JP2001276615A - 光触媒用酸化チタン粉末 - Google Patents
光触媒用酸化チタン粉末Info
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Abstract
(57)【要約】
【課題】 取扱い性に優れ、安価で且つ不純物が少な
く、しかも光触媒活性の高い酸化チタン粉末を提供する
こと。 【解決手段】 本発明に係る光触媒用酸化チタン粉末
は、粒径０．１μｍ以上かつルチル化率５０％以下のア
ナターゼ型単結晶からなるものである。
く、しかも光触媒活性の高い酸化チタン粉末を提供する
こと。 【解決手段】 本発明に係る光触媒用酸化チタン粉末
は、粒径０．１μｍ以上かつルチル化率５０％以下のア
ナターゼ型単結晶からなるものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大粒径のアナター
ゼ型単結晶からなり、高い光触媒作用を有する光触媒用
酸化チタン粉末に関するものである。
ゼ型単結晶からなり、高い光触媒作用を有する光触媒用
酸化チタン粉末に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】酸化チタン単結晶にそのバンドギャップ
以上のエネルギーを持つ光を照射すると、酸化チタンが
励起されて伝導帯に電子を生じ、価電帯に正孔を生じ
る。この光による励起によって生じた電子は強い還元力
を持ち、一方正孔は強い酸化力を持つ。近年、これらの
酸化あるいは還元力を利用した光触媒反応が注目され、
酸化チタン光触媒の用途開発が盛んに行われ、多数の事
例が報告されている。これら酸化チタン光触媒の用途は
非常に多岐にわたっており、例えば水の分解による水素
の発生、排ガス処理、空気清浄、防臭、殺菌、抗菌、水
処理、照明機器等の汚れ防止等々、数多くの用途があ
る。
以上のエネルギーを持つ光を照射すると、酸化チタンが
励起されて伝導帯に電子を生じ、価電帯に正孔を生じ
る。この光による励起によって生じた電子は強い還元力
を持ち、一方正孔は強い酸化力を持つ。近年、これらの
酸化あるいは還元力を利用した光触媒反応が注目され、
酸化チタン光触媒の用途開発が盛んに行われ、多数の事
例が報告されている。これら酸化チタン光触媒の用途は
非常に多岐にわたっており、例えば水の分解による水素
の発生、排ガス処理、空気清浄、防臭、殺菌、抗菌、水
処理、照明機器等の汚れ防止等々、数多くの用途があ
る。
【０００３】従来の光触媒として使用されている酸化チ
タンの多くは、光触媒活性の高いといわれているアナタ
ーゼ型である。該アナターゼ型酸化チタンを製造する方
法としては、（１）硫酸チタニル、硫酸チタンなどの含
チタン溶液を加水分解させる方法、（２）チタンアルコ
キシドなどの有機チタン化合物を加水分解させる方法、
（３）四塩化チタンなどのハロゲン化チタン水溶液を中
和又は加水分解させる方法、などが挙げられ、アナター
ゼ型酸化チタンはこれら加水分解により生成した沈殿物
を焼成することにより得られる。これらの方法は湿式法
といわれる方法であり、該湿式法で得られるアナターゼ
型酸化チタン粉末は不純物が多く、また、光触媒用とし
ては一次粒子で数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度の超微粒子状の
ものである。
タンの多くは、光触媒活性の高いといわれているアナタ
ーゼ型である。該アナターゼ型酸化チタンを製造する方
法としては、（１）硫酸チタニル、硫酸チタンなどの含
チタン溶液を加水分解させる方法、（２）チタンアルコ
キシドなどの有機チタン化合物を加水分解させる方法、
（３）四塩化チタンなどのハロゲン化チタン水溶液を中
和又は加水分解させる方法、などが挙げられ、アナター
ゼ型酸化チタンはこれら加水分解により生成した沈殿物
を焼成することにより得られる。これらの方法は湿式法
といわれる方法であり、該湿式法で得られるアナターゼ
型酸化チタン粉末は不純物が多く、また、光触媒用とし
ては一次粒子で数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度の超微粒子状の
ものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光触媒用アナターゼ型酸化チタン粉末は、超微粒子状の
ため、粉体自身の取扱いが非常に困難となる。例えばア
ナターゼ型酸化チタンを基材にコーティングし光触媒と
して使用する場合や、塗料に分散させて使用する場合な
ど、酸化チタンを溶剤に懸濁させる必要があるが、超微
粒子のため粒子どうしの凝集が起こり易く、分散性が非
常に悪いという問題がある。また、従来のアナターゼ型
酸化チタン超微粒子は、比表面積が大きく特に排ガス処
理、空気清浄、防臭、殺菌、抗菌、水処理等の酸化作用
を促進する光触媒作用の効果が認められているが、水の
分解、 ＰＣＢなどの難分解性物質の分解あるいは有機合
成反応用としては必ずしもその活性が十分ではない。
光触媒用アナターゼ型酸化チタン粉末は、超微粒子状の
ため、粉体自身の取扱いが非常に困難となる。例えばア
ナターゼ型酸化チタンを基材にコーティングし光触媒と
して使用する場合や、塗料に分散させて使用する場合な
ど、酸化チタンを溶剤に懸濁させる必要があるが、超微
粒子のため粒子どうしの凝集が起こり易く、分散性が非
常に悪いという問題がある。また、従来のアナターゼ型
酸化チタン超微粒子は、比表面積が大きく特に排ガス処
理、空気清浄、防臭、殺菌、抗菌、水処理等の酸化作用
を促進する光触媒作用の効果が認められているが、水の
分解、 ＰＣＢなどの難分解性物質の分解あるいは有機合
成反応用としては必ずしもその活性が十分ではない。
【０００５】従って、本発明の目的は、上記のような従
来の光触媒用酸化に残された問題を解決し、取扱い性に
優れ、安価で且つ不純物が少なく、しかも光触媒活性の
高い酸化チタン粉末を提供することにある。
来の光触媒用酸化に残された問題を解決し、取扱い性に
優れ、安価で且つ不純物が少なく、しかも光触媒活性の
高い酸化チタン粉末を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる実情において、本
発明者らは鋭意検討を行った結果、粒径が比較的大きい
アナターゼ型単結晶の酸化チタン粉末がこれまでの認識
とは異なって、意外にも優れた光触媒活性を示すことを
見出し、本発明を完成するに至った。
発明者らは鋭意検討を行った結果、粒径が比較的大きい
アナターゼ型単結晶の酸化チタン粉末がこれまでの認識
とは異なって、意外にも優れた光触媒活性を示すことを
見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】すなわち、本発明は、粒径０．１μｍ以上
かつルチル化率５０％以下のアナターゼ型単結晶からな
ることを特徴とする光触媒用酸化チタン粉末を提供する
ものである。
かつルチル化率５０％以下のアナターゼ型単結晶からな
ることを特徴とする光触媒用酸化チタン粉末を提供する
ものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の光触媒用酸化チタン粉末
は、アナターゼ型単結晶であり、その粒径は０．１μｍ
以上と大粒径であり、好ましくは０．５μｍ以上、特に
好ましくは１．０〜１０μｍである。ここで粒径は、電
子顕微鏡（ＳＥＭ）により測定したものである。
は、アナターゼ型単結晶であり、その粒径は０．１μｍ
以上と大粒径であり、好ましくは０．５μｍ以上、特に
好ましくは１．０〜１０μｍである。ここで粒径は、電
子顕微鏡（ＳＥＭ）により測定したものである。
【０００９】本発明の光触媒用酸化チタン粉末は、ルチ
ル化率が５０％以下、好ましくは３０％以下、特に好ま
しくは２０％以下であり、アナターゼリッチの結晶構造
を有する。ここで、ルチル化率は、ASTM D3720-84 の方
法に従いＸ線回折測定を行い、ルチル型結晶酸化チタン
の最強回折線（面指数１１０）のピーク面積（Ｉｒ）
と、アナターゼ型結晶酸化チタンの最強回折線（面指数
１０１）のピーク面積（Ｉａ）を求め、次式（１）によ
り算出されるものである。 ルチル化率（重量％）＝１００−１００／（１＋１．２×Ｉｒ／Ｉａ） (1)
ル化率が５０％以下、好ましくは３０％以下、特に好ま
しくは２０％以下であり、アナターゼリッチの結晶構造
を有する。ここで、ルチル化率は、ASTM D3720-84 の方
法に従いＸ線回折測定を行い、ルチル型結晶酸化チタン
の最強回折線（面指数１１０）のピーク面積（Ｉｒ）
と、アナターゼ型結晶酸化チタンの最強回折線（面指数
１０１）のピーク面積（Ｉａ）を求め、次式（１）によ
り算出されるものである。 ルチル化率（重量％）＝１００−１００／（１＋１．２×Ｉｒ／Ｉａ） (1)
【００１０】ここで、ピーク面積（Ｉｒ）及びピーク面
積（Ｉａ）は、Ｘ線回折スペクトルの該当回折線におけ
るベースラインから突出した部分の面積をいう。その算
出方法は公知の方法で行えばよく、例えば、コンピュー
タ計算、近似三角形化などの手法により求められる。
積（Ｉａ）は、Ｘ線回折スペクトルの該当回折線におけ
るベースラインから突出した部分の面積をいう。その算
出方法は公知の方法で行えばよく、例えば、コンピュー
タ計算、近似三角形化などの手法により求められる。
【００１１】本発明の光触媒用酸化チタン粉末は、比表
面積が通常８ｍ2 ／ｇ以下、好ましくは５ｍ2 ／ｇ以
下、特に好ましくは０．５〜３ｍ2 ／ｇである。
面積が通常８ｍ2 ／ｇ以下、好ましくは５ｍ2 ／ｇ以
下、特に好ましくは０．５〜３ｍ2 ／ｇである。
【００１２】本発明の光触媒用酸化チタン粉末は、好ま
しい特性値の組み合わせが、粒径０．５μｍ以上、ルチ
ル化率３０％以下かつ比表面積５ｍ2 ／ｇ以下、特に好
ましくは粒径１．０〜１０μｍ、ルチル化率３０％以下
かつ比表面積０．５〜３ｍ2／ｇである。粒子の形状に
ついては、特にアナターゼ単結晶の低指数面が露出した
八面体などの構造のものが好ましい。
しい特性値の組み合わせが、粒径０．５μｍ以上、ルチ
ル化率３０％以下かつ比表面積５ｍ2 ／ｇ以下、特に好
ましくは粒径１．０〜１０μｍ、ルチル化率３０％以下
かつ比表面積０．５〜３ｍ2／ｇである。粒子の形状に
ついては、特にアナターゼ単結晶の低指数面が露出した
八面体などの構造のものが好ましい。
【００１３】なお、従来、光触媒としてはアナターゼ型
結晶構造を主成分とする酸化チタン粉末が用いられてお
り、該粉末は一般的に粒径数ｎｍ〜数１０ｎｍで比表面
積が大きいため、反応物質を吸着させて反応活性を高め
るには好ましいものである。しかし、該粉末は粒子径が
小さく、光触媒反応において酸化チタン粒子内にバンド
の曲がり（伝導帯と価電子帯が、酸化チタン粒子内部か
ら酸化チタン粒子表面に近づくに従って負の電位方向に
勾配をもつようにエネルギーレベルが引き上げられるこ
と）が生じていないため、酸化チタン粒子表面近傍のエ
ネルギーレベルが十分に高くなく触媒活性は低い。この
ため、従来の光触媒は、アルコール類などの正孔と極め
て高い反応性を示す化合物であれば比較的容易に分解で
きるものの、ダイオキシンなどの難分解性化合物につい
ては分解処理が困難であった。
結晶構造を主成分とする酸化チタン粉末が用いられてお
り、該粉末は一般的に粒径数ｎｍ〜数１０ｎｍで比表面
積が大きいため、反応物質を吸着させて反応活性を高め
るには好ましいものである。しかし、該粉末は粒子径が
小さく、光触媒反応において酸化チタン粒子内にバンド
の曲がり（伝導帯と価電子帯が、酸化チタン粒子内部か
ら酸化チタン粒子表面に近づくに従って負の電位方向に
勾配をもつようにエネルギーレベルが引き上げられるこ
と）が生じていないため、酸化チタン粒子表面近傍のエ
ネルギーレベルが十分に高くなく触媒活性は低い。この
ため、従来の光触媒は、アルコール類などの正孔と極め
て高い反応性を示す化合物であれば比較的容易に分解で
きるものの、ダイオキシンなどの難分解性化合物につい
ては分解処理が困難であった。
【００１４】これに対し、本発明で用いられるアナター
ゼ型単結晶で構成される酸化チタン粉末は、粒子径が従
来のアナターゼ型酸化チタンに比べて非常に大きいた
め、バンドが曲がった状態が形成される。この状態で
は、アナターゼ型単結晶粒子の表面はエネルギーレベル
が十分に高くなり、難分解性の化合物の過電圧を超える
正の電位が加えられた状態となるため、該化合物を効果
的に分解することができる。
ゼ型単結晶で構成される酸化チタン粉末は、粒子径が従
来のアナターゼ型酸化チタンに比べて非常に大きいた
め、バンドが曲がった状態が形成される。この状態で
は、アナターゼ型単結晶粒子の表面はエネルギーレベル
が十分に高くなり、難分解性の化合物の過電圧を超える
正の電位が加えられた状態となるため、該化合物を効果
的に分解することができる。
【００１５】上記本発明の光触媒用酸化チタン粉末は、
従来光触媒用に使用されていたアナターゼ型酸化チタン
微粒子に比べて、非常に大きい粒径と小さい比表面積を
有するアナターゼ型単結晶であるにもかかわらず、非常
に高い光触媒活性を示す。
従来光触媒用に使用されていたアナターゼ型酸化チタン
微粒子に比べて、非常に大きい粒径と小さい比表面積を
有するアナターゼ型単結晶であるにもかかわらず、非常
に高い光触媒活性を示す。
【００１６】本発明の光触媒用酸化チタン粉末は、不純
物の少ない、高純度のものが好ましく、例えば、単結晶
中のＦｅ、Ａｌ、Ｓｉ及びＮａの含有量が各々通常１０
ppm以下であり、かつＣｌの含有量が通常２００ppm 以
下であることが、より高い光触媒活性を発現させるため
に好ましい。また、Ｃｌの含有量は、１００ppm 以下で
あることがより好ましい。
物の少ない、高純度のものが好ましく、例えば、単結晶
中のＦｅ、Ａｌ、Ｓｉ及びＮａの含有量が各々通常１０
ppm以下であり、かつＣｌの含有量が通常２００ppm 以
下であることが、より高い光触媒活性を発現させるため
に好ましい。また、Ｃｌの含有量は、１００ppm 以下で
あることがより好ましい。
【００１７】本発明の光触媒用酸化チタン粉末を製造す
る方法としては、特に制限されず、公知の種々の方法を
用いることができ、例えば、（１）硫酸チタニル、硫酸
チタンなどの含チタン溶液を加水分解させる方法、
（２）チタンアルコキシドなどの有機チタン化合物を加
水分解させる方法、（３）三塩化チタンあるいは四塩化
チタンなどのハロゲン化チタン水溶液を中和又は加水分
解させる方法、（４）四塩化チタンを気相中で酸素と接
触させ酸化させる気相法、あるいは（５）燃焼して水を
生成する水素ガス等の可燃性ガスと酸素を燃焼バーナー
に供給し火炎を形成し、この中に四塩化チタンを導入す
る火炎加水分解法などの方法が挙げられる。このうち、
四塩化チタンの気相反応方法である（４）の気相法ある
いは（５）の火炎加水分解法の乾式法が、低コストでし
かも所望の粒子特性を有するアナターゼ型単結晶が得ら
れる点で好ましい。
る方法としては、特に制限されず、公知の種々の方法を
用いることができ、例えば、（１）硫酸チタニル、硫酸
チタンなどの含チタン溶液を加水分解させる方法、
（２）チタンアルコキシドなどの有機チタン化合物を加
水分解させる方法、（３）三塩化チタンあるいは四塩化
チタンなどのハロゲン化チタン水溶液を中和又は加水分
解させる方法、（４）四塩化チタンを気相中で酸素と接
触させ酸化させる気相法、あるいは（５）燃焼して水を
生成する水素ガス等の可燃性ガスと酸素を燃焼バーナー
に供給し火炎を形成し、この中に四塩化チタンを導入す
る火炎加水分解法などの方法が挙げられる。このうち、
四塩化チタンの気相反応方法である（４）の気相法ある
いは（５）の火炎加水分解法の乾式法が、低コストでし
かも所望の粒子特性を有するアナターゼ型単結晶が得ら
れる点で好ましい。
【００１８】前記（４）の気相法について、具体的に説
明する。先ず、液状の四塩化チタンを予め加熱し、気化
させ反応炉に導入し、同時に、酸素ガスを反応炉に導入
し、酸化反応を行う。酸化反応温度としては５００〜９
００℃、好ましくは６００〜８５０℃、特に好ましくは
７５０〜８５０℃である。このようにアナターゼ型酸化
チタンを得るためには、比較的低温で反応させることが
望ましい。また、酸化反応の際、反応炉中に、四塩化チ
タン及び酸素ガスと共に水素ガスあるいは水蒸気を供給
することも可能である。該酸化反応によりアナターゼ型
結晶粒子を生成させ、その後、結晶粒子を成長させ、ア
ナターゼ型単結晶粒子を得る。その後、該単結晶を冷却
するが、冷却方法としては、通常、冷却ジャケットを具
備した冷却槽などが用いられ、窒素ガス等の不活性ガス
をアナターゼ型単結晶粒子と接触させながら冷却する方
法が挙げられる。その後、冷却されたアナターゼ型単結
晶粒子を捕集し、アナターゼ型単結晶粒子中に残留する
塩素ガスを加熱処理により除去する。前記加熱処理とし
ては、真空加熱処理、空気あるいは窒素ガス雰囲気中で
の加熱又はスチーム処理等が挙げられる。さらに、必要
に応じて、生成したアナターゼ型単結晶粒子を分級処理
して、本発明の光触媒用酸化チタン粉末を得る。
明する。先ず、液状の四塩化チタンを予め加熱し、気化
させ反応炉に導入し、同時に、酸素ガスを反応炉に導入
し、酸化反応を行う。酸化反応温度としては５００〜９
００℃、好ましくは６００〜８５０℃、特に好ましくは
７５０〜８５０℃である。このようにアナターゼ型酸化
チタンを得るためには、比較的低温で反応させることが
望ましい。また、酸化反応の際、反応炉中に、四塩化チ
タン及び酸素ガスと共に水素ガスあるいは水蒸気を供給
することも可能である。該酸化反応によりアナターゼ型
結晶粒子を生成させ、その後、結晶粒子を成長させ、ア
ナターゼ型単結晶粒子を得る。その後、該単結晶を冷却
するが、冷却方法としては、通常、冷却ジャケットを具
備した冷却槽などが用いられ、窒素ガス等の不活性ガス
をアナターゼ型単結晶粒子と接触させながら冷却する方
法が挙げられる。その後、冷却されたアナターゼ型単結
晶粒子を捕集し、アナターゼ型単結晶粒子中に残留する
塩素ガスを加熱処理により除去する。前記加熱処理とし
ては、真空加熱処理、空気あるいは窒素ガス雰囲気中で
の加熱又はスチーム処理等が挙げられる。さらに、必要
に応じて、生成したアナターゼ型単結晶粒子を分級処理
して、本発明の光触媒用酸化チタン粉末を得る。
【００１９】該気相反応法によって製造された本発明の
光触媒用酸化チタン粉末は、アナターゼ型単結晶中に液
相法で得られる酸化チタンのように不純物元素が混入し
たり残留することがなく、酸化チタン以外の他成分を殆
ど含有していない高純度のアナターゼ型酸化チタン単結
晶からなる。このため、光触媒に利用した際に、酸化チ
タン本来の特性が変化せず優れた効果を得ることができ
る。また、ある程度高温で処理されているために結晶欠
陥が少なく、紫外線照射で生成した電子・正孔を有効に
分解反応に利用することができる。
光触媒用酸化チタン粉末は、アナターゼ型単結晶中に液
相法で得られる酸化チタンのように不純物元素が混入し
たり残留することがなく、酸化チタン以外の他成分を殆
ど含有していない高純度のアナターゼ型酸化チタン単結
晶からなる。このため、光触媒に利用した際に、酸化チ
タン本来の特性が変化せず優れた効果を得ることができ
る。また、ある程度高温で処理されているために結晶欠
陥が少なく、紫外線照射で生成した電子・正孔を有効に
分解反応に利用することができる。
【００２０】本発明の光触媒用酸化チタン粉末が使用さ
れる反応系としては、特に制限されないが、従来、アナ
ターゼ型酸化チタンが使用されていた排ガス処理、空気
清浄、防臭、殺菌、抗菌、水処理、照明機器等の汚れ防
止、酸化作用による有害物の分解作用を利用した光触媒
として用いることができる。特に、水の分解反応及びア
ルコールの酸化反応、種々の有機合成の中間原料又は各
種誘導体の製造等の有機合成反応に有用であり、とりわ
け反応物質が、低濃度である溶液反応又は気相反応が好
ましい。
れる反応系としては、特に制限されないが、従来、アナ
ターゼ型酸化チタンが使用されていた排ガス処理、空気
清浄、防臭、殺菌、抗菌、水処理、照明機器等の汚れ防
止、酸化作用による有害物の分解作用を利用した光触媒
として用いることができる。特に、水の分解反応及びア
ルコールの酸化反応、種々の有機合成の中間原料又は各
種誘導体の製造等の有機合成反応に有用であり、とりわ
け反応物質が、低濃度である溶液反応又は気相反応が好
ましい。
【００２１】本発明の光触媒用酸化チタン粉末を用いて
水の分解反応を起こす方法としては、例えば、該アナタ
ーゼ型酸化チタン粉末と水とを反応器に入れ、攪拌し、
次いで、大気中で水銀ランプ等の光を照射する方法、種
々の材料の表面に該アナターゼ型酸化チタン粉末をコー
ティングしたもの水中に浸漬し、水銀ランプ等の光を照
射する方法等が挙げられる。この際の触媒活性は、従来
の超微粒のアナターゼ型酸化チタン光触媒と同等又はそ
れ以上であり、しかも本発明の光触媒用酸化チタン粉末
はこれより大粒径であるため、凝集が少ないなど取り扱
い又はコーティングが容易である。
水の分解反応を起こす方法としては、例えば、該アナタ
ーゼ型酸化チタン粉末と水とを反応器に入れ、攪拌し、
次いで、大気中で水銀ランプ等の光を照射する方法、種
々の材料の表面に該アナターゼ型酸化チタン粉末をコー
ティングしたもの水中に浸漬し、水銀ランプ等の光を照
射する方法等が挙げられる。この際の触媒活性は、従来
の超微粒のアナターゼ型酸化チタン光触媒と同等又はそ
れ以上であり、しかも本発明の光触媒用酸化チタン粉末
はこれより大粒径であるため、凝集が少ないなど取り扱
い又はコーティングが容易である。
【００２２】また、本発明の光触媒用酸化チタン粉末を
用いてアルコールの酸化反応を起こす方法としては、例
えば、該アナターゼ型酸化チタン粉末とアルコールとを
反応器に入れ、攪拌し、次いで、大気中で水銀ランプ等
の光を照射する方法、フィルターなどの基材に該アナタ
ーゼ型酸化チタン粉末をコーティングし、これを反応器
に入れ、次いで水銀ランプ等の光を照射しながら、反応
器に液体あるいは気化したアルコールを注入する方法等
が挙げられる。この際の触媒活性は、上記水の分解反応
と同様、従来の酸化チタン光触媒と比べ、同等あるいは
それ以上であり、しかも大粒径であるため、粉体の取り
扱いが容易である。
用いてアルコールの酸化反応を起こす方法としては、例
えば、該アナターゼ型酸化チタン粉末とアルコールとを
反応器に入れ、攪拌し、次いで、大気中で水銀ランプ等
の光を照射する方法、フィルターなどの基材に該アナタ
ーゼ型酸化チタン粉末をコーティングし、これを反応器
に入れ、次いで水銀ランプ等の光を照射しながら、反応
器に液体あるいは気化したアルコールを注入する方法等
が挙げられる。この際の触媒活性は、上記水の分解反応
と同様、従来の酸化チタン光触媒と比べ、同等あるいは
それ以上であり、しかも大粒径であるため、粉体の取り
扱いが容易である。
【００２３】
【実施例】次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限す
るものではない。また、実施例及び比較例において、酸
化チタン粉末の粒径（ＳＥＭ径）、比表面積、Ｘ線回折
測定方法および不純物の含有量は以下の方法により測定
した。
説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限す
るものではない。また、実施例及び比較例において、酸
化チタン粉末の粒径（ＳＥＭ径）、比表面積、Ｘ線回折
測定方法および不純物の含有量は以下の方法により測定
した。
【００２４】１）平均粒径：電子顕微鏡（ＳＥＭ）によ
り微粒子を観察し、そのＳＥＭ画像を画像解析装置（東
洋紡（株）製 画像解析システム Image Analyzer V1
0）に取り込み、画像を円と仮定し面積より換算した円
相当径を測定した（解析粒子数：約２００個。） ２）Ｘ線回折測定条件：以下の条件で測定した。 ─────────────────────────────────── 回折装置 ＲＡＤ−１Ｃ（株式会社リガク製） Ｘ線管球 Ｃｕ 管電圧・管電流 ４０ｋＶ、３０ｍＡ スリット ＤＳ−ＳＳ：１度、ＲＳ：０．１５ｍｍ モノクロメータ グラファイト 測定間隔 ０．００２度 計数方法 定時計数法 ─────────────────────────────────── また、ルチル化率は、前述の如く、ＡＳＴＭ Ｄ 3720
-84 に従いＸ線回折パターンにおける、ルチル型結晶酸
化チタンの最強干渉線（面指数１１０）のピーク面積
（Ｉｒ）と、アナターゼ型結晶酸化チタンの最強干渉線
（面指数１０１）のピーク面積（Ｉａ）を求め、これら
を上記式（１）に代入して求めた。 ３）比表面積：BET 法により測定した。 ４）不純物の定量：酸化チタン中のＦｅ，Ａｌ，Ｓｉお
よびＮａ成分：原子吸光法により測定した。酸化チタン
中のＣｌ成分：吸光光度法により測定した。
り微粒子を観察し、そのＳＥＭ画像を画像解析装置（東
洋紡（株）製 画像解析システム Image Analyzer V1
0）に取り込み、画像を円と仮定し面積より換算した円
相当径を測定した（解析粒子数：約２００個。） ２）Ｘ線回折測定条件：以下の条件で測定した。 ─────────────────────────────────── 回折装置 ＲＡＤ−１Ｃ（株式会社リガク製） Ｘ線管球 Ｃｕ 管電圧・管電流 ４０ｋＶ、３０ｍＡ スリット ＤＳ−ＳＳ：１度、ＲＳ：０．１５ｍｍ モノクロメータ グラファイト 測定間隔 ０．００２度 計数方法 定時計数法 ─────────────────────────────────── また、ルチル化率は、前述の如く、ＡＳＴＭ Ｄ 3720
-84 に従いＸ線回折パターンにおける、ルチル型結晶酸
化チタンの最強干渉線（面指数１１０）のピーク面積
（Ｉｒ）と、アナターゼ型結晶酸化チタンの最強干渉線
（面指数１０１）のピーク面積（Ｉａ）を求め、これら
を上記式（１）に代入して求めた。 ３）比表面積：BET 法により測定した。 ４）不純物の定量：酸化チタン中のＦｅ，Ａｌ，Ｓｉお
よびＮａ成分：原子吸光法により測定した。酸化チタン
中のＣｌ成分：吸光光度法により測定した。
【００２５】実施例１ 気相法により得られた表１に示す物性を有するアナター
ゼ型酸化チタン単結晶粉末Ａ０．５g と、４．０容量％
の２−プロパノール水溶液２５mlをパイレックス（登録
商標）製の内部照射型反応管中に入れ、撹拌した。次い
で、大気中で５００Ｗの高圧水銀ランプ（光強度をステ
ンレスメッシュにより１／２０に減光）を点灯し、反応
溶液中に酸素ガスを３０ｍｌ／分で通気しながら光触媒
作用による２−プロパノールを酸化させ、アセトンを生
成させる反応を行った。３０分後、生成したアセトンの
量を定量した。その結果、生成アセトン量は７８．６μ
モルであった。
ゼ型酸化チタン単結晶粉末Ａ０．５g と、４．０容量％
の２−プロパノール水溶液２５mlをパイレックス（登録
商標）製の内部照射型反応管中に入れ、撹拌した。次い
で、大気中で５００Ｗの高圧水銀ランプ（光強度をステ
ンレスメッシュにより１／２０に減光）を点灯し、反応
溶液中に酸素ガスを３０ｍｌ／分で通気しながら光触媒
作用による２−プロパノールを酸化させ、アセトンを生
成させる反応を行った。３０分後、生成したアセトンの
量を定量した。その結果、生成アセトン量は７８．６μ
モルであった。
【００２６】
【表１】
【００２７】比較例１市販の表２に示す物性を有するア
ナターゼ型酸化チタン粉末Ｂを用いた以外は実施例１と
同様の方法で行った。その結果、生成アセトン量は４
７．１μモルであった。
ナターゼ型酸化チタン粉末Ｂを用いた以外は実施例１と
同様の方法で行った。その結果、生成アセトン量は４
７．１μモルであった。
【００２８】
【表２】
【００２９】
【発明の効果】本発明の光触媒用酸化チタン粉末は、粒
径０．１μｍ以上の大粒径アナターゼ型単結晶で構成さ
れているので、取扱い性に優れ高い光触媒活性を示す。
径０．１μｍ以上の大粒径アナターゼ型単結晶で構成さ
れているので、取扱い性に優れ高い光触媒活性を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０７Ｃ 45/39 Ｃ０７Ｃ 45/39 49/08 49/08 Ａ // Ｃ０７Ｂ 61/00 ３００ Ｃ０７Ｂ 61/00 ３００ (72)発明者 山田 羊治 大阪府箕面市桜井１丁目22番10号 (72)発明者 堺 英樹 神奈川県茅ヶ崎市茅ヶ崎３−３−５ 東邦 チタニウム株式会社内 Ｆターム(参考） 4G042 BA05 BA08 BB04 4G047 CA02 CB04 CC03 CD04 CD07 4G069 AA02 AA08 AA09 AA14 BA04A BA04B BA48A BB08C BC50C BD12C CC33 EB18X EB18Y EC22X EC22Y FA01 FB01 4H006 AA02 AC44 BA10 BA30 BA95 BB14 BB31 BC18 BC19 BC34 BE30 4H039 CA62 CC30
Claims (5)
- 【請求項１】 粒径０．１μｍ以上かつルチル化率５０
％以下のアナターゼ型単結晶からなることを特徴とする
光触媒用酸化チタン粉末。 - 【請求項２】 Ｆｅ、Ａｌ、Ｓｉ及びＮａ成分の含有量
が各々１０ppm 以下であり、且つＣｌ成分の含有量が２
００ppm 以下であることを特徴とする請求項１記載の光
触媒用酸化チタン粉末。 - 【請求項３】 前記アナターゼ型単結晶が四塩化チタン
の気相反応で得られるものであることを特徴とする請求
項１又は２記載の光触媒用酸化チタン粉末。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項記載の光触
媒用酸化チタンを用いることを特徴とする水の分解方
法。 - 【請求項５】 請求項１〜３のいずれか１項記載の光触
媒用酸化チタンを用いることを特徴とするアルコールの
酸化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000100754A JP2001276615A (ja) | 2000-04-03 | 2000-04-03 | 光触媒用酸化チタン粉末 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000100754A JP2001276615A (ja) | 2000-04-03 | 2000-04-03 | 光触媒用酸化チタン粉末 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001276615A true JP2001276615A (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=18614906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000100754A Pending JP2001276615A (ja) | 2000-04-03 | 2000-04-03 | 光触媒用酸化チタン粉末 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001276615A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003078327A1 (en) * | 2002-03-20 | 2003-09-25 | Showa Denko K. K. | High purity titanium oxide and production process thereof |
| WO2004063431A1 (ja) | 2003-01-09 | 2004-07-29 | Fujikura Ltd. | 酸化チタン粒子およびその製造方法、製造装置ならびにこの酸化チタンを用いた処理方法 |
| JP2006052099A (ja) * | 2004-08-10 | 2006-02-23 | Fujikura Ltd | 酸化チタン粒子とその製造方法及びその利用 |
| JP2007106646A (ja) * | 2005-10-14 | 2007-04-26 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 単結晶アナターゼ型ＴｉＯ２及びその製造方法 |
| JP2009196889A (ja) * | 2009-06-08 | 2009-09-03 | Fujikura Ltd | 酸化チタン粒子 |
| WO2009110413A1 (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-11 | メタウォーター株式会社 | バイオエタノールからのアセトン製造方法 |
| JP2011148697A (ja) * | 2011-04-01 | 2011-08-04 | Fujikura Ltd | 酸化チタン粒子の結晶性評価方法、及び酸化チタン粒子の表面欠陥密度測定方法 |
| CN102173451A (zh) * | 2011-03-18 | 2011-09-07 | 张波 | 一种锐钛矿型纳米材料的制备方法及使用该材料制作的自清洁太阳能玻璃 |
-
2000
- 2000-04-03 JP JP2000100754A patent/JP2001276615A/ja active Pending
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| JP4517080B2 (ja) * | 2005-10-14 | 2010-08-04 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 単結晶アナターゼ型ＴｉＯ２及びその製造方法 |
| WO2009110413A1 (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-11 | メタウォーター株式会社 | バイオエタノールからのアセトン製造方法 |
| JP2009209059A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Metawater Co Ltd | バイオエタノールからのアセトン製造方法 |
| US7973199B2 (en) | 2008-03-03 | 2011-07-05 | Metawater Co., Ltd. | Process for producing acetone from bioethanol |
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| CN102173451A (zh) * | 2011-03-18 | 2011-09-07 | 张波 | 一种锐钛矿型纳米材料的制备方法及使用该材料制作的自清洁太阳能玻璃 |
| JP2011148697A (ja) * | 2011-04-01 | 2011-08-04 | Fujikura Ltd | 酸化チタン粒子の結晶性評価方法、及び酸化チタン粒子の表面欠陥密度測定方法 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090204 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090603 |