JP2003033663A - 可視光領域で触媒活性を有する光触媒 - Google Patents

可視光領域で触媒活性を有する光触媒

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JP2003033663A
JP2003033663A JP2001224278A JP2001224278A JP2003033663A JP 2003033663 A JP2003033663 A JP 2003033663A JP 2001224278 A JP2001224278 A JP 2001224278A JP 2001224278 A JP2001224278 A JP 2001224278A JP 2003033663 A JP2003033663 A JP 2003033663A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 可視光領域で高い触媒機能を有する光触媒を
提供する。 【解決手段】 組成式(I)A2-X2+X8-2δで表さ
れ、複数の価数を取り得るAイオンとBイオンが規則配
列をした組成式(II)A2-X 3+2+X 4+7+(X/2)+Yのパ
イロクロア型酸化物の蛍石型構造から見た酸素欠損位置
または侵入型位置の少なくとも一方に酸素イオンが挿入
されたパイロクロア関連構造酸化物から成っており、挿
入された酸素イオンの高い活性度を利用して高い触媒活
性を発揮させることができ、更に、挿入する酸素イオン
量を変えてエネルギーバンドギャップと挿入した酸素イ
オンに起因する欠陥準位を変化させることにより可視光
領域においても有効に作用させられることを特徴として
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は複合酸化物から成る
光触媒に係り、特に、可視光領域でも触媒活性を有する
光触媒に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、光触媒が発揮する高い酸化力と還
元力を積極的に利用して、汚染大気・汚染水の清浄化な
どグローバルな環境浄化から、消臭・防汚・抗菌などの
生活環境浄化に至るまで、さまざまな分野で光触媒の実
用化に向けた研究開発が進められている。
【0003】ところで、光触媒作用を有する最も代表的
な酸化物として、例えば、アナターゼ型酸化チタンが知
られており、脱臭・抗菌・防汚材として既に実用化され
ている。但し、酸化チタンが光触媒としての性能を発揮
するのは、太陽光線のうち4%程度にすぎない紫外線に
対してのみである。このため、屋外における酸化チタン
の高機能化・可視光領域での応答性を目指してさまざま
な改良が試みられている。例えば、酸化チタン上に色素
を吸着させ可視光を吸収して生じた吸着色素の励起状態
から酸化チタンへ電子を注入する方法、Cr、V、M
n、Fe、Niなどの金属イオンを化学的に注入する方
法、プラズマ照射によって酸素欠陥を導入する方法、異
種イオンを導入する方法などさまざまな試みが国内外で
行われてきている。
【0004】しかしながら、いずれの方法も均一分散が
難しい、電子と正孔の再結合による光触媒活性が低下す
る、調整コストが高いなどの問題があるため、未だ工業
化には至っていない。
【0005】他方、ペロブスカイト型酸化物が高い触媒
活性を有するとして最近注目されている。例えば、特開
平7−24329号公報においては、一般式A3+3+
3で表されるLaFeO3および一般式A2+3+Oxで表
されるSrMnOxなどが提案されているが、高い触媒
活性は得られていない。
【0006】また、層状ペロブスカイト型酸化物の研究
も盛んに行われている。例えば、特開平10−2441
64号公報には層状ペロブスカイト型のABCO4が提
案され、特開平8ー196912号公報にはKLaCa
2Nb310系複合酸化物が提案され、また、特開平11
−139826号公報には、KCa2Nb310が提案さ
れている。但し、これらの原理および製法は複雑であ
り、また、得られた酸化物の化学的安定性にも問題があ
るため未だ工業化には至っていない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題点に着目してなされたもので、その課題とするところ
は、可視光領域においてシンプルな新しい機構に基づい
て光触媒活性を発揮する安価な光触媒を提供することに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは上
記課題を解決するために光触媒の性能について鋭意研究
を重ねたところ、組成式(I)A2-X2+X8-2δで表さ
れ、複数の価数を取り得るAイオンとBイオンがそれぞ
れ規則配列をした組成式(II)A2-X 3+2+X 4+
7+(X/2)+Yのパイロクロア型酸化物の蛍石型構造から見
た酸素欠損位置または侵入型位置の少なくとも一方に酸
素イオンが挿入されたパイロクロア関連構造酸化物にお
いては、挿入された酸素イオンの高い活性度を利用し、
さらに挿入する酸素イオン量を変えてエネルギーバンド
ギャップと挿入された酸素イオンに起因する欠陥準位を
変化させることにより、可視光領域においても触媒活性
を持たせられることを見出した。本発明は、このような
技術的発見に基づき完成されたものである。
【0009】すなわち、請求項1に係る発明は、可視光
領域で触媒活性を有する光触媒を前提とし、この光触媒
が組成式(I)A2-X2+X8-2δ(但し、−0.4<X
<+0.6、かつ、−0.5<2δ<+0.5)で表さ
れ、複数の価数を取り得るAイオンとBイオンがそれぞ
れ規則配列をした組成式(II)A2-X 3+2+X 4+
7+(X/2)+Y(但し、−0.4<X<+0.6、かつ、−
0.2<Y<+0.2)のパイロクロア型酸化物の蛍石
型構造から見た酸素欠損位置または侵入型位置の少なく
とも一方に酸素イオンが挿入されたパイロクロア関連構
造酸化物から成ることを特徴とするものである。
【0010】また、請求項2に係る発明は、請求項1記
載の発明に係る可視光領域で触媒活性を有する光触媒を
前提とし、上記パイロクロア関連構造酸化物を表す組成
式(I)A2-X2+X8-2δ中、Aイオンは複数の価数を
取り得る1種以上のランタノイド元素、または、この元
素に2価のアルカリ土類元素、3価のランタノイド元
素、イットリウムから選択された1種以上が添加されて
おり、BイオンはIVa族およびIVb族の4価をとり得る
元素から選択された1種以上の元素、または、この元素
にイットリウム、IIIb族元素、Va族元素から選択され
た1種以上が添加されていることを特徴とし、請求項3
に係る発明は、請求項1または2記載の発明に係る可視
光領域で触媒活性を有する光触媒を前提とし、組成式
(I)A2-X2+X8-2δで表されるパイロクロア関連構
造酸化物が、組成式(II)A2-X 3+2+X 4+7+(X/2)+Y
で表されるパイロクロア型酸化物を酸素含有ガス中、3
00〜900℃の条件で酸化処理して得られていること
を特徴とし、請求項4に係る発明は、請求項1、2また
は3記載の発明に係る可視光領域で触媒活性を有する光
触媒を前提とし、上記パイロクロア関連構造酸化物を表
す組成式(I)A2-X2+X8-2δにおいて、AはCe、
Prから選択された1種以上の元素、BはZr、Hfか
ら選択された1種以上の元素であることを特徴とするも
のである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。
【0012】まず、本発明に係る光触媒は、組成式
(I)A2-X2+X8-2δ(但し、−0.4<X<+0.
6、かつ、−0.5<2δ<+0.5)で表され、複数
の価数を取り得る上記AイオンとBイオンがそれぞれ規
則配列をした組成式(II)A2-X 3 +2+X 4+7+(X/2)+Y
(但し、−0.4<X<+0.6、かつ、−0.2<Y
<+0.2)のパイロクロア型酸化物の蛍石型構造から
見た酸素欠損位置または侵入型位置の少なくとも一方に
酸素イオンが挿入されたパイロクロア関連構造酸化物か
ら成っており、挿入された上記酸素イオンの高い活性度
を利用して高い触媒活性を発揮させることができ、更
に、挿入する酸素イオン量を変えてエネルギーバンドギ
ャップと挿入された酸素イオンに起因する欠陥準位を変
化させることにより可視光領域においても有効に作用さ
せられることを特徴としている。
【0013】ここで、上記組成式(I)A2-X2+X8-2
δにおいてδの値は−0.5<2δ<+0.5であるこ
とを要する。酸素の欠損量(2δ)が0.5よりも多く
なった場合、酸素の過剰量が0.5よりも多くなった場
合とも、パイロクロア関連構造を保てなくなり、異相の
析出量が増して触媒性能が低下してしまうからである。
【0014】また、パイロクロア関連構造酸化物から成
る本発明に係る光触媒の形状は、光を有効に利用するた
めに表面積の大きい粒子であることが望ましく、一般に
は粒子の大きさは0.1〜10μm、より好ましくは
0.1〜1μmが適当である。このような粒径を得る慣
用的な手段として、最終的に焼結試料を得た後に、例え
ば、ボールミル、遊星回転ボールミル等を用いて粉砕あ
るいは乳鉢を用いて手粉砕する方法が挙げられる。
【0015】次に、上記組成式(I)A2-X2+X8-2δ
で表されるパイロクロア関連構造酸化物の前駆体となる
組成式(II)A2-X 3+2+X 4+7+(X/2)+Yで表されるパ
イロクロア型酸化物は、通常の固相法、すなわち原料と
なる各金属成分の酸化物または炭酸塩や硝酸塩等の塩類
を目的組成比で混合し焼成することで合成されるが、こ
れ以外の湿式法あるいは気相法で合成してもよい。
【0016】なお、現状、入手可能な例えばZrO2
は不可避的に0.9〜2.0モル%程度のHfO2が含
まれておりHfO2を含んだ状態でZrO2の秤量が行わ
れているが、最終的に調製された光触媒においても特性
を悪化させてはいない。
【0017】ところで、上記組成式(I)A2-X2+X
8-2δで表されるパイロクロア関連構造酸化物を得る場
合、実際には、中間酸化物として歪んだ蛍石型構造酸化
物である組成式(III)t’−A0.5-(X/4)0.5+(X/4)
2相を一旦製造し、この組成式(III)t’−A
0.5-(X/4)0.5+(X/4)2相を還元して組成式(II)A
2-X 3+2 +X 4+7+(X/2)+Yのパイロクロア型酸化物を製
造し、次いで、パイロクロア型酸化物を酸化して酸素を
挿入することにより、組成式(I)A2-X2+X8-2δ
(但し、−0.4<X<+0.6、かつ、−0.5<2
δ<+0.5)で表されるパイロクロア関連構造酸化物
が得られる。尚、中間酸化物である上記組成式(III)
で示されるt’相に異相が混じっていても、その後の還
元で得られるパイロクロア型酸化物A2-X 3+2+X 4+
7+(X/2)+Y中の異相が少なければ問題はない。また、組
成式(III)t’−A0.5-(X/4)0.5+(X/4)2の中間酸
化物を作る過程を省略し、出発原料粉末を混合して、還
元雰囲気で反応させることにより、直接、組成式(II)
2-X 3+2+X 4+7+(X/2)+Yのパイロクロア型酸化物を
製造し、その後の酸化処理により、同様の組成式(I)
2-X2+X8-2δ(但し、−0.4<X<+0.6、
かつ、−0.5<2δ<+0.5)で表されるパイロク
ロア関連構造酸化物を得ることができる。
【0018】まず、中間酸化物としての上記組成式(II
I)t’−A0.5-(X/4)0.5+(X/4)2で表される酸化物
を得るには、出発原料を秤量し、上記ボールミル等で混
合し、15〜20mmφ程度の円盤状に圧粉成形し、空
気などの酸素含有ガス中、1500〜1750℃で30
〜70時間焼成することにより得る。次に、製造された
組成式(III)t’−A0.5-(X/4)0.5+(X/4)2で表さ
れる酸化物を平均粒径1〜2mmに粉砕する。これをロ
ジウム/白金箔上に乗せ酸素気流中500〜700℃で
5時間程度熱処理し酸素量を調整する。
【0019】次に、このt’相を、1%H2/Arまた
は5%H2/Ar気流中で700〜1350℃で10〜
20時間還元する。還元処理後取り出した試料の質量を
精秤し、還元処理前の組成式(III)t’−A0.5-(X/4)
0.5+(X/4)2相からの質量変化から、得られた組成式
(II)A2-X 3+2+X 4+7+(X/2)+Yのパイロクロア型酸
化物の酸素量を決定する。尚、この組成式(II)A2-X
3+2+X 4+7+(X/2)+Y中のYは、パイロクロア型酸化物
におけるAイオン、Bイオンの価数とそのイオンの量に
よって変化する部分を示す量である。Aイオンが3価よ
りも小さく、Bイオンが4価よりも小さい価数をとれ
ば、Yは負数となる。また、製造条件によっては、Aイ
オンの一部がBイオン位置に回り込んだり、Bイオンの
一部がAイオンの位置に回り込むことが起こるが、これ
によってもYの値は変化する。このとき、Yの値が−
0.2より小さい場合、+0.2より大きい場合には、
パイロクロア型構造を保てなくなってしまう。従って、
上記組成式(II)中、−0.2<Y<+0.2であるこ
とを要する。
【0020】この後、上記パイロクロア型酸化物をロジ
ウム/白金箔上に乗せ酸素気流中300〜900℃で5
時間程度熱処理すれば、陽イオンの規則配置を保ったま
ま酸素イオンを挿入することができ、組成式(I)A2-X
2+X8-2δ(但し、−0.4<X<+0.6、かつ、
−0.5<2δ<+0.5)で表されるパイロクロア関
連構造酸化物が得られる。尚、上記熱処理が300℃よ
り低いと酸素が十分に結晶中に挿入されない。また、9
00℃を越えると陽イオンの規則配置が崩れてランダム
配置となり、−0.4>Xか、+0.6<Xであると異
相の析出量が増えるため触媒性能が低下してしまう。
【0021】このような組成式(I)A2-X2+X8-2δ
(但し、−0.4<X<+0.6、かつ、−0.5<2
δ<+0.5)で表されるパイロクロア関連構造酸化物
を光触媒に用いると、酸素イオンの挿入からも推察でき
るように挿入された酸素イオンは動きやすく活性である
ため光触媒活性は非常に大きくなる。さらに、この酸化
物においては、蛍石型構造から見た侵入型位置にも酸素
イオンが侵入できるという特徴を有しており、酸素イオ
ンの溶解サイトが無数にあるという点からも触媒活性は
非常に高い。さらに、酸化の温度、時間を変えて挿入酸
素イオン量を変化させ、あるいはAイオンをより低価数
若しくは高価数の陽イオンで置換したり、Bイオンを低
価数あるいは高価数の陽イオンで置換して挿入酸素イオ
ン量を変化させることによりエネルギーバンドギャップ
と挿入された酸素イオンに起因する欠陥準位を変化させ
て光吸収特性を制御することが可能となる。これらの原
理を応用することにより、可視光領域で応答性を有し、
高い触媒活性を発揮する光触媒を得ることができる。
【0022】
【実施例】次に、本発明の実施例について具体的に説明
する。但し、本発明はこれ等の実施例に限定されるもの
ではない。
【0023】[実施例1] 試料調製 (t’−A0.5-(X/4)0.5+(X/4)2相の製造) 原料 CeO2粉末(三徳金属工業株式会社製、純度
99.99%、ig.-loss3.75%):1.2100
g、 ZrO2粉末(三徳金属工業株式会社製、ZrO2+Hf
2の純度度99.60%、ig.-loss0.45%):
0.8382g 尚、上記「ig.-loss」は、水分、吸収物等によるロスを
示している。
【0024】(混合処理) 1:秤量後の各試料をめの
う製乳鉢を用い、乾式で15分間混合した。
【0025】2:ジルコニア製ボールと混合後の試料を
ガラス瓶に入れ、ボールミルを用いて20時間粉砕混合
した。
【0026】(成形処理) 100MPaの圧力で17
mmφの円盤状に成形した。
【0027】(焼結処理) 試料を、ロジウム/白金製
るつぼに入れ、空気中、1650℃で50時間焼成して
t’−Ce0.5Zr0.52相を製造した。
【0028】(パイロクロア型A2-X 3+2+X 4+
7+(X/2)+Yの製造) (粉砕処理) 上記t’−Ce0.5Zr0.52相の焼結
体をめのう乳鉢を用いて平均粒径1〜2mmに粉砕し
た。
【0029】(酸素量調整) これをロジウム/白金箔
上に乗せ、酸素気流中で600℃で5時間熱処理し酸素
量を調整した。尚、t’−Ce0.5Zr0.52相の酸素
量調整処理により、t’−Ce0.5Zr0.52相におい
て一部含まれていた3価のCeのほとんどが4価に調整
される。
【0030】(還元処理) 次に、このt’−Ce0.5
Zr0.52相を、5%H2/Ar気流中で1300℃で
10時間還元処理した。尚、この還元処理により、4価
に調整された上記t’−Ce0.5Zr0.52相における
Ceのほとんどが3価に調整されてパイロクロア相とな
る。
【0031】(パイロクロア相の酸素量決定) 還元処
理後取り出した試料の質量を精秤し、還元処理前のt’
−Ce0.5Zr0.52からの質量変化からパイロクロア
型酸化物の酸素量を決定したところ、Ce2Zr27.02
となった。
【0032】(A2-X2+X8-2δ相の製造) (酸化処理) 還元処理後の上記パイロクロア型相(パ
イロクロア型酸化物)を、ロジウム/白金箔上に乗せ酸
素気流中で600℃で5時間熱処理して酸素量を調整し
Ce2Zr28.0のパイロクロア関連構造酸化物が得ら
れた。
【0033】[実施例2] 試料調製 (t’−A0.5-(X/4)0.5+(X/4)2相の製造) 原料 CeO2粉末(三徳金属工業株式会社製、純度
99.99%、ig.-loss3.33%):1.0664
g、 ZrO2粉末(三徳金属工業株式会社製、ZrO2+Hf
2の純度度99.60%、ig.-loss0.53%):
0.6678g、 Nb26粉末(株式会社高純度化学研究所社製、純度9
9.9%、ig.-loss0.20%):0.0798g (混合処理) 1:秤量後の各試料を、めのう製乳鉢を
用い、乾式で15分間混合した。
【0034】2:ジルコニア製ボールと混合後の試料を
ガラス瓶に入れ、ボールミルを用いて20時間粉砕混合
した。
【0035】(成形処理) 100MPaの圧力で17
mmφの円盤状に成形した。
【0036】(焼結処理) 試料を、ロジウム/白金製
るつぼに入れ、空気中、1650℃で50時間焼成して
Ce0.5Zr0.45Nb0.052.025組成物焼結体を製造し
た。
【0037】(パイロクロア型A2-X 3+2+X 4+
7+(X/2)+Yの製造) (粉砕処理) 上記Ce0.5Zr0.45Nb0.052.025
成物焼結体を、めのう乳鉢を用いて平均粒径1〜2mm
に粉砕した。
【0038】(酸素量調整) これをロジウム/白金箔
上に乗せ、酸素気流中で600℃で5時間熱処理し酸素
量を調整した。
【0039】(還元処理) 次に、上記Ce0.5Zr
0.45Nb0.052.025組成物を、5%H 2/Ar気流中で
1300℃で10時間還元処理した。
【0040】(パイロクロア相の酸素量決定) 還元処
理後取り出した試料の質量を精秤し、還元処理前のCe
0.5Zr0.45Nb0.052.025からの質量変化からパイロ
クロア型酸化物の酸素量を決定したところ、Ce2Zr
1.8Nb0.27.11となった。
【0041】(A2-X2+X8-2δ相の製造) (酸化処理) 還元処理後の上記パイロクロア型相(パ
イロクロア型酸化物)を、ロジウム/白金箔上に乗せ酸
素気流中で600℃で5時間熱処理して酸素量を調整し
Ce2Zr1.8Nb0.28.1のパイロクロア関連構造酸化
物が得られた。
【0042】[実施例3] 試料調製 (t’−A0.5-(X/4)0.5+(X/4)2相の製造) 原料 CeO2粉末(三徳金属工業株式会社製、純度
99.99%、ig.-loss3.75%):5.9552
g、 ZrO2粉末(三徳金属工業株式会社製、ZrO2+Hf
2の純度度99.60%、ig.-loss0.45%):
4.6130g、 La23粉末(和光純薬工業株式会社製、純度99.9
9%、空気中、800℃で12時間脱水したものを使
用):0.6028g (混合処理) 1:秤量後の各試料を、めのう製乳鉢を
用い、乾式で15分間混合した。
【0043】2:ジルコニア製ボールと混合後の試料を
ジルコニア製ポットに入れ、エタノールを加え、遊星回
転ボールミルを用いて40分間粉砕混合した。
【0044】(乾燥処理) 混合後の試料を120℃で
30分以上乾燥した。
【0045】(成形処理) 100MPaの圧力で17
mmφの円盤状に成形した。
【0046】(焼結処理) 試料を、ロジウム/白金製
るつぼに入れ、空気中、1650℃で50時間焼成して
Ce0.45La0.05Zr0.51.975組成物焼結体を製造し
た。
【0047】(パイロクロア型A2-X 3+2+X 4+
7+(X/2)+Yの製造) (粉砕処理) 上記Ce0.45La0.05Zr0.51.975
成物焼結体を、めのう乳鉢を用いて平均粒径1〜2mm
に粉砕した。
【0048】(酸素量調整) これをロジウム/白金箔
上に乗せ、酸素気流中で600℃で5時間熱処理し酸素
量を調整した。
【0049】(還元処理) 次に、上記Ce0.45La
0.05Zr0.51.975組成物を、5%H 2/Ar気流中で
1300℃で10時間還元処理した。
【0050】(パイロクロア相の酸素量決定) 還元処
理後取り出した試料の質量を精秤し、還元処理前のCe
0.45La0.05Zr0.51.975からの質量変化からパイロ
クロア型酸化物の酸素量を決定したところ、Ce1.8
0.2Zr26.91となった。
【0051】(A2-X2+X8-2δ相の製造) (酸化処理) 還元処理後の上記パイロクロア型相(パ
イロクロア型酸化物)を、ロジウム/白金箔上に乗せ酸
素気流中で600℃で5時間熱処理して酸素量を調整し
Ce1.8La0.2Zr27.9のパイロクロア関連構造酸化
物が得られた。
【0052】[比較例1]硫酸チタン溶液を用い、アン
モニアをアルカリ処理溶液として水酸化物の沈殿を生成
させ、かつ、この沈殿物を、大気中、650℃で1時間
の条件で焼成処理してアナターゼ型の酸化チタン(従来
例に係る光触媒)を得た。
【0053】[比較例2]実施例1の前駆体として上記
組成式(I)A2-X2+X8-2δ(但し、−0.4<X<
+0.6、かつ、−0.5<2δ<+0.5)で表され
るパイロクロア関連構造酸化物における2δの条件が、
2δ>+0.5である2δ=0.98の試料、すなわ
ち、Ce2Zr27.02を作製し比較例2に係る光触媒を
得た。
【0054】[光触媒作用の評価]実施例1〜3と比較
例1〜2に係る光触媒の触媒活性評価は、メチレンブル
ー(MB)水溶液の光ブリーチング法を用いて行った。
【0055】これは、メチレンブルー水溶液と測定試料
(実施例1〜3と比較例1〜2に係る光触媒)を同一容
器に入れ、光を照射し、光触媒効果によるメチレンブル
ーの分解の程度を分光光度計で調べる方法である。
【0056】(メチレンブルー水溶液の調製) メチレンブルー(関東化学株式会社製、試薬特級) 超純水(比抵抗18.2MΩcm以上) 上記メチレンブルー7.48mgを精秤し、全量をメス
フラスコを用いて1リットルの超純水に溶解し、2.0
×10-5mol/リットル(mol・dm-3)の水溶液を作製
した。
【0057】(光照射) A 実験装置 装置概略は図1に示す。
【0058】光源:下方照射型500WのXeランプ フィルター:L42カットフィルターを使用して、波長
λ>420nmの光(可視光)を照射。
【0059】分光光度計:日立製作所製、U4000分
光光度計 B 試料溶液 実施例1〜3と比較例1〜2に係る光触媒(試料)0.
20gを、メチレンブルー水溶液200cm3中にマグ
ネチックスターラーを用いてそれぞれ分散させた。
【0060】各試料をそれぞれ分散させたメチレンブル
ー水溶液を石英セルに各々採取し、透過スペクトルを分
光光度計を用いそれぞれ測定した。
【0061】測定した試料を元に戻し、撹拌と光照射を
繰り返し、時間経過毎に、透過スペクトルを測定した。
メチレンブルー水溶液の検量線からメチレンブルーの濃
度を評価した。
【0062】この結果を図2のグラフ図に示す。
【0063】[可視光領域での光吸収測定]次に、上記
分光光度計(日立製作所製、U4000分光光度計)を
用いて、拡散反射法により各試料粉末(実施例1〜3と
比較例1)の光吸収スペクトルを測定し、試料の可視光
領域での光吸収の状態を調べた。
【0064】この結果を図3のグラフ図に示す。
【0065】[確認] 1.図2のグラフ図から理解されるように、各実施例に
係る光触媒(試料)を使用した場合、比較例1〜2に係
る光触媒(試料)と比較して照射時間に対するメチレン
ブルー濃度の低下率が高い(すなわち、メチレンブルー
の分解程度が高い)ことから、各比較例に比べて各実施
例に係る光触媒(試料)の可視光領域での触媒活性が優
れていることが確認される。
【0066】2.また、図3のグラフ図から理解される
ように、波長λ>420nmの可視光に対する各実施例
に係る光触媒の拡散反射率が比較例1に係る光触媒の拡
散反射率より低い値を示していることから、各実施例に
係る光触媒の可視光域での光吸収は比較例1に係る光触
媒より優れていることが確認される。
【0067】
【発明の効果】請求項1〜4記載の発明に係る光触媒に
よれば、組成式(I)A2-X2+X8-2δ(但し、−0.
4<X<+0.6、かつ、−0.5<2δ<+0.5)
で表され、複数の価数を取り得る上記AイオンとBイオ
ンがそれぞれ規則配列をした組成式(II)A2-X 3+2+X
4+7+(X/2)+Y(但し、−0.4<X<+0.6、か
つ、−0.2<Y<+0.2)のパイロクロア型酸化物
の蛍石型構造から見た酸素欠損位置または侵入型位置の
少なくとも一方に酸素イオンが挿入されたパイロクロア
関連構造酸化物から成り、可視光領域で高い触媒機能を
発揮させることが可能となるため、環境汚染物質の分解
・処理や脱臭、防汚、抗菌、防曇などへの用途に提供で
きる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1〜3と比較例1〜2に係る光触媒の触
媒活性評価を行うための光照射実験装置における構成説
明図。
【図2】光ブリーチング法によるメチレンブルー濃度の
時間変化を示すグラフ図。
【図3】実施例1〜3と比較例1に係る光触媒の光吸収
スペクトルを示すグラフ図。
───────────────────────────────────────────────────── 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) B01J 37/18 C01G 25/00 C01G 25/00 33/00 A 33/00 B01D 53/36 J H Fターム(参考) 4D048 AA22 BA08X BA18X BA24X EA01 4G048 AA03 AB01 AC08 AD03 AD06 AE05 4G069 AA02 AA08 BA48A BB06A BB06B BC08A BC15A BC20A BC41A BC42B BC43B BC49A BC51B BC53A BC55B CA05 CA17 CD10 DA05 EA01Y EC22X EC22Y FA01 FB40 FB44 FC07 FC08

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】組成式(I)A2-X2+X8-2δ(但し、−
    0.4<X<+0.6、かつ、−0.5<2δ<+0.
    5)で表され、複数の価数を取り得る上記AイオンとB
    イオンがそれぞれ規則配列をした組成式(II)A2-X 3+
    2+X 4+7+(X/2)+Y(但し、−0.4<X<+0.6、
    かつ、−0.2<Y<+0.2)のパイロクロア型酸化
    物の蛍石型構造から見た酸素欠損位置または侵入型位置
    の少なくとも一方に酸素イオンが挿入されたパイロクロ
    ア関連構造酸化物から成ることを特徴とする可視光領域
    で触媒活性を有する光触媒。
  2. 【請求項2】上記パイロクロア関連構造酸化物を表す組
    成式(I)A2-X2+X8-2δ中、Aイオンは複数の価数
    を取り得る1種以上のランタノイド元素、または、この
    元素に2価のアルカリ土類元素、3価のランタノイド元
    素、イットリウムから選択された1種以上が添加されて
    おり、BイオンはIVa族およびIVb族の4価をとり得る
    元素から選択された1種以上の元素、または、この元素
    にイットリウム、IIIb族元素、Va族元素から選択され
    た1種以上が添加されていることを特徴とする請求項1
    記載の可視光領域で触媒活性を有する光触媒。
  3. 【請求項3】組成式(I)A2-X2+X8-2δで表される
    パイロクロア関連構造酸化物が、組成式(II)A2-X 3+
    2+X 4+7+(X/2)+Yで表されるパイロクロア型酸化物を
    酸素含有ガス中、300〜900℃の条件で酸化処理し
    て得られていることを特徴とする請求項1または2記載
    の可視光領域で触媒活性を有する光触媒。
  4. 【請求項4】上記パイロクロア関連構造酸化物を表す組
    成式(I)A2-X2+X8-2δにおいて、AはCe、Pr
    から選択された1種以上の元素、BはZr、Hfから選
    択された1種以上の元素であることを特徴とする請求項
    1、2または3記載の可視光領域で触媒活性を有する光
    触媒。
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