JP2002210364A - Zinc oxide film having photocatalytic property and method for forming the film - Google Patents

Zinc oxide film having photocatalytic property and method for forming the film

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JP2002210364A
JP2002210364A JP2001217630A JP2001217630A JP2002210364A JP 2002210364 A JP2002210364 A JP 2002210364A JP 2001217630 A JP2001217630 A JP 2001217630A JP 2001217630 A JP2001217630 A JP 2001217630A JP 2002210364 A JP2002210364 A JP 2002210364A
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zinc oxide
oxide film
film
boron
weight
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Yoshiji Saijo
義司 西條
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C Uyemura and Co Ltd
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C Uyemura and Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a zinc oxide film having good photocatalytic properties. SOLUTION: The zinc oxide film contains 0.001-20 wt.% of boron.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒性を有する
酸化亜鉛皮膜及びその形成方法に関する。
The present invention relates to a zinc oxide film having photocatalytic properties and a method for forming the same.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】酸化チ
タンは優れた光触媒性を有することから、多方面への応
用が実現されている。酸化亜鉛も3.3eVのバンドギ
ャップを有することから酸化チタンと同等の光触媒性が
期待されている。しかしながら、酸化亜鉛皮膜は、その
劣化等により光触媒性を持続させるのには多くの問題が
あった。
2. Description of the Related Art Since titanium oxide has excellent photocatalytic properties, its application to various fields has been realized. Since zinc oxide also has a band gap of 3.3 eV, it is expected to have a photocatalytic property equivalent to that of titanium oxide. However, the zinc oxide film has many problems in maintaining the photocatalytic property due to its deterioration and the like.

【0003】本発明の目的は、これらの問題を解決し、
長期に亘り優れた光触媒性を有する酸化亜鉛皮膜及びそ
の形成方法を提供することにある。
An object of the present invention is to solve these problems,
An object of the present invention is to provide a zinc oxide film having excellent photocatalytic properties over a long period of time and a method for forming the same.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結
果、酸化亜鉛中にホウ素を0.001〜20重量%含有
する酸化亜鉛皮膜、又は金属又は金属化合物により改質
した、ホウ素を0.001〜20重量%含有する酸化亜
鉛皮膜に加熱処理を施すことにより、優れた光触媒性を
有する酸化亜鉛皮膜が得られることを知見した。
Means for Solving the Problems and Embodiments of the Invention The present inventors have made intensive studies to achieve the above object, and as a result, zinc oxide containing 0.001 to 20% by weight of boron in zinc oxide. It has been found that a zinc oxide film having excellent photocatalytic properties can be obtained by performing a heat treatment on a zinc oxide film containing 0.001 to 20% by weight of boron, which has been modified with a film or a metal or a metal compound. .

【0005】即ち、本発明の光触媒性を有する酸化亜鉛
皮膜は、皮膜中にホウ素を0.001〜20重量%含有
するものであり、特にこの皮膜に加熱処理を施すことに
より光触媒性に優れた酸化亜鉛皮膜を得ることができる
ものである。
That is, the zinc oxide film having photocatalytic property of the present invention contains 0.001 to 20% by weight of boron in the film, and particularly, when this film is subjected to a heat treatment, the photocatalytic property is excellent. A zinc oxide film can be obtained.

【0006】従って、本発明は、下記の光触媒性を有す
る酸化亜鉛皮膜及びその形成方法を提供する。 請求項1:酸化亜鉛皮膜中にホウ素が重量割合で0.0
01〜20重量%含有されていることを特徴とする光触
媒性を有する酸化亜鉛皮膜。 請求項2:請求項1記載の皮膜を加熱処理することによ
り得られることを特徴とする光触媒性を有する酸化亜鉛
皮膜。 請求項3:請求項1記載の皮膜をAg,Pd,Au,P
tから選ばれる少なくとも1種の金属イオンを含む水溶
液で処理して酸化亜鉛皮膜表面を該金属又は該金属を含
む化合物で改質し、これを加熱処理することにより得ら
れることを特徴とする光触媒性を有する酸化亜鉛皮膜。 請求項4:酸化亜鉛に対する金属又は金属化合物の割合
が金属として0.01〜30重量%である請求項3記載
の光触媒性を有する酸化亜鉛皮膜。 請求項5:ホウ素を重量割合で0.001〜20重量%
含有した酸化亜鉛皮膜を加熱処理することを特徴とする
光触媒性を有する酸化亜鉛皮膜の形成方法。 請求項6:ホウ素を重量割合で0.001〜20重量%
含有した酸化亜鉛皮膜をAg,Pd,Au,Ptから選
ばれる少なくとも1種の金属イオンを含む水溶液で処理
した後、加熱処理することを特徴とする光触媒性を有す
る酸化亜鉛皮膜の形成方法。
Accordingly, the present invention provides the following zinc oxide film having photocatalytic properties and a method for forming the same. Claim 1: In a zinc oxide film, boron is contained in a weight ratio of 0.0.
A zinc oxide film having photocatalytic properties, which is contained in an amount of from 0.01 to 20% by weight. Claim 2: A zinc oxide film having photocatalytic properties obtained by subjecting the film of claim 1 to a heat treatment. Claim 3: The film according to claim 1 is made of Ag, Pd, Au, P
a photocatalyst obtained by treating the surface of the zinc oxide film with the metal or a compound containing the metal by treating with an aqueous solution containing at least one metal ion selected from the group consisting of Zinc oxide film with properties. In a preferred embodiment, the ratio of the metal or the metal compound to the zinc oxide is 0.01 to 30% by weight as the metal. Claim 5: 0.001 to 20% by weight of boron by weight
A method for forming a zinc oxide film having photocatalytic properties, wherein the zinc oxide film is heat-treated. Claim 6: 0.001 to 20% by weight of boron by weight
A method for forming a photocatalytic zinc oxide film, comprising: treating a zinc oxide film contained therein with an aqueous solution containing at least one metal ion selected from Ag, Pd, Au, and Pt, followed by heat treatment.

【0007】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の光触媒性を有する酸化亜鉛皮膜は、後述する方
法によって基板上に特定割合のホウ素を含有する酸化亜
鉛皮膜を形成するものであるが、この酸化亜鉛皮膜は、
基材上に湿式めっき法(無電解めっき法又は電解めっき
法)により形成する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The zinc oxide film having photocatalytic properties of the present invention forms a zinc oxide film containing a specific proportion of boron on a substrate by a method described below.
It is formed on a substrate by a wet plating method (electroless plating method or electrolytic plating method).

【0008】ここで、基材としては特に制限されない
が、導電性基材としては、NESAガラスやITOガラ
ス、金属板等が使用でき、非導電性基材としては、ガラ
ス基板やプラスチック、セラミック、ガラス繊維、ガラ
スクロス、不織布、天然繊維などが挙げられる。
Here, the substrate is not particularly limited, but NESA glass, ITO glass, a metal plate, or the like can be used as the conductive substrate, and a glass substrate, plastic, ceramic, or the like can be used as the non-conductive substrate. Glass fiber, glass cloth, nonwoven fabric, natural fiber and the like can be mentioned.

【0009】かかる基材に無電解酸化亜鉛皮膜を形成す
る場合は、下記工程で行うことができる。 (1)洗浄:公知の脱脂剤や有機溶媒を使用することが
でき、公知の処理条件で処理することができる。 (2)表面調整:公知の表面調整剤を使用して、基板表
面に電荷を付与する。 (3)触媒付与:公知の触媒付与剤を使用して、基板表
面に触媒を付与する。 (4)無電解酸化亜鉛皮膜作製:基板に酸化亜鉛皮膜を
析出させる。
When forming an electroless zinc oxide film on such a substrate, the following steps can be performed. (1) Washing: A known degreasing agent or organic solvent can be used, and the treatment can be performed under known treatment conditions. (2) Surface conditioning: A known surface conditioning agent is used to impart a charge to the substrate surface. (3) Catalyst application: A catalyst is applied to the substrate surface using a known catalyst applying agent. (4) Preparation of electroless zinc oxide film: A zinc oxide film is deposited on a substrate.

【0010】この場合、上記表面調整剤としては、主成
分としてカチオン性界面活性剤あるいはカチオン性高分
子化合物1〜50g/Lを含有する水溶液を使用するこ
とができ、10〜60℃で1〜10分間浸漬処理するこ
とができる。
In this case, as the surface conditioner, an aqueous solution containing 1 to 50 g / L of a cationic surfactant or a cationic polymer compound as a main component can be used. The immersion treatment can be performed for 10 minutes.

【0011】上記工程(3)での触媒付与処理には、セ
ンシタイジング−アクチベーティング法、キャタリスト
−アクセレレータ法、アルカリキャタリスト法等の無電
解めっき皮膜を形成する触媒処理工程をいずれも使用す
ることができる。とりわけ、Snによるセンシタイジン
グ−Ag活性化処理−Pd活性化処理を採用することが
好ましく、後述する無電解酸化亜鉛皮膜中のホウ素を特
定範囲とする場合に、より光触媒性が向上するようにな
り、また、後述する加熱を加えた場合に、酸化亜鉛皮膜
又は改質酸化亜鉛皮膜の酸化亜鉛の結晶性がより向上し
易くなる。
The catalyst application treatment in the above step (3) includes any of the catalyst treatment steps for forming an electroless plating film, such as a sensitizing-activating method, a catalyst-accelerator method, and an alkaline catalyst method. Can be used. In particular, it is preferable to employ a sensitizing treatment with Sn-Ag activation treatment-Pd activation treatment with Sn, and when the boron in the electroless zinc oxide film described later is in a specific range, the photocatalytic property is further improved. In addition, when heating described later is applied, the zinc oxide crystallinity of the zinc oxide film or the modified zinc oxide film is more easily improved.

【0012】なお、本発明において、上記Ag活性化処
理に用いる活性化剤としては、銀イオン0.0001〜
0.5モル/L、特に0.001〜0.1モル/Lであ
るものが好ましい。
In the present invention, the activator used for the above-mentioned Ag activation treatment may be silver ion 0.0001 to 0.001.
It is preferably 0.5 mol / L, particularly preferably 0.001 to 0.1 mol / L.

【0013】この場合、銀イオンの供給源としては、硫
酸銀、亜硫酸銀、硝酸銀、チオ硫酸銀、メタンスルホン
酸銀などが使用できるが、これに限定されるものではな
い。上記銀イオンを主成分とする溶液には、2価の金属
イオンを混合することで活性化の性能を向上することが
できる。
In this case, silver ion sources such as silver sulfate, silver sulfite, silver nitrate, silver thiosulfate, silver methanesulfonate and the like can be used, but are not limited thereto. Activation performance can be improved by mixing a divalent metal ion with the solution containing silver ions as a main component.

【0014】この例としては、Niイオン、Coイオ
ン、鉄イオン、亜鉛イオン、銅イオンなどが好適に使用
できる。これらの使用濃度は上記銀イオンと同様であ
る。なお、上記銀イオンに対するアニオンは、硫酸イオ
ン、硝酸イオン、ハロゲンイオン、メタンスルホン酸イ
オン等が好適に使用されるが、特に限定されない。ま
た、pHは5〜11程度が適当である。
As this example, Ni ion, Co ion, iron ion, zinc ion, copper ion and the like can be preferably used. These concentrations are the same as those of the silver ions. As the anion for the silver ion, a sulfate ion, a nitrate ion, a halogen ion, a methanesulfonate ion and the like are preferably used, but are not particularly limited. The pH is suitably about 5 to 11.

【0015】本発明の銀を主成分とする溶液の液温は、
広い範囲で設定できるが、通常は15〜60℃とするこ
とが好ましい。また、これらの活性化剤への浸漬時間も
適宜選択できるが、10秒〜5分、好ましくは30秒〜
2分間浸漬処理することが好適である。
The temperature of the silver-based solution of the present invention is:
Although it can be set in a wide range, it is usually preferable to be 15 to 60 ° C. Also, the immersion time in these activators can be appropriately selected, but is preferably 10 seconds to 5 minutes, and more preferably 30 seconds to
It is preferable to perform the immersion treatment for 2 minutes.

【0016】また、上記工程(4)での無電解酸化亜鉛
皮膜析出溶液としては、酸化亜鉛を析出させる液であれ
ばよく、特に制限されないが、硝酸亜鉛等の亜鉛塩を
0.01〜0.5mol/L、好ましくは0.05〜
0.2mol/Lと、ジメチルアミンボラン等のボラン
系還元剤、その他の還元剤を0.001〜0.3mol
/L、好ましくは0.005〜0.1mol/L、特に
0.01〜0.05mol/L含有するpH4〜9程
度、特に6.5程度の処理液を好適に用いることがで
き、10〜80℃で10〜200分間浸漬処理する方法
が採用し得る。この場合、還元剤としてジメチルアミン
ボラン等のボラン系還元剤を用いているために酸化亜鉛
皮膜中にホウ素が共析される。
The electroless zinc oxide film deposition solution in the step (4) is not particularly limited as long as it is a solution for depositing zinc oxide, and a zinc salt such as zinc nitrate is used in an amount of 0.01 to 0. 0.5 mol / L, preferably 0.05 to
0.2 mol / L, 0.001-0.3 mol of borane-based reducing agent such as dimethylamine borane, and other reducing agents
/ L, preferably about 0.005 to 0.1 mol / L, particularly about 0.01 to 0.05 mol / L, and a pH of about 4 to 9, particularly about 6.5, can be suitably used. A method of immersion treatment at 80 ° C. for 10 to 200 minutes can be adopted. In this case, since a borane-based reducing agent such as dimethylamine borane is used as the reducing agent, boron is eutectoid in the zinc oxide film.

【0017】なお、酸化亜鉛皮膜中にホウ素を含有させ
る方法は、上記以外に、浴中にホウ酸を添加することに
よりホウ素を共析させる方法、酸化亜鉛皮膜形成後にホ
ウ酸溶液に浸漬することにより置換あるいは吸着させる
方法がある。浴中にホウ酸を添加する濃度は、無電解酸
化亜鉛析出溶液にホウ酸を0.1〜20g/L、特に1
〜5g/L添加する方法が採用し得る。また、酸化亜鉛
形成後にホウ素を置換又は吸着させる方法は、ホウ酸を
0.1〜30g/L、特に1〜10g/L溶解させた液
に室温で10秒〜5分、特に30秒〜2分間浸漬させる
方法が採用し得る。
In addition to the methods described above, boron is contained in the zinc oxide film by a method of eutecting boron by adding boric acid to the bath, or by immersing in a boric acid solution after forming the zinc oxide film. There is a method of displacing or adsorbing. The concentration at which boric acid is added to the bath is such that boric acid is added to the electroless zinc oxide deposition solution in an amount of 0.1 to 20 g / L, particularly
A method of adding 55 g / L can be adopted. Further, the method of substituting or adsorbing boron after zinc oxide is formed is as follows: a solution in which boric acid is dissolved in 0.1 to 30 g / L, particularly 1 to 10 g / L, at room temperature for 10 seconds to 5 minutes, particularly 30 seconds to 2 A method of immersing for minutes may be employed.

【0018】一方、電解酸化亜鉛皮膜を形成する場合は
下記工程で行うことができる。 (1)洗浄:公知の脱脂剤や有機溶媒を使用することが
でき、公知の処理条件で処理することができる。 (2)電解酸化亜鉛皮膜作製:基板に酸化亜鉛皮膜を析
出させる。
On the other hand, when an electrolytic zinc oxide film is formed, it can be performed in the following steps. (1) Washing: A known degreasing agent or organic solvent can be used, and the treatment can be performed under known treatment conditions. (2) Preparation of electrolytic zinc oxide film: A zinc oxide film is deposited on a substrate.

【0019】この場合、上記工程(2)での電解酸化亜
鉛皮膜析出溶液としては、酸化亜鉛を析出させる液であ
ればよく、特に制限されないが、硝酸亜鉛等の亜鉛塩を
0.01〜0.5mol/L、好ましくは0.05〜
0.2mol/Lと、ジメチルアミンボラン等のボラン
系還元剤、その他の還元剤を0.001〜0.3mol
/L、好ましくは0.005〜0.1mol/L、特に
0.01〜0.05mol/L含有するpH4〜9程
度、特に6.5程度の処理液を好適に用いることがで
き、陽極として亜鉛、カーボン、白金等を用いて導電性
基板1cm2あたり0.1〜20クーロン、好ましくは
1〜10クーロン通電して酸化亜鉛皮膜を得ることがで
きる。浴温は10〜80℃の範囲で用いられる。この場
合、浴中にジメチルアミンボラン等のボラン系還元剤が
存在するために酸化亜鉛皮膜中にホウ素が共析される。
なお、酸化亜鉛皮膜中にホウ素を含有させる方法として
は、浴中にホウ酸を添加することによりホウ素を共析さ
せる方法、酸化亜鉛皮膜形成後にホウ酸溶液に浸漬する
ことにより置換あるいは吸着させる方法を採用すること
もできる。浴中にホウ酸を添加する濃度は、電解酸化亜
鉛析出溶液にホウ酸を0.1〜20g/L、特に1〜5
g/L添加する方法が採用し得る。また、酸化亜鉛形成
後にホウ素を置換あるいは吸着させる方法は、ホウ酸を
0.1〜30g/L、特に1〜10g/L溶解させた液
に室温で10秒〜5分、特に30秒〜2分間浸漬させる
方法が採用し得る。
In this case, the electrolytic zinc oxide film deposition solution in the step (2) is not particularly limited as long as it is a solution for depositing zinc oxide. 0.5 mol / L, preferably 0.05 to
0.2 mol / L, 0.001-0.3 mol of borane-based reducing agent such as dimethylamine borane, and other reducing agents
/ L, preferably about 0.005 to 0.1 mol / L, particularly about 0.01 to 0.05 mol / L, and a treatment liquid having a pH of about 4 to 9, particularly about 6.5 can be suitably used. A zinc oxide film can be obtained by applying a current of 0.1 to 20 coulombs, preferably 1 to 10 coulombs per cm 2 of the conductive substrate using zinc, carbon, platinum or the like. The bath temperature is used in the range of 10 to 80C. In this case, boron is eutectoid in the zinc oxide film due to the presence of a borane-based reducing agent such as dimethylamine borane in the bath.
In addition, as a method of containing boron in the zinc oxide film, a method of eutecting boron by adding boric acid in a bath, and a method of substituting or adsorbing by immersing in a boric acid solution after forming the zinc oxide film Can also be adopted. The concentration of boric acid added to the bath is 0.1 to 20 g / L, particularly 1 to 5 g of boric acid in the electrolytic zinc oxide deposition solution.
A method of adding g / L can be adopted. Further, the method of substituting or adsorbing boron after the formation of zinc oxide is as follows. A method of immersing for minutes may be employed.

【0020】なお、酸化亜鉛皮膜の膜厚は0.001〜
2μm、特に0.01〜1μmとすることができるが、
これに制限されるものではない。
The thickness of the zinc oxide film is 0.001 to 0.001.
2 μm, especially 0.01-1 μm,
It is not limited to this.

【0021】また、酸化亜鉛皮膜中のホウ素量は、0.
001〜20重量%、好ましくは0.01〜15重量
%、更に好ましくは0.1〜10重量%である。
[0021] The amount of boron in the zinc oxide film is 0.1%.
It is 001 to 20% by weight, preferably 0.01 to 15% by weight, and more preferably 0.1 to 10% by weight.

【0022】本発明においては、上記工程後に酸化亜鉛
皮膜を改質することが好ましい。この場合、本発明に係
る酸化亜鉛皮膜用改質剤は、Ag,Pd,Au,Ptイ
オンのうち1種又は2種以上を含有するものである。な
お、対アニオンとしては、その金属化合物を水溶性とす
るものであればよく、特に制限されものではないが、硫
酸イオン、ハロゲンイオン、リン酸イオン、硝酸イオ
ン、酢酸イオン、クエン酸イオン、乳酸イオン、その他
のカルボン酸イオンなどが挙げられる。上記金属イオン
は、水溶液中に0.01〜50g/L、より好ましくは
0.1〜30g/L含有されることが有効である。
In the present invention, it is preferable to modify the zinc oxide film after the above steps. In this case, the zinc oxide coating modifier according to the present invention contains one or more of Ag, Pd, Au, and Pt ions. The counter anion is not particularly limited as long as it makes the metal compound water-soluble, and is not particularly limited. Sulfate ion, halogen ion, phosphate ion, nitrate ion, acetate ion, citrate ion, lactic acid Ions and other carboxylate ions. It is effective that the metal ion is contained in the aqueous solution in an amount of 0.01 to 50 g / L, more preferably 0.1 to 30 g / L.

【0023】上記金属イオン含有水溶液(改質剤)のp
Hは2〜10、特に3〜8であることが好ましい。
The p of the above-mentioned metal ion-containing aqueous solution (modifier)
H is preferably 2 to 10, especially 3 to 8.

【0024】酸化亜鉛皮膜を本発明の改質剤で処理する
場合の条件は、適宜選定されるが、10〜60℃、特に
20〜40℃で、1秒〜10分、特に5秒〜5分程度で
処理する条件を採用することができ、酸化亜鉛皮膜を改
質剤中に浸漬することによって処理することができる
が、スプレー処理等によってもよい。これにより酸化亜
鉛皮膜表面が上記金属又は該金属を含む化合物(主とし
て該金属の酸化物、該金属と亜鉛との合金等、特に金属
酸化物)によって改質される。なお、酸化亜鉛に対する
上記金属及び金属化合物の酸化亜鉛皮膜中での割合は金
属として0.01〜30重量%であることが好ましい。
The conditions for treating the zinc oxide film with the modifier of the present invention are appropriately selected, but are preferably 10 to 60 ° C., particularly 20 to 40 ° C., for 1 second to 10 minutes, particularly 5 seconds to 5 minutes. The treatment can be carried out in a matter of minutes, and the treatment can be carried out by immersing the zinc oxide film in a modifier, but may be carried out by spray treatment or the like. As a result, the surface of the zinc oxide film is modified by the metal or a compound containing the metal (mainly, an oxide of the metal, an alloy of the metal and zinc, particularly a metal oxide). The ratio of the metal and the metal compound to the zinc oxide in the zinc oxide film is preferably 0.01 to 30% by weight as the metal.

【0025】本発明は上記酸化亜鉛又は改質酸化亜鉛を
加熱処理することにより作製する光触媒性を有する酸化
亜鉛皮膜である。
The present invention is a zinc oxide film having photocatalytic properties produced by subjecting the above zinc oxide or modified zinc oxide to a heat treatment.

【0026】上記加熱処理は、150〜700℃、好ま
しくは200〜650℃、更に好ましくは400〜60
0℃で行うことが推奨され、また加熱時間は5分〜2時
間、特に10分〜1時間であることが好ましい。
The heat treatment is performed at 150 to 700 ° C., preferably 200 to 650 ° C., and more preferably 400 to 60 ° C.
It is recommended to carry out at 0 ° C., and the heating time is preferably 5 minutes to 2 hours, particularly preferably 10 minutes to 1 hour.

【0027】更に、加熱雰囲気は、大気中、窒素、ヘリ
ウム、アルゴン等の非酸化性ガス雰囲気、水素等の還元
性ガス雰囲気、これらの混合ガス雰囲気のいずれであっ
てもよい。
Further, the heating atmosphere may be any one of an atmosphere, a non-oxidizing gas atmosphere such as nitrogen, helium, and argon, a reducing gas atmosphere such as hydrogen, and a mixed gas atmosphere thereof.

【0028】本発明によれば、上記工程により、光触媒
性に優れた酸化亜鉛皮膜を得ることができる。この場
合、光触媒性の優れた酸化亜鉛皮膜が得られた理由につ
いては明らかではないが、加熱処理によって酸化亜鉛皮
膜中のホウ素が活性化され、この活性化されたホウ素と
酸化亜鉛との相互作用により、また、酸化亜鉛の結晶性
が向上することにより、光触媒性が向上したものと考え
られる。ここで、酸化亜鉛皮膜中に含有されるホウ素の
含有量は、上述したように、0.001〜20重量%、
特に0.01〜15重量%、更には0.1〜10重量%
であることが好ましい。酸化亜鉛皮膜に含まれるホウ素
の含有量が0.001重量%未満であるとホウ素の添加
効果が薄れて光触媒性が低下し、また20重量%より多
いと酸化亜鉛の結晶性が低下して光触媒性が低下する。
According to the present invention, a zinc oxide film having excellent photocatalytic properties can be obtained by the above steps. In this case, it is not clear why the zinc oxide film having excellent photocatalytic properties was obtained, but the heat treatment activated boron in the zinc oxide film, and the interaction between the activated boron and zinc oxide. It is thought that the photocatalytic property was improved by improving the crystallinity of zinc oxide. Here, the content of boron contained in the zinc oxide film is, as described above, 0.001 to 20% by weight,
Especially 0.01 to 15% by weight, more preferably 0.1 to 10% by weight
It is preferred that When the content of boron contained in the zinc oxide film is less than 0.001% by weight, the effect of adding boron is weakened, and the photocatalytic property is reduced. Is reduced.

【0029】本発明の光触媒性を有する酸化亜鉛皮膜
は、酸化亜鉛皮膜中にホウ素を含有するものであり、上
記方法で得られた酸化亜鉛皮膜を溶解後、ICP(誘導
結合プラズマ発光分光分析装置)で表面の元素分析を行
ったところ、酸化亜鉛皮膜中にホウ素が含有されている
ことが確認された。
The photocatalytic zinc oxide film of the present invention contains boron in the zinc oxide film, and after dissolving the zinc oxide film obtained by the above method, an ICP (inductively coupled plasma emission spectrometer) is used. ), The elemental analysis of the surface confirmed that the zinc oxide film contained boron.

【0030】得られた酸化亜鉛皮膜の光触媒活性につい
て、Xeランプ照射時のアセトアルデヒドガスの分解に
対する活性を評価したところ、初期濃度50ppmのア
セトアルデヒドガスが5分後には1ppm以下まで分解
していることが確認された。
With respect to the photocatalytic activity of the obtained zinc oxide film, the activity against decomposition of acetaldehyde gas upon irradiation with a Xe lamp was evaluated. It was found that the acetaldehyde gas having an initial concentration of 50 ppm was decomposed to 1 ppm or less after 5 minutes. confirmed.

【0031】従って、本発明の酸化亜鉛皮膜は、光触媒
性に優れるため、例えば車両、建築物、ビル、飛行機等
に使用される窓ガラス等の大型基板や、蛍光燈や蛍光燈
周辺部、カーテンや衣類等に使用されるガラス繊維やガ
ラスクロス、不織布、天然繊維等にも利用することが可
能である。
Therefore, the zinc oxide film of the present invention is excellent in photocatalytic properties, and therefore, for example, large substrates such as window glasses used for vehicles, buildings, buildings, airplanes, etc., fluorescent lamps, fluorescent lamp peripheral parts, curtains, etc. It can also be used for glass fiber or glass cloth, non-woven fabric, natural fiber, and the like used for clothing and clothing.

【0032】また、以上のようにして得ることができる
酸化亜鉛皮膜上にTiO2を形成したり、TiO2上に上
記工程により酸化亜鉛皮膜を形成してもよい。
Further, may be formed of TiO 2 on the zinc oxide film can be obtained as described above, in the above step onto the TiO 2 may be formed of zinc oxide film.

【0033】この場合、酸化チタン層はアナターゼ型の
酸化チタンで形成することが好ましく、酸化チタン層は
光触媒機能を持つと共に透明性を持つ。酸化チタン層の
厚みは約1,000〜5,000オングストロームであ
ることが好ましい。上記した光触媒性透明皮膜の製造に
あたっては、TiO2層を塗布法、真空蒸着法により製
膜することができる。
In this case, the titanium oxide layer is preferably formed of anatase type titanium oxide. The titanium oxide layer has a photocatalytic function and has transparency. Preferably, the thickness of the titanium oxide layer is between about 1,000 and 5,000 angstroms. In producing the above-mentioned photocatalytic transparent film, a TiO 2 layer can be formed by a coating method or a vacuum evaporation method.

【0034】このような複層構造物を形成する場合に
も、加熱処理を施すことが好ましい。
In the case of forming such a multilayer structure, it is preferable to perform a heat treatment.

【0035】上記加熱処理は、150〜700℃、好ま
しくは200〜650℃、更に好ましくは300〜60
0℃で行うことが推奨され、また加熱時間は5分〜2時
間、特に10分〜1時間であることが好ましい。
The heat treatment is performed at 150 to 700 ° C., preferably 200 to 650 ° C., and more preferably 300 to 60 ° C.
It is recommended to carry out at 0 ° C., and the heating time is preferably 5 minutes to 2 hours, particularly preferably 10 minutes to 1 hour.

【0036】更に、加熱雰囲気は、大気中、窒素、ヘリ
ウム、アルゴン等の非酸化性ガス雰囲気、水素等の還元
性ガス雰囲気、これらの混合ガス雰囲気のいずれであっ
てもよい。
Further, the heating atmosphere may be any one of an air atmosphere, a non-oxidizing gas atmosphere such as nitrogen, helium, and argon, a reducing gas atmosphere such as hydrogen, and a mixed gas atmosphere thereof.

【0037】本発明によれば、上記酸化亜鉛皮膜とTi
2膜を具備した皮膜を形成することにより、光触媒性
が向上する。
According to the present invention, the above zinc oxide film and Ti
By forming a film having an O 2 film, the photocatalytic property is improved.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、優れた光触媒性を有す
る酸化亜鉛皮膜を形成することができる。
According to the present invention, a zinc oxide film having excellent photocatalytic properties can be formed.

【0039】[0039]

【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限される
ものではない。
EXAMPLES The present invention will be described below in detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

【0040】[実施例1〜5]非導電性基板として、ソ
ーダライムガラスを用い、市販の脱脂剤を用いて洗浄
し、下記表面調整剤に50℃で5分間浸漬後、水洗を行
い、次いで下記センシタイジング溶液で20℃,1分間
センシタイズした後、銀活性化溶液で20℃,1分間活
性化処理し、更にパラジウム活性化溶液で20℃,1分
間活性化処理をした。
Examples 1 to 5 Using soda lime glass as a non-conductive substrate, washing with a commercially available degreasing agent, immersing in the following surface conditioner at 50 ° C. for 5 minutes, washing with water, and then washing After sensitizing with a sensitizing solution described below at 20 ° C. for 1 minute, activation treatment was performed with a silver activating solution at 20 ° C. for 1 minute, and further with a palladium activating solution at 20 ° C. for 1 minute.

【0041】次にそれぞれDMAB(ジメチルアミンボ
ラン)濃度の異なる無電解酸化亜鉛析出溶液に65℃で
30分間浸漬して、ホウ素含有量の異なる酸化亜鉛皮膜
を無電解法で上記基板上に析出させた。脱脂剤 上村工業株式会社製アサヒクリーナーC−4000 5g/L表面調整剤 上村工業株式会社製スルカップCD−202 50mL/Lセンシタイジング溶液 上村工業株式会社製センシタイザーS−10X 100mL/L銀活性化溶液 AgNO3 1.5g/L NiSO4・6H2O 0.3g/L pH 7パラジウム活性化溶液 上村工業株式会社製アクチベーターA−10X 100mL/L無電解酸化亜鉛めっき溶液 実施例1: Zn(NO32・6H2O 30g/L ジメチルアミンボラン 10g/L 実施例2: Zn(NO32・6H2O 30g/L ジメチルアミンボラン 5g/L 実施例3: Zn(NO32・6H2O 30g/L ジメチルアミンボラン 1g/L 実施例4: Zn(NO32・6H2O 30g/L ジメチルアミンボラン 0.5g/L 実施例5: Zn(NO32・6H2O 30g/L ジメチルアミンボラン 0.1g/L 酸化亜鉛中のホウ素の含有量は、皮膜を溶解後ICPに
よる測定により算出した。
Next, the substrate was immersed in an electroless zinc oxide deposition solution having different concentrations of DMAB (dimethylamine borane) at 65 ° C. for 30 minutes to deposit zinc oxide films having different boron contents on the substrate by an electroless method. Was. Degreasing agent Asahi Cleaner C-4000 manufactured by Uemura Kogyo Co., Ltd. 5 g / L Surface conditioner Sulcup CD-202 manufactured by Uemura Kogyo Co., Ltd. 50 mL / L Sensitizing solution Sensitizer S-10X manufactured by Uemura Kogyo Co., Ltd. 100 mL / L silver activated Solution AgNO 3 1.5 g / L NiSO 4 .6H 2 O 0.3 g / L pH 7 palladium activation solution Activator A-10X 100 mL / L electroless zinc oxide plating solution manufactured by Uemura Kogyo Co., Ltd. Example 1: Zn ( NO 3) 2 · 6H 2 O 30g / L dimethylamine borane 10 g / L example 2: Zn (NO 3) 2 · 6H 2 O 30g / L dimethylamine borane 5 g / L example 3: Zn (NO 3) 2 · 6H 2 O 30g / L dimethylamine borane 1 g / L example 4: Zn (NO 3) 2 · 6H 2 O 30g / L dimethylaminopyridine Borane 0.5 g / L Example 5: Zn (NO 3) content of 2 · 6H 2 O 30g / L dimethylamine borane 0.1 g / L boron in zinc oxide, calculated by the measurement by ICP after dissolving the coating did.

【0042】[実施例6〜10]実施例3で得られた皮
膜について、それぞれ大気中、250℃、350℃、4
50℃、550℃、650℃で10分間加熱処理をし
て、実施例5〜8の改質酸化亜鉛皮膜を得た。
[Examples 6 to 10] The films obtained in Example 3 were exposed to air at 250 ° C., 350 ° C., and 4 ° C., respectively.
Heat treatment was performed at 50 ° C., 550 ° C., and 650 ° C. for 10 minutes to obtain modified zinc oxide films of Examples 5 to 8.

【0043】[実施例11〜22]実施例3で得られた
皮膜について、酸化亜鉛皮膜を形成後、表1に示す酸化
亜鉛用改質剤に30℃でそれぞれ30秒〜10分間浸漬
し、550℃で10分間加熱処理して改質酸化亜鉛皮膜
(実施例11〜13:Agによる改質、実施例14〜1
6:Auによる改質、実施例17〜19:Pdによる改
質、実施例20〜22:Ptによる改質)を得た。
[Examples 11 to 22] With respect to the film obtained in Example 3, after forming a zinc oxide film, the film was immersed in a zinc oxide modifier shown in Table 1 at 30 ° C. for 30 seconds to 10 minutes, respectively. Heat treatment at 550 ° C. for 10 minutes to form a modified zinc oxide film (Examples 11 to 13: modification with Ag, Examples 14 to 1)
6: reforming with Au, Examples 17 to 19: reforming with Pd, Examples 20 to 22: reforming with Pt).

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】[比較例1]下記無電解酸化亜鉛めっき溶
液を用いて実施例と同様にして酸化亜鉛皮膜を得た。無電解酸化亜鉛めっき溶液 比較例1: Zn(NO32・6H2O 30g/L ジメチルアミンボラン 20g/L
Comparative Example 1 A zinc oxide film was obtained in the same manner as in the example using the following electroless zinc oxide plating solution. Electroless zinc oxide plating solution Comparative Example 1: Zn (NO 3 ) 2 .6H 2 O 30 g / L Dimethylamine borane 20 g / L

【0046】実施例1〜22及び比較例1で得られた酸
化亜鉛皮膜の光触媒活性について、Xeランプ照射時の
アセトアルデヒドガスの分解に対する活性を評価した。
With respect to the photocatalytic activity of the zinc oxide films obtained in Examples 1 to 22 and Comparative Example 1, the activity for decomposing acetaldehyde gas upon irradiation with a Xe lamp was evaluated.

【0047】試験には石英ガラスを用いたセルを使用
し、初期濃度50ppmになるようにアセトアルデヒド
ガスを調整し、その後5分間Xeランプを照射した後の
セル内のアセトアルデヒドガス濃度をガスクロマトグラ
フで定量分析した。初期濃度に対するアセトアルデヒド
ガスの分解率を表2に示す。
In the test, a cell using quartz glass was used, and acetaldehyde gas was adjusted so as to have an initial concentration of 50 ppm. After that, the cell was irradiated with a Xe lamp for 5 minutes, and the concentration of acetaldehyde gas in the cell was determined by gas chromatography. analyzed. Table 2 shows the decomposition rate of acetaldehyde gas with respect to the initial concentration.

【0048】[0048]

【表2】 [Table 2]

【0049】以上の結果より、本発明の酸化亜鉛は光触
媒性に優れた皮膜であることが認められる。
From the above results, it is confirmed that the zinc oxide of the present invention is a film having excellent photocatalytic properties.

フロントページの続き Fターム(参考) 4G069 AA03 AA08 BA14A BA14B BA48A BB02A BB02B BB04A BB04B BC32A BC32B BC33A BC33B BC35A BC35B BC72A BC72B BC75A BC75B BD03A BD03B CA10 CA17 EA07 EA11 FA03 FB17 FB21 FB29 FC08 Continued on the front page F-term (reference) 4G069 AA03 AA08 BA14A BA14B BA48A BB02A BB02B BB04A BB04B BC32A BC32B BC33A BC33B BC35A BC35B BC72A BC72B BC75A BC75B BD03A BD03B CA10 CA17 EA07 EA11 FB08

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸化亜鉛皮膜中にホウ素が重量割合で
0.001〜20重量%含有されていることを特徴とす
る光触媒性を有する酸化亜鉛皮膜。
1. A photocatalytic zinc oxide film, characterized in that the zinc oxide film contains 0.001 to 20% by weight of boron by weight.
【請求項2】 請求項1記載の皮膜を加熱処理すること
により得られることを特徴とする光触媒性を有する酸化
亜鉛皮膜。
2. A zinc oxide film having photocatalytic properties, which is obtained by heat-treating the film according to claim 1.
【請求項3】 請求項1記載の皮膜をAg,Pd,A
u,Ptから選ばれる少なくとも1種の金属イオンを含
む水溶液で処理して酸化亜鉛皮膜表面を該金属又は該金
属を含む化合物で改質し、これを加熱処理することによ
り得られることを特徴とする光触媒性を有する酸化亜鉛
皮膜。
3. The coating according to claim 1, wherein said coating is Ag, Pd, A
the zinc oxide film surface is treated with an aqueous solution containing at least one metal ion selected from u and Pt to modify the surface of the zinc oxide film with the metal or a compound containing the metal, and then heat-treated. Zinc oxide film with photocatalytic properties.
【請求項4】 酸化亜鉛に対する金属又は金属化合物の
割合が金属として0.01〜30重量%である請求項3
記載の光触媒性を有する酸化亜鉛皮膜。
4. The method according to claim 3, wherein the ratio of the metal or the metal compound to the zinc oxide is 0.01 to 30% by weight as the metal.
A zinc oxide film having the photocatalytic property described above.
【請求項5】 ホウ素を重量割合で0.001〜20重
量%含有した酸化亜鉛皮膜を加熱処理することを特徴と
する光触媒性を有する酸化亜鉛皮膜の形成方法。
5. A method for forming a zinc oxide film having photocatalytic properties, comprising heating a zinc oxide film containing 0.001 to 20% by weight of boron by weight.
【請求項6】 ホウ素を重量割合で0.001〜20重
量%含有した酸化亜鉛皮膜をAg,Pd,Au,Ptか
ら選ばれる少なくとも1種の金属イオンを含む水溶液で
処理した後、加熱処理することを特徴とする光触媒性を
有する酸化亜鉛皮膜の形成方法。
6. A zinc oxide film containing 0.001 to 20% by weight of boron by weight is treated with an aqueous solution containing at least one metal ion selected from Ag, Pd, Au and Pt, and then heated. A method for forming a zinc oxide film having photocatalytic properties, comprising:
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