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可視光を吸収する薄片状酸化チタンの製造方法

シーズコード S130010667
掲載日 2013年6月6日
研究者
  • 松本 太輝
  • 井伊 伸夫
  • 金子 芳郎
  • 北村 健二
技術名称 可視光を吸収する薄片状酸化チタンの製造方法
技術概要 可視光領域に光吸収を示す、窒素がドープされた光触媒用酸化チタンの製造方法は、薄片状チタニアに有機配位子が配位し、層状構造を形成するチタニア/有機複合体を、アンモニア水に浸漬することによって、層間の有機配位子を配位子交換反応によって水酸基に置換し、同時にアンモニウムを層状構造のチタニアの層間に導入する事によって得られたチタニアとアンモニウムの複合体を、400℃以上、ルチル転移を伴わない温度領域で加熱して、アンモニウムの熱分解により窒素をチタニアにドープするとともにアナターゼに結晶化させる方法である。チタニアと有機物からなる複合体は、チタンアルコキシドと有機物の混合溶液から、チタンアルコキシドの加水分解と重縮合反応によって得られたものである。また、有機物がカルボン酸であり、チタニアと有機物からなる複合体が層状構造を有するチタニアとカルボキシラートからなる複合体である。また、室温から100℃未満のアンモニア水に浸漬する。
画像

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研究分野
  • 光化学反応
  • 光化学一般
展開可能なシーズ 従来の方法では、窒素ドープに必要な高温加熱処理過程が、酸化チタン本来の光触媒能を低下させてしまうため、太陽光下で高い効率で駆動できる酸化チタン光触媒を得る事は困難であった。そこで、高温加熱処理過程による緻密化、組織構造の破壊、ルチル転移といった酸化チタン光触媒の光触媒能を低下させる現象を伴うことなく、簡易で穏和な化学的手法によって、バンドギャップ変化による可視光化を発現させるのに十分な量の窒素を酸化チタンにドープするための、実用性に富んだ極めて簡便な化学的合成手法を提供する。
酸化チタンに可視光域での触媒能が発現するのに充分な量の窒素をドープする一方、高い比表面積を有する組織構造の付与が可能であり、酸化チタンの結晶化の状態を任意に調整可能であるため、太陽光下で極めて高い効率で駆動する事が可能な光触媒を提供する事が可能である。また、極めて簡便かつ穏和な条件での操作であるため、工業的な生産性とコストの面からも、その意義が大きい。また、サイズ、形状、組織構造、結晶化状態を制御した窒素がドープされた酸化チタンを簡便に製造できる。
用途利用分野 光触媒用薄片状酸化チタン、環境浄化装置、光-電気エネルギー変換デバイス
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 独立行政法人物質・材料研究機構, . 松本 太輝, 井伊 伸夫, 金子 芳郎, 北村 健二, . 可視光を吸収する薄片状酸化チタンの製造方法. 特開2006-075794. 2006-03-23
  • B01J  35/02     
  • C01G  23/053    

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