JPH11244706A - アナタース型酸化チタンからなる光触媒及びその製造方法 - Google Patents
アナタース型酸化チタンからなる光触媒及びその製造方法Info
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- JPH11244706A JPH11244706A JP10004335A JP433598A JPH11244706A JP H11244706 A JPH11244706 A JP H11244706A JP 10004335 A JP10004335 A JP 10004335A JP 433598 A JP433598 A JP 433598A JP H11244706 A JPH11244706 A JP H11244706A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】非常に高活性のアナタース型酸化チタンからな
る光触媒を提供することにある。 【解決手段】本発明によれば、酸化チタンに対してＹ
（イットリウム）を0.０１〜５モル％の範囲にて含有す
ることを特徴とするアナタース型酸化チタンからなる光
触媒が提供される。
る光触媒を提供することにある。 【解決手段】本発明によれば、酸化チタンに対してＹ
（イットリウム）を0.０１〜５モル％の範囲にて含有す
ることを特徴とするアナタース型酸化チタンからなる光
触媒が提供される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アナタース型酸化
チタンからなる光触媒とその製造方法に関し、詳しく
は、種々の有機、無機物質の分解除去や殺菌のほか、ガ
ラスを超親水性にして防汚機能をもたせる等のために好
適に用いることができるアナタース型酸化チタンからな
る光触媒とその製造方法に関する。
チタンからなる光触媒とその製造方法に関し、詳しく
は、種々の有機、無機物質の分解除去や殺菌のほか、ガ
ラスを超親水性にして防汚機能をもたせる等のために好
適に用いることができるアナタース型酸化チタンからな
る光触媒とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】酸化チタンは、これにそのバンドギャッ
プエネルギーを越える３８０ｎｍ以下の波長の光を照射
すると、価電子帯の電子が伝導帯に励起されると共に、
価電子帯に正孔が形成される。この正孔は強い酸化力を
有し、一方、伝導帯の電子は強い還元力を有している。
そこで、このように酸化チタンに光照射することによっ
て強い酸化還元力を有する光特性を利用して、種々の有
機、無機物質の分解除去、殺菌等を行なうことができ、
例えば、アセトアルデヒドやメルカプタン類等の悪臭成
分の分解除去、菌類や藻類の殺菌除去、窒素酸化物の酸
化分解除去等に、一部、実用化されている。また、最近
では、ガラスに光触媒機能を有する酸化チタンを塗布
し、ガラスを超親水性として、防汚機能をもたせること
も行なわれている。
プエネルギーを越える３８０ｎｍ以下の波長の光を照射
すると、価電子帯の電子が伝導帯に励起されると共に、
価電子帯に正孔が形成される。この正孔は強い酸化力を
有し、一方、伝導帯の電子は強い還元力を有している。
そこで、このように酸化チタンに光照射することによっ
て強い酸化還元力を有する光特性を利用して、種々の有
機、無機物質の分解除去、殺菌等を行なうことができ、
例えば、アセトアルデヒドやメルカプタン類等の悪臭成
分の分解除去、菌類や藻類の殺菌除去、窒素酸化物の酸
化分解除去等に、一部、実用化されている。また、最近
では、ガラスに光触媒機能を有する酸化チタンを塗布
し、ガラスを超親水性として、防汚機能をもたせること
も行なわれている。
【０００３】従来、このような酸化チタンの光触媒機能
を高めるために、白金、ルテニウム、銀のような貴金属
成分や、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化バナ
ジウム、酸化ニオブ等の金属酸化物成分を酸化チタンに
担持させることが提案されている。このような貴金属成
分や酸化物成分を担持させることによって、酸化チタン
は、光触媒機能において、若干の向上がみられるもの
の、未だ十分とはいえない。
を高めるために、白金、ルテニウム、銀のような貴金属
成分や、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化バナ
ジウム、酸化ニオブ等の金属酸化物成分を酸化チタンに
担持させることが提案されている。このような貴金属成
分や酸化物成分を担持させることによって、酸化チタン
は、光触媒機能において、若干の向上がみられるもの
の、未だ十分とはいえない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、酸化チ
タンからなる光触媒における上述したような問題を解決
するために、酸化チタンへの種々の金属元素のドーピン
グによって、酸化チタンに不純物準位を形成し、酸化チ
タンの光触媒機能を向上させるドーピング金属元素を広
範囲にわたって検討した結果、Ｙ（イットリウム）がそ
のような目的に適うことを見出して、本発明に至ったも
のである。即ち、本発明は、従来より知られている光触
媒よりも非常に高活性のアナタース型酸化チタンからな
る光触媒とそ製造方法を提供することを目的とする。
タンからなる光触媒における上述したような問題を解決
するために、酸化チタンへの種々の金属元素のドーピン
グによって、酸化チタンに不純物準位を形成し、酸化チ
タンの光触媒機能を向上させるドーピング金属元素を広
範囲にわたって検討した結果、Ｙ（イットリウム）がそ
のような目的に適うことを見出して、本発明に至ったも
のである。即ち、本発明は、従来より知られている光触
媒よりも非常に高活性のアナタース型酸化チタンからな
る光触媒とそ製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、酸化チ
タンに対してＹを0.０１〜５モル％の範囲にて含有する
ことを特徴とするアナタース型酸化チタンからなる光触
媒が提供される。
タンに対してＹを0.０１〜５モル％の範囲にて含有する
ことを特徴とするアナタース型酸化チタンからなる光触
媒が提供される。
【０００６】また、本発明によれば、酸化チタンに対し
てＹを0.０１〜５モル％の範囲にて含有する、チタンの
水酸化物又は酸化物とイットリウムの水酸化物又は酸化
物との混合物を調製し、この混合物を酸化性雰囲気中、
２００〜７００℃の範囲の温度で焼成することを特徴と
するアナタース型酸化チタンからなる光触媒の製造方法
が提供される。
てＹを0.０１〜５モル％の範囲にて含有する、チタンの
水酸化物又は酸化物とイットリウムの水酸化物又は酸化
物との混合物を調製し、この混合物を酸化性雰囲気中、
２００〜７００℃の範囲の温度で焼成することを特徴と
するアナタース型酸化チタンからなる光触媒の製造方法
が提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明において、光触媒とは、紫
外線等の光を照射することによって、触媒活性を示す物
質をいい、具体的には、光を照射することによって、種
々の有機、無機物質の分解除去、殺菌等を行なうことが
でき、例えば、アセトアルデヒドやメルカプタン類等の
悪臭成分の分解除去、菌類や藻類の殺菌除去、窒素酸化
物の酸化分解除去、ガラスの超親水性化による防汚機能
の付与等に好適に用いることができる。
外線等の光を照射することによって、触媒活性を示す物
質をいい、具体的には、光を照射することによって、種
々の有機、無機物質の分解除去、殺菌等を行なうことが
でき、例えば、アセトアルデヒドやメルカプタン類等の
悪臭成分の分解除去、菌類や藻類の殺菌除去、窒素酸化
物の酸化分解除去、ガラスの超親水性化による防汚機能
の付与等に好適に用いることができる。
【０００８】本発明による光触媒は、酸化チタンに対し
てＹを0.０１〜５モル％の範囲、好ましくは、0.０５〜
2.５モル％の範囲にて含有する。Ｙの含有量が0.１モル
％よりも少ないときは、光触媒としての活性の向上が乏
しく、他方、５モル％を越えても、活性の向上が飽和す
るので、触媒の製造費用の点から不利である。
てＹを0.０１〜５モル％の範囲、好ましくは、0.０５〜
2.５モル％の範囲にて含有する。Ｙの含有量が0.１モル
％よりも少ないときは、光触媒としての活性の向上が乏
しく、他方、５モル％を越えても、活性の向上が飽和す
るので、触媒の製造費用の点から不利である。
【０００９】このような本発明による光触媒は、通常、
比表面積が５０〜３５０ｍ2 ／ｇの範囲にある。
比表面積が５０〜３５０ｍ2 ／ｇの範囲にある。
【００１０】本発明による光触媒は、種々の方法によっ
て調製することができるが、好ましくは、酸化チタンに
対してＹを0.０１〜５モル％の範囲にて含有する、チタ
ンの水酸化物又は酸化物とイットリウムの水酸化物又は
酸化物との混合物を調製し、この混合物を例えば空気の
ような酸化性雰囲気中、２００〜７００℃の範囲の温度
で焼成することによって得ることができる。
て調製することができるが、好ましくは、酸化チタンに
対してＹを0.０１〜５モル％の範囲にて含有する、チタ
ンの水酸化物又は酸化物とイットリウムの水酸化物又は
酸化物との混合物を調製し、この混合物を例えば空気の
ような酸化性雰囲気中、２００〜７００℃の範囲の温度
で焼成することによって得ることができる。
【００１１】チタンの水酸化物又は酸化物とイットリウ
ムの水酸化物又は酸化物との混合物を調製する方法は、
特に、限定されるものではないが、好ましくは、チタン
塩とイットリウム塩とを含む溶液に水を加え、これらの
塩を加水分解すればよい。この際、目的とする組成を有
する光触媒を得ることができるように、上記混合物は、
酸化チタンに対してＹを0.０１〜５モル％の範囲にて含
有することが必要である。かくして、得られた反応生成
物を乾燥させた後、酸化性雰囲気中、２００〜７００℃
の範囲の温度で焼成すれば、本発明によるアナタース型
酸化チタンからなる光触媒を得ることができる。
ムの水酸化物又は酸化物との混合物を調製する方法は、
特に、限定されるものではないが、好ましくは、チタン
塩とイットリウム塩とを含む溶液に水を加え、これらの
塩を加水分解すればよい。この際、目的とする組成を有
する光触媒を得ることができるように、上記混合物は、
酸化チタンに対してＹを0.０１〜５モル％の範囲にて含
有することが必要である。かくして、得られた反応生成
物を乾燥させた後、酸化性雰囲気中、２００〜７００℃
の範囲の温度で焼成すれば、本発明によるアナタース型
酸化チタンからなる光触媒を得ることができる。
【００１２】特に、限定されるものではないが、本発明
においては、チタン塩としては、例えば、チタニル硫
酸、チタンテトライソプロボキシドのようなチタンテト
ラアルコキシド、四塩化チタン等が用いられ、また、イ
ットリウム塩としては、好ましくは、硝酸イットリウム
が用いられる。
においては、チタン塩としては、例えば、チタニル硫
酸、チタンテトライソプロボキシドのようなチタンテト
ラアルコキシド、四塩化チタン等が用いられ、また、イ
ットリウム塩としては、好ましくは、硝酸イットリウム
が用いられる。
【００１３】より具体的には、チタンテトライソプロポ
キシドのようなチタンテトラアルコキシドをアルコール
で希釈して溶液とし、これに硝酸イットリウムのような
アルコールに溶解するイットリウム塩を所定量加え、水
中に投入し、加水分解させ、重縮合させた後、得られた
反応生成物を濾過し、乾燥した後、空気中、２００〜７
００℃、好ましくは、３００〜６００℃で焼成すること
によって、本発明によるアナタース型酸化チタンを主成
分とする光触媒を得ることができる。
キシドのようなチタンテトラアルコキシドをアルコール
で希釈して溶液とし、これに硝酸イットリウムのような
アルコールに溶解するイットリウム塩を所定量加え、水
中に投入し、加水分解させ、重縮合させた後、得られた
反応生成物を濾過し、乾燥した後、空気中、２００〜７
００℃、好ましくは、３００〜６００℃で焼成すること
によって、本発明によるアナタース型酸化チタンを主成
分とする光触媒を得ることができる。
【００１４】また、別の方法として、チタニル硫酸の水
溶液に硝酸イットリウムのような水溶性塩を所定量加え
た後、アンモニア水や水酸化アルカリ金属（例えば、水
酸化ナトリウムや水酸化カリウム等）水溶液のようなア
ルカリにて加水分解し、得られた反応生成物を濾過し、
乾燥した後、空気中、２００〜７００℃、好ましくは、
３００〜６００℃で焼成してもよい。
溶液に硝酸イットリウムのような水溶性塩を所定量加え
た後、アンモニア水や水酸化アルカリ金属（例えば、水
酸化ナトリウムや水酸化カリウム等）水溶液のようなア
ルカリにて加水分解し、得られた反応生成物を濾過し、
乾燥した後、空気中、２００〜７００℃、好ましくは、
３００〜６００℃で焼成してもよい。
【００１５】本発明によれば、このように、チタンの水
酸化物又は酸化物とイットリウムの水酸化物又は酸化物
との混合物を２００〜７００℃、好ましくは、３００〜
６００℃で焼成することによって、イットリウムを酸化
チタン中に効果的にドーピングすることができ、かくし
て、高い活性を有する光触媒を得ることができる。
酸化物又は酸化物とイットリウムの水酸化物又は酸化物
との混合物を２００〜７００℃、好ましくは、３００〜
６００℃で焼成することによって、イットリウムを酸化
チタン中に効果的にドーピングすることができ、かくし
て、高い活性を有する光触媒を得ることができる。
【００１６】以下に実施例を挙げて本発明を説明する
が、本発明はこれら実施例により何ら限定されるもので
はない。
が、本発明はこれら実施例により何ら限定されるもので
はない。
【００１７】実施例１ チタンテトライソプロポキシドをエタノールで希釈した
溶液に硝酸イットリウム（Ｙ（（ＮＯ3 ）3 ・６Ｈ
2 Ｏ）を酸化チタン（ＴｉＯ2 ）に対してＹ換算にて0.
５モル％となるように加え、水中に投入し、加水分解さ
せ、重縮合させた。この後、得られた反応生成物を濾過
し、乾燥した後、空気中、４００℃で焼成して、本発明
によるアナタース型酸化チタンからなる光触媒を得た。
溶液に硝酸イットリウム（Ｙ（（ＮＯ3 ）3 ・６Ｈ
2 Ｏ）を酸化チタン（ＴｉＯ2 ）に対してＹ換算にて0.
５モル％となるように加え、水中に投入し、加水分解さ
せ、重縮合させた。この後、得られた反応生成物を濾過
し、乾燥した後、空気中、４００℃で焼成して、本発明
によるアナタース型酸化チタンからなる光触媒を得た。
【００１８】実施例２〜５ 実施例１において、硝酸イットリウムを酸化チタンに対
してＹ換算にて0.０１モル％、0.１モル％、1.０モル％
又は5.０モル％加えた以外は、実施例１と同様にして、
それぞれ本発明による光触媒を得た。
してＹ換算にて0.０１モル％、0.１モル％、1.０モル％
又は5.０モル％加えた以外は、実施例１と同様にして、
それぞれ本発明による光触媒を得た。
【００１９】実施例６〜８ 実施例１において、反応生成物を２００℃、３００℃又
は５００℃で焼成した以外は、実施例１と同様にして、
それぞれ本発明による光触媒を得た。
は５００℃で焼成した以外は、実施例１と同様にして、
それぞれ本発明による光触媒を得た。
【００２０】実施例９ チタニル硫酸の水溶液に硝酸イットリウムを酸化チタン
に対してＹ換算にて0.５モル％となるように加えた後、
水溶液のｐＨが８になるまでアンモニア水を加えた。得
られた反応生成物を濾過し、乾燥した後、空気中、４０
０℃で焼成して、本発明による光触媒を得た。
に対してＹ換算にて0.５モル％となるように加えた後、
水溶液のｐＨが８になるまでアンモニア水を加えた。得
られた反応生成物を濾過し、乾燥した後、空気中、４０
０℃で焼成して、本発明による光触媒を得た。
【００２１】比較例１ 実施例１において、チタンテトライソプロポキシドをエ
タノールで希釈した溶液に硝酸イットリウムを加えなか
った以外は、実施例１と同様にして、光触媒を得た。
タノールで希釈した溶液に硝酸イットリウムを加えなか
った以外は、実施例１と同様にして、光触媒を得た。
【００２２】比較例２ 実施例１において、反応生成物を１１０℃で焼成した以
外は、実施例１と同様にして、光触媒を得た。
外は、実施例１と同様にして、光触媒を得た。
【００２３】実施例１０ 上記実施例１〜９、比較例１及び２にて得た粉末状の酸
化チタン（光触媒）を水及びコロイダルシリカと混合、
攪拌し、スラリーとした後、これを２０ｃｍ×１０ｃｍ
の紙の上に塗布し、酸化チタンコート紙を作製した。こ
れを５Ｌ容量のフラスコ内に静置し、フラスコ内のアセ
トアルデヒドガス濃度が１００ｐｐｍとなるようにアセ
トアルデヒドを充填した。次いで、このフラスコに５０
０Ｗ／ｃｍ2 の紫外強度を有するブラックライトを照射
しながら、フラスコ内のアセトアルデヒド濃度の変化を
ガスクロマトグラフで分析した。このアセトアルデヒド
の分解速度を光触媒の活性として表１に示す。
化チタン（光触媒）を水及びコロイダルシリカと混合、
攪拌し、スラリーとした後、これを２０ｃｍ×１０ｃｍ
の紙の上に塗布し、酸化チタンコート紙を作製した。こ
れを５Ｌ容量のフラスコ内に静置し、フラスコ内のアセ
トアルデヒドガス濃度が１００ｐｐｍとなるようにアセ
トアルデヒドを充填した。次いで、このフラスコに５０
０Ｗ／ｃｍ2 の紫外強度を有するブラックライトを照射
しながら、フラスコ内のアセトアルデヒド濃度の変化を
ガスクロマトグラフで分析した。このアセトアルデヒド
の分解速度を光触媒の活性として表１に示す。
【００２４】別に、上記酸化チタンスラリーをビーカー
の内面壁に塗布し、２００℃で焼成した後、0.１％濃度
の赤インキ水をビーカーに入れ、これに１２００Ｗ／ｃ
ｍ2の紫外強度を有するブラックライトを照射し、赤イ
ンキの色が消えるまでの時間を求めた。結果を表１に示
す。
の内面壁に塗布し、２００℃で焼成した後、0.１％濃度
の赤インキ水をビーカーに入れ、これに１２００Ｗ／ｃ
ｍ2の紫外強度を有するブラックライトを照射し、赤イ
ンキの色が消えるまでの時間を求めた。結果を表１に示
す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【発明の効果】以上のように、本発明のアナタース型酸
化チタンからなる光触媒によれば、酸化チタンに対して
所定の割合でＹを含み、従来より知られている酸化チタ
ンからなる光触媒よりも、非常に高い光触媒活性を有
し、例えば、脱臭剤、脱色剤や、また、ガラスを超親水
性とする防汚機能付与剤として好適に用いることができ
る。
化チタンからなる光触媒によれば、酸化チタンに対して
所定の割合でＹを含み、従来より知られている酸化チタ
ンからなる光触媒よりも、非常に高い光触媒活性を有
し、例えば、脱臭剤、脱色剤や、また、ガラスを超親水
性とする防汚機能付与剤として好適に用いることができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仲辻 忠夫 大阪府堺市戎島町５丁１番地 堺化学工業 株式会社中央研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】酸化チタンに対してＹを0.０１〜５モル％
の範囲にて含有することを特徴とするアナタース型酸化
チタンからなる光触媒。 - 【請求項２】請求項１に記載の光触媒からなる脱臭剤。
- 【請求項３】酸化チタンに対してＹを0.０１〜５モル％
の範囲にて含有する、チタンの水酸化物又は酸化物とイ
ットリウムの水酸化物又は酸化物との混合物を調製し、
この混合物を酸化性雰囲気中、２００〜７００℃の範囲
の温度で焼成することを特徴とするアナタース型酸化チ
タンからなる光触媒の製造方法。 - 【請求項４】チタン塩とイットリウム塩とを含む溶液に
水を加え、これらの塩を加水分解し、得られた反応生成
物を乾燥させた後、酸化性雰囲気中、２００〜７００℃
の範囲の温度で焼成することを特徴とするアナタース型
酸化チタンからなる光触媒の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10004335A JPH11244706A (ja) | 1997-12-30 | 1998-01-12 | アナタース型酸化チタンからなる光触媒及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-370438 | 1997-12-30 | ||
| JP37043897 | 1997-12-30 | ||
| JP10004335A JPH11244706A (ja) | 1997-12-30 | 1998-01-12 | アナタース型酸化チタンからなる光触媒及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11244706A true JPH11244706A (ja) | 1999-09-14 |
Family
ID=26338085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10004335A Pending JPH11244706A (ja) | 1997-12-30 | 1998-01-12 | アナタース型酸化チタンからなる光触媒及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11244706A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004043282A (ja) * | 2002-05-20 | 2004-02-12 | Sumitomo Chem Co Ltd | 酸化チタンの製造方法 |
| JP2004105958A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-04-08 | Sk Kaken Co Ltd | 多孔質光触媒複合粉体の製造方法 |
| JP2005199241A (ja) * | 2004-01-19 | 2005-07-28 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 光触媒体及びその製造方法 |
| CN113463374A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-10-01 | 南通大学 | 一种具有光催化自清洁性能的涤纶织物及其制备方法 |
-
1998
- 1998-01-12 JP JP10004335A patent/JPH11244706A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004043282A (ja) * | 2002-05-20 | 2004-02-12 | Sumitomo Chem Co Ltd | 酸化チタンの製造方法 |
| JP2004105958A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-04-08 | Sk Kaken Co Ltd | 多孔質光触媒複合粉体の製造方法 |
| JP2005199241A (ja) * | 2004-01-19 | 2005-07-28 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 光触媒体及びその製造方法 |
| JP4563689B2 (ja) * | 2004-01-19 | 2010-10-13 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 光触媒体及びその製造方法 |
| CN113463374A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-10-01 | 南通大学 | 一种具有光催化自清洁性能的涤纶织物及其制备方法 |
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