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(In Japanese)光触媒粒子及びその製造方法、当該粒子を含む材料、並びに当該材料を含む製品

Patent code P210017476
File No. (S2018-0286-N0)
Posted date Mar 15, 2021
Application number P2019-520667
Patent number P6628271
Date of filing Feb 15, 2019
Date of registration Dec 13, 2019
International application number JP2019005679
Date of international filing Feb 15, 2019
Priority data
  • P2018-026386 (Feb 16, 2018) JP
Inventor
  • (In Japanese)楊 英男
  • (In Japanese)祝 キ
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人筑波大学
Title (In Japanese)光触媒粒子及びその製造方法、当該粒子を含む材料、並びに当該材料を含む製品
Abstract (In Japanese)本発明は、二酸化チタン、リン、銀、酸化銀及びリン酸銀を含む光触媒粒子及びその製造方法、当該光触媒粒子を含む材料、並びに当該材料を含む製品に関する。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

近年、二酸化チタン(TiO2)の光触媒作用は、水および空気浄化の分野で非常に注目されている(例えば、非特許文献1、2参照)。しかしながら、例えば、電子・ホールペアの組換が速い、可視光により酸化還元反応(光触媒反応)を示さない、二酸化チタンナノ粒子の分離に非常に手間が掛かる等の問題が、二酸化チタンの実用化を阻害している(例えば、非特許文献3~5参照)。特に、従来の二酸化チタン系の光触媒は、紫外光の照射により酸化還元反応を示すものの、可視光の照射では酸化還元反応を示さないため、太陽光のみでは十分な光触媒活性を示さなかった。それゆえに、従来の光触媒を用いるには、光触媒に紫外光を照射するための光源が必要であるという問題があった。

特許文献1において、金属銀と、リン酸銀とを含む二酸化チタンナノ粒子からなることを特徴とする光触媒が開示されている。当該文献に開示された光触媒は、可視光によって光触媒活性を示す。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、光触媒粒子及びその製造方法、当該粒子を含む材料、並びに当該材料を含む製品に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
二酸化チタン、銀、酸化銀及びリン酸銀を含む光触媒粒子であって、
比表面積が150~400m2/gである、
光触媒粒子。

【請求項2】
 
光触媒粒子中の全元素に対するチタンの比率が20mol%~30mol%であり、
光触媒粒子中の全元素に対する酸素の比率が60mol%~80mol%であり、
光触媒粒子中の全元素に対する銀の比率が0.2mol%~0.9mol%であり、
光触媒粒子中の全元素に対するリンの比率が0.2mol%~0.6mol%であり、
チタン、酸素、銀及びリンの合計量が100mol%である、請求項1に記載の光触媒粒子。

【請求項3】
 
結晶サイズが2.0~4.0nmである、請求項1又は2に記載の光触媒粒子。

【請求項4】
 
二酸化チタン、銀、酸化銀及びリン酸銀を含む光触媒粒子であって、
光触媒粒子中の全元素に対するチタンの比率が20mol%~30mol%であり、
光触媒粒子中の全元素に対する酸素の比率が60mol%~80mol%であり、
光触媒粒子中の全元素に対する銀の比率が0.2mol%~0.9mol%であり、
光触媒粒子中の全元素に対するリンの比率が0.2mol%~0.6mol%であり、 チタン、酸素、銀及びリンの合計量が100mol%である、
光触媒粒子。

【請求項5】
 
結晶サイズが2.0~4.0nmである、請求項4に記載の光触媒粒子。

【請求項6】
 
二酸化チタン、銀、酸化銀及びリン酸銀を含む光触媒粒子であって、
結晶サイズが2.0~4.0nmである、
光触媒粒子。

【請求項7】
 
バンドギャップエネルギーが2.4eV~3.2eVである、請求項1~6のいずれか1項に記載の光触媒粒子。

【請求項8】
 
0.5g/Lの前記光触媒粒子の水懸濁液を暗所にて37℃で12時間攪拌した後における、水への銀の漏出量が0.100mg/L未満である、請求項1~7のいずれか1項に記載の光触媒粒子。

【請求項9】
 
以下の工程を含む、請求項1~8のいずれか1項に記載の光触媒粒子の製造方法:
(1)Ti(OR)4(ここで、R=CnH2n+1であり、n=2~8である)で表されるアルキルチタネート、硝酸銀、リン酸銀及び硝酸を溶媒中で混合してゾル-ゲル溶液を調製する工程;及び
(2)前記工程(1)で調製したゾル-ゲル溶液に対してソルボサーマル反応を行う工程。

【請求項10】
 
工程(1)における溶媒がエタノールである、請求項9に記載の方法。

【請求項11】
 
前記ソルボサーマル反応が、100℃超140℃未満で、1.0時間超4.0時間未満で行われる、請求項9又は10に記載の方法。

【請求項12】
 
前記ソルボサーマル反応が、110℃~130℃で、1.5~3.5時間行われる、請求項9~11のいずれか1項に記載の方法。

【請求項13】
 
請求項1~8のいずれか1項に記載の光触媒粒子を含む、材料。

【請求項14】
 
担体をさらに含み、
ここで、前記光触媒粒子は担体に担持されている、請求項13に記載の材料。

【請求項15】
 
請求項13又は14に記載の材料を含む、製品。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered
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