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光触媒材料の製造方法

国内特許コード P08A014220
掲載日 2009年2月13日
出願番号 特願2006-043205
公開番号 特開2007-216197
登録番号 特許第4756152号
出願日 平成18年2月20日(2006.2.20)
公開日 平成19年8月30日(2007.8.30)
登録日 平成23年6月10日(2011.6.10)
発明者
  • 藤野 ▲隆▼由
出願人
  • 学校法人近畿大学
発明の名称 光触媒材料の製造方法
発明の概要

【課題】高い触媒活性を備える光触媒皮膜及び光触媒材料、並びに安価で且つ容易にこれらを製造する方法を提供すること。
【解決手段】光触媒能を有する二酸化チタン皮膜を過マンガン酸塩水溶液中で光照射することにより、二酸化チタン皮膜に二酸化マンガンをカップリングして得られる二酸化チタン‐二酸化マンガン(TiO/MnO)複合材からなる光触媒皮膜、及び該光触媒皮膜が基材表面に形成されてなる光触媒材料、並びにこれらの製造方法とする。
【選択図】図18

従来技術、競合技術の概要


近年、環境浄化の手段の一つとして光触媒が注目されており、中でも、光触媒能を有する二酸化チタン(TiO)は無害であり、化学的に安定で高活性の光触媒性能を示すことから盛んに研究が進められており、曇らないガラス、親水性塗料(汚れにくい)および空気清浄機などへの実用化の例も多く見られる。



このような二酸化チタンのより高い触媒活性を備えることを目的として、塩化白金酸、塩化パラジウムおよび塩化ロジウム水溶液中にて二酸化チタン粉末を分散させ、紫外線を照射することによって、光還元反応(カップリング)で二酸化チタン粒子や皮膜上に白金、金、パラジウムおよびロジウムなどの貴金属を担持(M/TiO)させる方法が多く見られる。但し、Mは金や白金等の貴金属である。この処理方法によって単一な二酸化チタンよりも、より高い光触媒能を有する材料が合成できる。



特許文献1に記載の発明では、酸性水を用いてチタンアルコキシドを加水分解して二酸化チタンゾルを作製し、これに貴金属塩の水溶液を添加する。この混合溶液に光を照射した後、該混合溶液から上澄み液を取り出し、この上澄み液に再度光を照射することによる金属イオンの光還元作用を利用して金属微粒子を二酸化チタン粒子群に分散させる方法であるが、金、白金などの貴金属は高価であり、工業的には不向きである。



特許文献2に記載の発明は、アルミニウム板材の表面に、光触媒能を有する二酸化チタン化成皮膜を形成する方法である。この方法で作製した皮膜は非常に優れた密着性を有しているものの、板状に固定化されているために粉体と比べ、比表面積が小さく、触媒能に劣る。従って、板状で光分解や光合成に用いるには、より活性の高い光触媒の開発が不可欠である。



特許文献3に記載の発明は、ガラスやセラミック上にゾル‐ゲル法を用いて二酸化チタン粒子を固定化させる方法である。この発明は、高温での焼成が問題となるだけでなく、特許文献2と同様、板状に固定化されているために粉状と比べ、比表面積が小さく、触媒能に劣る。従って、板状で光分解や光合成に用いるには、より活性の高い光触媒の開発が不可欠である。




【特許文献1】特開2000-160212号公報

【特許文献2】特開2005-177572号公報

【特許文献3】特開平11-512337号公報

産業上の利用分野


本発明は光触媒材料の製造方法に関する。詳細には、基材表面に、二酸化チタン‐二酸化マンガン(TiO/MnO)複合材からなる光触媒皮膜が形成されてなる光触媒材料の製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
以下の工程(1)及び(2)を含む二酸化チタン‐二酸化マンガン複合材からなる光触媒皮膜が表面に形成されてなる光触媒材料の製造方法であって、
(1)マグネシウム基材表面に光触媒能を有する二酸化チタン皮膜を形成する工程
(2)前記二酸化チタン皮膜を、過マンガン酸塩水溶液中で光照射することにより、二酸化チタン皮膜に二酸化マンガンを担持する工程
前記工程(1)が以下の工程(a)及び(b)を含み、
(a)マグネシウム基材を、チタン酸塩と過酸化水素の混合溶液に浸漬することにより化成処理を施す工程
(b)工程(a)で得られたマグネシウム基材を熱処理する工程
前記工程(a)のマグネシウム基材が予め前処理が施されたマグネシウム基材であって、該前処理は硫酸を含む溶液中でエッチングすることを含むことを特徴とする光触媒皮膜が表面に形成されてなる光触媒材料の製造方法。

【請求項2】
前記工程(a)におけるマグネシウム基材が、純マグネシウム、又はAZ91、AZ61、AZ31、AZ80及びAM60系合金から選択されるいずれか一種のマグネシウム合金であることを特徴とする請求項に記載の光触媒皮膜が表面に形成されてなる光触媒材料の製造方法。

【請求項3】
前記チタン酸塩がシュウ酸チタン酸アンモニウムおよびフッ化チタン酸アンモニウムであることを特徴とする請求項1又は2に記載の光触媒皮膜が表面に形成されてなる光触媒材料の製造方法。

【請求項4】
前記混合溶液中のチタン酸塩の濃度が0.0001~1mol/Lであることを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の光触媒皮膜が表面に形成されてなる光触媒材料の製造方法。

【請求項5】
前記混合溶液中の過酸化水素の濃度が0.001~1mol/Lであることを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の光触媒皮膜が表面に形成されてなる光触媒材料の製造方法。

【請求項6】
前記混合溶液の温度が-5~99℃であることを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載の光触媒皮膜が表面に形成されてなる光触媒材料の製造方法。

【請求項7】
前記熱処理が100~500℃の焼成であることを特徴とする請求項1乃至6いずれかに記載の光触媒皮膜が表面に形成されてなる光触媒材料の製造方法。
産業区分
  • その他無機化学
  • 省エネルギー
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006043205thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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