JP2003306729A - マンガン又はマンガン酸化物の析出方法 - Google Patents
マンガン又はマンガン酸化物の析出方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 マンガン又はマンガン酸化物を光照射により
光半導体粉末に光析出させる。 【解決手段】 過マンガン酸塩水溶液に、光半導体活性
を有する金属化合物の粉末を懸濁させ、この懸濁液に光
を照射して、金属化合物粉末の表面にマンガン又はマン
ガン酸化物を析出させるマンガン又はマンガン酸化物の
析出方法。
光半導体粉末に光析出させる。 【解決手段】 過マンガン酸塩水溶液に、光半導体活性
を有する金属化合物の粉末を懸濁させ、この懸濁液に光
を照射して、金属化合物粉末の表面にマンガン又はマン
ガン酸化物を析出させるマンガン又はマンガン酸化物の
析出方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属又は金属酸化
物を光析出させる方法に関し、更に詳しくは光半導体活
性を有する粉末の表面にマンガン又はマンガン酸化物を
光析出させる方法に関する。
物を光析出させる方法に関し、更に詳しくは光半導体活
性を有する粉末の表面にマンガン又はマンガン酸化物を
光析出させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光半導体粉末を金属塩の水溶液に懸濁さ
せて光を照射すると粉末の表面に金属又は金属酸化物が
析出してくる反応は１９２０年頃から知られている（例
えばＧ．Ｔａｍｍａｎ，Ｚ．Ａｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，
１１４，１５１（１９２０）参照）。１９７０年代以
降、半導体電極上への光析出による画像形成や粉末上へ
の光析出による白金の担持を中心にこの分野の研究は活
発になされている（例えば大谷文章、化学工業、１９９
８（３）、２１９−２２６（１９９８）参照）。光析出
は、金属イオンが光半導体の伝導体から供与される電子
を受け取って析出する還元析出と、価電子帯に電子を放
出して析出する酸化析出とに大別される。前者の例とし
てはＡｇ2+→Ａｇ，Ｃｕ2+→Ｃｕ，Ｐｔ+2→Ｐｔなど
が、後者の例としてはＰｂ2+→ＰｂＯ2 などがそれぞ
れ、知られている。しかしながら、光析出は金属イオン
の酸化還元電位によって起こるかどうかが決定され、光
半導体にＴｉＯ2 を用いた場合では、Ａｇ，Ｃｕ，Ｐ
ｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，ＲｕＯ2 ，ＰｂＯ2，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｈ
ｇ，Ｃｒ及びＡｕについてのみ析出例が報告されている
（大谷文章、化学工業、１９９８（３）、２１９−２２
６（１９９８）、Ｍ．Ｒ．Ｐｒａｉｒｉｅ ｅｔ ａ
ｌ．，Ｅｎｖｉｒｏｎ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，２
７，１７７６（１９９３）参照）。マンガンについて
は、Ｔａｎａｋａらが酸素雰囲気下での析出を試みてい
るが、その生成物に関して詳しい報告はなされていない
（Ｋ．Ｔａｎａｋａ ｅｔ ａｌ．，Ｓｏｌａｒ Ｅｎ
ｅｒｇｙ，３６，１５９（１９８６）参照）。
せて光を照射すると粉末の表面に金属又は金属酸化物が
析出してくる反応は１９２０年頃から知られている（例
えばＧ．Ｔａｍｍａｎ，Ｚ．Ａｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，
１１４，１５１（１９２０）参照）。１９７０年代以
降、半導体電極上への光析出による画像形成や粉末上へ
の光析出による白金の担持を中心にこの分野の研究は活
発になされている（例えば大谷文章、化学工業、１９９
８（３）、２１９−２２６（１９９８）参照）。光析出
は、金属イオンが光半導体の伝導体から供与される電子
を受け取って析出する還元析出と、価電子帯に電子を放
出して析出する酸化析出とに大別される。前者の例とし
てはＡｇ2+→Ａｇ，Ｃｕ2+→Ｃｕ，Ｐｔ+2→Ｐｔなど
が、後者の例としてはＰｂ2+→ＰｂＯ2 などがそれぞ
れ、知られている。しかしながら、光析出は金属イオン
の酸化還元電位によって起こるかどうかが決定され、光
半導体にＴｉＯ2 を用いた場合では、Ａｇ，Ｃｕ，Ｐ
ｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，ＲｕＯ2 ，ＰｂＯ2，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｈ
ｇ，Ｃｒ及びＡｕについてのみ析出例が報告されている
（大谷文章、化学工業、１９９８（３）、２１９−２２
６（１９９８）、Ｍ．Ｒ．Ｐｒａｉｒｉｅ ｅｔ ａ
ｌ．，Ｅｎｖｉｒｏｎ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，２
７，１７７６（１９９３）参照）。マンガンについて
は、Ｔａｎａｋａらが酸素雰囲気下での析出を試みてい
るが、その生成物に関して詳しい報告はなされていない
（Ｋ．Ｔａｎａｋａ ｅｔ ａｌ．，Ｓｏｌａｒ Ｅｎ
ｅｒｇｙ，３６，１５９（１９８６）参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、マン
ガン又はマンガン酸化物を光半導体化合物粉末上に光析
出させることにある。
ガン又はマンガン酸化物を光半導体化合物粉末上に光析
出させることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に従えば、過マン
ガン酸塩水溶液に、光半導体活性を有する金属化合物の
粉末を懸濁させ、この懸濁液に光を照射して、金属化合
物粉末の表面にマンガン又はマンガン酸化物を析出させ
ることを含んでなるマンガン又はマンガン酸化物の析出
方法が提供される。
ガン酸塩水溶液に、光半導体活性を有する金属化合物の
粉末を懸濁させ、この懸濁液に光を照射して、金属化合
物粉末の表面にマンガン又はマンガン酸化物を析出させ
ることを含んでなるマンガン又はマンガン酸化物の析出
方法が提供される。
【０００５】
【発明の実施の形態】上記課題を解決するために、本発
明者らは出発物質として種々のマンガン化合物の水溶液
を検討し、過マンガン酸水溶液にＴｉＯ2 などの金属酸
化物を懸濁させて光を照射することによってマンガン又
はマンガン酸化物が析出する方法を見出し、本発明を完
成した。
明者らは出発物質として種々のマンガン化合物の水溶液
を検討し、過マンガン酸水溶液にＴｉＯ2 などの金属酸
化物を懸濁させて光を照射することによってマンガン又
はマンガン酸化物が析出する方法を見出し、本発明を完
成した。
【０００６】本発明方法によれば、出発物質として過マ
ンガン酸塩水溶液を調製する。使用する過マンガン酸塩
の種類は特に限定されないが、過マンガン酸カリウムを
好適に用いることができる。過マンガン酸塩水溶液の濃
度にも特に限定はないが、濃度が濃すぎると粘性が高く
なる傾向にあり、後で光半導体粉末を添加した際に溶液
の均一性を保ちにくくなるおそれがあることから、１×
１０-6〜１×１０-3 mol／Ｌ程度の濃度が好ましい。
ンガン酸塩水溶液を調製する。使用する過マンガン酸塩
の種類は特に限定されないが、過マンガン酸カリウムを
好適に用いることができる。過マンガン酸塩水溶液の濃
度にも特に限定はないが、濃度が濃すぎると粘性が高く
なる傾向にあり、後で光半導体粉末を添加した際に溶液
の均一性を保ちにくくなるおそれがあることから、１×
１０-6〜１×１０-3 mol／Ｌ程度の濃度が好ましい。
【０００７】本発明に従えば、この過マンガン酸水溶液
に光半導体粉末を添加する。光半導体粉末としては、過
マンガン酸塩の還元析出に必要な電気化学ポテンシャル
を有しているものであればよく、例えばＴｉＯ2 ，Ｓｒ
ＴｉＯ3 ，ＺｎＯ，ＦｅＯ3などの金属化合物粉末があ
げられる。これらの光半導体粉末の中でＴｉＯ2 粉末の
使用が好適に用いられる。光半導体粉末の粒子径は、大
きすぎると光半導体活性が低下するおそれがあり、また
逆に小さすぎると凝集を起こしやすくなるおそれがある
ため、好ましくは１〜１００ナノメートル（nm）、更に
好ましくは１〜１０nmである。
に光半導体粉末を添加する。光半導体粉末としては、過
マンガン酸塩の還元析出に必要な電気化学ポテンシャル
を有しているものであればよく、例えばＴｉＯ2 ，Ｓｒ
ＴｉＯ3 ，ＺｎＯ，ＦｅＯ3などの金属化合物粉末があ
げられる。これらの光半導体粉末の中でＴｉＯ2 粉末の
使用が好適に用いられる。光半導体粉末の粒子径は、大
きすぎると光半導体活性が低下するおそれがあり、また
逆に小さすぎると凝集を起こしやすくなるおそれがある
ため、好ましくは１〜１００ナノメートル（nm）、更に
好ましくは１〜１０nmである。
【０００８】本発明に従えば、次に、光半導体活性を有
する金属化合物粉末を加えた懸濁液を攪拌しながら、光
半導体のバンドギャップ以上のエネルギーに相当する波
長を有する光を照射する。このような光としては、具体
的には、ブラックライト、紫外線ランプ、蛍光灯、殺菌
等などの人工光、太陽光などをあげることができる。
する金属化合物粉末を加えた懸濁液を攪拌しながら、光
半導体のバンドギャップ以上のエネルギーに相当する波
長を有する光を照射する。このような光としては、具体
的には、ブラックライト、紫外線ランプ、蛍光灯、殺菌
等などの人工光、太陽光などをあげることができる。
【０００９】本発明に従えば、またこの懸濁液に、水溶
性の被酸化剤を添加することによって、光半導体の電子
−正孔の再結合が防止でき、光析出反応の反応速度を速
くすることができる。かかる水溶性の被酸化剤として
は、アルコール類（例えばエタノール、メタノール、１
−プロパノールなど）、ケトン類（例えばアセトン、２
−ブタノンなど）などを好適に用いることができるが、
過マンガン酸イオンと反応性を有するカルボン酸類（ギ
酸、酢酸、シュウ酸など）は用いることができない。
性の被酸化剤を添加することによって、光半導体の電子
−正孔の再結合が防止でき、光析出反応の反応速度を速
くすることができる。かかる水溶性の被酸化剤として
は、アルコール類（例えばエタノール、メタノール、１
−プロパノールなど）、ケトン類（例えばアセトン、２
−ブタノンなど）などを好適に用いることができるが、
過マンガン酸イオンと反応性を有するカルボン酸類（ギ
酸、酢酸、シュウ酸など）は用いることができない。
【００１０】本発明方法の反応温度は特に限定はない
が、好ましい反応濃度は５〜６０℃であり、更に好まし
くは１０〜４０℃である。
が、好ましい反応濃度は５〜６０℃であり、更に好まし
くは１０〜４０℃である。
【００１１】
【実施例】以下、実施例に従って本発明を具体的に説明
するが、本発明の範囲をこれらに限定するものでないこ
とはいうまでもない。
するが、本発明の範囲をこれらに限定するものでないこ
とはいうまでもない。
【００１２】実施例１
ガラス製ビーカーに７×１０-5 mol／Ｌの過マンガン酸
カリウム水溶液１００mLを加え、これにＴｉＯ2 （石原
テクノ製ＳＴ−０１、アナターゼ型、粒径７nm、比表面
積３２０ｍ2 ／ｇ）０．２ｇを加えて、マグネチックス
ターラーで攪拌し、室温下ＵＶランプによって光を照射
した。光照射に伴い添加ＴｉＯ2 粉末の色が白から茶色
に変化した。また溶液中のマンガンおよびカリウム濃度
を５分毎に測定したところ、図１に示すように、溶液中
のカリウム濃度には変化がなく、マンガン濃度は経時的
に低下して２５分後には検出されなくなった。
カリウム水溶液１００mLを加え、これにＴｉＯ2 （石原
テクノ製ＳＴ−０１、アナターゼ型、粒径７nm、比表面
積３２０ｍ2 ／ｇ）０．２ｇを加えて、マグネチックス
ターラーで攪拌し、室温下ＵＶランプによって光を照射
した。光照射に伴い添加ＴｉＯ2 粉末の色が白から茶色
に変化した。また溶液中のマンガンおよびカリウム濃度
を５分毎に測定したところ、図１に示すように、溶液中
のカリウム濃度には変化がなく、マンガン濃度は経時的
に低下して２５分後には検出されなくなった。
【００１３】実施例２
ガラス製ビーカーに７×１０-5 mol／Ｌの過マンガン酸
カリウム水溶液１００mLを加え、これにＴｉＯ2 （石原
テクノ製ＳＴ−０１、アナターゼ型、粒径７nm、比表面
積３２０ｍ2 ／ｇ）０．２ｇを加えてマグネチックスタ
ーラーで攪拌し、これにアセトンを０．０２２mL又は
０．１mL添加した。この溶液に室温下ＵＶランプによっ
て光を照射した。光照射に伴いＴｉＯ2 粉末の色が白か
ら茶色に変化した。また図２に示すように、アセトンを
添加したときの方が、溶液中のマンガン濃度の減少が大
きく、光析出反応が速く進行した。
カリウム水溶液１００mLを加え、これにＴｉＯ2 （石原
テクノ製ＳＴ−０１、アナターゼ型、粒径７nm、比表面
積３２０ｍ2 ／ｇ）０．２ｇを加えてマグネチックスタ
ーラーで攪拌し、これにアセトンを０．０２２mL又は
０．１mL添加した。この溶液に室温下ＵＶランプによっ
て光を照射した。光照射に伴いＴｉＯ2 粉末の色が白か
ら茶色に変化した。また図２に示すように、アセトンを
添加したときの方が、溶液中のマンガン濃度の減少が大
きく、光析出反応が速く進行した。
【００１４】実施例３
ガラス製ビーカーに７×１０-5 mol／Ｌの過マンガン酸
カリウム水溶液１００mLを加え、これにＴｉＯ2 （石原
テクノ製ＳＴ−０１、アナターゼ型、粒径７nm、比表面
積３２０ｍ2 ／ｇ）０．２ｇを加えてマグネチックスタ
ーラーで攪拌し、これにギ酸、エタノール、メタノー
ル、１−プロパノール又は２−ブタノンをそれぞれ０．
０１３６mmol／Ｌとなるように添加した。この溶液に室
温下ＵＶランプによって光を照射した。この光照射に伴
う溶液中のマンガン濃度の経時変化は図３に示す通りで
あった。ギ酸を加えた場合には、溶液の色は紫色から黄
色に変化したが溶液中のマンガン濃度は変化しておら
ず、ＴｉＯ2 粉末の色にも変化が見られなかった。ギ酸
以外の化合物を添加した場合には、光照射に伴いＴｉＯ
2 粉末の色が白から茶色に変化した。
カリウム水溶液１００mLを加え、これにＴｉＯ2 （石原
テクノ製ＳＴ−０１、アナターゼ型、粒径７nm、比表面
積３２０ｍ2 ／ｇ）０．２ｇを加えてマグネチックスタ
ーラーで攪拌し、これにギ酸、エタノール、メタノー
ル、１−プロパノール又は２−ブタノンをそれぞれ０．
０１３６mmol／Ｌとなるように添加した。この溶液に室
温下ＵＶランプによって光を照射した。この光照射に伴
う溶液中のマンガン濃度の経時変化は図３に示す通りで
あった。ギ酸を加えた場合には、溶液の色は紫色から黄
色に変化したが溶液中のマンガン濃度は変化しておら
ず、ＴｉＯ2 粉末の色にも変化が見られなかった。ギ酸
以外の化合物を添加した場合には、光照射に伴いＴｉＯ
2 粉末の色が白から茶色に変化した。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、マンガン又はマンガン
酸化物を光照射により光半導体化合物の粉末に光析出さ
せることができた。
酸化物を光照射により光半導体化合物の粉末に光析出さ
せることができた。
【図１】本発明に従った光析出反応中の水溶液中のマン
ガンおよびカリウムの濃度変化である。
ガンおよびカリウムの濃度変化である。
【図２】アセトンの添加の有無による溶液中マンガン濃
度の変化の違いを示す図である。
度の変化の違いを示す図である。
【図３】各種被酸化剤を添加した時の溶液中マンガン濃
度の経時変化である。
度の経時変化である。
Claims (4)
- 【請求項１】 過マンガン酸塩水溶液に、光半導体活性
を有する金属化合物の粉末を懸濁させ、この懸濁液に光
を照射して、金属化合物粉末の表面にマンガン又はマン
ガン酸化物を析出させることを特徴とするマンガン又は
マンガン酸化物の析出方法。 - 【請求項２】 光半導体活性を有する金属化合物が酸化
チタンである請求項１に記載のマンガン又はマンガン酸
化物の析出方法。 - 【請求項３】 懸濁液に、過マンガン酸イオンと非反応
性の水溶性被酸化剤を添加する請求項１又は２に記載の
マンガン又はマンガン酸化物の析出方法。 - 【請求項４】 光半導体活性を有する金属化合物の粉末
の粒子径が１〜１０nmである請求項１〜３のいずれか１
項に記載のマンガン又はマンガン酸化物の析出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002112249A JP2003306729A (ja) | 2002-04-15 | 2002-04-15 | マンガン又はマンガン酸化物の析出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002112249A JP2003306729A (ja) | 2002-04-15 | 2002-04-15 | マンガン又はマンガン酸化物の析出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003306729A true JP2003306729A (ja) | 2003-10-31 |
Family
ID=29394807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002112249A Pending JP2003306729A (ja) | 2002-04-15 | 2002-04-15 | マンガン又はマンガン酸化物の析出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003306729A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007216197A (ja) * | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Univ Kinki | 光触媒皮膜及び光触媒材料並びにこれらの製造方法 |
| JP2007325995A (ja) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Univ Kinki | 光触媒皮膜及びその製造方法 |
| JP2021511442A (ja) * | 2018-01-24 | 2021-05-06 | ナノガップ スブ−エネエメ−パウダー ソシエダッド アノニマ | 原子量子クラスターの生成方法 |
-
2002
- 2002-04-15 JP JP2002112249A patent/JP2003306729A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007216197A (ja) * | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Univ Kinki | 光触媒皮膜及び光触媒材料並びにこれらの製造方法 |
| JP2007325995A (ja) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Univ Kinki | 光触媒皮膜及びその製造方法 |
| JP2021511442A (ja) * | 2018-01-24 | 2021-05-06 | ナノガップ スブ−エネエメ−パウダー ソシエダッド アノニマ | 原子量子クラスターの生成方法 |
| JP7372511B2 (ja) | 2018-01-24 | 2023-11-01 | ナノガップ スブ－エネエメ－パウダー ソシエダッド アノニマ | 原子量子クラスターの生成方法 |
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