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構造体およびその製造方法 UPDATE

国内特許コード P210017941
整理番号 T2-19008-T
掲載日 2021年10月29日
出願番号 特願2020-051174
公開番号 特開2021-146313
出願日 令和2年3月23日(2020.3.23)
公開日 令和3年9月27日(2021.9.27)
発明者
  • 山本 伸一
出願人
  • 学校法人龍谷大学
発明の名称 構造体およびその製造方法 UPDATE
発明の概要 【課題】光触媒効果の高い構造体と、その製造方法を提供する。
【解決手段】基板上に、単斜晶のバナジン酸ビスマスを有する構造体に関する。また、バナジウムを含有する化合物を基板上に積層する工程、積層されたバナジウムを含有する化合物上に、バナジン酸ビスマスを積層し、積層体を製造する工程、および、得られた積層体を熱処理する工程を含む構造体の製造方法に関する。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要

単斜晶系のバナジン酸ビスマス(BiVO)のバンドギャップは、2.4eV(波長約517nmに対応)であり、バンドギャップ3.2eVに対応する波長388nm以下の紫外光を利用する酸化チタンと比較して、太陽光エネルギーの受光量は約3.5倍となり、高効率な光触媒として期待されている。

バナジン酸ビスマスを可視光応答性光触媒として利用するためには、壁のタイルなどの基板に薄く成膜する必要がある。成膜方法としては、以下の方法が挙げられる。
(1)基板に、バナジン酸ビスマス、有機溶剤、バインダーを有する塗料などを塗布する塗布法(たとえば特許文献1、2)
(2)基板に、ターゲット(バナジン酸ビスマス)をスパッタするスパッタ法

塗布法では、含まれるバインダーが障害となり、分解するべき有機系環境汚染物質が触媒となるバナジン酸ビスマスと接触しにくいという課題や、バインダー自体が光触媒作用により分解劣化するという課題がある。一方、スパッタ法では、バナジン酸ビスマスが結晶とはならず、光触媒効果を発現しにくいという課題がある。10時間ほど時間をかけてスパッタすると、正方晶が形成されるが、実用性を考えると非現実的である。加えて、10時間ほど時間をかけても、光触媒効果の高い単斜晶は出現しなかった。

産業上の利用分野

本発明は、光触媒効果を有する構造体およびその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
基板上に、単斜晶のバナジン酸ビスマス粒子を有する構造体。

【請求項2】
バナジン酸ビスマス粒子の外周の一部に、バナジン酸ビスマスと異なるバナジウムを含む層を有する請求項1に記載の構造体。

【請求項3】
バナジウムを含有する化合物を基板上に積層する工程、
積層されたバナジウムを含有する化合物上に、バナジン酸ビスマスを積層し、積層体を製造する工程、および、
得られた積層体を熱処理する工程
を含む構造体の製造方法。

【請求項4】
バナジウムを含有する化合物の積層法が、塗布法である請求項3に記載の構造体の製造方法。

【請求項5】
バナジン酸ビスマスを積層する方法が、スパッタ法、分子線エピタキシー法、電子ビーム蒸着法、または、有機金属気相成長法である請求項3または4に記載の構造体の製造方法。

【請求項6】
熱処理時間が1時間以上である請求項3~5のいずれか1項に記載の構造体の製造方法。

【請求項7】
熱処理温度が600℃以上である請求項3~6のいずれか1項に記載の構造体の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 公開
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