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PHOTOCATALYTIC FILM, PHOTOCATALYTIC MATERIAL AND METHODS FOR MANUFACTURING THEM

Patent code P08A014220
Posted date Feb 13, 2009
Application number P2006-043205
Publication number P2007-216197A
Patent number P4756152
Date of filing Feb 20, 2006
Date of publication of application Aug 30, 2007
Date of registration Jun 10, 2011
Inventor
  • (In Japanese)藤野 ▲隆▼由
Applicant
  • (In Japanese)学校法人近畿大学
Title PHOTOCATALYTIC FILM, PHOTOCATALYTIC MATERIAL AND METHODS FOR MANUFACTURING THEM
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photocatalytic film having high catalytic activity, a photocatalytic material and methods for respectively manufacturing the photocatalytic film and the photocatalytic material easily at low costs.
SOLUTION: The photocatalytic film consists of a titanium dioxide-manganese dioxide (TiO2/MnO2) composite material obtained by irradiating a titanium dioxide film having photocatalytic ability with light in a permanganate aqueous solution to couple manganese dioxide to the titanium dioxide film. The photocatalytic material is manufactured by forming the photocatalytic film on the surface of a base material. Methods for respectively manufacturing the photocatalytic film and the photocatalytic material are described.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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(TiO2)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/TiO2)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

Field of industrial application (In Japanese)


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(TiO2/MnO2)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。

Scope of claims (In Japanese)
【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1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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2006043205thum.jpg
State of application right Registered
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