CN113384967A - 光催化剂分散液以及光催化剂层的形成方法 - Google Patents

光催化剂分散液以及光催化剂层的形成方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供能够形成光催化活性高且厚度均匀的光催化剂层的光催化剂分散液。本发明的光催化剂分散液包含:含有水的分散介质、表面活性剂、可见光响应型光催化剂微粒以及吸附剂,上述表面活性剂具有不挥发性且具有0℃以下的凝固点。

Description

光催化剂分散液以及光催化剂层的形成方法
技术领域
本发明涉及光催化剂分散液、光催化剂包覆构件、光催化过滤器以及光催化剂层的形成方法。
背景技术
已知有使具有光催化性能的氧化钨粒子分散在水中而得到的光催化剂分散液(例如,参照专利文献1)。通过将该光催化剂分散液涂布于过滤基材,使涂布层干燥,从而能够形成在表面具有光催化剂层的光催化过滤器。在使含有挥发性有机化合物(VOC，VolatileOrganic Compounds)、恶臭物质等的空气通过该光催化过滤器,对光催化过滤器照射可见光时,能够以氧化钨粒子的光催化剂性能分解空气中的VOC、恶臭物质等有机化合物并净化空气。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2016-106025号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
但是,如果在光催化剂涂布前的过滤基材上存在油污，或者过滤基材为防水性的,则光催化剂分散液不会均匀地附着在过滤基材上,产生涂布不均。若产生不均,则光催化剂层太薄或没有形成光催化剂层的地方的过滤器开口率变高,流体容易选择性地流入该部分。这样,会产生无法充分发挥光催化剂的除臭、除去VOC的性能问题。此外,光催化剂层太厚的话,会产生光催化剂层因轻微的冲击而剥落的问题。本发明是鉴于这样的情况而完成的,提供能够形成光催化活性高且厚度均匀的光催化剂层的光催化剂分散液。
用于解决技术问题的技术方案
本发明提供一种光催化剂分散液，其特征在于，包括:含有水的分散介质、表面活性剂、可见光响应型光催化剂微粒以及吸附剂,上述表面活性剂具有不挥发性且具有0℃以下的凝固点。
有益效果
本发明的光催化剂分散液包含:含有水的分散介质、可见光响应型光催化剂微粒以及吸附剂。通过将该光催化剂分散液涂布在过滤器等基材上并使涂布层干燥,可以在基材上形成含有光催化剂微粒和吸附剂的光催化剂层。通过使光催化剂层含有吸附剂,空气中的V0C、恶臭物质等容易吸附于光催化剂层,能够提高V0C、恶臭物质等的捕集率。此外,通过使光催化剂层含有可见光响应型光催化剂微粒,能够以光催化剂活性分解VOC、恶臭物质等,能够净化空气。
本发明的光催化剂分散液含有表面活性剂。由此,即使在基材有油污的情况、基材具有疏水性的情况下,也能够抑制光催化剂分散液被基材表面排斥,能够在基材上均匀地形成光催化剂分散液的涂布层。然后,通过使该涂布层干燥,能够在基材上形成无不均的均质的光催化剂层。因此,能够抑制产生光催化剂活性低的部分、产生光催化剂层较厚且容易从基材剥离的部分。
表面活性剂具有不挥发性。因此,能够使光催化剂分散液的品质稳定化。
表面活性剂具有0℃以下的凝固点。因此,在通过使光催化剂分散液的涂布层干燥形成的光催化剂层中,表面活性剂为液体状态,不以固体状态析出。因此,析出的表面活性剂不遮挡光,光触媒微粒子不会成为阴影。其结果,能够抑制光催化剂层产生光催化剂活性降低的部分,能够高效地净化空气。
此外,即使表面活性剂覆盖光催化剂微粒的表面,由于表面活性剂为液体状态,因此能够通过光催化活性分解除去覆盖光催化剂微粒的表面的表面活性剂。
附图说明
图1是使用本发明的一实施方式的光催化剂分散液形成光催化剂层的方法的说明图。
图2是本发明的一实施方式的光催化过滤器的概略俯视图。
图3为图2的虚线A-A中的光催化过滤器的概略剖视图。
图4是本发明的一实施方式的空气净化装置的概略剖视图。
具体实施方式
本发明的光催化剂分散液包含:含有水的分散介质、表面活性剂、可见光响应型光催化剂微粒以及吸附剂,上述表面活性剂具有不挥发性且具有0℃以下的凝固点。
前述表面活性剂优选为含有氨基的化合物。此外,所述表面活性剂优选为脂肪族化合物。由此,在使用光催化剂分散液形成的光催化剂层中,能够通过光催化剂活性将覆盖光催化剂微粒的表面的表面活性剂分解。
所述光催化剂微粒优选含有氧化钨。由此,通过使用光催化剂分散液形成的光催化剂层接收可见光,从而能够具有光催化活性。
所述吸附剂优选为多孔质微粒。由此,能够提高使用光催化剂分散液形成的光催化剂层的气体吸附特性。
本发明的光催化剂分散液中的表面活性剂的含量优选为0.1wt％以上且1.0wt％以下,上述分散液中的吸附剂的含量优选为0.1wt％以上且1.0wt％以下,上述分散液中的光催化剂微粒的含量优选为0.1wt％以上且1.0wt％以下。由此,能够提高使用光催化剂分散液形成的光催化剂层的气体除去性能、附着性及均匀性。本发明的光催化剂分散液中的光催化剂微粒的质量百分比浓度优选为所述分散液中的表面活性剂的质量百分比浓度的0.5倍以上,所述分散液中的光催化剂微粒和吸附剂的合计质量百分比浓度优选为所述分散液中的表面活性剂的质量百分比浓度的5倍以下。由此,能够提高使用光催化剂分散液形成的光催化剂层的气体除去性能、附着性及均匀性。
上述吸附剂优选具有10nm以上且1000nm以下的平均粒径。当吸附剂的平均粒径为10nm以上时,可以使光催化剂微粒附着在吸附剂的表面上,可以提高光催化剂层的光催化活性。当吸附剂的平均粒径为1000nm以下时,能够增强光催化剂层对基材的表面的附着强度,能够抑制光催化剂层从基材的表面剥落。
本发明还提供具有基材和在基材上设置的光催化剂层的光催化剂包覆构件。该光催化剂层是使本发明的光催化剂分散液的涂布层干燥而成的层。
本发明还提供具备过滤基材和设置在过滤基材上的光催化剂层的光催化过滤器。该光催化剂层是使本发明的光催化剂分散液的涂布层干燥而成的层。
本发明还提供一种空气净化装置,其包括本发明的光催化过滤器、设置成对光催化过滤器照射光的发光部以及设置成使空气通过光催化过滤器的送风部。
本发明还提供光催化剂层的形成方法,其包括将通过在基材上涂布本发明的光催化剂分散液形成的涂布层干燥工序。
以下，参照多个实施方式进一步详细说明本发明。附图或以下描述中所表示的构成为例示，本发明的范围不限于附图或以下描述中所表示的内容。
[第一实施方式]
图1为说明本实施方式的光催化剂分散液形成光催化剂层的方法的说明图。
本实施方式的光催化剂分散液7包含含有水的分散介质2、表面活性剂、可见光响应型光催化剂微粒3和吸附剂4,上述表面活性剂具有不挥发性且具有0℃以下的凝固点。
如图1所示,通过在基材5的表面上涂布光催化剂分散液7,并使所形成的涂布层干燥,从而能够形成在基材5的表面上形成光催化剂层6的光催化剂包覆构件10。
向基材5涂布光催化剂分散液7的方法没有特别限定,例如是浸渍涂布法、喷涂、丝网印刷法、旋涂法等。
分散介质2是光催化剂分散液7的分散介质,含有水作为主成分。分散介质2既可以是水,也可以是水-乙醇混合液。此外,在分散介质2中溶解有表面活性剂。此外,也可以在分散介质2中溶解粘合剂。分散介质2中所含的水在使涂布层干燥时蒸发。
光催化剂微粒3是可见光响应型的光催化剂的微粒,具体而言是氧化钨微粒。此外,光催化剂微粒3分散在分散介质2中。由于光催化剂分散液7含有光催化剂微粒3,因此由光催化剂分散液7形成的光催化剂层6可以具有光催化剂活性。
此外,光催化剂微粒3也可以在其表面具有助催化剂。助催化剂包含例如Pt、Pd、Rh、Ru、Os、Ir这样的铂族金属。助催化剂作为金属微粒可以附着在氧化钨微粒的表面,也可以作为氧化物或氢氧化物附着在氧化钨微粒的表面。光催化剂微粒3具有助催化剂,由此能够减小氧化钨(WO3)的能隙,提高可见光区域中的催化活性。
光催化剂微粒3的50％粒径(中值粒径D50、累积分布50vol％时的粒径)优选为1nm以上且500nm以下,更优选为5nm以上且200nm以下。如果光催化剂微粒3的50％粒径为5nm以上,则凝集少,容易再分散。若光催化剂微粒3的50％粒径为200nm以下,则在制造工序中与其他成分均匀地混合,脱离的情况也少，较为良好。粒径测量能够通过BET比表面积计、激光衍射式粒度分布计、动态光散射式粒度分布计等来测量。
吸附剂4为多孔质微粒,分散在分散介质2中。通过使光催化剂分散液7含有吸附剂4,能够提高由光催化剂分散液7形成的光催化剂层6的吸附捕集功能。
在光催化剂微粒3的表面附着有表面活性剂的情况下,光催化剂层6的气体分解性能降低,直至由光催化剂微粒3的光催化活性使表面活性剂分解为止。通过使光催化剂层6含有吸附剂4,吸附剂能够在该气体分解性能降低的期间内吸附气体,能够抑制光催化剂层6的气体除去性能降低。
吸附剂4例如是碳酸钙微粒、活性炭微粒、磷灰石微粒、沸石微粒、氧化铝微粒、二氧化硅微粒等。
吸附剂4的50％粒径(中值粒径D50、累积分布50vol％时的粒径)优选为10nm以上且1000nm以下。当吸附剂4的50％粒径为10nm以上时,能够使光催化剂微粒3附着于吸附剂4的表面上,从而能够提高光催化剂层6的光催化活性。当吸附剂4的50％粒径为1000nm以下时,能够增强光催化剂层6向基材5的表面的附着强度,能够抑制光催化剂层6从基材5的表面剥落。
吸附剂4的50％粒径优选为光催化剂微粒3的50％粒径以上。由此,能够使光催化剂微粒3附着在吸附剂4的表面上,能够提高光催化剂层6的光催化活性。
表面活性剂为表现高表面活性的物质。此外,表面活性剂也可以是具有亲水基和亲油基(疏水基)的有机化合物。通过使光催化剂分散液7含有表面活性剂,能够在分散介质2中稳定地分散光催化剂微粒3和吸附剂4。由此,能够形成均质的光催化剂层6。另外,在基材5的表面的一部分为疏水性，或基材5的表面整体为疏水性的情况下,在基材5与光催化剂分散液7(涂布层)之间的界面上表面活性剂也表现出界面活性,因此能够抑制光催化剂分散液7从基材5的表面渗出。因此,能够在基材5的表面形成无不均(没有过少的部分或过多的部分)的光催化剂分散液7的涂布层。通过使该涂布层干燥,能够在基材5的表面形成无不均的均质的光催化剂层6。
表面活性剂可以具有不挥发性。由此,能使光催化剂分散液7的品质稳定化。
表面活性剂具有0℃以下的凝固点。因此,在通过干燥光催化剂分散液7的涂布层形成的光催化剂层6中,表面活性剂为液体状态,不会以固体状态析出。因此,析出的表面活性剂不遮挡光,光催化剂微粒3不会成为阴影。其结果,能够抑制在光催化剂层6产生光催化剂活性降低的部分,能够高效地净化空气。另外,能够抑制光催化剂微粒3或吸附剂4与表面活性剂一起从光催化剂层6或基材5剥落。
表面活性剂优选为含氨基化合物。该氨基可以是伯氨基(伯胺),也可以是仲氨基(仲胺),还可以是叔氨基(叔胺)。此外,表面活性剂优选为脂肪族化合物。脂肪族化合物是芳香族化合物以外的有机化合物,且是具有链式结构的碳骨架的化合物。由此,即使在光催化剂层6中表面活性剂覆盖光催化剂微粒3的表面,也能够通过光催化剂活性将覆盖光催化剂微粒3表面的表面活性剂分解除去。此外,由于表面活性剂为液体状态且具有流动性,因此覆盖光催化剂微粒3的表面的大部分表面活性剂可以分解除去。
表面活性剂的分子量(相对分子质量)优选为200以上且10000以下。
作为表面活性剂,例如可列举出脂肪族聚醚衍生物、脂肪族胺衍生物。
聚醚是在主链中具有醚键(-O-)的高分子化合物。聚醚衍生物例如为聚醚中的氢原子或特定的原子团被其它原子或其它原子团取代而成的化合物。
作为表面活性剂使用的脂肪族聚醚衍生物优选为环氧乙烷(或环氧乙烷衍生物)和/或环氧丙烷(或环氧丙烷衍生物)聚合而成的化合物(或其衍生物)。具体而言,脂肪族聚醚衍生物可举出聚乙二醇衍生物、聚丙二醇衍生物、聚(乙/丙)二醇衍生物等。此外,脂肪族聚醚衍生物优选为低聚合度,脂肪族聚醚衍生物的分子量(相对分子质量)优选为200以上且10000以下。
脂肪胺是氨的1个或1个以上氢原子被烃残基R取代的化合物。脂肪胺衍生物是例如脂肪族胺中的氢原子或特定的原子团被其他原子或其他原子团取代而成的化合物。脂肪族胺衍生物可以是伯胺,可以是仲胺,也可以是叔胺。
作为表面活性剂使用的脂肪胺衍生物,优选聚氧乙烯烷基胺、烷基胺,具体而言,可列举聚氧乙烯月桂胺(聚氧乙烷椰油烷基胺)、聚氧乙烯椰油基烷基胺、聚氧乙烯(2)硬化牛脂胺、聚氧乙烯(20)硬化牛脂胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等。
光催化剂分散液7中的表面活性剂的含量优选为0.1wt％以上且1.0wt％以下,光催化剂分散液7中的吸附剂4的含量优选为0.1wt％以上且1.0wt％以下,光催化剂分散液7中的光催化剂微粒3的含量优选为0.1wt％以上且1.0wt％以下。由此,能够提高使用光催化剂分散液7形成的光催化剂层6的气体除去性能、附着性及均匀性。
光催化剂分散液7中的光催化剂微粒3的质量百分比浓度优选为光催化剂分散液7中的表面活性剂的质量百分比浓度的0.5倍以上,进一步优选为0.6倍以上。光催化剂分散液7中的光催化剂微粒3和吸附剂4的合计质量百分比浓度优选为光催化剂分散液7中的表面活性剂的质量百分比浓度的5倍以下,更优选为4倍以下。若使用具有这样的成分浓度的光催化剂分散液7,则能够在基材上均匀地形成光催化剂层6。进一步,所形成的光催化剂层6具有优异的气体除去性能,对基材5的附着性优异。
[第二实施方式]
图2是本实施方式的光催化过滤器的概略俯视图,图3是图2的虚线A-A中的光催化过滤器的概略剖视图。
本实施方式的光催化过滤器12具备过滤基材8和设置在过滤基材8上的光催化剂层6。光催化剂层6是使第一实施方式中说明的光催化剂分散液7的涂布层干燥而成的层。
过滤基材8例如是金属网、冲孔金属、膨胀金属、无纺布、布、树脂成型体、纸蜂窝片材等。此外,过滤基材8的材料可使用不会因光催化剂层6的光催化作用而劣化的材料。
光催化剂分散液7向过滤基材8的涂布方法没有特别限定,例如是浸渍涂布法、喷涂、丝网印刷法等。
[第三实施方式]
图4是本实施方式的空气净化装置20的概略剖视图。
本实施方式的空气净化装置20具备在第二实施方式中说明的光催化过滤器12、以向光催化过滤器12照射光的方式设置的发光部15、以空气通过光催化过滤器12的方式设置的送风部13。
空气净化装置20可以是利用光催化过滤器12对从室内吸入的空气进行净化的空气净化器,也可以是设置于设备的排气口并使用光催化过滤器12对从设备排出的空气进行净化的装置。
发光部15例如可以是LED,也可以是荧光灯。
空气净化装置20可以具有层叠的多个光催化过滤器12。
[光催化剂分散液的调制]
制备实施例1～7和比较例1～4的光催化剂分散液。另外,比较例1的分散液不含有光催化剂。
＜实施例1＞
将5g市售的氧化钨粉末(WO3,株式会社高纯度化学研究所制)分散于50mL水中,使用珠磨机(日本焦炭社制,MSC50-ZZ),将氧化钨粉末粉碎90分钟。使用离心分离机(H-201F、Kokusan制)将粉碎后的分散液以3000rpm的旋转速度离心分离5分钟,将粒径大的粒子沉降分离并除去。将所得到的5g氧化钨粒子(粒径30nm)分散于50mL水中,其中,以Pt相对于100重量份氧化钨粒子为0.5重量份的方式,将六氯铂酸水溶液(H2PtC16)加入到分散液中,搅拌,然后过滤、水洗、干燥,由此得到粉末状的负载Pt的氧化钨光催化剂。将上述负载Pt的氧化钨光催化剂用上述珠磨机分散于纯水中,制备光催化剂浓度为20wt％的光催化剂浆料。
将市售的5g碳酸钙粉末(Kishida化学社制造)分散于50mL水中,使用珠磨机(日本焦炭社制造,MSC50-ZZ),将碳酸钙粉末粉碎90分钟。使用离心分离机(H-201F、Kokusan制)将粉碎后的分散液以3000rpm的旋转速度离心分离5分钟,将粒径大的粒子沉降分离并除去。将所得到的5g碳酸钙粉末(粒径30nm)分散于50mL水中,制备碳酸钙浆料。
通过将水、作为表面活性剂的艾蕾姆(esleam)(注册商标)AD-3172M(日油社制造)以及作为吸附剂的上述碳酸钙浆料加入上述光催化剂浆料中并混合,制备光催化剂浓度0.5wt％、表面活性剂浓度0.5wt％、吸附剂浓度0.5wt％的光催化剂分散液。艾蕾姆AD-3172M是非挥发性液体,凝固点低于0℃。
＜实施例2＞
通过将水、作为表面活性剂的艾蕾姆AD-3172M(日油社制造)以及作为吸附剂的上述碳酸钙浆料加入上述光催化剂浆料中并混合,制备光催化剂浓度0.1wt％、表面活性剂浓度0.4wt％、吸附剂浓度1.0wt％的光催化剂分散液。除了改变混合比以外,与实施例1同样地调制光催化剂分散液。
＜实施例3＞
通过将水、作为表面活性剂的艾蕾姆AD-3172M(日油社制造)以及作为吸附剂的上述碳酸钙浆料加入上述光催化剂浆料中并混合,制备光催化剂浓度0.1wt％、表面活性剂浓度0.2wt％、吸附剂浓度0.1wt％的光催化剂分散液。除了改变混合比以外,与实施例1同样地调制光催化剂分散液。
＜实施例4＞
通过将水、作为表面活性剂的艾蕾姆AD-3172M(日油社制造)以及作为吸附剂的上述碳酸钙浆料加入上述光催化剂浆料中并混合,制备光催化剂浓度0.7wt％、表面活性剂浓度1.0wt％、吸附剂浓度0.7wt％的光催化剂分散液。除了改变混合比以外,与实施例1同样地调制光催化剂分散液。
＜实施例5＞
通过将水、作为表面活性剂的艾蕾姆AD-3172M(日油社制造)以及作为吸附剂的上述碳酸钙浆料加入上述光催化剂浆料中并混合,制备光催化剂浓度0.3wt％、表面活性剂浓度0.4wt％、吸附剂浓度0.8wt％的光催化剂分散液。除了改变混合比以外,与实施例1同样地调制光催化剂分散液。
＜实施例6＞
通过将水、作为表面活性剂的艾蕾姆AD-3172M(日油社制造)以及作为吸附剂的上述碳酸钙浆料加入上述光催化剂浆料中并混合,制备光催化剂浓度2.0wt％、表面活性剂浓度0.5wt％、吸附剂浓度1.5wt％的光催化剂分散液。除了改变混合比以外,与实施例1同样地调制光催化剂分散液。
＜实施例7＞
通过将水、作为表面活性剂的艾蕾姆AD-3172M(日油社制造)以及作为吸附剂的上述碳酸钙浆料加入上述光催化剂浆料中并混合,制备光催化剂浓度0.1wt％、表面活性剂浓度0.4wt％、吸附剂浓度0.1wt％的光催化剂分散液。除了改变混合比以外,与实施例1同样地调制光催化剂分散液。
＜比较例1＞
通过在水中加入作为表面活性剂的艾蕾姆AD-3172M(日油社制造)和作为吸附剂的所述碳酸钙浆料并进行混合,制备了表面活性剂浓度为0.5wt％、吸附剂浓度为0.5wt％的吸附剂分散液。在比较例1,没有在分散液中添加光催化剂。除此之外,与实施例1同样地调制了分散液。
＜比较例2＞
通过将水和作为吸附剂的上述碳酸钙浆料加入上述光催化剂浆料中并混合,制备光催化剂浓度为0.5wt％、吸附剂浓度为0.5wt％的光催化剂分散液。在比较例2中,在分散液中未添加表面活性剂。除此之外,与实施例1同样地调制了分散液。
＜比较例3＞
通过将水和作为表面活性剂的艾蕾姆AD-3172M(日油社制造)加入上述光催化剂浆料中并混合,制备光催化剂浓度为0.5wt％、表面活性剂浓度为0.5wt％的光催化剂分散液。在比较例3中,在分散液中未添加吸附剂。除此之外,与实施例1同样地调制了分散液。
＜比较例4＞
在所述光催化剂浆料中加入水、作为粉末状表面活性剂的洗碗机用粉末洗涤剂Finish(注册商标)(Reckitt Benckiser·Japan株式会社制造)、以及作为吸附剂的所述碳酸钙浆料,并进行混合,由此制备了光催化剂浓度为0.5wt％、表面活性剂浓度为0.5wt％、吸附剂浓度为0.5wt％的光催化剂分散液。在比较例4中,作为表面活性剂使用了洗碗机用粉末洗涤剂Finish。该洗涤剂在室温下为固体。除此之外,与实施例1同样地调制了分散液。
此外,表1中总结地示出实施例1～7和比较例1～4的光催化剂分散液的光催化剂浓度、表面活性剂浓度、吸附剂浓度、(光催化剂浓度)/(表面活性剂浓度)以及(光催化剂浓度+吸附剂浓度)/(表面活性剂浓度)。
[光催化剂层的气体除去性能的评价]
对于使用实施例1～7、比较例1～4的光催化剂分散液形成的光催化剂层分别如下评价气体除去性能以及反复气体除去性能。使用5g滴液向纤维素面料(125mm×125mm)完全滴下光催化剂分散液,在纤维素面料上形成涂布层。将该涂布层用40℃的送风干燥机干燥,制作在纤维素面料上形成光催化剂层的实施例1～7以及比较例1～4的11个试验用样品。
接着,在1L的气袋内放入上述试验用样品,再充入100ppm的乙醛气体。使用蓝色LED以45001ux照射该气体袋内的试验用样品5小时后,用检测管测量气体袋内的乙醛气体浓度(乙醛分解实验)。以(气体残存率)＝(测量出的气体浓度)/(初始气体浓度100ppm),计算了气体残存率。然后,将气体残留率低于20％的试验用样品的气体除去性能的评价设为○(好),将气体残留率为20％以上且不足50％的试验用样品的气体除去性能的评价设为△(一般),将气体残留率为50％以上的试验用样品的气体除去性能的评价设为×(差)。
进而,将这样的乙醛分解实验重复10次,将第10次的气体残留率低于20％的试验用样品的反复气体除去性能的评价设为○(好),将第10次的气体残留率为20％以上且小于50％的试验用样品的反复气体除去性能的评价设为△(一般),将第10次的气体残留率为50％以上的试验用样品的反复气体除去性能的评价设为×(差)。评价结果如表2所示。
[表1]
Figure BDA0002950839350000141
[表2]
Figure BDA0002950839350000151
[光催化剂层的附着性的评价]
对于使用实施例1～7、比较例1～4的光催化剂分散液形成的光催化剂层各自,如下评价附着性。
将纤维素面料(125mm×125mm)浸在光催化剂分散液中,在纤维素面料上形成涂布层。将形成有该涂布层的纤维素面料在玻璃板上自然干燥,形成光催化剂层。形成光催化剂层后,将纤维素面料四折成折痕并打开,由此制作试验用样品。0.5MPa的气喷枪以45度的角度向该试验用样品从离开10cm的位置喷射5秒。通过该喷射,因应光催化剂层的附着性,粉末(氧化钨粉末或碳酸钙粉末)从试验用样品剥落。以该掉粉量对光催化剂层的附着性进行了评价。具体而言,测量喷吹空气所引起的试验用样品的重量变化量。而且,将重量变化量小于1mg的试验用样品的附着性的评价设为○(好),将重量变化量为1mg以上且小于3mg的试验用样品的附着性的评价设为△(一般),将重量变化量为3mg以上的试验用样品的附着性的评价设为×(差)。评价结果如表2所示。
[光催化剂层的均匀性的评价]
对于使用实施例1～7、比较例1～4的光催化剂分散液形成的光催化剂层分别按照以下方式评价均匀性。
向纤维素面料(125mm×125mm)滴下1滴的色拉油,用纸巾敲击该色拉油并擦拭,制作油污纤维素面料。将该油污纤维素面料浸在光催化剂分散液中,在油污纤维素面料上形成涂布层。将形成有该涂布层的油污纤维素面料在玻璃板上自然干燥,形成光催化剂层以制作试验用样品。然后,通过目视制作出的试验用样品,确认光催化剂层是否均匀地形成。然后,将因油污使光催化剂层薄或没有形成光催化层的部分的直径小于5mm的试验用样品的均匀性的评价设为○(好),将光催化剂层薄或没有形成光催化层的部分直径为5mm以上且小于10mm的试验用样品的均匀性的评价设为△(一般),将光催化剂层薄或没有形成光催化层的部分直径为10mm以上的试验用样品的均匀性的评价设为×(差)。评价结果如表2所示。
[综合评价]
表2中还示出了实施例1～7、比较例1～4的光催化剂分散液的综合评价。上述的各评价结果分别为"○"、"△",将不含有"×"的光催化剂分散液的综合评价设为○。在上述评价结果中,将包含“×”的光催化剂分散液的综合评价设为×。
实施例1～7的光催化剂分散液的综合评价均为○。
比较例1的分散液不含有光催化剂,因此反复气体除去性能的评价成为×。此外,虽然比较例1的气体除去性能的评价为○,但认为这是由于通过乙醛吸附于吸附剂而被除去。
由于比较例2的光催化剂分散液不含表面活性剂,因此附着性及均匀性的评价成为×。该结果确认,在实施例1～7中,表面活性剂提高了光催化剂层的附着性及均匀性。
比较例3的光催化剂分散液由于不含吸附剂,因此气体除去性能的评价为×。认为其原因在于,在刚形成光催化剂层后,氧化钨微粒的表面被表面活性剂覆盖,光催化剂层的光催化活性降低。
比较例4的光催化剂分散液含有在室温下为固体的表面活性剂,因此反复气体除去性能成为×。认为这是由于光催化剂层中析出的表面活性剂阻碍氧化钨微粒的受光,光催化剂层的光催化活性降低。此外,比较例4的光催化剂分散液的附着性成为×。认为这是由于析出的表面活性剂使氧化钨微粒或碳酸钙微粒的附着性降低。
附图标记说明
2：分散介质 3：光催化微子 4：吸附剂 5：基材 6：光催化层 7：光催化分散液 8：过滤基材 9：容器 10：光催化包覆构件 11：开口 12：光催化过滤器 13：送风部 15：发光部16：壳体 20：空气净化装置

Claims (12)

1.一种光催化剂分散液,其特征在于,
包括含水的分散介质、表面活性剂、可见光响应型光催化剂微粒以及吸附剂,
所述表面活性剂具有不挥发性且具有0℃以下的凝固点。
2.根据权利要求1所述的分散液,其特征在于,所述表面活性剂是含氨基化合物。
3.根据权利要求1或2所述的分散液,其特征在于,所述表面活性剂为脂肪族化合物。
4.根据权利要求1至3任一项所述的分散液,其特征在于,所述光催化剂微粒包含氧化钨。
5.根据权利要求1至4任一项所述的分散液,其特征在于,所述吸附剂为多孔质微粒。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的分散液,其特征在于,
所述分散液中的所述表面活性剂的含量为0.1wt％以上且1.0wt％以下,
所述分散液中的所述吸附剂的含量为0.1wt％以上且1.0wt％以下,
所述分散液中的所述光催化剂微粒的含量为0.1wt％以上且1.0wt％以下。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的分散液,其特征在于,
所述分散液中的所述光催化剂微粒的质量百分比浓度为所述分散液中的所述表面活性剂的质量百分比浓度的0.5倍以上,
所述分散液中的所述光催化剂微粒和所述吸附剂的合计质量百分比浓度为所述分散液中的所述表面活性剂的质量百分比浓度的5倍以下。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的分散液，其特征在于，
所述吸附剂具有10nm以上且1000nm以下的平均粒径。
9.一种光催化剂包覆构件，其特征在于，
包括基材和设于所述基材上的光催化剂层,
所述光催化剂层是干燥权利要求1至8中任一项记载的分散液的涂布层而成的层。
10.一种光催化过滤器，其特征在于，包括：
过滤器基材和在所述过滤器基材上设置的光催化剂层，
所述光催化剂层是干燥权利要求1至8中任一项记载的分散液的涂布层而成的层。
11.一种空气净化装置,其特征在于,包括:权利要求10所述的光催化过滤器；设置成向所述光催化剂过滤器照射光的发光部；以及设置成使空气通过所述光催化过滤器的送风部。
12.一种光催化剂层的形成方法,其特征在于,包含干燥涂布层工序，所述涂布层是通过在基材上涂布权利要求1至8中任一项记载的分散液而形成地。
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