JP2005349309A - Photocatalyst carrier and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photocatalyst carrier hard to cause the peeling of photocatalyst fine particles and having high photocatalytic function. <P>SOLUTION: First, a first titanium oxide layer 5 is formed on the surface of a ceramic filter 3 being an alumina ceramic porous body by a dip coating method and baked for 1 hr at a temperature of 600°-1,100°C. Next, a second titanium oxide layer 7 is also formed on the first titanium oxide layer by the dip coating method and the whole is baked at 200°C for 2 hr to complete the photocatalyst carrier 1. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば、光触媒作用により、防汚、防臭、抗菌等の機能を奏する環境浄化装置に用いられる光触媒担持体、及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a photocatalyst carrier used in an environmental purification device that exhibits functions such as antifouling, deodorization, and antibacterial activity by photocatalytic action, and a method for producing the same.

従来より、酸化チタン等の酸化物光触媒は、光触媒作用により、防汚、防臭、抗菌作用等の機能を奏することが知られている。
その光触媒作用の発現機構は、以下のものである。すなわち、酸化物光触媒に、バンドギャップに相当するエネルギーを持つ光を照射すると、光励起により伝導帯に電子を生じるとともに、価電子帯に正孔を生じる。このようにして生じた電子は強い還元作用を示し、また、正孔は強い酸化作用を示す。これらの酸化還元作用が、光触媒上に付着した有機物や窒素化合物等を水や炭酸ガスなどに分解する。
Conventionally, it has been known that oxide photocatalysts such as titanium oxide exhibit functions such as antifouling, deodorization, and antibacterial action by photocatalytic action.
The expression mechanism of the photocatalytic action is as follows. That is, when an oxide photocatalyst is irradiated with light having energy corresponding to a band gap, electrons are generated in the conduction band by photoexcitation and holes are generated in the valence band. Electrons generated in this way show a strong reducing action, and holes show a strong oxidizing action. These oxidation-reduction actions decompose organic substances and nitrogen compounds adhering to the photocatalyst into water, carbon dioxide gas, and the like.

近年、上記の酸化物光触媒の防汚、防臭、抗菌等の機能を利用した環境浄化方法、環境浄化装置が注目されている。
ところで、酸化物光触媒は通常粉末状であるので、環境浄化装置に組み込むためには、何らかの方法で酸化物光触媒を基材上に固定化する必要がある。固定方法としては、以下の(i)〜(iii)の方法が知られている。
In recent years, an environmental purification method and an environmental purification apparatus using functions such as antifouling, deodorization, and antibacterial properties of the above-described oxide photocatalyst have attracted attention.
By the way, since the oxide photocatalyst is usually in a powder form, it is necessary to immobilize the oxide photocatalyst on the base material by some method in order to incorporate it into the environmental purification apparatus. As a fixing method, the following methods (i) to (iii) are known.

(i)粉末状の酸化物光触媒を有機バインダーと混合して基材上に塗布し、その後、常温下又は加熱して固定させる(特許文献1参照)。
(ii)粉末状の酸化物光触媒を無機バインダーと混合して基材上に塗布し、その後、常温下又は加熱して固定させる(特許文献2参照)。
(i) A powdered oxide photocatalyst is mixed with an organic binder and coated on a substrate, and then fixed at room temperature or by heating (see Patent Document 1).
(ii) A powdered oxide photocatalyst is mixed with an inorganic binder and coated on a substrate, and then fixed at room temperature or by heating (see Patent Document 2).

(iii)酸化物光触媒と溶媒とを混合して成るコーティング剤を基材上に塗布した後、高温で加熱し、基材上に酸化物光触媒を固定化する(特許文献3参照)。
特開平7−060132号公報 特開2001−38218号公報 特開2001−259435号公報
(iii) A coating agent formed by mixing an oxide photocatalyst and a solvent is applied onto a substrate, and then heated at a high temperature to immobilize the oxide photocatalyst on the substrate (see Patent Document 3).
JP 7-060132 A JP 2001-38218 A JP 2001-259435 A

しかしながら、上記(i)、(ii)の方法では、バインダーが酸化物光触媒表面の大部分を覆ってしまうため、酸化物光触媒の表面のうち、露出している部分の面積が減少し、その結果として、光触媒作用が不活性化してしまうという問題があった。更に、上記(i)の方法では、光触媒作用により有機バインダーが分解されてしまうため、被膜強度が低下し、酸化物光触媒の粉末が次第に脱落してしまうという耐久性上の問題もあった。   However, in the methods (i) and (ii) above, since the binder covers most of the oxide photocatalyst surface, the exposed area of the surface of the oxide photocatalyst is reduced. As a result, the photocatalytic action is inactivated. Furthermore, in the method (i), since the organic binder is decomposed by the photocatalytic action, there is a problem in durability that the coating strength is lowered and the oxide photocatalyst powder gradually falls off.

また、上記(iii)の方法では、高温で加熱するため、酸化物光触媒の焼結が起こってしまい、酸化物光触媒の表面積が減少し、光触媒作用が低下してしまうという問題があった。更に、上記(iii)の方法では、高温で焼成することで、酸化物光触媒の結晶型が低活性の結晶型に相転移し、光触媒作用が不活性化してしまうという問題があった。   In the method (iii), since the oxide photocatalyst is sintered because it is heated at a high temperature, the surface area of the oxide photocatalyst is reduced and the photocatalytic action is lowered. Furthermore, the above method (iii) has a problem that, when baked at a high temperature, the crystal form of the oxide photocatalyst undergoes a phase transition to a low activity crystal form and the photocatalytic action is inactivated.

本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、光触媒性微粒子の剥離が生じ難く、光触媒作用が高い光触媒担持体及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a photocatalyst carrier having a high photocatalytic action and a method for producing the photocatalyst fine particles which are difficult to peel off.

(1)請求項1の発明は、
基材に光触媒性微粒子を付着させ、500〜1100°Cの温度で焼成してA層を形成する第1工程と、前記A層の上に、光触媒性微粒子を付着させ、100〜400°Cの温度で焼成してB層を形成する第2工程と、を有することを特徴とする光触媒担持体の製造方法を要旨とする。
(1) The invention of claim 1
First step of attaching photocatalytic fine particles to a substrate and baking at a temperature of 500 to 1100 ° C. to form A layer; and photocatalytic fine particles are attached on the A layer, and the temperature of 100 to 400 ° C. And a second step of forming a B layer by firing at a temperature of 5 ° C., and a gist of the method for producing a photocatalyst carrier.

本発明では、A層を500〜1100°C(好ましくは600〜1100°C、特に好ましくは600〜1000°C)の温度で焼成するので、A層が基材に対し強固に固定される。また、A層とB層とはともに光触媒性微粒子から成るので、A層とB層との結合も強固である。そのため、本発明で製造された光触媒担持体は、A層やB層が剥離しにくく、耐久性が高い。   In the present invention, the A layer is baked at a temperature of 500 to 1100 ° C. (preferably 600 to 1100 ° C., particularly preferably 600 to 1000 ° C.), so that the A layer is firmly fixed to the substrate. Further, since both the A layer and the B layer are made of photocatalytic fine particles, the bond between the A layer and the B layer is strong. Therefore, the photocatalyst carrier manufactured by the present invention has high durability because the A layer and the B layer are hardly peeled off.

また、本発明では、A層及びB層を形成する際に、バインダーを用いずに光触媒性微粒子を固定化することができるので、光触媒性微粒子の表面がバインダーで覆われることがなく、光触媒性微粒子の有効表面積が大きい。そのことにより、本発明で製造される光触媒担持体は、光触媒性微粒子による光触媒作用が高く、防汚、防臭、抗菌等の機能において優れている。   Further, in the present invention, when forming the A layer and the B layer, the photocatalytic fine particles can be immobilized without using a binder, so that the surface of the photocatalytic fine particles is not covered with the binder, and the photocatalytic property The effective surface area of the fine particles is large. As a result, the photocatalyst carrier produced in the present invention has a high photocatalytic action by the photocatalytic fine particles, and is excellent in functions such as antifouling, deodorization, and antibacterial properties.

また、本発明では、B層を光触媒担持体の最表面に形成することができる。このB層の焼成温度は100〜400°Cと低いので、焼結が生じず、B層に含まれる光触媒性微粒子の有効表面積が大きい。従って、本発明で製造される光触媒担持体は、有効表面積の大きい光触媒性微粒子を最表面に備えることにより、光触媒性微粒子による光触媒作用が高く、防汚、防臭、抗菌等の機能において優れている。   In the present invention, the B layer can be formed on the outermost surface of the photocatalyst carrier. Since the firing temperature of the B layer is as low as 100 to 400 ° C., sintering does not occur, and the effective surface area of the photocatalytic fine particles contained in the B layer is large. Therefore, the photocatalyst carrier produced in the present invention is provided with photocatalytic fine particles having a large effective surface area on the outermost surface, so that the photocatalytic action by the photocatalytic fine particles is high, and is excellent in functions such as antifouling, deodorization, and antibacterial. .

また、本発明は、光触媒性微粒子を固定化するためにバインダーを用いる必要がないので、製造工程を簡略化できる。
・前記基材の材質としては、例えば、セラミックス、金属、ガラス等が挙げられる。
Moreover, since it is not necessary to use a binder for immobilizing the photocatalytic fine particles, the present invention can simplify the production process.
-As a material of the said base material, ceramics, a metal, glass etc. are mentioned, for example.

・前記A層の膜厚としては、例えば、1〜5μmの範囲が好適である。また、前記B層の膜厚としては、例えば、1〜20μmの範囲が好適である。
・前記光触媒性微粒子の粒径は、5〜100nmの範囲が好適である。
(2)請求項2の発明は、
前記光触媒性微粒子は、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、チタン酸ストロンチウム、硫化カドミウム、酸化タングステン、酸化鉄、シリコンの群から選ばれる1種以上から成ることを特徴とする請求項1に記載の光触媒担持体の製造方法を要旨とする。
-As a film thickness of the said A layer, the range of 1-5 micrometers is suitable, for example. Moreover, as a film thickness of the said B layer, the range of 1-20 micrometers is suitable, for example.
The particle size of the photocatalytic fine particles is preferably in the range of 5 to 100 nm.
(2) The invention of claim 2
2. The photocatalytic fine particle comprises at least one selected from the group consisting of titanium oxide, zinc oxide, zirconium oxide, strontium titanate, cadmium sulfide, tungsten oxide, iron oxide, and silicon. The gist of the method for producing a photocatalyst carrier is as follows.

本発明は、光触媒性微粒子が上記の物質から成ることにより、光触媒作用が一層高い。
・前記酸化チタンの結晶形としては、ルチル、アナターゼ、ブルッカイトが挙げられる。特に、光触媒作用が高いアナターゼが好ましい。
(3)請求項3の発明は、
前記A層を構成する光触媒性微粒子と、前記B層を構成する光触媒性微粒子とが、同一の物質から成ることを特徴とする請求項1又は2に記載の光触媒担持体の製造方法。
In the present invention, the photocatalytic fine particles are composed of the above-mentioned substances, so that the photocatalytic action is higher.
-As a crystal form of the said titanium oxide, a rutile, anatase, and brookite are mentioned. In particular, anatase having a high photocatalytic action is preferable.
(3) The invention of claim 3
The method for producing a photocatalyst carrier according to claim 1 or 2, wherein the photocatalytic fine particles constituting the A layer and the photocatalytic fine particles constituting the B layer are made of the same substance.

本発明では、A層を構成する光触媒性微粒子と、B層を構成する光触媒性微粒子とが、同一の物質から成るので、A層とB層との密着性が一層高くなる。そのため、本発明で製造される光触媒担持体は、耐久性が一層優れている。
(4)請求項4の発明は、
前記第1工程及び/又は前記第2工程において、前記光触媒性微粒子を分散させた分散液を塗布した後、前記分散液の溶媒を蒸発させることにより、前記光触媒性微粒子を付着させることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光触媒担持体の製造方法を要旨とする。
In the present invention, since the photocatalytic fine particles constituting the A layer and the photocatalytic fine particles constituting the B layer are made of the same substance, the adhesion between the A layer and the B layer is further enhanced. Therefore, the durability of the photocatalyst carrier produced by the present invention is further improved.
(4) The invention of claim 4
In the first step and / or the second step, after applying the dispersion liquid in which the photocatalytic fine particles are dispersed, the photocatalytic fine particles are adhered by evaporating the solvent of the dispersion liquid. The manufacturing method of the photocatalyst carrier according to any one of claims 1 to 3 is summarized.

本発明は、上記の方法により、A層、B層、またはそれらの両方を、均一な厚みに形成することができる。また、本発明によれば、A層、B層、またはそれらの両方の形成が容易である。
(5)請求項5の発明は、
前記分散液における前記光触媒性微粒子の含有率が、5〜30重量%であることを特徴とする請求項4に記載の光触媒担持体の製造方法を要旨とする。
In the present invention, the A layer, the B layer, or both of them can be formed to have a uniform thickness by the above method. Further, according to the present invention, formation of the A layer, the B layer, or both of them is easy.
(5) The invention of claim 5
The gist of the method for producing a photocatalyst carrier according to claim 4, wherein the content of the photocatalytic fine particles in the dispersion is 5 to 30% by weight.

本発明は、分散液における光触媒性微粒子の含有率が、5〜30重量%であることにより、光触媒作用が一層高い。
(6)請求項6の発明は、
前記基材が多孔質セラミックス基材であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光触媒担持体の製造方法を要旨とする。
In the present invention, when the content of the photocatalytic fine particles in the dispersion is 5 to 30% by weight, the photocatalytic action is higher.
(6) The invention of claim 6
The gist of the method for producing a photocatalyst carrier according to any one of claims 1 to 5, wherein the substrate is a porous ceramic substrate.

本発明では、基材が多孔質セラミックスであることにより、焼成工程において、基材が損傷することがない。また、本発明で製造される光触媒担持体は、基材が多孔質であることにより、表面積が大きく、光触媒作用が高い。
(7)請求項7の発明は、
請求項1〜6のいずれかに記載された製造方法により製造される光触媒担持体を要旨とする。
In the present invention, since the substrate is a porous ceramic, the substrate is not damaged in the firing step. Moreover, the photocatalyst carrier produced by the present invention has a large surface area and high photocatalytic action due to the porous substrate.
(7) The invention of claim 7
The gist is a photocatalyst carrier produced by the production method according to claim 1.

本発明の光触媒担持体は、請求項1〜6の発明について述べた作用効果を奏する。   The photocatalyst carrier of the present invention has the effects described in the first to sixth aspects of the invention.

以下に本発明の光触媒担持体の形態の例(実施例)を説明する。   Examples of the form of the photocatalyst carrier of the present invention (Examples) will be described below.

a)まず、本実施例1の光触媒担持体の構成を図1及び図2を用いて説明する。
光触媒担持体1は、基材としてのセラミックスフィルター(多孔質セラミックス基材)3と、その表面に順次積層された酸化チタン第1層(A層)5及び酸化チタン第2層(B層)7とから成る。
a) First, the structure of the photocatalyst carrier of Example 1 will be described with reference to FIGS.
The photocatalyst carrier 1 includes a ceramic filter (porous ceramic substrate) 3 as a substrate, and a titanium oxide first layer (A layer) 5 and a titanium oxide second layer (B layer) 7 sequentially laminated on the surface thereof. It consists of.

セラミックスフィルター3は、アルミナセラミックス多孔体(Al23:76%・SiO2:19%・空孔率:85%)から成る板状部材である。このセラミックスフィルター3の表面を電子顕微鏡(株式会社日立ハイテクノロジーズ製走査型電子顕微鏡S−4800)により撮影した写真を図2に示す。 The ceramic filter 3 is a plate-like member made of an alumina ceramic porous body (Al 2 O 3 : 76%, SiO 2 : 19%, porosity: 85%). The photograph which image | photographed the surface of this ceramic filter 3 with the electron microscope (Hitachi High-Technologies Corporation scanning electron microscope S-4800) is shown in FIG.

酸化チタン第1層5及び酸化チタン第2層7は、それぞれ、酸化チタン微細粉末(光触媒性微粒子)を固定化した層であり、それらの厚みはいずれも約1〜2μmである。
b)次に、本実施例1の光触媒担持体の製造方法を説明する。
Each of the titanium oxide first layer 5 and the titanium oxide second layer 7 is a layer in which titanium oxide fine powder (photocatalytic fine particles) is immobilized, and the thickness thereof is about 1 to 2 μm.
b) Next, a method for producing the photocatalyst carrier of Example 1 will be described.

まず、セラミックスフィルター3の表面に、酸化チタン第1層5を形成した。具体的には、ディップコーター(有限会社エス・デイ・アイ製KD−5000)を用い、セラミックスフィルター3を酸化チタンコーティング液(光触媒性微粒子を分散させた分散液)に一旦浸漬し、その後引き上げた。こうすることにより、セラミックスフィルター3の表面に酸化チタンコーティング液が付着し、その後、酸化チタンコーティング液の溶媒が蒸発することにより、セラミックスフィルター3の表面に酸化チタンから成るA層が形成された。   First, the titanium oxide first layer 5 was formed on the surface of the ceramic filter 3. Specifically, using a dip coater (KD-5000 manufactured by S.D.I., Ltd.), the ceramic filter 3 was once immersed in a titanium oxide coating liquid (a dispersion liquid in which photocatalytic fine particles are dispersed) and then pulled up. . By doing so, the titanium oxide coating liquid adhered to the surface of the ceramic filter 3, and then the solvent of the titanium oxide coating liquid evaporated to form an A layer made of titanium oxide on the surface of the ceramic filter 3.

ここで、酸化チタンコーティング液は、石原産業製STS−01(酸化チタン含有率30.1%(重量比)、酸化チタンの平均粒径約7nm、pH1.5)を4倍希釈したもの(STS−01と水とを1:3の比率で混合したもの)である。STS−01の酸化チタン含有率は上記のように30.1重量%であるので、使用した酸化チタンコーティング液の酸化チタン含有率は7.52重量%である。   Here, the titanium oxide coating solution is STS-01 (titanium oxide content 30.1% (weight ratio), average particle diameter of titanium oxide of about 7 nm, pH 1.5) manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd. diluted 4 times (STS). -01 and water mixed at a ratio of 1: 3). Since the titanium oxide content of STS-01 is 30.1% by weight as described above, the titanium oxide content of the used titanium oxide coating liquid is 7.52% by weight.

次に、セラミックスフィルター3及び酸化チタン第1層5を、電気炉(株式会社デンケン製KDF S−100)を用いて2時間焼成した(第1回焼成)。
ここで、焼成温度は、600°C、800°C、1000°、1100°Cの4種類とし、600°Cで焼成したものを実施例1−1、800°Cで焼成したものを実施例1−2、1000°Cで焼成したものを実施例1−3、1100°Cで焼成したものを実施例1−4とした。
Next, the ceramic filter 3 and the titanium oxide first layer 5 were fired for 2 hours using an electric furnace (KDF S-100 manufactured by Denken Co., Ltd.) (first firing).
Here, there are four firing temperatures of 600 ° C., 800 ° C., 1000 °, and 1100 ° C., and those fired at 600 ° C. are Example 1-1 and those fired at 800 ° C. A sample fired at 1-2, 1000 ° C. was fired at Example 1-3, 1100 ° C., and was designated as Example 1-4.

次に、実施例1−1〜1−4のそれぞれについて、酸化チタン第1層5の上に、酸化チタン第2層7を形成した。その形成方法は、酸化チタン第1層5の形成と同様に、ディップコーターを用いて酸化チタンコーティング液に浸漬する方法により行った。ただし、このときの酸化チタンコーティング液は、石原産業製STS−01を2倍希釈したもの(STS−01と水とを1:1の比率で混合したもの)を用いた。STS−01の酸化チタン含有率は30.1重量%であるので、使用した酸化チタンコーティング液の酸化チタン含有率は15.1重量%である。   Next, a titanium oxide second layer 7 was formed on the titanium oxide first layer 5 for each of Examples 1-1 to 1-4. The formation method was carried out by a method of immersing in a titanium oxide coating solution using a dip coater, similarly to the formation of the titanium oxide first layer 5. However, the titanium oxide coating solution at this time was obtained by diluting STS-01 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd. (mixed STS-01 and water at a ratio of 1: 1). Since the titanium oxide content of STS-01 is 30.1% by weight, the titanium oxide content of the used titanium oxide coating solution is 15.1% by weight.

次に、セラミックスフィルター3、酸化チタン第1層5、及び酸化チタン第2層7を、電気炉を用い、200°Cの条件で1時間焼成し(第2回焼成)、光触媒担持体1を完成した。尚、実施例1−1〜1−4の光触媒担持体の製造条件の一覧を表1に示す。   Next, the ceramic filter 3, the titanium oxide first layer 5, and the titanium oxide second layer 7 are fired at 200 ° C. for 1 hour using an electric furnace (second firing), and the photocatalyst carrier 1 is formed. completed. Table 1 shows a list of production conditions for the photocatalyst carriers of Examples 1-1 to 1-4.

また、次のようにして、比較例1−1〜1−4の光触媒担持体を製造した。
(比較例1−1)
酸化チタン第1層の形成、及び第1回焼成は実施例1−1と同様に行ったが、酸化チタン第2層の形成、及び第2回焼成を行っていないものである。
(比較例1−2)
酸化チタン第1層の形成、及び第1回焼成は実施例1−2と同様に行ったが、酸化チタン第2層の形成、及び第2回焼成を行っていないものである。
(比較例1−3)
酸化チタン第1層の形成、及び第1回焼成は実施例1−3と同様に行ったが、酸化チタン第2層の形成、及び第2回焼成を行っていないものである。
(比較例1−4)
酸化チタン第1層の形成、及び第1回焼成は実施例1−4と同様に行ったが、酸化チタン第2層の形成、及び第2回焼成を行っていないものである。
Moreover, the photocatalyst carrier of Comparative Examples 1-1 to 1-4 was manufactured as follows.
(Comparative Example 1-1)
The formation of the first titanium oxide layer and the first firing were performed in the same manner as in Example 1-1, but the formation of the second titanium oxide layer and the second firing were not performed.
(Comparative Example 1-2)
The formation of the first titanium oxide layer and the first firing were performed in the same manner as in Example 1-2, but the formation of the second titanium oxide layer and the second firing were not performed.
(Comparative Example 1-3)
The formation of the first titanium oxide layer and the first firing were performed in the same manner as in Example 1-3, but the formation of the second titanium oxide layer and the second firing were not performed.
(Comparative Example 1-4)
The formation of the titanium oxide first layer and the first firing were performed in the same manner as in Example 1-4, but the formation of the titanium oxide second layer and the second firing were not performed.

尚、比較例1−1〜1−4における光触媒担持体の製造条件の一覧を表2に示す。   Table 2 shows a list of production conditions for the photocatalyst carrier in Comparative Examples 1-1 to 1-4.

c)次に、本実施例1の光触媒担持体1が奏する効果を説明する。
i)本実施例1の光触媒担持体1では、酸化チタン第1層5は600〜1100°Cの温度で焼成されているので、セラミックスフィルター3に対し強固に固定されている。また、酸化チタン第2層7と酸化チタン第1層5との結合も強固である。そのため、本実施例1の光触媒担持体1は、酸化チタン第1層5や酸化チタン第2層7が剥離しにくく、耐久性が高い。
c) Next, the effect produced by the photocatalyst carrier 1 of Example 1 will be described.
i) In the photocatalyst carrier 1 of Example 1, the titanium oxide first layer 5 is fired at a temperature of 600 to 1100 ° C., and is thus firmly fixed to the ceramic filter 3. The bond between the titanium oxide second layer 7 and the titanium oxide first layer 5 is also strong. Therefore, the photocatalyst carrier 1 of Example 1 has high durability because the titanium oxide first layer 5 and the titanium oxide second layer 7 are difficult to peel off.

(ii)本実施例1の光触媒担持体1では、バインダーを用いずに酸化チタンを固定化しているので、酸化チタンの表面がバインダーで覆われることがなく、酸化チタンの有効表面積が大きい。そのことにより、本実施例1の光触媒担持体1は、酸化チタンによる光触媒作用が高い。   (ii) In the photocatalyst carrier 1 of Example 1, since the titanium oxide is immobilized without using the binder, the surface of the titanium oxide is not covered with the binder, and the effective surface area of the titanium oxide is large. As a result, the photocatalyst carrier 1 of Example 1 has a high photocatalytic effect due to titanium oxide.

(iii)本実施例1の光触媒担持体1では、酸化チタン第2層7が最表面に露出している。この酸化チタン第2層7の焼成温度は200°Cと低いので、焼結が生じず、酸化チタンの有効表面積が大きい。従って、本実施例1の光触媒担持体1は、有効表面積の大きい酸化チタン第2層7を最表面に備えることにより、酸化チタンによる光触媒作用が高い。   (iii) In the photocatalyst carrier 1 of Example 1, the titanium oxide second layer 7 is exposed on the outermost surface. Since the firing temperature of the titanium oxide second layer 7 is as low as 200 ° C., sintering does not occur and the effective surface area of titanium oxide is large. Therefore, the photocatalyst carrier 1 of Example 1 has a high photocatalytic action by titanium oxide by providing the titanium oxide second layer 7 having a large effective surface area on the outermost surface.

(iv)本実施例1の光触媒担持体1は、酸化チタンを固定化するためにバインダーを用いる必要がないので、製造工程を簡略化できる。
d)次に、本実施例1の光触媒担持体1が奏する光触媒作用を確かめるために行った実験について説明する。以下の実験は、実施例1−1〜1−4、及び比較例1−1〜1−4の光触媒担持体のそれぞれについて行った。
(iv) Since the photocatalyst carrier 1 of Example 1 does not require the use of a binder to immobilize titanium oxide, the production process can be simplified.
d) Next, an experiment conducted for confirming the photocatalytic action exhibited by the photocatalyst carrier 1 of Example 1 will be described. The following experiment was conducted for each of the photocatalyst carriers of Examples 1-1 to 1-4 and Comparative Examples 1-1 to 1-4.

(i)実験方法
容積67Lの容器に、光触媒担持体と、光触媒を照らす光源としてのブラックライトと、容器内部の空気を攪拌するためのファンとを収容した。ブラックライトの照度は30Wとし、ファンによる攪拌速度は0.4m3/minとした。
(i) Experimental Method A photocatalyst carrier, a black light as a light source for illuminating the photocatalyst, and a fan for stirring the air inside the container were housed in a 67 L volume container. The illuminance of the black light was 30 W, and the stirring speed by the fan was 0.4 m 3 / min.

次に、上記容器を密閉し、初期濃度が200ppmとなるようにアンモニアを導入した。そして、アンモニア導入からの時間(反応時間)が0分、2.5分、5分、7.5分、10分、15分、30分の時に、それぞれ、アンモニア濃度測定器(株式会社ガステック製の検知管3L(0.5〜78ppm)、3La(2.5〜200ppm))を用いてアンモニア濃度を測定した。   Next, the container was sealed, and ammonia was introduced so that the initial concentration was 200 ppm. When the time from ammonia introduction (reaction time) was 0 minutes, 2.5 minutes, 5 minutes, 7.5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, and 30 minutes, respectively, an ammonia concentration measuring device (Gastech Corporation) The ammonia concentration was measured using a detector tube 3L (0.5 to 78 ppm) and 3La (2.5 to 200 ppm).

(ii)実験結果
反応時間ごとの、アンモニア濃度と除去率とを上記表1及び表2に示す。ここで、除去率とは、アンモニアの初期濃度C0、測定濃度Cnしたときに、下記式(1)で表されるものである。
(ii) Experimental results Tables 1 and 2 show the ammonia concentration and removal rate for each reaction time. Here, the removal rate is expressed by the following formula (1) when the initial concentration C 0 and the measured concentration C n of ammonia are obtained.

式(1) 除去率(%)=((C0−Cn)/C0)×100
表1に示すように、実施例1−1〜1−4の光触媒担持体1は、反応時間30分において、除去率は全て98%以上であり、非常に高かった。この結果から、本実施例1の光触媒担持体1は、光触媒作用によるアンモニア分解効果(防臭効果)が高いことが確認できた。
Expression (1) Removal rate (%) = ((C 0 −C n ) / C 0 ) × 100
As shown in Table 1, the photocatalyst carriers 1 of Examples 1-1 to 1-4 all had a very high removal rate of 98% or more at a reaction time of 30 minutes. From this result, it was confirmed that the photocatalyst carrier 1 of Example 1 has a high ammonia decomposition effect (deodorizing effect) due to the photocatalytic action.

また、実施例1−1〜1−4の光触媒担持体1のアンモニア分解効果がいずれも高かったことから、酸化チタン第1層5の焼成温度として、600〜1100°Cの範囲が好適であることが確認できた。   Moreover, since the ammonia decomposition | disassembly effect of the photocatalyst carrier 1 of Examples 1-1 to 1-4 was high, the range of 600 to 1100 ° C. is preferable as the firing temperature of the titanium oxide first layer 5. I was able to confirm.

これに対し、表2に示すように、比較例1−1〜1−4の光触媒担持体は、反応時間30分における除去率が55〜72.5%と非常に低かった。このように比較例1−1〜1−4の光触媒担持体のアンモニア除去率が低い理由は次のように推定される。すなわち、比較例1−1〜1−4の光触媒担持体は、酸化チタン第2層7を備えておらず、酸化チタン第1層5のみを備えている。酸化チタン第1層5は、600°C〜1100°Cという高温で焼成されているので焼結が生じ、酸化チタンの表面積が小さくなっていると考えられる。その結果として、比較例1−1〜1−4の光触媒担持体のアンモニア除去率は低くなったと考えられる。   In contrast, as shown in Table 2, the photocatalyst carrier of Comparative Examples 1-1 to 1-4 had a very low removal rate of 55 to 72.5% at a reaction time of 30 minutes. The reason why the ammonia removal rate of the photocatalyst carriers of Comparative Examples 1-1 to 1-4 is thus low is estimated as follows. That is, the photocatalyst carriers of Comparative Examples 1-1 to 1-4 do not include the titanium oxide second layer 7 but include only the titanium oxide first layer 5. Since the titanium oxide first layer 5 is fired at a high temperature of 600 ° C. to 1100 ° C., sintering occurs, and it is considered that the surface area of the titanium oxide is reduced. As a result, the ammonia removal rate of the photocatalyst carrier of Comparative Examples 1-1 to 1-4 is considered to be low.

基本的には前記実施例1−1〜1−4と同様に、実施例2−1〜2−4の光触媒担持体1を製造した。但し、本実施例2では、酸化チタン第1層5の形成に用いる酸化チタンコーティング液は、STS−01を6倍希釈したもの(STS−01と水とを1:5の比率で混合したもの)とした。STS−01の酸化チタン含有率は30.1重量%であるので、使用した酸化チタンコーティング液の酸化チタン含有率は5.02重量%である。尚、実施例2−1〜2−4における光触媒担持体1の製造方法の一覧を表3に示す。   Basically, the photocatalyst carrier 1 of Examples 2-1 to 2-4 was produced in the same manner as in Examples 1-1 to 1-4. However, in Example 2, the titanium oxide coating solution used for forming the titanium oxide first layer 5 is a solution obtained by diluting STS-01 six times (a mixture of STS-01 and water in a ratio of 1: 5). ). Since the titanium oxide content of STS-01 is 30.1% by weight, the titanium oxide content of the used titanium oxide coating solution is 5.02% by weight. Table 3 shows a list of methods for producing the photocatalyst carrier 1 in Examples 2-1 to 2-4.

また、次のようにして、比較例2−1〜2−4の光触媒担持体を製造した。
(比較例2−1)
酸化チタン第1層の形成、及び第1回焼成は実施例2−1と同様に行ったが、酸化チタン第2層の形成、及び第2回焼成を行っていないものである。
(比較例2−2)
酸化チタン第1層の形成、及び第1回焼成は実施例2−2と同様に行ったが、酸化チタン第2層の形成、及び第2回焼成を行っていないものである。
(比較例2−3)
酸化チタン第1層の形成、及び第1回焼成は実施例2−3と同様に行ったが、酸化チタン第2層の形成、及び第2回焼成を行っていないものである。
(比較例2−4)
酸化チタン第1層の形成、及び第1回焼成は実施例2−4と同様に行ったが、酸化チタン第2層の形成、及び第2回焼成を行っていないものである。尚、比較例2−1〜2−4における光触媒担持体の製造条件の一覧を表4に示す。
Moreover, the photocatalyst carrier of Comparative Examples 2-1 to 2-4 was manufactured as follows.
(Comparative Example 2-1)
The formation of the first titanium oxide layer and the first firing were performed in the same manner as in Example 2-1, but the formation of the second titanium oxide layer and the second firing were not performed.
(Comparative Example 2-2)
The formation of the titanium oxide first layer and the first firing were performed in the same manner as in Example 2-2, but the formation of the titanium oxide second layer and the second firing were not performed.
(Comparative Example 2-3)
The formation of the titanium oxide first layer and the first firing were performed in the same manner as in Example 2-3, but the formation of the titanium oxide second layer and the second firing were not performed.
(Comparative Example 2-4)
The formation of the titanium oxide first layer and the first firing were performed in the same manner as in Example 2-4, but the formation of the titanium oxide second layer and the second firing were not performed. Table 4 shows a list of production conditions for the photocatalyst carrier in Comparative Examples 2-1 to 2-4.

本実施例2−1〜2−4の光触媒担持体1は、前記実施例1と同様の効果を奏することができる。
本実施例2−1〜2−4、及び比較例2−1〜2−4の光触媒担持体について、前記実施例1と同様に、アンモニアの分解試験を行った。その結果を上記表3及び表4に示す。
The photocatalyst carrier 1 of Examples 2-1 to 2-4 can achieve the same effects as those of Example 1.
For the photocatalyst carriers of Examples 2-1 to 2-4 and Comparative Examples 2-1 to 2-4, an ammonia decomposition test was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Tables 3 and 4 above.

表3に示すように、実施例2−1〜2−4の光触媒担持体1は、反応時間30分において、除去率は全て98%以上であり、非常に高かった。この結果から、本実施例2の光触媒担持体1は、光触媒作用によるアンモニア分解効果(防臭効果)が高いことが確認できた。   As shown in Table 3, the photocatalyst carriers 1 of Examples 2-1 to 2-4 all had a very high removal rate of 98% or more at a reaction time of 30 minutes. From this result, it was confirmed that the photocatalyst carrier 1 of Example 2 has a high ammonia decomposition effect (deodorizing effect) due to the photocatalytic action.

また、実施例2−1〜2−4の光触媒担持体1のアンモニア分解効果がいずれも高かったことから、酸化チタン第1層5の焼成温度として、600〜1100°Cの範囲が好適であることが確認できた。   Moreover, since the ammonia decomposition | disassembly effect of the photocatalyst carrier 1 of Examples 2-1 to 2-4 was all high, the range of 600-1100 degreeC is suitable as a calcination temperature of the titanium oxide 1st layer 5. I was able to confirm.

これに対し、表4に示すように、酸化チタン第2層を備えていない比較例2−1〜2−4の光触媒担持体は、反応時間30分における除去率が47.5〜70%と非常に低かった。この理由は、比較例2−1〜2−4の光触媒担持体は酸化チタン第2層7を備えておらず、600〜1100°Cという高温で焼成され、焼結が生じている酸化チタン第1層5のみを備えるためであると推定される。   On the other hand, as shown in Table 4, the photocatalyst carrier of Comparative Examples 2-1 to 2-4 not including the titanium oxide second layer had a removal rate of 47.5 to 70% in a reaction time of 30 minutes. It was very low. This is because the photocatalyst carriers of Comparative Examples 2-1 to 2-4 are not provided with the titanium oxide second layer 7 and are sintered at a high temperature of 600 to 1100 ° C. and sintered. It is estimated that this is because only one layer 5 is provided.

また、実施例2−1〜2−4の光触媒担持体1の表面を電子顕微鏡(株式会社日立ハイテクノロジーズ製走査型電子顕微鏡S−4800)により撮影した。この写真を図3に示す。図3(a)は実施例2−1についての写真であり、図3(b)は実施例2−2についての写真であり、図3(c)は実施例2−3についての写真であり、図3(d)は実施例2−4についての写真である。   Moreover, the surface of the photocatalyst carrier 1 of Examples 2-1 to 2-4 was photographed with an electron microscope (a scanning electron microscope S-4800 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). This photograph is shown in FIG. FIG. 3A is a photograph regarding Example 2-1, FIG. 3B is a photograph regarding Example 2-2, and FIG. 3C is a photograph regarding Example 2-3. FIG. 3D is a photograph of Example 2-4.

この図3に示すように、酸化チタン第1層5の焼結温度が600〜1000°Cである実施例2−1〜2−3では、酸化チタン第1層5の焼結(大きい粒子の発生)は生じていないが、焼成温度が1100°Cである実施例2−4では、一部において酸化チタン第1層5の焼結が生じ始めている。   As shown in FIG. 3, in Examples 2-1 to 2-3 in which the sintering temperature of the titanium oxide first layer 5 is 600 to 1000 ° C., the sintering of the titanium oxide first layer 5 (large particles In Example 2-4 where the firing temperature is 1100 ° C., the titanium oxide first layer 5 starts to be partially sintered.

酸化チタン第1層5の焼結が進むと、セラミックスフィルター3の表面に、酸化チタン第1層5で覆われていない部分が生じ、そこでは、酸化チタン第2層7が、セラミックスフィルター3に直接固定されることになり、酸化チタン第2層7の密着性が低下する。従って、図3から、酸化チタン第1層5の焼成温度は、1000°C以下が一層好ましいことが分かる。   When the sintering of the titanium oxide first layer 5 proceeds, a portion of the surface of the ceramic filter 3 that is not covered with the titanium oxide first layer 5 is generated, where the titanium oxide second layer 7 is formed on the ceramic filter 3. It will be fixed directly, and the adhesiveness of the titanium oxide second layer 7 will decrease. Therefore, FIG. 3 shows that the firing temperature of the titanium oxide first layer 5 is more preferably 1000 ° C. or less.

基本的には前記実施例1と同様にして実施例3−1〜3−4の光触媒担持体1を製造した。
ただし、本実施例3では、酸化チタン第1層5の形成に用いる酸化チタンコーティング液は、STS−01の原液とした。また、酸化チタン第1層5の焼成条件は、全て500°C、4時間とした。
Basically, the photocatalyst carrier 1 of Examples 3-1 to 3-4 was produced in the same manner as in Example 1.
However, in Example 3, the titanium oxide coating solution used for forming the titanium oxide first layer 5 was an STS-01 stock solution. The firing conditions for the titanium oxide first layer 5 were all set to 500 ° C. for 4 hours.

また、酸化チタン第2層7の焼成温度は、100°C、200°C、3000°、400°Cの4種類とし、100°Cで焼成したものを実施例3−1、200°Cで焼成したものを実施例3−2、300°Cで焼成したものを実施例3−3、400°Cで焼成したものを実施例3−4とした。尚、実施例3−1〜3−4における光触媒担持体1の製造条件の一覧を表5に示す。   Moreover, the firing temperature of the titanium oxide second layer 7 is 100 ° C., 200 ° C., 3000 °, and 400 ° C., and those fired at 100 ° C. are Example 3-1 and 200 ° C. What baked what was baked at 300 degreeC in Example 3-2 was what was baked at Example 3-3 and 400 degreeC as Example 3-4. Table 5 shows a list of production conditions for the photocatalyst carrier 1 in Examples 3-1 to 3-4.

本実施例3−1〜3−4の光触媒担持体1は、前記実施例1と同様の効果を奏することができる。
本実施例3−1〜3−4の光触媒担持体1について、前記実施例1と同様に、アンモニアの分解試験を行った。その結果を上記表5に示す。
The photocatalyst carrier 1 of Examples 3-1 to 3-4 can achieve the same effects as those of Example 1.
About the photocatalyst carrier 1 of Examples 3-1 to 3-4, an ammonia decomposition test was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 5 above.

表5に示すように、実施例3−1〜3−4の光触媒担持体1は、反応時間30分において、除去率は全て97%以上であり、非常に高かった。特に、酸化チタン第2層7の焼成温度が100〜300°Cである実施例3−1〜3−3は、除去率が99%以上と、一層高かった。更に、酸化チタン第2層7の焼成温度が200°Cである実施例3−2は、除去率が99.95%と、最も高かった。   As shown in Table 5, the photocatalyst carriers 1 of Examples 3-1 to 3-4 all had a very high removal rate of 97% or more at a reaction time of 30 minutes. In particular, Examples 3-1 to 3-3 in which the firing temperature of the titanium oxide second layer 7 was 100 to 300 ° C. had a higher removal rate of 99% or more. Furthermore, in Example 3-2 in which the firing temperature of the titanium oxide second layer 7 was 200 ° C., the removal rate was the highest at 99.95%.

この結果から、本実施例3の光触媒担持体1は、光触媒作用によるアンモニア分解効果(防臭効果)が高いことが確認できた。
また、実施例3−1〜3−4の光触媒担持体1のアンモニア分解効果がいずれも高かったことから、酸化チタン第2層7の焼成温度として、100〜400°Cの範囲が好適であることが確認できた。
From this result, it was confirmed that the photocatalyst carrier 1 of Example 3 had a high ammonia decomposition effect (deodorizing effect) due to the photocatalytic action.
Moreover, since the ammonia decomposition | disassembly effect of the photocatalyst carrier 1 of Examples 3-1 to 3-4 was all high, the range of 100-400 degreeC is suitable as a calcination temperature of the titanium oxide 2nd layer 7. I was able to confirm.

次に、実施例3−1〜3−4の光触媒担持体1の表面を電子顕微鏡(株式会社日立ハイテクノロジーズ製走査型電子顕微鏡S−4800)により撮影した。この写真を図4に示す。図4(a)は実施例3−1についての写真であり、図4(b)は実施例3−2についての写真であり、図4(c)は実施例3−3についての写真であり、図4(d)は実施例3−4についての写真である。   Next, the surface of the photocatalyst carrier 1 of Examples 3-1 to 3-4 was photographed with an electron microscope (a scanning electron microscope S-4800 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). This photograph is shown in FIG. FIG. 4A is a photograph regarding Example 3-1, FIG. 4B is a photograph regarding Example 3-2, and FIG. 4C is a photograph regarding Example 3-3. FIG. 4D is a photograph of Example 3-4.

この図4では、酸化チタン第2層7の焼結温度が100〜300°Cである実施例3−1〜3−3では、酸化チタン第2層7に、数十μm周期の波模様が現れている。それに対し、焼成温度が400°Cである実施例3−4では、そのような波模様は現れていない。   In FIG. 4, in Examples 3-1 to 3-3 in which the sintering temperature of the titanium oxide second layer 7 is 100 to 300 ° C., a wave pattern having a period of several tens of μm is formed on the titanium oxide second layer 7. Appears. On the other hand, in Example 3-4 whose baking temperature is 400 degreeC, such a wave pattern does not appear.

実施例3−1〜3−4に現れているような波模様があれば、酸化チタン第2層7の表面積が増し、光触媒作用が向上すると考えられる。従って、図4からも、酸化チタン第2層7の焼成温度は、100〜300°Cの範囲が一層好適であることが分かった。   If there is a wave pattern as shown in Examples 3-1 to 3-4, it is considered that the surface area of the titanium oxide second layer 7 is increased and the photocatalytic action is improved. Therefore, also from FIG. 4, it was found that the firing temperature of the titanium oxide second layer 7 is more preferably in the range of 100 to 300 ° C.

基本的には前記実施例1と同様にして実施例4−1〜4−4の光触媒担持体1を製造した。
ただし、本実施例4では、酸化チタン第1層5の形成に用いる酸化チタンコーティング液は、STS−01の原液とした。また、酸化チタン第1層5の焼成条件は、全て、500°C、4時間とした。
Basically, the photocatalyst carrier 1 of Examples 4-1 to 4-4 was produced in the same manner as in Example 1.
However, in Example 4, the titanium oxide coating solution used for forming the titanium oxide first layer 5 was an STS-01 stock solution. The firing conditions for the titanium oxide first layer 5 were all set to 500 ° C. for 4 hours.

また、酸化チタン第2層7の形成に用いる酸化チタンコーティング液は、STS−01の原液、2倍希釈(STS−01と水とを1:1で混合)、3倍希釈(STS−01と水とを1:2で混合)、4倍希釈(STS−01と水とを1:3で混合)の4種類とし、原液を用いるものを実施例4−1、2倍希釈を用いるものを実施例4−2、3倍希釈を用いるものを実施例4−3、4倍希釈を用いるものを実施例4−4とした。ここで、STS−01原液の酸化チタン含有率は、上述したように30.1重量%であるので、実施例4−1で酸化チタン第2層7の形成に用いる酸化チタンコーティング液の酸化チタン含有率は30.1重量%であり、実施例4−2で用いる酸化チタンコーティング液の酸化チタン含有率は15.1重量%であり、実施例4−3で用いる酸化チタンコーティング液の酸化チタン含有率は10.0重量%であり、実施例4−4で用いる酸化チタンコーティング液の酸化チタン含有率は7.52重量%である。尚、実施例4−1〜4−4における光触媒担持体の製造条件の一覧を表6に示す。   The titanium oxide coating solution used for forming the titanium oxide second layer 7 is a stock solution of STS-01, diluted 2 times (mixed STS-01 and water 1: 1), diluted 3 times (STS-01 and 4) (mixed with water 1: 2) and 4 times dilution (mixed STS-01 and water 1: 3), and those using the stock solution were those using Example 4-1, 2 times dilution. Example 4-2 Using 3 times dilution was used as Example 4-3 and 4 times dilution was used as Example 4-4. Here, since the titanium oxide content of the STS-01 stock solution is 30.1% by weight as described above, the titanium oxide of the titanium oxide coating solution used for forming the titanium oxide second layer 7 in Example 4-1. The content is 30.1 wt%, the titanium oxide content of the titanium oxide coating solution used in Example 4-2 is 15.1 wt%, and the titanium oxide of the titanium oxide coating solution used in Example 4-3 The content is 10.0% by weight, and the titanium oxide content of the titanium oxide coating solution used in Example 4-4 is 7.52% by weight. In addition, Table 6 shows a list of production conditions for the photocatalyst carrier in Examples 4-1 to 4-4.

本実施例4−1〜4−4の光触媒担持体1は、前記実施例1と同様の効果を奏することができる。
本実施例4−1〜4−4の光触媒担持体1について、前記実施例1と同様に、アンモニアの分解試験を行った。その結果を上記表6に示す。
The photocatalyst carrier 1 of Examples 4-1 to 4-4 can achieve the same effects as those of Example 1.
For the photocatalyst carrier 1 of Examples 4-1 to 4-4, an ammonia decomposition test was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 6 above.

表6に示すように、実施例4−1〜4−4の光触媒担持体1は、反応時間30分において、除去率は全て99.6%以上であり、非常に高かった。特に、酸化チタンコーティング剤としてSTS−01の原液(酸化チタン含有率30.1重量%)、又は2倍希釈(酸化チタン含有率15.1重量%)を用いる実施例4−1〜4−2では、除去率が99.8%以上と、一層高かった。   As shown in Table 6, the photocatalyst carrier 1 of Examples 4-1 to 4-4 had a very high removal rate of 99.6% or more at a reaction time of 30 minutes. In particular, Examples 4-1 to 4-2 using an STS-01 stock solution (titanium oxide content 30.1% by weight) or 2-fold dilution (titanium oxide content 15.1% by weight) as a titanium oxide coating agent Then, the removal rate was higher, 99.8% or more.

この結果から、本実施例4の光触媒担持体1は、光触媒作用によるアンモニア分解効果(防臭効果)が高いことが確認できた。
また、実施例4−1〜4−4の光触媒担持体1のアンモニア分解効果がいずれも高かったことから、酸化チタン第2層7の形成に用いる酸化チタンコーティング液の酸化チタン含有率として、7.52〜30.1重量%の範囲が好適であることが確認できた。
From this result, it was confirmed that the photocatalyst carrier 1 of Example 4 had a high ammonia decomposition effect (deodorizing effect) due to the photocatalytic action.
Moreover, since the ammonia decomposition effect of the photocatalyst carrier 1 of each of Examples 4-1 to 4-4 was high, the titanium oxide content of the titanium oxide coating solution used for forming the titanium oxide second layer 7 was 7 It was confirmed that the range of 0.52 to 30.1% by weight was suitable.

基本的には前記実施例1と同様にして実施例5の光触媒担持体1を製造した。
ただし、本実施例5では、酸化チタン第1層5の形成に用いる酸化チタンコーティング液は、STS−01の原液とし、酸化チタン第1層5の焼成条件は、500°C、4時間とした。
Basically, the photocatalyst carrier 1 of Example 5 was produced in the same manner as in Example 1.
However, in Example 5, the titanium oxide coating solution used for forming the titanium oxide first layer 5 was a stock solution of STS-01, and the firing conditions of the titanium oxide first layer 5 were 500 ° C. and 4 hours. .

また、次のようにして、比較例5の光触媒担持体を製造した。
(比較例5)
酸化チタン第1層5の形成、及び第1回焼成は行わず、酸化チタン第2層7の形成、及び第2回焼成は実施例5と同様に行った。従って、比較例5の光触媒担持体の構成は、実施例5の光触媒担持体1から、酸化チタン第1層5を除いたものである。
Moreover, the photocatalyst carrier of the comparative example 5 was manufactured as follows.
(Comparative Example 5)
The formation of the titanium oxide first layer 5 and the first firing were not performed, and the formation of the titanium oxide second layer 7 and the second firing were performed in the same manner as in Example 5. Therefore, the configuration of the photocatalyst carrier of Comparative Example 5 is obtained by removing the titanium oxide first layer 5 from the photocatalyst carrier 1 of Example 5.

尚、実施例5及び比較例5における光触媒担持体の製造条件の一覧を表7に示す。   Table 7 shows a list of production conditions for the photocatalyst carrier in Example 5 and Comparative Example 5.

実施例5、及び比較例5の光触媒担持体について、前記実施例1と同様に、アンモニアの分解試験を行った。その結果を上記表7に示す。
表7に示すように、実施例5の光触媒担持体1は、反応時間30分において、除去率は全て99.95%であり、非常に高かった。この結果から、本実施例5の光触媒担持体1は、光触媒作用によるアンモニア分解効果(防臭効果)が高いことが確認できた。
For the photocatalyst carrier of Example 5 and Comparative Example 5, an ammonia decomposition test was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 7 above.
As shown in Table 7, the photocatalyst carrier 1 of Example 5 had a very high removal rate of 99.95% at a reaction time of 30 minutes. From this result, it was confirmed that the photocatalyst carrier 1 of Example 5 has a high ammonia decomposition effect (deodorizing effect) due to the photocatalytic action.

また、実施例5、及び比較例5の光触媒担持体に対し、酸化チタン第2層7の密着性を確かめるための試験を行った。具体的には、実施例5、比較例5の光触媒担持体を洗浄し、その洗浄前後の表面状態を電子顕微鏡(株式会社日立ハイテクノロジーズ製走査型電子顕微鏡S−4800)を用いて観察した。ここで、洗浄条件は、上水を用いた5分間の流水処理とした。   Moreover, the test for confirming the adhesiveness of the titanium oxide 2nd layer 7 was done with respect to the photocatalyst carrier of Example 5 and Comparative Example 5. Specifically, the photocatalyst support of Example 5 and Comparative Example 5 were washed, and the surface state before and after the washing was observed using an electron microscope (scanning electron microscope S-4800 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). Here, the washing condition was a running water treatment for 5 minutes using clean water.

その結果を図5に示す。図5(a)は洗浄前における比較例5の光触媒担持体の表面写真であり、図5(b)は洗浄前における実施例5の光触媒担持体1の表面写真であり図5(c)は洗浄後における比較例5の光触媒担持体の表面写真であり図5(d)は洗浄後における実施例5の光触媒担持体1の表面写真である。   The result is shown in FIG. FIG. 5A is a photograph of the surface of the photocatalyst carrier of Comparative Example 5 before washing, FIG. 5B is a photograph of the surface of the photocatalyst carrier 1 of Example 5 before washing, and FIG. FIG. 5D is a surface photograph of the photocatalyst carrier of Example 5 after washing, and FIG. 5D is a photograph of the surface of the photocatalyst carrier 1 of Example 5 after washing.

実施例5の光触媒担持体1では、図5(b)に示すように、洗浄前は、全面にわたって約10μmサイズの鱗状模様が見られる。この鱗状模様は、酸化チタン第2層7で覆われていることを示す。従って、比較例5の光触媒担持体1は、洗浄前には、全面にわたって酸化チタン第2層7で覆われていた。   In the photocatalyst carrier 1 of Example 5, as shown in FIG. 5B, a scale-like pattern having a size of about 10 μm is seen over the entire surface before washing. This scale pattern indicates that the titanium oxide second layer 7 is covered. Therefore, the photocatalyst carrier 1 of Comparative Example 5 was covered with the titanium oxide second layer 7 over the entire surface before washing.

また、実施例5の光触媒担持体1を洗浄した後も、図5(d)に示すように、光触媒担持体1の表面は、洗浄前と同様に、全面にわたって鱗状模様で覆われいた。この結果から、実施例5の光触媒担持体1は、洗浄を行っても酸化チタン第2層7が剥離せず、耐久性が高いことが確認できた。   Further, even after the photocatalyst carrier 1 of Example 5 was washed, as shown in FIG. 5D, the surface of the photocatalyst carrier 1 was covered with a scaly pattern over the entire surface in the same manner as before washing. From this result, it was confirmed that the photocatalyst carrier 1 of Example 5 was highly durable because the titanium oxide second layer 7 did not peel off even after washing.

次に、比較例5の光触媒担持体は、洗浄前は、図5(a)に示すように、全面にわたって約10μmサイズの鱗状模様が見られ、酸化チタン第2層7で均一に覆われていた。
しかし、比較例5の光触媒担持体を洗浄した後は、図5(c)に示すように、鱗状模様は写真中の右上の領域に残るだけで、その他の部分は、セラミックスフィルター3の表面が露出していた(図2参照)。この結果から、比較例5の光触媒担持体は、酸化チタン第1層5が存在しないことにより、酸化チタン第2層7の密着性が低く、耐久性において劣ることが分かった。
(実験例)
実施例1〜5の光触媒担持体1における酸化チタン第1層5、酸化チタン第2層7厚さを確かめるための実験を行った。具体的には、ガラスの薄板に、実施例1〜5と同様の方法で酸化チタンコーティング液を塗布し、焼成した後に、断面を電子顕微鏡で観察した。酸化チタンコーティング液は、STS−01を2倍に希釈したものを用いた。また、実験は、焼成温度が100°C、150°C、200°C、250°C、300°C、400°Cの場合について、それぞれ行った。
Next, as shown in FIG. 5A, the photocatalyst carrier of Comparative Example 5 has a scale-like pattern of about 10 μm in size over the entire surface and is uniformly covered with the titanium oxide second layer 7 before cleaning. It was.
However, after washing the photocatalyst carrier of Comparative Example 5, as shown in FIG. 5 (c), the scaly pattern only remains in the upper right region in the photograph, and the other part is the surface of the ceramic filter 3. It was exposed (see FIG. 2). From this result, it was found that the photocatalyst carrier of Comparative Example 5 was inferior in durability because the titanium oxide first layer 5 was not present and the titanium oxide second layer 7 had low adhesion.
(Experimental example)
An experiment was conducted to confirm the thicknesses of the titanium oxide first layer 5 and the titanium oxide second layer 7 in the photocatalyst carrier 1 of Examples 1 to 5. Specifically, a titanium oxide coating solution was applied to a thin glass plate in the same manner as in Examples 1 to 5, and baked, and then the cross section was observed with an electron microscope. As the titanium oxide coating solution, a solution obtained by diluting STS-01 twice was used. In addition, the experiment was performed for cases where the firing temperature was 100 ° C, 150 ° C, 200 ° C, 250 ° C, 300 ° C, and 400 ° C, respectively.

結果を図6に示す。図6(a)は焼成温度が100°Cの場合であり、図6(b)は焼成温度が150°Cの場合であり、図6(c)は焼成温度が200°Cの場合であり、図6(d)は焼成温度が250°Cの場合であり、図6(e)は焼成温度が300°Cの場合であり、図6(f)は焼成温度が400°Cの場合である。図6(a)〜(f)の写真において、下側の層はガラス薄板の層であり、上側の層が酸化チタンから成る層である。   The results are shown in FIG. 6A shows a case where the firing temperature is 100 ° C., FIG. 6B shows a case where the firing temperature is 150 ° C., and FIG. 6C shows a case where the firing temperature is 200 ° C. FIG. 6D shows the case where the firing temperature is 250 ° C., FIG. 6E shows the case where the firing temperature is 300 ° C., and FIG. 6F shows the case where the firing temperature is 400 ° C. is there. 6A to 6F, the lower layer is a glass thin plate layer, and the upper layer is a layer made of titanium oxide.

図6に示す写真のうち、酸化チタンから成る層が明瞭に識別できる図6(c)、図6(e)について見ると、酸化チタンから成る層の厚みは、それぞれ、1.3μm、1.6μmであった。従って、実施例1〜5における酸化チタン第1層5、酸化チタン第2層7の厚さも、これに近い値であると推定される。   6 (c) and 6 (e) in which the layer made of titanium oxide can be clearly identified in the photograph shown in FIG. 6, the thickness of the layer made of titanium oxide is 1.3 μm, 1. It was 6 μm. Therefore, the thicknesses of the titanium oxide first layer 5 and the titanium oxide second layer 7 in Examples 1 to 5 are also estimated to be values close to this.

尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば、前記実施例1〜5において、酸化チタンの代わりに、他の光触媒性の物質、例えば、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、チタン酸ストロンチウム、硫化カドミウム、酸化タングステン、酸化鉄、シリコン等を用いても良い。
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the scope of the present invention.
For example, in Examples 1 to 5, other photocatalytic substances such as zinc oxide, zirconium oxide, strontium titanate, cadmium sulfide, tungsten oxide, iron oxide, silicon, etc. may be used instead of titanium oxide. good.

また、酸化チタンコーティング液としては、例えば、石原産業製STS−21(酸化チタン含有率38.8%(重量比)、酸化チタンの平均粒径約100nm、pH8.3)の原液、または水で希釈した液を用いることができる。   Moreover, as a titanium oxide coating liquid, for example, STS-21 manufactured by Ishihara Sangyo (titanium oxide content 38.8% (weight ratio), average particle diameter of titanium oxide is about 100 nm, pH 8.3), or water is used. A diluted solution can be used.

光触媒担持体1の構成を表す断面図である。2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a photocatalyst carrier 1. FIG. セラミックスフィルター3の表面写真である。3 is a surface photograph of a ceramic filter 3. 実施例2の光触媒担持体の表面写真である。3 is a surface photograph of the photocatalyst carrier of Example 2. 実施例3の光触媒担持体の表面写真である。4 is a surface photograph of the photocatalyst carrier of Example 3. 実施例5及び比較例5の光触媒担持体の表面写真である。6 is a surface photograph of the photocatalyst carrier of Example 5 and Comparative Example 5. ガラス薄板上に形成された酸化チタン層を表す断面写真である。It is a cross-sectional photograph showing the titanium oxide layer formed on the glass thin plate.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・光触媒担持体
3・・・セラミックスフィルター
5・・・酸化チタン第1層
7・・・酸化チタン第2層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Photocatalyst carrier 3 ... Ceramics filter 5 ... Titanium oxide 1st layer 7 ... Titanium oxide 2nd layer

Claims (7)

基材に光触媒性微粒子を付着させ、500〜1100°Cの温度で焼成してA層を形成する第1工程と、
前記A層の上に、光触媒性微粒子を付着させ、100〜400°Cの温度で焼成してB層を形成する第2工程と、を有することを特徴とする光触媒担持体の製造方法。
A first step in which photocatalytic fine particles are adhered to a substrate and baked at a temperature of 500 to 1100 ° C. to form an A layer;
And a second step of forming a B layer by attaching photocatalytic fine particles on the A layer and firing at a temperature of 100 to 400 ° C.
前記光触媒性微粒子は、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、チタン酸ストロンチウム、硫化カドミウム、酸化タングステン、酸化鉄、シリコンの群から選ばれる1種以上から成ることを特徴とする請求項1に記載の光触媒担持体の製造方法。   2. The photocatalytic fine particle comprises at least one selected from the group consisting of titanium oxide, zinc oxide, zirconium oxide, strontium titanate, cadmium sulfide, tungsten oxide, iron oxide, and silicon. A method for producing a photocatalyst carrier. 前記A層を構成する光触媒性微粒子と、前記B層を構成する光触媒性微粒子とが、同一の物質から成ることを特徴とする請求項1又は2に記載の光触媒担持体の製造方法。   The method for producing a photocatalyst carrier according to claim 1 or 2, wherein the photocatalytic fine particles constituting the A layer and the photocatalytic fine particles constituting the B layer are made of the same substance. 前記第1工程及び/又は前記第2工程において、前記光触媒性微粒子を分散させた分散液を塗布した後、前記分散液の溶媒を蒸発させることにより、前記光触媒性微粒子を付着させることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光触媒担持体の製造方法。   In the first step and / or the second step, after applying the dispersion liquid in which the photocatalytic fine particles are dispersed, the photocatalytic fine particles are adhered by evaporating the solvent of the dispersion liquid. The manufacturing method of the photocatalyst carrier in any one of Claims 1-3. 前記分散液における前記光触媒性微粒子の含有率が、5〜30重量%であることを特徴とする請求項4に記載の光触媒担持体の製造方法。   The method for producing a photocatalyst carrier according to claim 4, wherein the content of the photocatalytic fine particles in the dispersion is 5 to 30% by weight. 前記基材が多孔質セラミックス基材であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光触媒担持体の製造方法。   The method for producing a photocatalyst carrier according to any one of claims 1 to 5, wherein the substrate is a porous ceramic substrate. 請求項1〜6のいずれかに記載された製造方法により製造される光触媒担持体。   A photocatalyst carrier produced by the production method according to claim 1.
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