JP2002321907A - 表面改質された無機系酸化物及び無機系酸窒化物 - Google Patents
表面改質された無機系酸化物及び無機系酸窒化物Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 可視光領域における光触媒として高い性能を
有する表面改質された無機系酸化物及び無機系酸窒化物
を提供する。 【解決手段】 酸窒化チタンの表面にアミノ基、アミド
基、アジド塩、シアン塩、シアン酸塩、カルボン酸塩の
うちの少なくとも１種の官能基または不純物を存在させ
ると、表面改質されていない酸窒化チタンに比べ、可視
光時の光触媒性能を大幅に向上させることができる。
有する表面改質された無機系酸化物及び無機系酸窒化物
を提供する。 【解決手段】 酸窒化チタンの表面にアミノ基、アミド
基、アジド塩、シアン塩、シアン酸塩、カルボン酸塩の
うちの少なくとも１種の官能基または不純物を存在させ
ると、表面改質されていない酸窒化チタンに比べ、可視
光時の光触媒性能を大幅に向上させることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、触媒、光触媒、光
化学電池電極等に使用することができる、表面改質され
た無機系酸化物及び無機系酸窒化物に関する。
化学電池電極等に使用することができる、表面改質され
た無機系酸化物及び無機系酸窒化物に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、光触媒として酸化チタン（Ｔ
ｉＯ２ ）、特にアナターゼ型二酸化チタンが広く使用
されている。このアナターゼ型二酸化チタンは、光触媒
として使用されると、紫外光において触媒活性を示す
が、可視光においてはほとんど触媒活性を示さない。太
陽エネルギの効率的な利用の観点からも、また太陽光以
外の光源を使用するという観点からも、可視光照射下で
動作する光触媒物質が必要となる。
ｉＯ２ ）、特にアナターゼ型二酸化チタンが広く使用
されている。このアナターゼ型二酸化チタンは、光触媒
として使用されると、紫外光において触媒活性を示す
が、可視光においてはほとんど触媒活性を示さない。太
陽エネルギの効率的な利用の観点からも、また太陽光以
外の光源を使用するという観点からも、可視光照射下で
動作する光触媒物質が必要となる。
【０００３】現在、このような可視光領域で動作できる
可視光動作型光触媒として酸窒化チタン（Ｔｉ−Ｏ−Ｎ
）が注目されている。
可視光動作型光触媒として酸窒化チタン（Ｔｉ−Ｏ−Ｎ
）が注目されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の可視光動作
型光触媒である酸窒化チタンは、可視光領域において良
好な光触媒活性を示す物質である。しかし、太陽エネル
ギ等をより効率的に利用する為に、上記酸窒化チタン等
の可視光動作型光触媒の性能をさらに向上させることが
望ましい。
型光触媒である酸窒化チタンは、可視光領域において良
好な光触媒活性を示す物質である。しかし、太陽エネル
ギ等をより効率的に利用する為に、上記酸窒化チタン等
の可視光動作型光触媒の性能をさらに向上させることが
望ましい。
【０００５】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、可視光領域における光触媒と
して高い性能を有する表面改質された無機系酸化物及び
無機系酸窒化物を提供する事にある。
ものであり、その目的は、可視光領域における光触媒と
して高い性能を有する表面改質された無機系酸化物及び
無機系酸窒化物を提供する事にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、表面改質された無機系酸化物または無機
系酸窒化物であって、表面に、アミノ基（ＮＨ２−）、
アミド基（−ＣＯ−ＮＨ−）、アジド塩（Ｎ３−）、シ
アン塩（ＣＮ−）、シアン酸塩（ＯＣＮ−）、カルボン
酸塩（−ＣＯＯ−）のうちの少なくとも１種の官能基ま
たは不純物を有することを特徴とする。
に、本発明は、表面改質された無機系酸化物または無機
系酸窒化物であって、表面に、アミノ基（ＮＨ２−）、
アミド基（−ＣＯ−ＮＨ−）、アジド塩（Ｎ３−）、シ
アン塩（ＣＮ−）、シアン酸塩（ＯＣＮ−）、カルボン
酸塩（−ＣＯＯ−）のうちの少なくとも１種の官能基ま
たは不純物を有することを特徴とする。
【０００７】また、表面改質された酸化チタンまたは酸
窒化チタンであって、表面に、アミノ基（ＮＨ２−）、
アミド基（−ＣＯ−ＮＨ−）、アジド塩（Ｎ３−）、シ
アン塩（ＣＮ−）、シアン酸塩（ＯＣＮ−）、カルボン
酸塩（−ＣＯＯ−）のうちの少なくとも１種の官能基ま
たは不純物を有することを特徴とする。
窒化チタンであって、表面に、アミノ基（ＮＨ２−）、
アミド基（−ＣＯ−ＮＨ−）、アジド塩（Ｎ３−）、シ
アン塩（ＣＮ−）、シアン酸塩（ＯＣＮ−）、カルボン
酸塩（−ＣＯＯ−）のうちの少なくとも１種の官能基ま
たは不純物を有することを特徴とする。
【０００８】上記各構成によれば、官能基または不純物
により表面改質されるので、光触媒としての性能を向上
できる。
により表面改質されるので、光触媒としての性能を向上
できる。
【０００９】また、光触媒物質であって、上記表面改質
された酸化チタンまたは酸窒化チタンを含むことを特徴
とする。
された酸化チタンまたは酸窒化チタンを含むことを特徴
とする。
【００１０】上記構成によれば、表面改質された酸化チ
タンまたは酸窒化チタンを含むことにより、光電変換効
率の高い光触媒物質を実現できる。
タンまたは酸窒化チタンを含むことにより、光電変換効
率の高い光触媒物質を実現できる。
【００１１】また、光化学電池電極物質であって、表面
改質された酸化チタンまたは酸窒化チタンを含むことを
特徴とする。
改質された酸化チタンまたは酸窒化チタンを含むことを
特徴とする。
【００１２】上記構成によれば、表面改質された酸化チ
タンまたは酸窒化チタンを含むことにより、キャリア移
動効率が向上された高性能な光化学電池電極物質を実現
できる。
タンまたは酸窒化チタンを含むことにより、キャリア移
動効率が向上された高性能な光化学電池電極物質を実現
できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）を説明する。
実施形態という）を説明する。
【００１４】本発明者らは、酸化チタン等の無機系酸化
物及び酸窒化チタン等の無機系酸窒化物の光触媒として
の活性を向上させる為に、これらの物質の表面を改質す
ることができる表面不純物或いは官能基を種々検討し
た。その結果、アミノ基（ＮＨ ２− ）、アミド基（−
ＣＯ−ＮＨ−）、アジド塩（Ｎ３ −）、シアン塩（Ｃ
Ｎ−）、シアン酸塩（ＯＣＮ−）、カルボン酸塩（−Ｃ
ＯＯ−）等を表面不純物或いは官能基として使用するこ
とが好適であることを見出した。これらの各物質のうち
の少なくとも１種の官能基または不純物を無機系酸化物
または無機系酸窒化物の表面に存在させると、無機系酸
化物または無機系酸窒化物表面と光触媒反応による被分
解物質との界面において、高い触媒活性効果を発揮す
る。
物及び酸窒化チタン等の無機系酸窒化物の光触媒として
の活性を向上させる為に、これらの物質の表面を改質す
ることができる表面不純物或いは官能基を種々検討し
た。その結果、アミノ基（ＮＨ ２− ）、アミド基（−
ＣＯ−ＮＨ−）、アジド塩（Ｎ３ −）、シアン塩（Ｃ
Ｎ−）、シアン酸塩（ＯＣＮ−）、カルボン酸塩（−Ｃ
ＯＯ−）等を表面不純物或いは官能基として使用するこ
とが好適であることを見出した。これらの各物質のうち
の少なくとも１種の官能基または不純物を無機系酸化物
または無機系酸窒化物の表面に存在させると、無機系酸
化物または無機系酸窒化物表面と光触媒反応による被分
解物質との界面において、高い触媒活性効果を発揮す
る。
【００１５】上記無機系酸化物または無機系酸窒化物
は、光触媒として使用することができるものであり、例
えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化鉄、酸化タ
ングステン、酸化珪素、酸化ニオブ及びこれらの酸窒化
物等が挙げられる。無機系酸化物または無機系酸窒化物
としては、これらの物質のうちから選ばれた１つまたは
複数を用いることができるが、酸化チタンと酸窒化チタ
ンとが光触媒として特に好適である。ただし、必ずしも
上記各物質に限定されるものではない。
は、光触媒として使用することができるものであり、例
えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化鉄、酸化タ
ングステン、酸化珪素、酸化ニオブ及びこれらの酸窒化
物等が挙げられる。無機系酸化物または無機系酸窒化物
としては、これらの物質のうちから選ばれた１つまたは
複数を用いることができるが、酸化チタンと酸窒化チタ
ンとが光触媒として特に好適である。ただし、必ずしも
上記各物質に限定されるものではない。
【００１６】このような無機系酸化物及び無機酸窒化物
の表面改質は、これらと所定の有機化合物との混合物を
加熱することにより行なう。この場合の有機化合物とし
ては、窒素及び酸素の少なくともいずれか１つを含むも
のが好適であり、例えば、アミン、アミノ酸、アミノ酸
塩、アミド、アジド、シアン、シアン塩、シアン酸、シ
アン酸塩、カルボン酸、カルボン酸塩、尿素、尿素化合
物、カルバミン酸、カルバミン酸塩、シアヌル酸、シア
ヌル酸塩、クロロギ酸エステル等がある。これらの物質
のうち少なくとも１種類の有機化合物を用いることがで
きるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。特
に、毒性、反応性等の観点から、取扱いが容易で反応性
の高い尿素が好適である。
の表面改質は、これらと所定の有機化合物との混合物を
加熱することにより行なう。この場合の有機化合物とし
ては、窒素及び酸素の少なくともいずれか１つを含むも
のが好適であり、例えば、アミン、アミノ酸、アミノ酸
塩、アミド、アジド、シアン、シアン塩、シアン酸、シ
アン酸塩、カルボン酸、カルボン酸塩、尿素、尿素化合
物、カルバミン酸、カルバミン酸塩、シアヌル酸、シア
ヌル酸塩、クロロギ酸エステル等がある。これらの物質
のうち少なくとも１種類の有機化合物を用いることがで
きるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。特
に、毒性、反応性等の観点から、取扱いが容易で反応性
の高い尿素が好適である。
【００１７】上述した無機系酸化物または無機系酸窒化
物と上記有機化合物との混合比は任意で良いが、例えば
無機系酸化物としてアナターゼ型二酸化チタン粉末を使
用し、有機化合物として尿素粉末を使用する場合には、
二酸化チタン粉末１００に対し尿素粉末を０．１以上１
万未満のモル重量比で混合することが望ましい。これ
は、０．１未満のモル重量比では尿素が少なすぎて二酸
化チタン粉末表面に十分な量の表面不純物或いは官能基
を形成させることができない為であり、また１万以上の
モル重量比では、尿素粉末が過剰となる為である。
物と上記有機化合物との混合比は任意で良いが、例えば
無機系酸化物としてアナターゼ型二酸化チタン粉末を使
用し、有機化合物として尿素粉末を使用する場合には、
二酸化チタン粉末１００に対し尿素粉末を０．１以上１
万未満のモル重量比で混合することが望ましい。これ
は、０．１未満のモル重量比では尿素が少なすぎて二酸
化チタン粉末表面に十分な量の表面不純物或いは官能基
を形成させることができない為であり、また１万以上の
モル重量比では、尿素粉末が過剰となる為である。
【００１８】ここで、二酸化チタン粉末１００に対し、
尿素粉末を０．１以上１０未満のモル重量比で混合する
場合、好ましくは０．２以上５未満のモル重量比で混合
する場合には、その混合物を加熱することにより前述し
た不純物または官能基を表面に有する、表面改質された
二酸化チタン粉末を得ることができる。
尿素粉末を０．１以上１０未満のモル重量比で混合する
場合、好ましくは０．２以上５未満のモル重量比で混合
する場合には、その混合物を加熱することにより前述し
た不純物または官能基を表面に有する、表面改質された
二酸化チタン粉末を得ることができる。
【００１９】さらに、二酸化チタン粉末１００に対し、
尿素粉末を約１０以上１万未満のモル重量比で混合する
場合、好ましくは２０以上５００未満のモル重量比で混
合する場合には、その混合物を加熱することにより、二
酸化チタンの窒化が同時に起き、前述した不純物または
官能基を表面に有する、表面改質された酸窒化チタン粉
末を得ることができる。
尿素粉末を約１０以上１万未満のモル重量比で混合する
場合、好ましくは２０以上５００未満のモル重量比で混
合する場合には、その混合物を加熱することにより、二
酸化チタンの窒化が同時に起き、前述した不純物または
官能基を表面に有する、表面改質された酸窒化チタン粉
末を得ることができる。
【００２０】上述した混合物の加熱温度としては、無機
系酸化物または無機系酸窒化物と所定の有機化合物とが
反応して当該無機系酸化物または無機系酸窒化物の表面
に上記不純物または官能基が形成される温度であれば良
い。例えば、無機系酸化物としてアナターゼ型二酸化チ
タン粉末を使用し、有機化合物として尿素粉末を使用す
る場合には、１３０℃以上８００℃以下が好ましい。こ
れは、尿素の融点である１３０℃未満では尿素が固体粉
末状であり、尿素と二酸化チタン粉末とがほとんど反応
しない為であり、また、８００℃以上では二酸化チタン
粉末表面に形成された上記不純物または官能基が脱離ま
たは分解してしまう為である。
系酸化物または無機系酸窒化物と所定の有機化合物とが
反応して当該無機系酸化物または無機系酸窒化物の表面
に上記不純物または官能基が形成される温度であれば良
い。例えば、無機系酸化物としてアナターゼ型二酸化チ
タン粉末を使用し、有機化合物として尿素粉末を使用す
る場合には、１３０℃以上８００℃以下が好ましい。こ
れは、尿素の融点である１３０℃未満では尿素が固体粉
末状であり、尿素と二酸化チタン粉末とがほとんど反応
しない為であり、また、８００℃以上では二酸化チタン
粉末表面に形成された上記不純物または官能基が脱離ま
たは分解してしまう為である。
【００２１】また、上記混合物を加熱する際には、どの
ような雰囲気であっても良く、特に限定はされないが、
大気中、窒素ガス中、アルゴンガス中、アンモニアガス
中などが好適である。
ような雰囲気であっても良く、特に限定はされないが、
大気中、窒素ガス中、アルゴンガス中、アンモニアガス
中などが好適である。
【００２２】なお、以上に述べた実施形態では、無機系
酸化物または無機系酸窒化物と所定の有機化合物とがと
もに粉末の形状である場合を説明したが、必ずしもこれ
に限定されるものではない。例えば、薄膜状の無機系酸
化物または無機系酸窒化物に液状の有機化合物を塗布し
加熱して反応させる方法とすることもできる。
酸化物または無機系酸窒化物と所定の有機化合物とがと
もに粉末の形状である場合を説明したが、必ずしもこれ
に限定されるものではない。例えば、薄膜状の無機系酸
化物または無機系酸窒化物に液状の有機化合物を塗布し
加熱して反応させる方法とすることもできる。
【００２３】以上の実施形態では、無機系酸化物または
無機系酸窒化物を光触媒として用いる例を説明したが、
これを所定の化学反応の触媒として用いる場合にも、触
媒表面に存在する不純物または官能基により触媒反応物
質の吸着能或いは反応物質と触媒との間のキャリア移動
速度や移動効率が向上でき、高活性の触媒とすることが
できる。
無機系酸窒化物を光触媒として用いる例を説明したが、
これを所定の化学反応の触媒として用いる場合にも、触
媒表面に存在する不純物または官能基により触媒反応物
質の吸着能或いは反応物質と触媒との間のキャリア移動
速度や移動効率が向上でき、高活性の触媒とすることが
できる。
【００２４】また、光化学電池電極として使用する場合
にも、不純物や官能基により表面準位が形成され、キャ
リア移動速度及び移動効率が高く高性能な光化学電池電
極を得ることができる。さらに、無機系酸化物または無
機系酸窒化物と色素などを組合わせたものを光化学電池
電極として使用する場合にも、有機物の吸着能や有機物
との間のキャリア移動速度や移動効率が向上でき、高性
能な光化学電池電極とすることができる。
にも、不純物や官能基により表面準位が形成され、キャ
リア移動速度及び移動効率が高く高性能な光化学電池電
極を得ることができる。さらに、無機系酸化物または無
機系酸窒化物と色素などを組合わせたものを光化学電池
電極として使用する場合にも、有機物の吸着能や有機物
との間のキャリア移動速度や移動効率が向上でき、高性
能な光化学電池電極とすることができる。
【００２５】以上に述べた実施形態の具体例を、以下に
実施例として説明する。
実施例として説明する。
【００２６】実施例１．表面改質された酸窒化チタン光
触媒物質を以下の方法で作製した。
触媒物質を以下の方法で作製した。
【００２７】アナターゼ型二酸化チタン粉末と尿素粉末
とを、１００対１００のモル重量比で混合し、アンモニ
アガス中において４００℃で３０分間加熱した。この処
理により、粉末は橙色に変化する。色が変化するのは、
二酸化チタン粉末に窒素が導入されて酸窒化チタンとな
る為である。この処理により得られた粉末を水洗、乾燥
する。
とを、１００対１００のモル重量比で混合し、アンモニ
アガス中において４００℃で３０分間加熱した。この処
理により、粉末は橙色に変化する。色が変化するのは、
二酸化チタン粉末に窒素が導入されて酸窒化チタンとな
る為である。この処理により得られた粉末を水洗、乾燥
する。
【００２８】このようにして作製された表面改質された
酸窒化チタン粉末の表面に存在する不純物と官能基を顕
微ＩＲ法（透過法）で分析すると、図１に示されるＩＲ
スペクトルが得られる。
酸窒化チタン粉末の表面に存在する不純物と官能基を顕
微ＩＲ法（透過法）で分析すると、図１に示されるＩＲ
スペクトルが得られる。
【００２９】図１には、横軸に波数が、縦軸に吸光度が
それぞれ示されている。図１から分かるように、３３５
０ｃｍ−１、３２２０ｃｍ−１にアミノ基（ＮＨ
２ −）に由来する吸収ピークが認められ、２０５０ｃ
ｍ−１にアジド塩（Ｎ３ −）、シアン塩（ＣＮ−）、
シアン酸塩（ＯＣＮ−）、アミド基（−ＣＯ−ＮＨ−）
に由来する吸収ピークが認められ、１６４０ｃｍ−１、
１５５０ｃｍ−１にアミド基（−ＣＯ−ＮＨ−）、カル
ボン酸塩（−ＣＯＯ−）に由来する吸収ピークが認めら
れる。なお、６００〜８００ｃｍ−１の幅の広い吸収ピ
ークはＴｉ−Ｏに由来する吸収ピークであり、１６５０
ｃｍ−１の吸収ピーク及び３４００ｃｍ−１付近の幅の
広い吸収ピークはＨ２ Ｏ、−ＯＨに由来する吸収ピー
クである。これらＴｉ−Ｏ、Ｈ２ Ｏ、−ＯＨに由来す
る吸収ピークは、本発明において特徴となる表面不純物
または官能基に由来するものではない。
それぞれ示されている。図１から分かるように、３３５
０ｃｍ−１、３２２０ｃｍ−１にアミノ基（ＮＨ
２ −）に由来する吸収ピークが認められ、２０５０ｃ
ｍ−１にアジド塩（Ｎ３ −）、シアン塩（ＣＮ−）、
シアン酸塩（ＯＣＮ−）、アミド基（−ＣＯ−ＮＨ−）
に由来する吸収ピークが認められ、１６４０ｃｍ−１、
１５５０ｃｍ−１にアミド基（−ＣＯ−ＮＨ−）、カル
ボン酸塩（−ＣＯＯ−）に由来する吸収ピークが認めら
れる。なお、６００〜８００ｃｍ−１の幅の広い吸収ピ
ークはＴｉ−Ｏに由来する吸収ピークであり、１６５０
ｃｍ−１の吸収ピーク及び３４００ｃｍ−１付近の幅の
広い吸収ピークはＨ２ Ｏ、−ＯＨに由来する吸収ピー
クである。これらＴｉ−Ｏ、Ｈ２ Ｏ、−ＯＨに由来す
る吸収ピークは、本発明において特徴となる表面不純物
または官能基に由来するものではない。
【００３０】以上より、本実施例に係る酸窒化チタン粉
末の表面には、アミノ基、アジド塩、シアン塩、シアン
酸塩、アミド基、カルボン酸塩が不純物または官能基と
して存在していることが分かる。
末の表面には、アミノ基、アジド塩、シアン塩、シアン
酸塩、アミド基、カルボン酸塩が不純物または官能基と
して存在していることが分かる。
【００３１】実施例２．表面改質された酸化チタン光触
媒物質を以下の方法で作製した。
媒物質を以下の方法で作製した。
【００３２】アナターゼ型二酸化チタン粉末と尿素粉末
とを１００対１のモル重量比で混合し、この混合粉末を
アルゴンガス中において４５０℃で３０分間加熱した。
この処理により粉末の色は変化しない。色が変化しない
のは実施例１に比べて尿素粉末の量が少なくかつ熱処理
ガスがアルゴンガスである為、二酸化チタンが窒化され
ない為である。この処理により得られた粉末を水洗、乾
燥した。
とを１００対１のモル重量比で混合し、この混合粉末を
アルゴンガス中において４５０℃で３０分間加熱した。
この処理により粉末の色は変化しない。色が変化しない
のは実施例１に比べて尿素粉末の量が少なくかつ熱処理
ガスがアルゴンガスである為、二酸化チタンが窒化され
ない為である。この処理により得られた粉末を水洗、乾
燥した。
【００３３】上記方法で作成された表面改質された酸化
チタン粉末の表面に存在する不純物と官能基を顕微ＩＲ
法（透過法）で分析すると、実施例１と同様にアミノ基
（ＮＨ２ −）、アミド基（−ＣＯ−ＮＨ−）、アジド
塩（Ｎ３ −）、シアン塩（ＣＮ−）、シアン酸塩（Ｏ
ＣＮ−）、カルボン酸塩（−ＣＯＯ−）に由来する吸収
ピークが認められた。
チタン粉末の表面に存在する不純物と官能基を顕微ＩＲ
法（透過法）で分析すると、実施例１と同様にアミノ基
（ＮＨ２ −）、アミド基（−ＣＯ−ＮＨ−）、アジド
塩（Ｎ３ −）、シアン塩（ＣＮ−）、シアン酸塩（Ｏ
ＣＮ−）、カルボン酸塩（−ＣＯＯ−）に由来する吸収
ピークが認められた。
【００３４】比較例１．表面に不純物や官能基を有しな
い酸窒化チタン光触媒物質を以下の方法で作成した。
い酸窒化チタン光触媒物質を以下の方法で作成した。
【００３５】アナターゼ型二酸化チタン粉末をアンモニ
アガス中において６００℃で３時間加熱した。この処理
により、粉末は黄色に変化する。この処理により得られ
た粉末を水洗、乾燥した。この方法で作成された酸窒化
チタン粉末の表面に存在する不純物と官能基を顕微ＩＲ
法（透過法）で分析しても、上記の不純物や官能基に由
来する吸収ピークは認められなかった。
アガス中において６００℃で３時間加熱した。この処理
により、粉末は黄色に変化する。この処理により得られ
た粉末を水洗、乾燥した。この方法で作成された酸窒化
チタン粉末の表面に存在する不純物と官能基を顕微ＩＲ
法（透過法）で分析しても、上記の不純物や官能基に由
来する吸収ピークは認められなかった。
【００３６】比較例２．表面に不純物や官能基を有さな
い酸化チタン光触媒物質として、例えば市販されている
アナターゼ型二酸化チタン粉末を用いることができる。
この酸化チタン粉末の表面に存在する不純物と官能基と
を顕微ＩＲ法（透過法）で分析した結果が図２に示され
る。図２のＩＲスペクトルに示されるように、実施例１
で認められた表面に存在する不純物や官能基に由来する
吸収ピークは認められなかった。
い酸化チタン光触媒物質として、例えば市販されている
アナターゼ型二酸化チタン粉末を用いることができる。
この酸化チタン粉末の表面に存在する不純物と官能基と
を顕微ＩＲ法（透過法）で分析した結果が図２に示され
る。図２のＩＲスペクトルに示されるように、実施例１
で認められた表面に存在する不純物や官能基に由来する
吸収ピークは認められなかった。
【００３７】以上の実施例１、実施例２、比較例１、比
較例２で製造された光触媒の性能の評価を以下の方法に
よって行なった。
較例２で製造された光触媒の性能の評価を以下の方法に
よって行なった。
【００３８】光触媒粉末（５ｍｇ）を懸濁させた有機色
素（インジゴカルミン）水溶液（１２０μＭ、１０ｃ
ｃ）に紫外線（１０Ｗブラックライト蛍光燈、１．３ｍ
Ｗ／ｃｍ２ ）または可視光（１０Ｗ白色蛍光燈、紫外
線カットフィルタで波長４００ｎｍ以下の成分をカット
したもの、１．０ｍＷ／ｃｍ２ ）を照射した。光照射
により光触媒が有機色素を酸化し、溶液が脱色されるの
で、この脱色速度の測定を行ない、性能評価とした。脱
色速度、すなわち光照射１時間当たりの水溶液の吸光度
減少速度が表１に示される。
素（インジゴカルミン）水溶液（１２０μＭ、１０ｃ
ｃ）に紫外線（１０Ｗブラックライト蛍光燈、１．３ｍ
Ｗ／ｃｍ２ ）または可視光（１０Ｗ白色蛍光燈、紫外
線カットフィルタで波長４００ｎｍ以下の成分をカット
したもの、１．０ｍＷ／ｃｍ２ ）を照射した。光照射
により光触媒が有機色素を酸化し、溶液が脱色されるの
で、この脱色速度の測定を行ない、性能評価とした。脱
色速度、すなわち光照射１時間当たりの水溶液の吸光度
減少速度が表１に示される。
【００３９】
【表１】 表１に示されるように、紫外線照射時及び可視光照射時
のいずれについても、吸光度減少速度は比較例２よりも
実施例２の方が速く、また、比較例１よりも実施例１の
方が速かった。このように酸化チタンまたは酸窒化チタ
ンに関しては、その表面にアミノ基、アミド基、アジド
塩、シアン塩、シアン酸塩、カルボン酸塩という不純物
或いは官能基を有するものの方が、このような不純物ま
たは官能基を有さないものよりも光触媒性能が向上して
いることが分かった。
のいずれについても、吸光度減少速度は比較例２よりも
実施例２の方が速く、また、比較例１よりも実施例１の
方が速かった。このように酸化チタンまたは酸窒化チタ
ンに関しては、その表面にアミノ基、アミド基、アジド
塩、シアン塩、シアン酸塩、カルボン酸塩という不純物
或いは官能基を有するものの方が、このような不純物ま
たは官能基を有さないものよりも光触媒性能が向上して
いることが分かった。
【００４０】特に、実施例１の表面改質された酸窒化チ
タンでは、比較例１の表面改質されていない酸窒化チタ
ンに比べて可視光領域における光触媒性能が約４倍とな
り、表面に不純物または官能基を存在させることにより
大幅に性能向上が図れることが分かる。
タンでは、比較例１の表面改質されていない酸窒化チタ
ンに比べて可視光領域における光触媒性能が約４倍とな
り、表面に不純物または官能基を存在させることにより
大幅に性能向上が図れることが分かる。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
表面改質された無機系酸化物または無機系酸窒化物は、
表面改質されていないものに比べ、光触媒性能を向上さ
せることができる。特に、可視光領域における光触媒性
能は表面改質された触媒が表面改質されていないものの
約４倍の性能向上を達成できる。
表面改質された無機系酸化物または無機系酸窒化物は、
表面改質されていないものに比べ、光触媒性能を向上さ
せることができる。特に、可視光領域における光触媒性
能は表面改質された触媒が表面改質されていないものの
約４倍の性能向上を達成できる。
【図１】 本発明に係る表面改質された酸窒化チタンの
ＩＲスペクトルを示す図である。
ＩＲスペクトルを示す図である。
【図２】 表面改質されていない二酸化チタン粉末のＩ
Ｒスペクトルを示す図である。
Ｒスペクトルを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０１Ｍ 14/00 Ｈ０１Ｍ 14/00 Ｐ (72)発明者 森川 健志 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 多賀 康訓 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 Ｆターム(参考） 4G042 DA01 DB27 DC03 DE12 4G047 CA02 CB08 CC03 CD03 4G069 AA03 BA04A BA04B BA21A BA21B BA48A BB20A BB20B BC50A BC50B BE08A BE08B BE13A BE13B BE14A BE14B BE19A BE19B BE20A BE20B BE43A BE43B CA10 EA01Y 5H032 AA06 AS16 EE16 EE17
Claims (4)
- 【請求項１】 表面に、アミノ基（ＮＨ２−）、アミド
基（−ＣＯ−ＮＨ−）、アジド塩（Ｎ３−）、シアン塩
（ＣＮ−）、シアン酸塩（ＯＣＮ−）、カルボン酸塩
（−ＣＯＯ−）のうちの少なくとも１種の官能基または
不純物を有することを特徴とする表面改質された無機系
酸化物または無機系酸窒化物。 - 【請求項２】 表面に、アミノ基（ＮＨ２−）、アミド
基（−ＣＯ−ＮＨ−）、アジド塩（Ｎ３−）、シアン塩
（ＣＮ−）、シアン酸塩（ＯＣＮ−）、カルボン酸塩
（−ＣＯＯ−）のうちの少なくとも１種の官能基または
不純物を有することを特徴とする表面改質された酸化チ
タンまたは酸窒化チタン。 - 【請求項３】 請求項２記載の表面改質された酸化チタ
ンまたは酸窒化チタンを含むことを特徴とする光触媒物
質。 - 【請求項４】 請求項２記載の表面改質された酸化チタ
ンまたは酸窒化チタンを含むことを特徴とする光化学電
池電極物質。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001125951A JP3587178B2 (ja) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | 表面改質された無機系酸化物及び無機系酸窒化物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001125951A JP3587178B2 (ja) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | 表面改質された無機系酸化物及び無機系酸窒化物 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002321907A true JP2002321907A (ja) | 2002-11-08 |
| JP2002321907A5 JP2002321907A5 (ja) | 2004-11-04 |
| JP3587178B2 JP3587178B2 (ja) | 2004-11-10 |
Family
ID=18975074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001125951A Expired - Lifetime JP3587178B2 (ja) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | 表面改質された無機系酸化物及び無機系酸窒化物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3587178B2 (ja) |
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| KR100708646B1 (ko) * | 2004-06-17 | 2007-04-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 양이온 교환 능력을 갖는 개질된 무기물 , 이를 포함하는복합전해질막, 및 이를 채용한 연료전지 |
| JP2008009409A (ja) * | 2006-05-31 | 2008-01-17 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 表示装置 |
| JP2008009408A (ja) * | 2006-05-31 | 2008-01-17 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 表示装置 |
| US7670712B2 (en) | 2003-12-02 | 2010-03-02 | Japan Science And Technology Agency | Metal oxynitride electrode catalyst |
| WO2011049156A1 (ja) * | 2009-10-21 | 2011-04-28 | 国際先端技術総合研究所株式会社 | 光電極材料及び光電池材料 |
| WO2011099493A1 (ja) * | 2010-02-10 | 2011-08-18 | 昭和電工株式会社 | 燃料電池用電極触媒の製造方法、遷移金属炭窒酸化物の製造方法、燃料電池用電極触媒およびその用途 |
| US8241706B2 (en) | 2004-03-10 | 2012-08-14 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | High surface area ceramic coated fibers |
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| US8467023B2 (en) | 2006-12-05 | 2013-06-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Anti-reflection film and display device |
| US8593603B2 (en) | 2006-05-31 | 2013-11-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device and electronic device |
| JP2016159226A (ja) * | 2015-02-28 | 2016-09-05 | 千葉県 | 光触媒の製造方法及びこれにより製造される光触媒 |
| US10121601B2 (en) | 2012-05-22 | 2018-11-06 | International Frontier Technology Laboratory, Inc. | Photoelectrode material and photocell material |
-
2001
- 2001-04-24 JP JP2001125951A patent/JP3587178B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US8593603B2 (en) | 2006-05-31 | 2013-11-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device and electronic device |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3587178B2 (ja) | 2004-11-10 |
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