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有機光触媒フィルムの製造方法 新技術説明会

国内特許コード P09P006720
掲載日 2010年2月26日
出願番号 特願2008-201950
公開番号 特開2010-036109
登録番号 特許第5544691号
出願日 平成20年8月5日(2008.8.5)
公開日 平成22年2月18日(2010.2.18)
登録日 平成26年5月23日(2014.5.23)
発明者
  • 阿部 敏之
  • 長井 圭治
出願人
  • 国立大学法人弘前大学
発明の名称 有機光触媒フィルムの製造方法 新技術説明会
発明の概要 【課題】活性の高い有機光触媒フィルムを製造する方法を提供すること。
【解決手段】p型有機半導体とn型有機半導体とを含む有機光触媒フィルムの製造方法であって、成膜時又は成膜後に加熱することを特徴とする製造方法。
【選択図】図4
従来技術、競合技術の概要


光触媒とは、光エネルギーの投入により生じる酸化力・還元力を用いて化学反応を促進させる触媒であり、一般的には有害物質等を分解する機能を有することが知られている。この光触媒は、有毒な薬品や化石燃料を使用せず、光のエネルギーを利用するだけで、分解されにくい種々の化学物質を安全かつ容易に分解することができるため、環境にやさしい環境浄化材料として脚光を浴びている。



現在、光触媒材料として、酸化チタン(TiO)、酸化亜鉛、酸化タングステン等の無機化合物からなる光触媒が知られている。中でも酸化チタンは、その光触媒作用の大きさや安全性、また、資源的・コスト的な観点からも最も優れた材料であることから広く研究されており、実用化された製品も出されている(非特許文献1を参照)。



この酸化チタンは、紫外領域の光により光触媒活性が発現されるが、自然光のうちエネルギー密度3%相当の紫外光が利用されているにすぎない。そのため、太陽光エネルギー変換効率の観点からは、自然光エネルギー密度の約半分を占める可視光を有効に活用できる光触媒が望まれる。



ところで、有機化合物からなる光触媒については、ポリパラフェニレン及びその誘導体等が報告されている(非特許文献2を参照)。これらは、酸化条件で不安定な材料であり、酸素存在下や気(湿潤空気)相や水を含む液相での利用が困難である等の問題点を有している。



近年、フタロシアニン等のp型有機半導体と、ペリレン誘導体等のn型有機半導体とからなる二層膜が、可視光応答型光触媒として働くことが報告され(特許文献1参照)、さらに、前記二層膜を用いた光電極が水相中で光酸化反応を誘起することができることも報告されている(非特許文献3参照)。
【特許文献1】
国際公開第2006/115271号パンフレット
【非特許文献1】
図解 光触媒のすべて(橋本和仁・藤嶋昭 監修)、工業調査会(2003)
【非特許文献2】
J. Chem. Soc. Faraday Trans., 93, 221 (1997)
【非特許文献3】
Org. Electron, 8, 262 (2007)

産業上の利用分野



本発明は、有機光触媒フィルムの製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
p型有機半導体とn型有機半導体とを含む有機光触媒フィルムの製造方法であって、
前記有機光触媒フィルムがn型有機半導体の上にp型有機半導体が積層された二層膜である場合に、n型有機半導体が加熱された状態でp型有機半導体を積層するか、又は
前記n型有機半導体とp型有機半導体との混合物を成膜した後、真空度が0.1Pa未満の条件で、50~160℃に加熱する、製造方法。

【請求項2】
真空蒸着法を用い、真空度が4.0×10-3Pa未満の条件で、室温下にある基体の上に前記n型有機半導体を積層した後、基体の温度を40~150℃に制御することにより加熱されたn型有機半導体層の上にp型有機半導体を積層する、請求項1に記載の製造方法。

【請求項3】
前記基体の温度を90~120℃に制御する、請求項2に記載の製造方法。

【請求項4】
前記真空度が5.0×10-4Paの条件で、前記基体の温度を120℃に制御する、請求項3に記載の製造方法。

【請求項5】
前記二層膜形成用のp型有機半導体が、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体及び導電性高分子からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1~4のいずれか1項に記載の製造方法。

【請求項6】
前記二層膜形成用のn型有機半導体が、フラーレン類、カーボンナノチューブ類、電子供与体をドープした導電性高分子、ペリレン誘導体、及びナフタレン誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1~5のいずれか1項に記載の製造方法。

【請求項7】
前記n型有機半導体及びp型有機半導体を含む溶液を基体上に滴下し、該基体をスピンさせて成膜し、その後、真空度が0.1Pa未満の条件で、50~160℃に加熱する、請求項1に記載の製造方法。

【請求項8】
前記真空度が7.0×10-2Paの条件で、前記温度が95~105℃である、請求項7に記載の製造方法。

【請求項9】
前記積層されていない膜形成用のn型有機半導体が低分子半導体であって、前記積層されていない膜形成用のp型有機半導体が高分子半導体である、請求項1、7及び8のいずれか1項に記載の製造方法。

【請求項10】
前記n型有機半導体がフラーレン誘導体であって、前記p型有機半導体が導電性高分子である、請求項9に記載の製造方法。

【請求項11】
請求項1~10のいずれか1項に記載の製造方法により得られた有機光触媒フィルム。

【請求項12】
電極基材の表面に、請求項11に記載の有機光触媒フィルムを被覆してなる電極。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008201950thum.jpg
出願権利状態 登録
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