JP2002166169A - 酸化亜鉛光触媒 - Google Patents
酸化亜鉛光触媒Info
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- JP2002166169A JP2002166169A JP2000366503A JP2000366503A JP2002166169A JP 2002166169 A JP2002166169 A JP 2002166169A JP 2000366503 A JP2000366503 A JP 2000366503A JP 2000366503 A JP2000366503 A JP 2000366503A JP 2002166169 A JP2002166169 A JP 2002166169A
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- JP
- Japan
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- zinc oxide
- photocatalyst
- type
- oxide photocatalyst
- titanium oxide
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 酸化亜鉛の光溶解が効果的に抑制されてお
り、同時に環境有害物質等の分解除去に利用しうる光触
媒活性を示し、且つ酸化亜鉛自体の持つ透明性およびUV
A吸収効果を維持している酸化亜鉛光触媒を提供する。 【構成】 酸化亜鉛表面を膜厚1ｎｍ〜100ｎｍの酸化チ
タン（ルチル型、アナターゼ型、アモルファス型を問わ
ずTiと酸素の化合物）で被覆してなる。
り、同時に環境有害物質等の分解除去に利用しうる光触
媒活性を示し、且つ酸化亜鉛自体の持つ透明性およびUV
A吸収効果を維持している酸化亜鉛光触媒を提供する。 【構成】 酸化亜鉛表面を膜厚1ｎｍ〜100ｎｍの酸化チ
タン（ルチル型、アナターゼ型、アモルファス型を問わ
ずTiと酸素の化合物）で被覆してなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒として用い
られる酸化亜鉛に係わり、酸化亜鉛表面を酸化チタンで
被覆することにより光溶解の抑制された酸化亜鉛光触媒
に関する。
られる酸化亜鉛に係わり、酸化亜鉛表面を酸化チタンで
被覆することにより光溶解の抑制された酸化亜鉛光触媒
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光半導体の光触媒作用が、水の分
解をはじめ環境有害物質等の分解除去及び抗菌、消臭等
の目的で注目を集めている。特に、酸化チタンに関して
は、種々の光触媒としての利用法が多くの文献に開示さ
れおり、繊維、紙、樹脂及び塗料等に配合して汚れの分
解や消臭、抗菌等の効果を付与した製品が開発されてい
る。
解をはじめ環境有害物質等の分解除去及び抗菌、消臭等
の目的で注目を集めている。特に、酸化チタンに関して
は、種々の光触媒としての利用法が多くの文献に開示さ
れおり、繊維、紙、樹脂及び塗料等に配合して汚れの分
解や消臭、抗菌等の効果を付与した製品が開発されてい
る。
【０００３】酸化亜鉛もまた酸化チタンと同様なエネル
ギーバンド構造を持つため、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、光励起により生成した電
子と正孔が種々の化学反応を引き起こすため高い光触媒
活性を発現する。更に、酸化亜鉛は酸化チタンより屈折
率が低い、UVA吸収効果が高いという優れた特徴を示
す。したがって、酸化亜鉛を光触媒として利用する場
合、低屈折率により高い透明性を示すため基材への高配
合が可能となり得る。また、UVAを効果的に吸収するこ
とにより基材や該被覆品の色あせ防止効果等も期待でき
る。
ギーバンド構造を持つため、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、光励起により生成した電
子と正孔が種々の化学反応を引き起こすため高い光触媒
活性を発現する。更に、酸化亜鉛は酸化チタンより屈折
率が低い、UVA吸収効果が高いという優れた特徴を示
す。したがって、酸化亜鉛を光触媒として利用する場
合、低屈折率により高い透明性を示すため基材への高配
合が可能となり得る。また、UVAを効果的に吸収するこ
とにより基材や該被覆品の色あせ防止効果等も期待でき
る。
【０００４】しかしながら、酸化亜鉛は光照射によりZn
が溶出するといういわゆる光溶解性を示すため、一般に
光触媒としての利用はなされていなかった。一方、酸化
チタンは光溶解しないが高い屈折率のため隠蔽性が高
く、透明性を要する用途には好ましくなかった。
が溶出するといういわゆる光溶解性を示すため、一般に
光触媒としての利用はなされていなかった。一方、酸化
チタンは光溶解しないが高い屈折率のため隠蔽性が高
く、透明性を要する用途には好ましくなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の様な
従来技術の問題点に着目してなされたものであって、そ
の課題とするところは、酸化亜鉛の光溶解が効果的に抑
制されており、同時に、環境有害物質等の分解除去に利
用しうる光触媒活性を示し、且つ酸化亜鉛自体の持つ透
明性およびUVA吸収効果を維持している酸化亜鉛光触媒
を提供することにある。
従来技術の問題点に着目してなされたものであって、そ
の課題とするところは、酸化亜鉛の光溶解が効果的に抑
制されており、同時に、環境有害物質等の分解除去に利
用しうる光触媒活性を示し、且つ酸化亜鉛自体の持つ透
明性およびUVA吸収効果を維持している酸化亜鉛光触媒
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに鋭意検討した結果、酸化亜鉛表面に最適な膜厚で酸
化チタン（ルチル型、アナターゼ型、アモルファス型を
問わずTiと酸素の化合物）を被覆させることにより、前
述の従来技術の課題が解決されることが明らかになっ
た。すなわち、本発明の酸化亜鉛光触媒は、酸化亜鉛表
面を膜厚1ｎｍ〜100ｎｍの酸化チタン（ルチル型、アナ
ターゼ型、アモルファス型を問わずTiと酸素の化合物）
で被覆処理してなり、酸化亜鉛の光溶解性が抑制された
ことを特徴とするものである。
めに鋭意検討した結果、酸化亜鉛表面に最適な膜厚で酸
化チタン（ルチル型、アナターゼ型、アモルファス型を
問わずTiと酸素の化合物）を被覆させることにより、前
述の従来技術の課題が解決されることが明らかになっ
た。すなわち、本発明の酸化亜鉛光触媒は、酸化亜鉛表
面を膜厚1ｎｍ〜100ｎｍの酸化チタン（ルチル型、アナ
ターゼ型、アモルファス型を問わずTiと酸素の化合物）
で被覆処理してなり、酸化亜鉛の光溶解性が抑制された
ことを特徴とするものである。
【０００７】本発明の酸化亜鉛光触媒において、酸化チ
タン（ルチル型、アナターゼ型、アモルファス型を問わ
ずTiと酸素の化合物）の膜厚を１〜１００ｎｍと定めた
のは、その膜厚が１ｎｍ以下では酸化亜鉛の光溶解性が
効果的に抑制されず、一方、１００ｎｍ以上では光励起
により酸化亜鉛内部に生成した電子が過剰な状態になる
ため、電荷分離が効率よく行われず酸化亜鉛の光触媒活
性が低下する、更に、酸化亜鉛自体の特徴である透明性
及びUVA吸収効果も確保することができないという理由
によるものである。
タン（ルチル型、アナターゼ型、アモルファス型を問わ
ずTiと酸素の化合物）の膜厚を１〜１００ｎｍと定めた
のは、その膜厚が１ｎｍ以下では酸化亜鉛の光溶解性が
効果的に抑制されず、一方、１００ｎｍ以上では光励起
により酸化亜鉛内部に生成した電子が過剰な状態になる
ため、電荷分離が効率よく行われず酸化亜鉛の光触媒活
性が低下する、更に、酸化亜鉛自体の特徴である透明性
及びUVA吸収効果も確保することができないという理由
によるものである。
【０００８】本発明の酸化亜鉛光触媒を形成する酸化チ
タンの膜は、酸化チタンの結晶型に左右されるものでは
ない。更に、膜の形成はゾルーゲル法、スパッタリング
等、公知の技術を用いることができる。
タンの膜は、酸化チタンの結晶型に左右されるものでは
ない。更に、膜の形成はゾルーゲル法、スパッタリング
等、公知の技術を用いることができる。
【０００９】また、本発明の酸化亜鉛光触媒に用いる酸
化亜鉛は、その形態、すなわち単結晶、薄膜、粉末、ま
たは燒結体等に限定されるものでなく、あらゆる形態の
酸化亜鉛を選択することが可能である。
化亜鉛は、その形態、すなわち単結晶、薄膜、粉末、ま
たは燒結体等に限定されるものでなく、あらゆる形態の
酸化亜鉛を選択することが可能である。
【００１０】
【実施例】次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限
を受けるものではない。 （実施例１）酸化亜鉛単結晶（１０×１０×０．５ｍ
ｍ）上に、直流マグネトロンスパッタリング法によって
20nm厚アナターゼ構造TiO2薄膜を形成した。出発原料と
して2インチφのTi金属ターゲットを用い、基板-ターゲ
ット距離10cm、基板温度450℃、アルゴンと酸素の混合
雰囲気(Ar:O2=50:50)1Pa下において成膜を行った。
説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限
を受けるものではない。 （実施例１）酸化亜鉛単結晶（１０×１０×０．５ｍ
ｍ）上に、直流マグネトロンスパッタリング法によって
20nm厚アナターゼ構造TiO2薄膜を形成した。出発原料と
して2インチφのTi金属ターゲットを用い、基板-ターゲ
ット距離10cm、基板温度450℃、アルゴンと酸素の混合
雰囲気(Ar:O2=50:50)1Pa下において成膜を行った。
【００１１】（実施例２）チタンアルコキシド（Ti(OE
t)4）１０ｇとエタノール２００ｇ及び水４ｇを混合し
て、チタンアルコキシドを加水分解した。これに超音波
を用いて、酸化亜鉛粉末（一次粒径0.05μｍ）１０ｇを
分散させ、その後遠心分離器で回収して100℃で乾燥さ
せた。得られた酸化亜鉛光触媒の酸化チタン膜厚は5ｎ
ｍであった。
t)4）１０ｇとエタノール２００ｇ及び水４ｇを混合し
て、チタンアルコキシドを加水分解した。これに超音波
を用いて、酸化亜鉛粉末（一次粒径0.05μｍ）１０ｇを
分散させ、その後遠心分離器で回収して100℃で乾燥さ
せた。得られた酸化亜鉛光触媒の酸化チタン膜厚は5ｎ
ｍであった。
【００１２】（比較例１）酸化亜鉛単結晶
【００１３】（比較例２）未処理酸化亜鉛粉末
【００１４】（評価：光溶解性の抑制程度）0.01M硝酸
銀水溶液中に実施例１、実施例２で得られた上記サンプ
ルおよび比較例１、比較例２のサンプルを浸漬して、上
部より紫外線を5分間照射した。反応後の溶液中に溶出
したZn及びサンプル上に析出したAgの定量はICPを用い
て行った。なお、実施例１及び比較例１のサンプルはそ
のまま、実施例２及び比較例２のサンプルは圧粉体を作
成して評価に用いた。その結果、Znの溶出量は、実施例
１のサンプルは比較例１の1/7、実施例２のサンプルは
比較例２の1/3に減少していた。
銀水溶液中に実施例１、実施例２で得られた上記サンプ
ルおよび比較例１、比較例２のサンプルを浸漬して、上
部より紫外線を5分間照射した。反応後の溶液中に溶出
したZn及びサンプル上に析出したAgの定量はICPを用い
て行った。なお、実施例１及び比較例１のサンプルはそ
のまま、実施例２及び比較例２のサンプルは圧粉体を作
成して評価に用いた。その結果、Znの溶出量は、実施例
１のサンプルは比較例１の1/7、実施例２のサンプルは
比較例２の1/3に減少していた。
【００１５】（評価：光透過特性）紫外可視分光光度計
を用いて波長２５０〜８００ｎｍにおける光透過率を測
定した。サンプルが単結晶の場合はそのままサンプルホ
ルダーに固定して、またサンプルが粉体の場合は０．１
ｇをプロピレングリコール１０ｇ中に分散させ、光路長
１０ｍｍの石英セルを用いて測定した。実施例１及び比
較例1についての結果を図１に示した。実施例１および
比較例１の可視〜紫外部における光透過率にはほとんど
差のないことから、該酸化亜鉛触媒は、酸化チタン被膜
によって酸化亜鉛自体の光透過性は損なわれていないこ
とが判明した。
を用いて波長２５０〜８００ｎｍにおける光透過率を測
定した。サンプルが単結晶の場合はそのままサンプルホ
ルダーに固定して、またサンプルが粉体の場合は０．１
ｇをプロピレングリコール１０ｇ中に分散させ、光路長
１０ｍｍの石英セルを用いて測定した。実施例１及び比
較例1についての結果を図１に示した。実施例１および
比較例１の可視〜紫外部における光透過率にはほとんど
差のないことから、該酸化亜鉛触媒は、酸化チタン被膜
によって酸化亜鉛自体の光透過性は損なわれていないこ
とが判明した。
【００１６】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明酸化亜鉛光
触媒について、その光溶解性は有意に抑制されているこ
と、且つ酸化亜鉛自体の有する透明性及びUVA吸収効果
は損なわれないことは明らかである。したがって、本発
明の酸化亜鉛光触媒は、光触媒活性、透明性、耐光性に
優れたコーティング及び塗料材料として利用可能であ
り、特に外観が重視される室内において空気の浄化、更
には壁及び室内装飾品の防汚及び色あせ防止に効果を発
揮する。
触媒について、その光溶解性は有意に抑制されているこ
と、且つ酸化亜鉛自体の有する透明性及びUVA吸収効果
は損なわれないことは明らかである。したがって、本発
明の酸化亜鉛光触媒は、光触媒活性、透明性、耐光性に
優れたコーティング及び塗料材料として利用可能であ
り、特に外観が重視される室内において空気の浄化、更
には壁及び室内装飾品の防汚及び色あせ防止に効果を発
揮する。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年１２月２１日（２０００．１２．
２１）
２１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】追加
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施例１および比較例１のサンプルの
光透過率を示すグラフである。
光透過率を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂口 勲 茨城県つくば市並木１丁目１番科学技術庁 無機材質研究所内 Ｆターム(参考） 4G047 AA02 AB05 AC03 AD03 4G069 AA03 AA08 BA04A BA04B BA48A BB04A BB04B BC35A BC35B CA01 CA11 CC33 EA01Y EA07 EA11 EB15X EB15Y EC22Y FA03 FB02 FB08 FB23
Claims (1)
- 【請求項１】 酸化亜鉛表面を膜厚1ｎｍ〜100ｎｍの酸
化チタンで被覆してなることを特徴とする酸化亜鉛光触
媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000366503A JP2002166169A (ja) | 2000-12-01 | 2000-12-01 | 酸化亜鉛光触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000366503A JP2002166169A (ja) | 2000-12-01 | 2000-12-01 | 酸化亜鉛光触媒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002166169A true JP2002166169A (ja) | 2002-06-11 |
Family
ID=18837116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000366503A Pending JP2002166169A (ja) | 2000-12-01 | 2000-12-01 | 酸化亜鉛光触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002166169A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007136342A (ja) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Tokai Senko Kk | 可視光型光触媒機能性繊維布帛及びその製造方法 |
| JP2011518657A (ja) * | 2008-03-31 | 2011-06-30 | ロックウッド イタリア スパ | 大気汚染物質分解のための光触媒で被覆した粒子の使用 |
-
2000
- 2000-12-01 JP JP2000366503A patent/JP2002166169A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007136342A (ja) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Tokai Senko Kk | 可視光型光触媒機能性繊維布帛及びその製造方法 |
| JP2011518657A (ja) * | 2008-03-31 | 2011-06-30 | ロックウッド イタリア スパ | 大気汚染物質分解のための光触媒で被覆した粒子の使用 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040406 |