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METHOD OF PRODUCING MgIn2O4, AND MgIn2O4 MATERIAL commons meetings

Patent code P100000656
Posted date Apr 23, 2010
Application number P2009-143576
Publication number P2011-001208A
Patent number P5294207
Date of filing Jun 16, 2009
Date of publication of application Jan 6, 2011
Date of registration Jun 21, 2013
Inventor
  • (In Japanese)田中 勝己
  • (In Japanese)チュウ チャオキョン
  • (In Japanese)小林 理恵
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人電気通信大学
Title METHOD OF PRODUCING MgIn2O4, AND MgIn2O4 MATERIAL commons meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of producing a MgIn2O4 material capable of significantly decomposing organic materials in a visible light wavelength region of not less than 400 nm by a simpler method.
SOLUTION: The method of producing MgIn2O4 comprises the steps of: (1) obtaining a mixture by mixing MgCO3 and In2CO3 so that the mole ratio of MgCO3 and In2CO3 falls into a region of between 1.05:1.0 to 1.2:1.0; (2) obtaining a first sintered compact by calcining the mixture at a temperature region of 800-1,000°C for 6 hours or more; and (3) obtaining MgIn2O4 by calcining the first sintered compact at a temperature region of 1,300-1,450°C for 12-24 hours.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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(TiO2)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)。



しかしながら、二酸化チタン(TiO2)が光触媒作用を発揮するようになる光の波長は、紫外線領域に近く、可視光領域(約360nm~約830nm)の光は、ごく僅かしか使用できない。換言すれば、二酸化チタン(TiO2)を使用して、有機物を分解する際に、可視光を利用した場合、有機物の分解効率が極めて効率が悪くなるという問題がある。従って、実際には、二酸化チタン(TiO2)を使用して有機物を分解する場合、紫外線領域の光を光触媒に照射する必要がある。しかしながら、紫外線領域の光の使用する方法では、可視光を使用する方法に比べて、煩雑な操作が必要となり、装置が複雑化し、有機物の分解処理コストが上昇するという問題がある。また、紫外線の使用は、安全面でも問題がある。



一方、最近では、光触媒材料として、CaIn2O4、SrIn2O4、およびBaIn2O4を使用することにより、可視光領域で、より有効に有機物の分解が生じ得ることが報告されている(非特許文献2)。



また、これまで、インジウムスズ酸化物(ITO)に代わる透明電子伝導体として、MgIn2O4材料を合成することに関する文献がある(非特許文献3)。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、光触媒材料に関し、特に、可視光で作動する光触媒材料に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
MgIn2O4の製造方法であって、
(1)MgCO3およびIn2CO3を、MgCO3とIn2CO3のモル比が1.05:1.0~1.2:1.0の間の範囲になるように混合して、混合物を得るステップと、
(2)前記混合物を800℃~1000℃の温度範囲で、6時間以上焼成して、第1の焼成体を得るステップと、
(3)前記第1の焼成体を、1300℃~1450℃の温度範囲で、12時間~24時間焼成して、MgIn2O4を得るステップと、
を有する製造方法。

【請求項2】
 
前記ステップ(2)は、前記混合物を850℃~950℃の温度範囲で、6時間~12時間焼成して、第1の焼成体を得るステップであることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。

【請求項3】
 
前記ステップ(3)は、前記第1の焼成体を、1350℃~1450℃の温度範囲で、12時間~24時間焼成して、MgIn2O4を得るステップであることを特徴とする請求項1または2に記載の製造方法。

【請求項4】
 
前記MgIn2O4は、量子収率F(%)を
【数1】
 


で表したとき、
波長が400nm~490nmの範囲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、0.02%以上の量子収率が得られることを特徴とする請求項1乃至3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、nd(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5】
 
量子収率F(%)を
【数2】
 


で表したとき、
波長が400nm~490nmの範囲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、0.02%以上の量子収率が得られることを特徴とするMgIn2O4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、nd(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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2009143576thum.jpg
State of application right Registered
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