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光触媒材料およびその製造方法 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P100000655
掲載日 2010年4月23日
出願番号 特願2009-143575
公開番号 特開2011-000506
登録番号 特許第5582522号
出願日 平成21年6月16日(2009.6.16)
公開日 平成23年1月6日(2011.1.6)
登録日 平成26年7月25日(2014.7.25)
発明者
  • 田中 勝己
  • チュウ チャオキョン
  • 太田 淳
出願人
  • 国立大学法人電気通信大学
発明の名称 光触媒材料およびその製造方法 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】可視光領域においても、効率的に有機物の分解を行うことが可能な光触媒材料を提供することを目的とする。
【解決手段】M1を、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、およびバリウム(Ba)のいずれか一つを含む元素とし、M2を、タングステン(W)およびモリブデン(Mo)のうちのいずれか一つを含む元素としたとき、M1M2Oで表される化合物を有し、M2の一部が(+4)の価数になっていることを特徴とする光触媒材料。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要



現在、地球上では、二酸化炭素やメタンなどの温室効果ガスの増加に伴う温暖化や、窒素酸化物による酸性雨、ハロンなどのフロンガスによるオゾンホールの拡大など、様々な有害化学物質による環境汚染が進んでおり、大きな問題となっている。特に有機物は、このような有害化学物質のうちの多くの割合を占め、有機物の浄化が大きな課題となっている。





そこで、このような有機物を、光触媒を使用して分解することが検討されている。光触媒は、バンドギャップエネルギーを超える光エネルギーを吸収した際に、励起電子(価電子帯から伝導帯に励起した電子)、およびこの電子に対応する正孔を生成する。従って、この励起電子および/または正孔で有機物を還元/酸化することにより、有機物を分解することができる。





このような光触媒の代表的な例は、二酸化チタン(TiO)であり、この材料は、波長が約380nm~約390nm以下の光を吸収して、光触媒特性を示すことが知られている(例えば、非特許文献1)。

産業上の利用分野



本発明は、光触媒に関し、特に、可視光で作動する光触媒に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
M1を、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、およびバリウム(Ba)のいずれか一つを含む+2価の元素とし、M2を、タングステン(W)およびモリブデン(Mo)のうちのいずれか一つを含む+6価の元素としたとき、一般式M1M2Oで表される化合物を有し、
酸素欠陥のため、M2の一部が(+4)の価数になっていることを特徴とする光触媒材料。

【請求項2】
量子収率F(%)を
【数1】


で表したとき、
波長が460nm~490nmの可視光の照射により、メチレンブルー試薬の分解に対して、0.01%以上の量子収率が得られることを特徴とする請求項1に記載の光触媒材料:
ここで、Np(個)は、前記可視光に含まれる光子の数であり、n(個)は、前記メチレンブルー試薬の分解された分子数である。

【請求項3】
M1は、カルシウム(Ca)であり、M2は、タングステン(W)であることを特徴とする請求項1または2に記載の光触媒材料。

【請求項4】
光触媒材料の製造方法であって、
(1)M1M2O試料を準備するステップであって、M1は、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、およびバリウム(Ba)のいずれか一つを含み、M2は、タングステン(W)およびモリブデン(Mo)のうちのいずれか一つを含むステップと、
(2)前記試料を、還元性雰囲気下、1100℃以上の加熱温度で6時間以上、加熱するステップと、
を有する光触媒材料の製造方法。

【請求項5】
前記還元性雰囲気は、水素(H)を含む雰囲気であることを特徴とする請求項4に記載の製造方法。

【請求項6】
前記加熱温度は、1100℃~1200℃の範囲であることを特徴とする請求項4または5に記載の製造方法。

【請求項7】
前記加熱するステップは、12時間以上行われることを特徴とする請求項4乃至6のいずれか一つに記載の製造方法。

【請求項8】
量子収率F(%)を
【数2】


で表したとき、
波長が460nm~490nmの可視光の照射により、メチレンブルー試薬の分解に対して、0.01%以上の量子収率が得られることを特徴とする請求項4乃至7のいずれか一つに記載の製造方法:
ここで、Np(個)は、前記可視光に含まれる光子の数であり、n(個)は、前記メチレンブルー試薬の分解された分子数である。

【請求項9】
M1は、カルシウム(Ca)であり、M2は、タングステン(W)であることを特徴とする請求項4乃至8のいずれか一つに記載の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009143575thum.jpg
出願権利状態 登録
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