウ
ム、硫化カドミウムなどが有用に使用できる。
は、４００ｎｍ以上の波長の可視光によっても酸化分解
能、親水化能などの光触媒作用を示すものであり、その
構成成分としては特に限定はされないが、クロム、バナ
ジウムなどの金属を導入した金属ドープ型酸化チタン
や、プラズマ法などにより修飾処理された酸素欠陥型酸
化チタン、窒素やイオウなどのアニオンを導入したアニ
オンドープ型酸化チタンなどの酸化チタン系光触媒をは
じめ、タンタル、ニオブ、チタンなどのオキシナイトラ
イド、酸化タングステン、酸化鉄、セレン化カドミウ
ム、硫化カドミウムなどが有用に使用できる。
【００１０】例えば、窒素をドープしたアニオンドープ
型酸化チタンとしては、酸化チタンを希釈されていても
よいアンモニアガス等と接触させながら、４００〜７０
０℃で１分〜１０時間加熱することにより得ることがで
きる。但し、上記温度と加熱時間は、酸化チタンの量、
ガス濃度、ガス流量によって適宜変化させることは言う
までもない。
型酸化チタンとしては、酸化チタンを希釈されていても
よいアンモニアガス等と接触させながら、４００〜７０
０℃で１分〜１０時間加熱することにより得ることがで
きる。但し、上記温度と加熱時間は、酸化チタンの量、
ガス濃度、ガス流量によって適宜変化させることは言う
までもない。
【００１１】上述の可視光応答性光触媒と該可視光応答
性光触媒より高い比表面積を有する光触媒を混合するこ
とにより、可視光によっても紫外光によっても高い光触
媒活性を有する光触媒組成物を得ることができる。ここ
で用いる該可視光応答性光触媒より高い比表面積を有す
る光触媒とは、原料とする可視光応答性光触媒よりも高
い比表面積を有する光触媒を指し、その構成成分として
は特に限定されないが、酸化チタン、酸化亜鉛、チタン
酸ストロンチウムなど一般的な光触媒材料が有用に使用
できる。高い表面積のものほど高い可視光活性向上効果
が得られるので、２００ｍ2／ｇを超えるような高表面
積の酸化チタンを用いることが特に望ましい。
性光触媒より高い比表面積を有する光触媒を混合するこ
とにより、可視光によっても紫外光によっても高い光触
媒活性を有する光触媒組成物を得ることができる。ここ
で用いる該可視光応答性光触媒より高い比表面積を有す
る光触媒とは、原料とする可視光応答性光触媒よりも高
い比表面積を有する光触媒を指し、その構成成分として
は特に限定されないが、酸化チタン、酸化亜鉛、チタン
酸ストロンチウムなど一般的な光触媒材料が有用に使用
できる。高い表面積のものほど高い可視光活性向上効果
が得られるので、２００ｍ2／ｇを超えるような高表面
積の酸化チタンを用いることが特に望ましい。
【００１２】本発明の光触媒組成物は、上述の可視光応
答性光触媒と該可視光応答性光触媒より高い比表面積を
有する光触媒を、好ましくは重量比で５：９５から９
９：１の範囲で混合することにより得ることができる。
可視光応答性光触媒の割合が５部よりも少ないと可視光
応答性を得ることができない場合があり、また９９部よ
りも多いと可視光活性を向上させる効果を得ることがで
きない場合がある。より好ましくは１０：９０から９
０：１０、さらに好ましくは１０：９０から７５：２５
の範囲で混合する。
答性光触媒と該可視光応答性光触媒より高い比表面積を
有する光触媒を、好ましくは重量比で５：９５から９
９：１の範囲で混合することにより得ることができる。
可視光応答性光触媒の割合が５部よりも少ないと可視光
応答性を得ることができない場合があり、また９９部よ
りも多いと可視光活性を向上させる効果を得ることがで
きない場合がある。より好ましくは１０：９０から９
０：１０、さらに好ましくは１０：９０から７５：２５
の範囲で混合する。
【００１３】本発明の光触媒組成物は、水やアルコール
などの溶媒に分散させてコーティング剤を調製し、常法
により物品の表面に成膜することにより、可視光によっ
ても紫外光によっても高い光触媒活性を有し、屋内、屋
外を問わず、環境浄化、有害物分解、汚れの分解、抗
菌、防汚など様々な用途で有用に使用できる。
などの溶媒に分散させてコーティング剤を調製し、常法
により物品の表面に成膜することにより、可視光によっ
ても紫外光によっても高い光触媒活性を有し、屋内、屋
外を問わず、環境浄化、有害物分解、汚れの分解、抗
菌、防汚など様々な用途で有用に使用できる。
【００１４】
【実施例】以下に実施例を用いて本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明はこれら実施例のみに制限されるも
のではない。
説明するが、本発明はこれら実施例のみに制限されるも
のではない。
【００１５】実施例１
市販の酸化チタン（石原産業製、商品名「ＳＴ−０
１」、ＢＥＴ表面積：３００ｍ2／ｇ）１．５ｇを流速
毎分１リットルのアンモニアガス流中で６００℃１０分
間熱処理し、流速毎分１リットルの窒素ガス流中で放冷
して可視光応答性光触媒を得た。得られた可視光応答性
光触媒のＢＥＴ表面積は１０５ｍ2／ｇであった。
１」、ＢＥＴ表面積：３００ｍ2／ｇ）１．５ｇを流速
毎分１リットルのアンモニアガス流中で６００℃１０分
間熱処理し、流速毎分１リットルの窒素ガス流中で放冷
して可視光応答性光触媒を得た。得られた可視光応答性
光触媒のＢＥＴ表面積は１０５ｍ2／ｇであった。
【００１６】この可視光応答性光触媒と高比表面積光触
媒として原料として使用した市販の酸化チタンを種々の
割合で混合し、可視光および紫外光によるＮＯ酸化反応
をおこなった結果を表１に示した。結果は１時間の反応
の間に転化されたＮＯｘの割合で示した。
媒として原料として使用した市販の酸化チタンを種々の
割合で混合し、可視光および紫外光によるＮＯ酸化反応
をおこなった結果を表１に示した。結果は１時間の反応
の間に転化されたＮＯｘの割合で示した。
【００１７】ＮＯ酸化反応は、光触媒組成物５０ｍｇに
対し空気で希釈した濃度１０ｐｐｍのＮＯガスを流速毎
分０．４リットルで流通させておこなった。反応には、
紫外光源としては２７Ｗのブラックライトを、可視光源
としては２７Ｗの蛍光灯を用いた。なお、可視光による
反応では、４１０ｎｍ以下の紫外光を吸収する紫外線カ
ットフィルム（富士フィルム製、商品名「ＵＶ Ｇｕａ
ｒｄ」）により紫外線を除去した光により反応をおこな
った。反応ガスの分析は、化学発光式窒素酸化物分析計
によりおこなった。
対し空気で希釈した濃度１０ｐｐｍのＮＯガスを流速毎
分０．４リットルで流通させておこなった。反応には、
紫外光源としては２７Ｗのブラックライトを、可視光源
としては２７Ｗの蛍光灯を用いた。なお、可視光による
反応では、４１０ｎｍ以下の紫外光を吸収する紫外線カ
ットフィルム（富士フィルム製、商品名「ＵＶ Ｇｕａ
ｒｄ」）により紫外線を除去した光により反応をおこな
った。反応ガスの分析は、化学発光式窒素酸化物分析計
によりおこなった。
【００１８】比較例１
実施例１で調製した可視光応答性光触媒単独で可視光お
よび紫外光によるＮＯ酸化反応をおこなった結果を同じ
く表１中に示した。結果は１時間の反応の間に転化され
たＮＯｘの割合で示した。
よび紫外光によるＮＯ酸化反応をおこなった結果を同じ
く表１中に示した。結果は１時間の反応の間に転化され
たＮＯｘの割合で示した。
【００１９】比較例２
実施例１で調製した可視光応答性光触媒（ＢＥＴ表面
積：１０５ｍ2／ｇ）と、高比表面積光触媒に代えて可
視光応答性光触媒より表面積の低い酸化チタン（触媒学
会提供、参照触媒「ＪＲＣ−ＴＩＯ−００４」、ＢＥＴ
表面積：４９ｍ2／ｇ）を等量ずつ混合し、可視光およ
び紫外光によるＮＯ酸化反応をおこなった結果を同じく
表１中に示した。結果は１時間の反応の間に転化された
ＮＯｘの割合で示した。
積：１０５ｍ2／ｇ）と、高比表面積光触媒に代えて可
視光応答性光触媒より表面積の低い酸化チタン（触媒学
会提供、参照触媒「ＪＲＣ−ＴＩＯ−００４」、ＢＥＴ
表面積：４９ｍ2／ｇ）を等量ずつ混合し、可視光およ
び紫外光によるＮＯ酸化反応をおこなった結果を同じく
表１中に示した。結果は１時間の反応の間に転化された
ＮＯｘの割合で示した。
【００２０】
【表１】
実施例２
アナターゼ型の酸化チタン（触媒学会提供、参照触媒
「ＪＲＣ−ＴＩＯ−００４」）１．５ｇを流速毎分１リ
ットルのアンモニアガス流中で６００℃１時間間熱処理
し、流速毎分１リットルの窒素ガス流中で放冷して可視
光応答性光触媒を得た。得られた可視光応答性光触媒の
ＢＥＴ表面積は４３ｍ2／ｇであった。
「ＪＲＣ−ＴＩＯ−００４」）１．５ｇを流速毎分１リ
ットルのアンモニアガス流中で６００℃１時間間熱処理
し、流速毎分１リットルの窒素ガス流中で放冷して可視
光応答性光触媒を得た。得られた可視光応答性光触媒の
ＢＥＴ表面積は４３ｍ2／ｇであった。
【００２１】この可視光応答性光触媒と高比表面積光触
媒として市販の酸化チタン（石原産業製、商品名「ＳＴ
−０１」、ＢＥＴ表面積：３００ｍ2／ｇ）を等量ずつ
混合し、可視光および紫外光によるＮＯ酸化反応をおこ
なった結果を表２に示した。結果は１時間の反応の間に
転化されたＮＯｘの割合で示した。
媒として市販の酸化チタン（石原産業製、商品名「ＳＴ
−０１」、ＢＥＴ表面積：３００ｍ2／ｇ）を等量ずつ
混合し、可視光および紫外光によるＮＯ酸化反応をおこ
なった結果を表２に示した。結果は１時間の反応の間に
転化されたＮＯｘの割合で示した。
【００２２】実施例３
ルチル型の酸化チタン（触媒学会提供、参照触媒「ＪＲ
Ｃ−ＴＩＯ−００３」）１．５ｇを流速毎分１リットル
のアンモニアガス流中で６００℃１時間間熱処理し、流
速毎分１リットルの窒素ガス流中で放冷して可視光応答
性光触媒を得た。得られた可視光応答性光触媒のＢＥＴ
表面積は４５ｍ2／ｇであった。
Ｃ−ＴＩＯ−００３」）１．５ｇを流速毎分１リットル
のアンモニアガス流中で６００℃１時間間熱処理し、流
速毎分１リットルの窒素ガス流中で放冷して可視光応答
性光触媒を得た。得られた可視光応答性光触媒のＢＥＴ
表面積は４５ｍ2／ｇであった。
【００２３】この可視光応答性光触媒と高比表面積光触
媒として市販の酸化チタン（石原産業製、商品名「ＳＴ
−０１」、ＢＥＴ表面積：３００ｍ2／ｇ）を等量ずつ
混合し、可視光および紫外光によるＮＯ酸化反応をおこ
なった結果を同じく表２中に示した。結果は１時間の反
応の間に転化されたＮＯｘの割合で示した。
媒として市販の酸化チタン（石原産業製、商品名「ＳＴ
−０１」、ＢＥＴ表面積：３００ｍ2／ｇ）を等量ずつ
混合し、可視光および紫外光によるＮＯ酸化反応をおこ
なった結果を同じく表２中に示した。結果は１時間の反
応の間に転化されたＮＯｘの割合で示した。
【００２４】比較例３
実施例２で調製した可視光応答性光触媒単独で可視光お
よび紫外光によるＮＯ酸化反応をおこなった結果を同じ
く表２中に示した。結果は１時間の反応の間に転化され
たＮＯｘの割合で示した。
よび紫外光によるＮＯ酸化反応をおこなった結果を同じ
く表２中に示した。結果は１時間の反応の間に転化され
たＮＯｘの割合で示した。
【００２５】比較例４
実施例３で調製した可視光応答性光触媒単独で可視光お
よび紫外光によるＮＯ酸化反応をおこなった結果を同じ
く表２中に示した。結果は１時間の反応の間に転化され
たＮＯｘの割合で示した。
よび紫外光によるＮＯ酸化反応をおこなった結果を同じ
く表２中に示した。結果は１時間の反応の間に転化され
たＮＯｘの割合で示した。
【００２６】
【表２】
【発明の効果】表１，２および図１，２より明らかなよ
うに、本発明の光触媒組成物は、紫外光反応において
も、可視光反応においても、原料可視光応答性光触媒を
単独で用いるよりも顕著に高い活性を示した。
うに、本発明の光触媒組成物は、紫外光反応において
も、可視光反応においても、原料可視光応答性光触媒を
単独で用いるよりも顕著に高い活性を示した。
【００２７】以上のように、本発明の光触媒組成物は可
視光によっても紫外光によっても高い光触媒活性を有
し、屋内、屋外を問わず、環境浄化、有害物分解、汚れ
の分解、抗菌、防汚など様々な用途で有用に使用でき
る。
視光によっても紫外光によっても高い光触媒活性を有
し、屋内、屋外を問わず、環境浄化、有害物分解、汚れ
の分解、抗菌、防汚など様々な用途で有用に使用でき
る。
【図１】 実施例１および比較例１，２で得た可視光応
答性光触媒のＮＯ酸化反応の結果を示す図である。
答性光触媒のＮＯ酸化反応の結果を示す図である。
【図２】 実施例２，３および比較例３，４で得た可視
光応答性光触媒のＮＯ酸化反応の結果を示す図である。
光応答性光触媒のＮＯ酸化反応の結果を示す図である。
Claims (7)
- 【請求項１】 可視光応答性光触媒と該可視光応答性光
触媒より高い比表面積を有する光触媒とを含んでなる光
触媒組成物。 - 【請求項２】 可視光応答性光触媒と該可視光応答性光
触媒より高い比表面積を有する光触媒の割合が重量比で
５：９５から９９：１の範囲にある請求項１に記載の光
触媒組成物。 - 【請求項３】 可視光応答性光触媒が酸化チタン系光触
媒である請求項１または請求項２に記載の光触媒組成
物。 - 【請求項４】 酸化チタン系光触媒が、アニオンを導入
したアニオンドープ型酸化チタンである請求項３に記載
の光触媒組成物。 - 【請求項５】 アニオンが窒素である請求項４記載の光
触媒組成物。 - 【請求項６】 高い比表面積を有する光触媒が酸化チタ
ンである請求項１〜５の何れかに記載の光触媒組成物。 - 【請求項７】 溶媒に、請求項１〜６のいずれか１項に
記載の光触媒組成物を分散させてなるコーティング剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002158095A JP2003340289A (ja) | 2002-05-30 | 2002-05-30 | 光触媒組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002158095A JP2003340289A (ja) | 2002-05-30 | 2002-05-30 | 光触媒組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003340289A true JP2003340289A (ja) | 2003-12-02 |
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ID=29773607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002158095A Pending JP2003340289A (ja) | 2002-05-30 | 2002-05-30 | 光触媒組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003340289A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005089941A1 (ja) | 2004-03-18 | 2005-09-29 | Patent Technology Development Inc. | 新規な光触媒及びその製造方法 |
| JP2006218411A (ja) * | 2005-02-10 | 2006-08-24 | Sumitomo Seika Chem Co Ltd | 光触媒作用を有する窒素ドープ酸化チタンとその製造方法 |
| JP2010179285A (ja) * | 2009-02-09 | 2010-08-19 | Catarise Corp | 光触媒体、光触媒担持体及び光触媒体キット |
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| US9203052B2 (en) | 2009-11-18 | 2015-12-01 | Samsung Display Co., Ltd. | Organic light emitting diode display and method of manufacturing the same |
| WO2016005760A1 (en) * | 2014-07-11 | 2016-01-14 | University Court Of The University Of Aberdeen | A method of photocatalytically oxidising nitrogen oxides |
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-
2002
- 2002-05-30 JP JP2002158095A patent/JP2003340289A/ja active Pending
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