JP2006021991A - Method for producing metal doped titanium oxide particulate - Google Patents

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Toshiaki Morita
鋭昭 森田
Yuji Hirose
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a metal doped titanium oxide particulate having photocatalyst activity even in the visible light range with a higher production efficiency and more easily compared with conventional methods such as the sol-gel method, the solid-state reaction method, the ion-implantation method or the like. <P>SOLUTION: The method for producing the metal doped titanium oxide particulate comprises a step of producing a titanium-containing water solution (A) by mixing at least one kind of titanium compound selected from the group consisting of metallic titanium, a hydrolyzable titanuim compound, a low condensate of a hydrolyzable titanium compound, titanium hydroxide, metatitanic acid, and a low condensate of titanium hydroxide with oxygenated water and a step of separating the metal doped titanium oxide particulate from a solution which is produced by heat-treating the water solution (A) in the presence of a salt (B) of a metal other than titanium and a stabilizer (C) and drying it. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、簡便かつ生産性に優れた金属ドープ酸化チタン微粒子の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing metal-doped titanium oxide fine particles that are simple and excellent in productivity.

近年、酸化チタン系光触媒の利用が各方面でなされている。特に空気浄化、水質浄化など生活環境の清浄化への応用や、高度の親水化作用を利用したセルフクリーニング機能の応用などが顕著である。   In recent years, use of a titanium oxide photocatalyst has been made in various fields. In particular, the application to the purification of living environment such as air purification and water purification, and the application of a self-cleaning function utilizing a high level of hydrophilizing action are remarkable.

酸化チタンの光触媒作用は有効波長範囲が紫外線域にあるが、太陽光線のうち紫外線は4%程度にすぎず、太陽光の下での有効活用を図るため、紫外線域から可視光線域まで光触媒作用の有効波長範囲を拡大するための研究が活発に行われている。   Photocatalytic action of titanium oxide has an effective wavelength range in the ultraviolet range, but only about 4% of the sun's rays are ultraviolet, and photocatalytic action from the ultraviolet range to the visible light range for effective utilization under sunlight. Research is being actively conducted to expand the effective wavelength range.

その1つの有力な方法として、光触媒活性を有する酸化チタンに窒素や特定の金属などをドーピングする方法がある。半導体に特定の金属をドーピングすることで半導体中に不純物準位が生じ、半導体の吸収バンドに新たな吸収帯が生じることが知られており、それを応用したものである(例えば、特許文献1、特許文献2等参照。)。   As one effective method, there is a method of doping titanium oxide having photocatalytic activity with nitrogen or a specific metal. It is known that an impurity level is generated in a semiconductor by doping a specific metal in the semiconductor, and a new absorption band is generated in the absorption band of the semiconductor, and this is applied (for example, Patent Document 1). , See Patent Document 2).

金属をドーピングする方法としては、一般にゾルゲル法、固相反応法、イオン注入法などが知られているが、ゾルゲル法では、加水分解及び重合反応を均一に起こさせるため、反応系中のチタン濃度を1%以下の低濃度に制限することが一般的であり、生産効率が低いという問題や、分解生成物の除去に手間がかかる等の問題がある。一方、固相反応法では反応を均一に起こさせるため、高温で長時間の反応が必要であり、生産性に欠けるという問題がある。またイオン注入法では大きなエネルギーで金属イオンを酸化チタン中に注入するため、大掛かりな設備が必要となってくる。   As a method for doping a metal, a sol-gel method, a solid-phase reaction method, an ion implantation method, etc. are generally known. However, in the sol-gel method, the concentration of titanium in the reaction system is uniform in order to cause hydrolysis and polymerization reaction uniformly. Is generally limited to a low concentration of 1% or less, and there are problems such as low production efficiency and troublesome removal of decomposition products. On the other hand, in the solid phase reaction method, since the reaction is caused to occur uniformly, a long time reaction is required at a high temperature, and there is a problem that productivity is lacking. Further, in the ion implantation method, metal ions are implanted into titanium oxide with a large energy, so that a large facility is required.

特開2000−140636号公報JP 2000-140636 A 特開平11−255514号公報JP-A-11-255514

本発明の目的は、ゾルゲル法、固相反応法、イオン注入法などの従来の方法に比べて生産効率が高く、かつ容易な、金属ドープ酸化チタン微粒子の製造方法を提供することにある。さらに本発明の目的は、上記方法により製造される金属ドープ酸化チタン微粒子及びそれを用いた光触媒体を提供することである。   An object of the present invention is to provide a method for producing metal-doped titanium oxide fine particles, which has higher production efficiency and is easier than conventional methods such as a sol-gel method, a solid phase reaction method, and an ion implantation method. Furthermore, the objective of this invention is providing the metal dope titanium oxide microparticles | fine-particles manufactured by the said method, and a photocatalyst body using the same.

本発明者らは上記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、特定のチタン化合物を過酸化水素水と混合して得られるチタン含有水性液に、ドーピングしようとする金属の塩および安定化剤を添加し、これを加熱処理するだけで容易に金属ドープ酸化チタン微粒子が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that a titanium salt-containing aqueous liquid obtained by mixing a specific titanium compound with a hydrogen peroxide solution is doped with a metal salt and stabilizer. It has been found that metal-doped titanium oxide fine particles can be easily obtained simply by adding and heat-treating this, and the present invention has been completed.

かくして本発明は、金属チタン、加水分解性チタン化合物、加水分解性チタン化合物の低縮合物、水酸化チタン、メタチタン酸、及び水酸化チタンの低縮合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種のチタン化合物を過酸化水素水と混合して得られるチタン含有水性液(A)を、チタン以外の金属の塩(B)及び安定化剤(C)の存在下で加熱処理して得られた溶液から分離及び乾燥することにより金属ドープ酸化チタン微粒子を得ることを特徴とする金属ドープ酸化チタン微粒子の製造方法に関する。   Thus, the present invention provides at least one titanium selected from the group consisting of metal titanium, hydrolyzable titanium compounds, hydrolyzable titanium compound low condensates, titanium hydroxide, metatitanic acid, and titanium hydroxide low condensates. From a solution obtained by heat-treating a titanium-containing aqueous liquid (A) obtained by mixing a compound with aqueous hydrogen peroxide in the presence of a metal salt (B) other than titanium and a stabilizer (C). The present invention relates to a method for producing metal-doped titanium oxide fine particles, wherein metal-doped titanium oxide fine particles are obtained by separation and drying.

また、本発明は、上記の製造方法を用いて得られる金属ドープ酸化チタン微粒子に関する。   Moreover, this invention relates to the metal dope titanium oxide microparticles | fine-particles obtained using said manufacturing method.

さらに、本発明は、上記の金属ドープ酸化チタン微粒子を用いて得られることを特徴とする可視光線の領域でも光触媒活性を有する光触媒体に関する。   Furthermore, the present invention relates to a photocatalyst having photocatalytic activity even in the visible light region, which is obtained using the above metal-doped titanium oxide fine particles.

本発明の金属ドープ酸化チタン微粒子の製造方法は、特定のチタン化合物を過酸化水素水と混合して得られるチタン含有水性液に、ドーピングしようとする金属(ドーパント金属)の塩と安定化剤を添加し、これを加熱して処理するだけで比較的低温、短時間で容易に可視光線の領域でも光触媒活性を有する金属ドープ酸化チタンの微粒子を製造できるものであり、有害な副生成物が生成しないため環境負荷が少なく、また、酸化チタン微粒子中にドーパント金属を均一に導入することができ、ドーパント金属の導入量を容易に制御できる利点を有するものである。   In the method for producing metal-doped titanium oxide fine particles of the present invention, a salt of a metal (dopant metal) to be doped and a stabilizer are added to a titanium-containing aqueous liquid obtained by mixing a specific titanium compound with a hydrogen peroxide solution. By adding and heating this, it is possible to easily produce fine particles of metal-doped titanium oxide having photocatalytic activity even in the visible light region at a relatively low temperature in a short time, producing harmful by-products. Therefore, the load on the environment is small, the dopant metal can be uniformly introduced into the titanium oxide fine particles, and the introduction amount of the dopant metal can be easily controlled.

本発明の金属ドープ酸化チタン微粒子の製造方法は、金属チタン、加水分解性チタン化合物、加水分解性チタン化合物の低縮合物、水酸化チタン、メタチタン酸、及び水酸化チタンの低縮合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種のチタン化合物を過酸化水素水と混合して得られるチタン含有水性液(A)を、チタン以外の金属の塩(B)および安定化剤(C)の存在下で加熱処理を行うことにより、金属ドープ酸化チタン微粒子を製造するものである。   The method for producing metal-doped titanium oxide fine particles of the present invention comprises metal titanium, a hydrolysable titanium compound, a low condensate of a hydrolysable titanium compound, titanium hydroxide, metatitanic acid, and a low condensate of titanium hydroxide. A titanium-containing aqueous liquid (A) obtained by mixing at least one titanium compound selected from the group consisting of hydrogen peroxide and water in the presence of a metal salt (B) other than titanium and a stabilizer (C). By performing the treatment, metal-doped titanium oxide fine particles are produced.

チタン含有水性液(A)
本発明の(A)成分であるチタン含有水性液は、金属チタン、加水分解性チタン、加水分解性チタン低縮合物、水酸化チタン、メタチタン酸、及び水酸化チタン低縮合物から選ばれる少なくとも1種のチタン化合物と過酸化水素水とを反応させて得られるチタンを含む水性液である。該水性液としては、上記したものであれば特に制限なしに従来から公知のものを適宜選択して使用することができる。
Titanium-containing aqueous liquid (A)
The titanium-containing aqueous liquid as the component (A) of the present invention is at least one selected from metal titanium, hydrolyzable titanium, hydrolyzable titanium low condensate, titanium hydroxide, metatitanic acid, and titanium hydroxide low condensate. It is an aqueous liquid containing titanium obtained by reacting a seed titanium compound with hydrogen peroxide. As the aqueous liquid, any conventionally known liquid can be appropriately selected and used without particular limitation as long as it is described above.

上記した加水分解性チタンは、チタンに直接結合する加水分解性基を有するチタン化合物であって、水、水蒸気などの水分と反応することにより水酸化チタンを生成するものである。また、加水分解性チタンにおいて、チタンに結合する基の全てが加水分解性基であっても、もしくはその1部が加水分解された水酸基であってもどちらでも構わない。該加水分解性基としては、上記した様に水分と反応することにより水酸化チタンを生成するものであれば特に制限されないが、例えば、低級アルコキシル基やチタンと塩を形成する基(例えば、ハロゲン原子(塩素等)、水素原子、硫酸イオン等)などが挙げられる。   The hydrolyzable titanium described above is a titanium compound having a hydrolyzable group that is directly bonded to titanium, and generates titanium hydroxide by reacting with water such as water or water vapor. In hydrolyzable titanium, all of the groups bonded to titanium may be hydrolyzable groups, or one part thereof may be a hydrolyzed hydroxyl group. The hydrolyzable group is not particularly limited as long as it produces titanium hydroxide by reacting with moisture as described above. For example, a lower alkoxyl group or a group that forms a salt with titanium (for example, halogen) Atoms (chlorine, etc.), hydrogen atoms, sulfate ions, etc.).

加水分解性基として低級アルコキシル基を含有する加水分解性チタンとしては、特に一般式 Ti(OR)(式中、Rは同一もしくは異なって炭素数1〜5のアルキル基を示す)のテトラアルコキシチタンが好ましい。炭素数1〜5のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、iso-プロピル基、n-ブチル基、iso-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基等が挙げられる。 The hydrolysable titanium containing a lower alkoxyl group as a hydrolyzable group is particularly a tetraalkoxy of the general formula Ti (OR) 4 (wherein R is the same or different and represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms). Titanium is preferred. Examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, iso-propyl group, n-butyl group, iso-butyl group, sec-butyl group, and tert-butyl group. Can be mentioned.

加水分解性基としてチタンと塩を形成する基を有する加水分解性チタンとしては、塩化チタン、硫酸チタン等が代表的なものとして挙げられる。   Typical examples of the hydrolyzable titanium having a group capable of forming a salt with titanium as a hydrolyzable group include titanium chloride and titanium sulfate.

また、加水分解性チタン低縮合物は、上記した加水分解性チタン同士の低縮合物である。   The hydrolyzable titanium low condensate is a low condensate of the above hydrolyzable titanium.

加水分解性チタン低縮合物又は水酸化チタン低縮合物における縮合度は2〜30程度が好ましく、特に縮合度2〜10の範囲内のものを使用することが好ましい。   The condensation degree in the hydrolyzable titanium low condensate or titanium hydroxide low condensate is preferably about 2 to 30, and it is particularly preferable to use a condensation degree within the range of 2 to 10.

チタン含有水性液(A)としては、上記したチタン化合物と過酸化水素水とを反応させることにより得られるチタンを含む水性液であれば、従来から公知のものを特に制限なしに使用することができる。具体的には下記のものを挙げることができる。   As the titanium-containing aqueous liquid (A), any conventionally known liquid can be used without particular limitation as long as it is an aqueous liquid containing titanium obtained by reacting the above-described titanium compound with hydrogen peroxide. it can. Specifically, the following can be mentioned.

(1)含水酸化チタンのゲルあるいはゾルに過酸化水素水を添加して得られるチタニルイオン過酸化水素錯体あるいはチタン酸(ペルオキソチタン水和物)水溶液(特開昭63-35419号公報及び特開平1-224220号公報参照)。   (1) A titanyl ion hydrogen peroxide complex or an aqueous solution of titanic acid (peroxotitanium hydrate) obtained by adding hydrogen peroxide to a hydrous titanium gel or sol (JP 63-35419 and JP (See 1-224220).

(2)塩化チタンや硫酸チタン水溶液と塩基性溶液から製造した水酸化チタンゲルに過酸化水素水を作用させ、合成することで得られるチタニア膜形成用液体(特開平9-71418号公報及び特開平10-67516号公報参照)。   (2) A liquid for forming a titania film obtained by synthesizing a titanium hydroxide gel produced from an aqueous solution of titanium chloride or titanium sulfate and a basic solution with the action of hydrogen peroxide (JP 9-71418 and JP 10-67516).

また、上記したチタニア膜形成用液体において、チタンと塩を形成する基を有する塩化チタンや硫酸チタン水溶液とアンモニアや苛性ソーダ等のアルカリ溶液とを反応させることによりオルトチタン酸と呼ばれる水酸化チタンゲルを沈殿させる。次いで水を用いたデカンテーションによって水酸化チタンゲルを分離し、良く水洗し、さらに過酸化水素水を加え、余分な過酸化水素を分解除去することにより、黄色透明粘性液体を得ることができる。   In the titania film forming liquid described above, titanium hydroxide gel called orthotitanic acid is precipitated by reacting titanium chloride or titanium sulfate aqueous solution having a salt forming group with alkali solution such as ammonia or caustic soda. Let Subsequently, the titanium hydroxide gel is separated by decantation using water, washed well with water, further added with hydrogen peroxide, and excess hydrogen peroxide is decomposed and removed, whereby a yellow transparent viscous liquid can be obtained.

沈殿した該オルトチタン酸はOH基同志の重合や水素結合によって高分子化したゲル状態にあり、このままではチタンを含む水性液としては使用できない。このゲルに過酸化水素水を添加するとOH基の一部が過酸化状態になりペルオキソチタン酸イオンとして溶解、あるいは、高分子鎖が低分子に分断された一種のゾル状態になり、余分な過酸化水素は水と酸素になって分解し、無機膜形成用のチタンを含む水性液として使用できるようになる。   The orthotitanic acid thus precipitated is in a gel state polymerized by polymerization of OH groups or hydrogen bonds, and cannot be used as an aqueous liquid containing titanium as it is. When hydrogen peroxide solution is added to this gel, part of the OH groups are in a peroxidized state and dissolved as peroxotitanate ions, or in a sol state in which the polymer chain is divided into low molecules, resulting in excess excess Hydrogen oxide decomposes into water and oxygen and can be used as an aqueous liquid containing titanium for forming an inorganic film.

このゾルはチタン原子以外に酸素原子と水素原子しか含まないので、乾燥や焼成によって酸化チタンに変化する場合、実質的に、水と酸素しか発生しないため有機成分の除去が不要で、従来より低温でも比較的密度の高い結晶性の酸化チタン膜を作成することができる。   Since this sol contains only oxygen atoms and hydrogen atoms in addition to titanium atoms, when it is changed to titanium oxide by drying or firing, it is substantially unnecessary to remove organic components because only water and oxygen are generated. However, a crystalline titanium oxide film having a relatively high density can be formed.

(3)塩化チタンや硫酸チタンの無機チタン化合物水溶液に過酸化水素を加えてぺルオキソチタン水和物を形成された後に、塩基性物質を添加して得られた溶液を放置もしくは加熱することによってペルオキソチタン水和物重合体の沈殿物を形成した後に、少なくともチタン含有原料溶液に由来する水以外の溶解成分を除去した後に過酸化水素を作用させて得られるチタン酸化物形成用溶液(特開2000-247638号公報及び特開2000-247639号公報参照)。   (3) Peroxotitanium hydrate is formed by adding hydrogen peroxide to an aqueous solution of inorganic titanium compound such as titanium chloride or titanium sulfate, and then the solution obtained by adding a basic substance is allowed to stand or be heated. Titanium oxide forming solution obtained by forming a precipitate of titanium hydrate polymer, removing at least dissolved components other than water derived from the titanium-containing raw material solution, and then allowing hydrogen peroxide to act on the precipitate (Japanese Patent Laid-Open No. 2000) -247638 and JP 2000-247639).

本発明で使用するチタン含有水性液(A)において、過酸化水素水中にチタン化合物を添加して製造されたものを使用することが好ましい。チタン化合物としては、特に一般式Ti(OR)(式中、Rは同一もしくは異なって炭素数1〜5のアルキル基を示す)で表される加水分解して水酸基になる基を含有する加水分解性チタンやその加水分解性チタン低縮合物を使用することが製造の容易性、得られるチタン含有水性液の貯蔵安定性などの点から好ましい。 In the titanium-containing aqueous liquid (A) used in the present invention, it is preferable to use one prepared by adding a titanium compound to hydrogen peroxide water. As the titanium compound, a hydrolyzate containing a group represented by the general formula Ti (OR) 4 (wherein R is the same or different and represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms) and becomes a hydroxyl group by hydrolysis. It is preferable to use degradable titanium or a hydrolyzable titanium low condensate from the viewpoint of ease of production, storage stability of the resulting titanium-containing aqueous liquid, and the like.

加水分解性チタン及び/又はその低縮合物(以下、これらのものを単に「加水分解性チタンa」と略す)と過酸化水素水との混合割合は、加水分解性チタンa10重量部に対して過酸化水素水が過酸化水素換算で0.1〜100重量部、特に1〜20重量部の範囲内であることが好ましい。過酸化水素換算で0.1重量部未満になるとキレート形成が十分でなく白濁沈殿してしまう。一方、100重量部を超えると未反応の過酸化水素が残存し易く貯蔵中に危険な活性酸素を放出するので好ましくない。   The mixing ratio of hydrolyzable titanium and / or its low condensate (hereinafter simply referred to as “hydrolyzable titanium a”) and hydrogen peroxide is 10 parts by weight hydrolyzable titanium a. The hydrogen peroxide solution is preferably in the range of 0.1 to 100 parts by weight, particularly 1 to 20 parts by weight in terms of hydrogen peroxide. If the amount is less than 0.1 parts by weight in terms of hydrogen peroxide, chelate formation is not sufficient and white turbid precipitation occurs. On the other hand, if it exceeds 100 parts by weight, unreacted hydrogen peroxide tends to remain, and dangerous active oxygen is released during storage.

過酸化水素水の過酸化水素濃度は特に限定されないが3〜30重量%の範囲内であることが取り扱いやすさ、塗装作業性に関係する生成液の固形分の点などから好ましい。   The concentration of hydrogen peroxide in the hydrogen peroxide solution is not particularly limited, but it is preferably in the range of 3 to 30% by weight from the viewpoint of ease of handling, the solid content of the product liquid related to the coating workability, and the like.

また、加水分解性チタンaを用いてなるチタン含有水性液(A)は、加水分解性チタンaを過酸化水素水と反応温度1〜70℃の範囲内で10分間〜20時間程度反応させることにより製造することができる。   In addition, the titanium-containing aqueous liquid (A) using hydrolyzable titanium a is obtained by reacting hydrolyzable titanium a with hydrogen peroxide within a reaction temperature range of 1 to 70 ° C. for about 10 minutes to 20 hours. Can be manufactured.

加水分解性チタンaを用いてなるチタン含有水性液(A)は、加水分解性チタンaと過酸化水素水と反応させることにより、加水分解性チタンが水で加水分解されて水酸基含有チタン化合物を生成し、次いで過酸化水素が生成した水酸基含有チタン化合物に配位するものと推察され、この加水分解反応及び過酸化水素による配位が同時近くに起こることにより得られるものであり、室温域で安定性が極めて高く長期の保存に耐えるキレート液を生成する。   The titanium-containing aqueous liquid (A) using hydrolyzable titanium a is obtained by reacting hydrolyzable titanium a with hydrogen peroxide water to hydrolyze the hydrolyzable titanium with water to form a hydroxyl group-containing titanium compound. It is presumed that hydrogen peroxide is then coordinated to the generated hydroxyl group-containing titanium compound, and this hydrolysis reaction and coordination by hydrogen peroxide occur at the same time. A chelate solution that is extremely stable and can withstand long-term storage is produced.

従来の製法で用いられる水酸化チタンゲルはTi−O−Ti結合により部分的に三次元化しており、このゲルと過酸化水素水を反応させて得られた物と本発明に用いるチタン含有水性液(A)とでは組成及び安定性において本質的に異なるものである。   The titanium hydroxide gel used in the conventional manufacturing method is partially three-dimensionalized by Ti—O—Ti bonds, and the titanium-containing aqueous liquid used in the present invention is obtained by reacting this gel with hydrogen peroxide. (A) is essentially different in composition and stability.

チタン以外の金属の塩(B)
チタン以外の金属の塩(B)としては、例えば、鉄、銅、バナジウム、ルテニウム、モリブデン、ニオブ、タンタル、クロム、アルミニウム、ビスマス、エルビウム、ガリウム、ガトリニウム、ボロミウム、インジウム、ランタン、マンガン、白金、ロジウム、スカンジウム、サマリウム、スズ、テルビウム、ツリウム、タングステン、イットリウム、イッテルビウム、ジムニウムなどの金属の塩を挙げることができるが、中でも鉄、銅、バナジウム、ルテニウム、モリブデン、ニオブ及びタンタルからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属の塩であることが好ましく、特に金属の塩が金属の錯塩であることが好ましい。特に好ましい金属の塩(B)としては、例えば硝酸鉄、塩化ニオブ、塩化タンタル、塩化ルテニウム、塩化エルビウム、タングステン酸アンモニウム、硫酸バナジル、ペンタエトキシタンタル、ペンタエトキシニオブなどを挙げることができる。
Metal salts other than titanium (B)
Examples of the metal salt (B) other than titanium include iron, copper, vanadium, ruthenium, molybdenum, niobium, tantalum, chromium, aluminum, bismuth, erbium, gallium, gatolinium, boromium, indium, lanthanum, manganese, platinum, Examples of the metal salt include rhodium, scandium, samarium, tin, terbium, thulium, tungsten, yttrium, ytterbium, and gymnium. Among them, iron, copper, vanadium, ruthenium, molybdenum, niobium, and tantalum are selected. It is preferable that the metal salt is at least one metal salt, and it is particularly preferable that the metal salt is a metal complex salt. Particularly preferable metal salts (B) include, for example, iron nitrate, niobium chloride, tantalum chloride, ruthenium chloride, erbium chloride, ammonium tungstate, vanadyl sulfate, pentaethoxytantalum, and pentaethoxyniobium.

金属の塩(B)の添加量は、チタン含有水性液(A)中のチタン原子1個に対して金属原子として0.0005〜0.03個、特に0.001〜0.02個の範囲内が好ましい。   The amount of the metal salt (B) added is in the range of 0.0005 to 0.03, particularly 0.001 to 0.02, in terms of metal atoms with respect to one titanium atom in the titanium-containing aqueous liquid (A). The inside is preferable.

安定化剤(C)
安定化剤(C)は、前記チタン含有水性液(A)中のチタン化合物を安定に水中に存在させるために用いられるものである。またこの安定化剤(C)によりチタン含有水性液(A)を安定化させることにより、ゾルゲル法などの従来法よりもチタン濃度を高くすることができ、そのため酸化チタンの生産性を高めることができる。安定化剤(C)としては、例えば、リン酸系化合物、有機酸、塩基性化合物、β−ジケトン及びβ−ケトエステルなどが好ましいものとして挙げられる。
Stabilizer (C)
The stabilizer (C) is used for allowing the titanium compound in the titanium-containing aqueous liquid (A) to stably exist in water. Further, by stabilizing the titanium-containing aqueous liquid (A) with this stabilizer (C), the titanium concentration can be made higher than that of the conventional method such as the sol-gel method, and therefore the productivity of titanium oxide can be increased. it can. Preferred examples of the stabilizer (C) include phosphoric acid compounds, organic acids, basic compounds, β-diketones and β-ketoesters.

上記リン酸系化合物としては、例えば、亞リン酸、強リン酸、三リン酸、次亞リン酸、次リン酸、トリメタリン酸、二亞リン酸、二リン酸、ピロ亞リン酸、ピロリン酸、メタ亞リン酸、メタリン酸、リン酸(オルトリン酸)、及びリン酸誘導体等のモノリン酸類及びこれらの塩類;トリポリリン酸、テトラリン酸、ヘキサリン酸、及び縮合リン酸誘導体等の縮合リン酸及びこれらの塩類;等が挙げられる。これらの化合物は1種もしくは2種以上組合せて使用することができる。また、上記した塩を形成するアルカリ化合物としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、アンモニウム等の有機又は無機アルカリ化合物が挙げられる。さらに、リン酸系化合物として水に溶解性のあるものを使用することが好ましい。   Examples of the phosphoric acid compound include phosphoric acid, strong phosphoric acid, triphosphoric acid, hypophosphoric acid, hypophosphoric acid, trimetaphosphoric acid, diphosphoric acid, diphosphoric acid, pyrophosphoric acid, pyrophosphoric acid , Monophosphoric acids such as metaphosphoric acid, metaphosphoric acid, phosphoric acid (orthophosphoric acid), and phosphoric acid derivatives, and salts thereof; condensed polyphosphoric acids such as tripolyphosphoric acid, tetraphosphoric acid, hexaphosphoric acid, and condensed phosphoric acid derivatives, and these And the like. These compounds can be used alone or in combination of two or more. Moreover, as an alkali compound which forms above-mentioned salt, organic or inorganic alkali compounds, such as lithium, sodium, potassium, ammonium, are mentioned, for example. Furthermore, it is preferable to use a phosphate compound that is soluble in water.

リン酸系化合物としては、特に、リン酸、ピロリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、テトラリン酸ナトリウム、メタリン酸、メタリン酸アンモニウム、ヘキサメタリン酸ナトリウムなどが、チタン分散液の貯蔵安定性に優れた効果を発揮することから、このものを使用することが好ましい。   As phosphoric acid compounds, phosphoric acid, sodium pyrophosphate, sodium tripolyphosphate, sodium tetraphosphate, metaphosphoric acid, ammonium metaphosphate, sodium hexametaphosphate, etc. are particularly effective in the storage stability of titanium dispersions. Therefore, it is preferable to use this.

上記有機酸としては、例えば、酢酸、シュウ酸、グリコ−ル酸、乳酸、リンゴ酸、クエン酸、酒石酸、グルコン酸等の有機カルボン酸、有機スルフォン酸、有機スルフィン酸、フェノ−ル、チオフェノ−ル、有機ニトロ化合物、有機リン酸、1−ヒドロキシエタン−1、1−ジホスホン酸、アミノトリメチレンホスホン酸、N,N−ビス(2−ホスホエチル)ヒドロキシアミン、N,N−ビス(2−ホスホメチル)ヒドロキシアミン、2−ヒドロキシエチルホスホン酸ジメチルエーテルの加水分解物、2−ホスホノブタン−1,2,4−トリカルボン酸等の有機亞リン酸などが挙げられる。また、有機酸の塩としては、有機酸にアルカリ化合物を配合してなるものである。該塩を形成するアルカリ化合物としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、アンモニウム等の有機又は無機アルカリ化合物が挙げられる。これらの化合物は1種もしくは2種以上組合せて使用することができる。さらに、有機酸として水に溶解性のあるものを使用することが好ましい。   Examples of the organic acid include organic carboxylic acids such as acetic acid, oxalic acid, glycolic acid, lactic acid, malic acid, citric acid, tartaric acid, and gluconic acid, organic sulfonic acids, organic sulfinic acids, phenol, and thiophenol. , Organic nitro compounds, organic phosphoric acid, 1-hydroxyethane-1, 1-diphosphonic acid, aminotrimethylenephosphonic acid, N, N-bis (2-phosphoethyl) hydroxyamine, N, N-bis (2-phosphomethyl) ) Hydroxyamine, hydrolyzate of 2-hydroxyethylphosphonic acid dimethyl ether, and organic phosphoric acid such as 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid. Moreover, as an organic acid salt, an alkali compound is blended with an organic acid. As an alkali compound which forms this salt, organic or inorganic alkali compounds, such as lithium, sodium, potassium, ammonium, are mentioned, for example. These compounds can be used alone or in combination of two or more. Furthermore, it is preferable to use an organic acid that is soluble in water.

有機酸としては、特に、グリコ−ル酸、乳酸、リンゴ酸、クエン酸、酒石酸、グルコン酸等のヒドロキシカルボン酸;1−ヒドロキシエタン−1、1−ジホスホン酸等のヒドロキシル基含有有機亞リン酸;2−ホスホノブタン−1,2,4−トリカルボン酸等のカルボキシル基含有有機亞リン酸が、チタン分散液の貯蔵安定性に優れた効果を発揮することから、このものを使用することが好ましい。   Examples of organic acids include hydroxycarboxylic acids such as glycolic acid, lactic acid, malic acid, citric acid, tartaric acid and gluconic acid; hydroxyl group-containing organic phosphoric acids such as 1-hydroxyethane-1 and 1-diphosphonic acid A carboxyl group-containing organic phosphoric acid such as 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid exerts an excellent effect on the storage stability of the titanium dispersion, so that it is preferable to use this.

上記塩基性化合物としては、アンモニア、有機塩基性化合物、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物などがある。塩基性化合物としては、特に、アンモニア、ジメチルエタノールアミン、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、トリエチルアミン、モルホリン、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等がチタン分散液の貯蔵安定性に優れた効果を発揮することから、このものを使用することが好ましい。   Examples of the basic compound include ammonia, an organic basic compound, an alkali metal hydroxide, and an alkaline earth metal hydroxide. As basic compounds, ammonia, dimethylethanolamine, 2-amino-2-methyl-1-propanol, triethylamine, morpholine, lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like are particularly storage stability of titanium dispersions. It is preferable to use this because it exhibits an excellent effect.

また上記β−ジケトン及びβ−ケトエステルとしては、例えばアセチルアセトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸−n−プロピル、アセト酢酸−i−プロピル、アセト酢酸−n−ブチル、アセト酢酸−sec−ブチル、アセト酢酸−t−ブチル、2,4−ヘキサン−ジオン、2,4−ヘプタン−ジオン、3,5−ヘプタン−ジオン、2,4−オクタン−ジオン、2,4−ノナン−ジオン、5−メチル−ヘキサン−ジオンなどが挙げられ、これらは1種もしくは2種以上組合せて使用することができる。これらのうち、特にアセチルアセトン、アセト酢酸エチルがチタン分散液の貯蔵安定性の点から、このものを使用することが好ましい。   Examples of the β-diketone and β-ketoester include acetylacetone, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, acetoacetate-n-propyl, acetoacetate-i-propyl, acetoacetate-n-butyl, acetoacetate-sec-butyl. Acetoacetate-t-butyl, 2,4-hexane-dione, 2,4-heptane-dione, 3,5-heptane-dione, 2,4-octane-dione, 2,4-nonane-dione, 5- Examples include methyl-hexane-dione, and these can be used alone or in combination of two or more. Of these, acetylacetone and ethyl acetoacetate are preferably used from the viewpoint of storage stability of the titanium dispersion.

安定化剤(C)の配合割合は、チタン含有水性液(A)の固形分100重量部に対して、1〜400重量部、特に10〜200重量部の範囲内であることがチタン含有水性液(A)、チタン以外の金属の塩(B)および安定化剤(C)を配合した水分散液の貯蔵安定性の点から好ましい。   The blending ratio of the stabilizer (C) is 1 to 400 parts by weight, particularly 10 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the titanium-containing aqueous liquid (A). From the viewpoint of the storage stability of the aqueous dispersion containing the liquid (A), a metal salt other than titanium (B), and a stabilizer (C).

金属ドープ酸化チタン微粒子の製造
金属ドープ酸化チタン微粒子は、チタン含有水性液(A)、チタン以外の金属の塩(B)および安定化剤(C)を配合し、70〜300℃の温度で1〜5時間程度加熱処理を行い、得られた金属ドープ酸化チタン微粒子の水分散液から微粒子を分離、乾燥させることにより得ることができる。上記加熱処理としては、水熱処理を用いることが好ましく、例えば、オートクレーブ中にチタン含有水性液(A)、チタン以外の金属の塩(B)および安定化剤(C)を配合し、圧力0.1〜20MPa、特に圧力2〜5MPaで、温度70〜300℃、特に100〜200℃の条件で1〜5時間程度水熱処理をすることにより金属ドープ酸化チタン微粒子の水分散液を得ることができる。得られた金属ドープ酸化チタン微粒子の水分散液は半透明の懸濁液または沈殿が生じる程度の分散液になることが多い。かくして得られた金属ドープ酸化チタン微粒子の水分散液は静置または遠心分離によって微粒子を分離し、必要に応じてアルコールおよび/又は水によって洗浄し、その後80〜100℃の温度で数時間乾燥させることにより金属ドープ酸化チタン微粒子を得ることができる。
Production of Metal Doped Titanium Oxide Fine Particles Metal doped titanium oxide fine particles are composed of a titanium-containing aqueous liquid (A), a salt of a metal other than titanium (B) and a stabilizer (C), and a temperature of 70 to 300 ° C. It can be obtained by performing a heat treatment for about 5 hours, and separating and drying the fine particles from the obtained aqueous dispersion of metal-doped titanium oxide fine particles. As the heat treatment, hydrothermal treatment is preferably used. For example, a titanium-containing aqueous liquid (A), a salt of a metal other than titanium (B), and a stabilizer (C) are blended in an autoclave, and the pressure is set to 0. An aqueous dispersion of metal-doped titanium oxide fine particles can be obtained by hydrothermal treatment at 1 to 20 MPa, particularly at a pressure of 2 to 5 MPa, and at a temperature of 70 to 300 ° C., particularly 100 to 200 ° C. for about 1 to 5 hours. . In many cases, the obtained aqueous dispersion of metal-doped titanium oxide fine particles becomes a translucent suspension or a dispersion that causes precipitation. The aqueous dispersion of the metal-doped titanium oxide fine particles thus obtained is separated from the fine particles by standing or centrifuging, washed with alcohol and / or water as necessary, and then dried at a temperature of 80 to 100 ° C. for several hours. Thus, metal-doped titanium oxide fine particles can be obtained.

上記のようにして得られた金属ドープ酸化チタン微粒子は可視光線の領域でも光触媒活性を有するものであり、そのままで用いることもできるが、通常はバインダー成分と混合して光触媒活性を有する成形体とするか、バインダー成分と混合し、必要に応じて希釈剤によって希釈してコーティング剤とし、被塗物に塗布して光触媒活性を有する被膜を形成させることにより用いることができる。   The metal-doped titanium oxide fine particles obtained as described above have photocatalytic activity even in the visible light region, and can be used as they are, but are usually mixed with a binder component and have a molded product having photocatalytic activity. Alternatively, it can be used by mixing with a binder component, diluting with a diluent as necessary to form a coating agent, and applying to a substrate to form a film having photocatalytic activity.

上記バインダー成分としては、無機バインダー及び有機バインダーのいずれであってもよいが、光により劣化しにくいものであることが好ましく、シリカ、アルミナ、フッ素樹脂、シリコーン樹脂などが好ましいものとして挙げられる。   The binder component may be either an inorganic binder or an organic binder, but is preferably one that is not easily deteriorated by light, and preferred examples include silica, alumina, a fluororesin, and a silicone resin.

本発明の金属ドープ酸化チタン微粒子を用いた成形体や被膜は光触媒活性を有するものであり、有機物を分解するため、雑菌や細菌をなくしたり、汚れのこびりつきや臭いの発生を防ぐ用途に好適であり、また、光触媒活性による成形体又は被膜の表面の親水化作用によって、防汚性や防曇性を必要とする用途にも好適に用いることができる。   Molded articles and coatings using the metal-doped titanium oxide fine particles of the present invention have photocatalytic activity, and are suitable for the purpose of decomposing organic substances, eliminating bacteria and bacteria, and preventing dirt sticking and odor generation. In addition, it can be suitably used for applications that require antifouling properties and antifogging properties due to the hydrophilizing action of the surface of the molded product or coating due to photocatalytic activity.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下、「部」および「%」はそれぞれ「重量部」および「重量%」を意味する。本発明は以下の実施例に制限されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. Hereinafter, “parts” and “%” mean “parts by weight” and “% by weight”, respectively. The present invention is not limited to the following examples.

チタン含有水性液の製造
製造例1
テトラiso−プロポキシチタン10部を30%過酸化水素水10部と脱イオン水100部の混合物中に20℃で1時間かけて撹拌しながら滴下した。その後25℃で2時間熟成することで黄色透明の少し粘性のあるチタン含有水性液を得た。チタン含有水性液に含まれるチタンの濃度はTiO換算で2.3%である
金属ドープ酸化チタン微粒子の製造
実施例1
製造例1で得られたチタン含有水性液に硝酸鉄及びクエン酸を、該チタン含有水性液中のチタン原子1molに対して硝酸鉄0.01mol及びクエン酸0.6molとなるように添加して2時間撹拌し、透明な溶液を得た。該溶液を100ml用のオートクレーブに50ml導入し、圧力3MPa及び温度200℃の条件で1時間水熱処理を行った。水熱処理で得られた微粒子分散液をろ過し、脱イオン水でよく洗浄した後、80℃で5時間真空乾燥を行い鉄ドープ酸化チタン粉末(T1)を得た。
Production and production example 1 of titanium-containing aqueous liquid
10 parts of tetraiso-propoxytitanium was added dropwise to a mixture of 10 parts of 30% hydrogen peroxide and 100 parts of deionized water with stirring at 20 ° C. over 1 hour. Thereafter, it was aged at 25 ° C. for 2 hours to obtain a yellow transparent slightly viscous titanium-containing aqueous liquid. The concentration of titanium contained in the titanium-containing aqueous liquid is 2.3% in terms of TiO 2.
Production Example 1 of Metal Doped Titanium Oxide Fine Particles
Iron nitrate and citric acid were added to the titanium-containing aqueous liquid obtained in Production Example 1 so that 0.01 mol of iron nitrate and 0.6 mol of citric acid were added to 1 mol of titanium atoms in the titanium-containing aqueous liquid. Stir for 2 hours to obtain a clear solution. 50 ml of this solution was introduced into an autoclave for 100 ml, and hydrothermal treatment was performed for 1 hour under conditions of a pressure of 3 MPa and a temperature of 200 ° C. The fine particle dispersion obtained by hydrothermal treatment was filtered, washed thoroughly with deionized water, and then vacuum-dried at 80 ° C. for 5 hours to obtain iron-doped titanium oxide powder (T1).

実施例2
実施例1において、クエン酸の代わりにエチレンジアミンテトラ酢酸二アンモニウムを使用する以外は実施例1と同様にして製造し、鉄ドープ酸化チタン粉末(T2)を得た。
Example 2
In Example 1, it manufactured like Example 1 except using ethylenediaminetetraacetic acid diammonium instead of a citric acid, and obtained iron dope titanium oxide powder (T2).

実施例3
製造例1で得られたチタン含有水性液に五塩化ニオブ及びクエン酸を、該チタン含有水性液中のチタン原子1molに対して五塩化ニオブ0.01mol及びクエン酸0.6molとなるように添加して2時間撹拌し、透明な溶液を得た。該溶液を100ml用のオートクレーブに50ml導入し、圧力3MPa及び温度200℃の条件で1時間水熱処理を行った。水熱処理で得られた微粒子分散液をろ過し、脱イオン水でよく洗浄した後、80℃で5時間真空乾燥を行いニオブドープ酸化チタン粉末(T3)を得た。
Example 3
Niobium pentachloride and citric acid are added to the titanium-containing aqueous liquid obtained in Production Example 1 such that 0.01 mol of niobium pentachloride and 0.6 mol of citric acid are added to 1 mol of titanium atom in the titanium-containing aqueous liquid. And stirred for 2 hours to obtain a clear solution. 50 ml of this solution was introduced into an autoclave for 100 ml, and hydrothermal treatment was performed for 1 hour under conditions of a pressure of 3 MPa and a temperature of 200 ° C. The fine particle dispersion obtained by hydrothermal treatment was filtered, washed thoroughly with deionized water, and then vacuum-dried at 80 ° C. for 5 hours to obtain niobium-doped titanium oxide powder (T3).

実施例4
実施例3において、クエン酸の代わりにエチレンジアミンテトラ酢酸二アンモニウムを使用する以外は実施例3と同様にして製造し、ニオブドープ酸化チタン粉末(T4)を得た。
Example 4
In Example 3, it manufactured like Example 3 except using ethylenediaminetetraacetic acid diammonium instead of a citric acid, and obtained the niobium dope titanium oxide powder (T4).

実施例5
製造例1で得られたチタン含有水性液に硫酸バナジル及びクエン酸を、該チタン含有水性液中のチタン原子1molに対して硫酸バナジル0.01mol及びクエン酸0.6molとなるように添加して2時間撹拌し、透明な溶液を得た。該溶液を100ml用のオートクレーブに50ml導入し、圧力3MPa及び温度200℃の条件で1時間水熱処理を行った。水熱処理で得られた微粒子分散液をろ過し、脱イオン水でよく洗浄した後、80℃で5時間真空乾燥を行いバナジウムドープ酸化チタン粉末(T5)を得た。
Example 5
To the titanium-containing aqueous liquid obtained in Production Example 1, vanadyl sulfate and citric acid were added so that the amount of vanadyl sulfate was 0.01 mol and citric acid was 0.6 mol with respect to 1 mol of titanium atom in the titanium-containing aqueous liquid. Stir for 2 hours to obtain a clear solution. 50 ml of this solution was introduced into an autoclave for 100 ml, and hydrothermal treatment was performed for 1 hour under conditions of a pressure of 3 MPa and a temperature of 200 ° C. The fine particle dispersion obtained by hydrothermal treatment was filtered, washed thoroughly with deionized water, and then vacuum dried at 80 ° C. for 5 hours to obtain vanadium-doped titanium oxide powder (T5).

実施例6
実施例5において、クエン酸の代わりにエチレンジアミンテトラ酢酸二アンモニウムを使用する以外は実施例5と同様にして製造し、バナジウムドープ酸化チタン粉末(T6)を得た。
Example 6
In Example 5, it manufactured like Example 5 except using ethylenediaminetetraacetic acid diammonium instead of citric acid, and vanadium dope titanium oxide powder (T6) was obtained.

実施例7
製造例1で得られたチタン含有水性液に五塩化ニオブ及びリンゴ酸を、該チタン含有水性液中のチタン原子1molに対して五塩化ニオブ0.01mol及びリンゴ酸0.6molとなるように添加して2時間撹拌し、透明な溶液を得た。該溶液を100ml用のオートクレーブに50ml導入し、圧力3MPa及び温度200℃の条件で1時間水熱処理を行った。水熱処理で得られた微粒子分散液をろ過し、脱イオン水でよく洗浄した後、80℃で5時間真空乾燥を行いニオブドープ酸化チタン粉末(T7)を得た。
Example 7
Niobium pentachloride and malic acid are added to the titanium-containing aqueous liquid obtained in Production Example 1 so as to be 0.01 mol niobium pentachloride and 0.6 mol malic acid with respect to 1 mol of titanium atom in the titanium-containing aqueous liquid. And stirred for 2 hours to obtain a clear solution. 50 ml of this solution was introduced into an autoclave for 100 ml, and hydrothermal treatment was performed for 1 hour under conditions of a pressure of 3 MPa and a temperature of 200 ° C. The fine particle dispersion obtained by hydrothermal treatment was filtered, washed thoroughly with deionized water, and then vacuum-dried at 80 ° C. for 5 hours to obtain niobium-doped titanium oxide powder (T7).

実施例8
実施例7において、リンゴ酸の代わりにアセチルアセトンを使用する以外は実施例7と同様にして製造し、ニオブドープ酸化チタン粉末(T8)を得た。
Example 8
In Example 7, it manufactured like Example 7 except using acetylacetone instead of malic acid, and obtained niobium dope titanium oxide powder (T8).

金属ドープしていない酸化チタン微粒子の製造
比較例1
製造例1で得られたチタン含有水性液を100ml用のオートクレーブに50ml導入し、圧力3MPa及び温度200℃の条件で1時間水熱処理を行った。水熱処理で得られた微粒子分散液をろ過し、脱イオン水でよく洗浄した後、80℃で5時間真空乾燥を行い酸化チタン粉末(T9)を得た。
Comparative Example 1 for Production of Titanium Oxide Fine Particles without Metal Doping
50 ml of the titanium-containing aqueous liquid obtained in Production Example 1 was introduced into a 100 ml autoclave and hydrothermally treated for 1 hour under the conditions of a pressure of 3 MPa and a temperature of 200 ° C. The fine particle dispersion obtained by hydrothermal treatment was filtered, washed thoroughly with deionized water, and then vacuum dried at 80 ° C. for 5 hours to obtain titanium oxide powder (T9).

光触媒活性の評価
上記実施例で得られた金属ドープ酸化チタン粉末及び比較例で得られた酸化チタン粉末について下記試験方法に従って光触媒活性を評価した。得られた結果を後記表1に示す。
Evaluation of photocatalytic activity The photocatalytic activity of the metal-doped titanium oxide powder obtained in the above example and the titanium oxide powder obtained in the comparative example was evaluated according to the following test method. The obtained results are shown in Table 1 below.

光触媒活性:石英ガラス製の反応容器に濃度20ppmの酢酸水溶液100部を配合し、該溶液中に金属ドープ酸化チタン粉末又は酸化チタン粉末0.05部を添加した。光源として100Wの高圧水銀ランプを用い、紫外線カットフィルターにより450nm以下の波長の光をカットして、この溶液へ照射し、光照射開始から2時間後の溶液中の酢酸濃度を液体クロマトグラフィーで定量した。光照射後の酢酸濃度が低いほど光触媒活性が高いといえる。   Photocatalytic activity: 100 parts of an acetic acid aqueous solution having a concentration of 20 ppm was mixed in a reaction vessel made of quartz glass, and 0.05 parts of metal-doped titanium oxide powder or titanium oxide powder was added to the solution. Using a 100W high-pressure mercury lamp as the light source, light with a wavelength of 450 nm or less is cut by an ultraviolet cut filter, and this solution is irradiated. The concentration of acetic acid in the solution 2 hours after the start of light irradiation is determined by liquid chromatography. did. It can be said that the lower the acetic acid concentration after light irradiation, the higher the photocatalytic activity.

Figure 2006021991
Figure 2006021991


Claims (9)

金属チタン、加水分解性チタン化合物、加水分解性チタン化合物の低縮合物、水酸化チタン、メタチタン酸、及び水酸化チタンの低縮合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種のチタン化合物を過酸化水素水と混合して得られるチタン含有水性液(A)を、チタン以外の金属の塩(B)及び安定化剤(C)の存在下で加熱処理して得られた溶液から分離及び乾燥することにより金属ドープ酸化チタン微粒子を得ることを特徴とする金属ドープ酸化チタン微粒子の製造方法。 Hydrogen peroxide containing at least one titanium compound selected from the group consisting of titanium metal, hydrolyzable titanium compounds, low-condensates of hydrolyzable titanium compounds, titanium hydroxide, metatitanic acid, and low-condensates of titanium hydroxide Separating and drying a titanium-containing aqueous liquid (A) obtained by mixing with water from a solution obtained by heat treatment in the presence of a metal salt (B) other than titanium and a stabilizer (C). A method for producing metal-doped titanium oxide fine particles, wherein metal-doped titanium oxide fine particles are obtained by: チタン含有水性液(A)に含まれるチタンの濃度が、TiO換算で0.1〜10重量%であることを特徴とする請求項1に記載の金属ドープ酸化チタン微粒子の製造方法。 2. The method for producing metal-doped titanium oxide fine particles according to claim 1, wherein the concentration of titanium contained in the titanium-containing aqueous liquid (A) is 0.1 to 10% by weight in terms of TiO 2 . チタン以外の金属の塩(B)が、鉄、銅、バナジウム、ルテニウム、モリブデン、ニオブ及びタンタルからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属の塩である請求項1又は2に記載の金属ドープ酸化チタン微粒子の製造方法。 The metal-doped oxidation according to claim 1 or 2, wherein the metal salt (B) other than titanium is a salt of at least one metal selected from the group consisting of iron, copper, vanadium, ruthenium, molybdenum, niobium and tantalum. A method for producing titanium fine particles. 安定化剤(C)が、リン酸系化合物、有機酸、塩基性化合物、β−ジケトン及びβ−ケトエステルからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物である請求項1〜3のいずれか一項に記載の金属ドープ酸化チタン微粒子の製造方法。 The stabilizer (C) is at least one compound selected from the group consisting of phosphoric acid compounds, organic acids, basic compounds, β-diketones and β-ketoesters. The manufacturing method of metal dope titanium oxide microparticles | fine-particles as described in any one of. 加熱処理が、圧力0.1〜20MPa及び加熱温度70〜300℃の条件で水熱処理をする工程を含むものである請求項1〜4のいずれか一項に記載の金属ドープ酸化チタン微粒子の製造方法。 The method for producing metal-doped titanium oxide fine particles according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat treatment includes a step of hydrothermal treatment under conditions of a pressure of 0.1 to 20 MPa and a heating temperature of 70 to 300 ° C. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の製造方法を用いて得られる金属ドープ酸化チタン微粒子。 Metal-doped titanium oxide fine particles obtained using the production method according to any one of claims 1 to 5. 請求項6に記載の金属ドープ酸化チタン微粒子を用いて得られることを特徴とする可視光線の領域でも光触媒活性を有する光触媒体。 A photocatalyst having photocatalytic activity even in the visible light region, obtained by using the metal-doped titanium oxide fine particles according to claim 6. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の製造方法を用いて得られる金属ドープ酸化チタン微粒子を含有する成形体。 The molded object containing the metal dope titanium oxide microparticles | fine-particles obtained using the manufacturing method as described in any one of Claims 1-5. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の製造方法を用いて得られる金属ドープ酸化チタン微粒子を含有するコーティング剤。

The coating agent containing the metal dope titanium oxide microparticles | fine-particles obtained using the manufacturing method as described in any one of Claims 1-5.

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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007320821A (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Catalysts & Chem Ind Co Ltd Electroconductive titanium oxide and its manufacture method
JP2008156167A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Ishihara Sangyo Kaisha Ltd Spherical peroxotitanium hydrate and spherical titanium oxide and method for producing the same
JP2009135096A (en) * 2007-10-29 2009-06-18 Sumitomo Chemical Co Ltd Transparent electroconductive substrate and method of manufacturing the same
JP2009525368A (en) * 2006-01-30 2009-07-09 クローノス インターナショナル インコーポレイテッド Titanium dioxide pigment particles with dense doped SiO2 coating and method for producing the same
JP2010238400A (en) * 2009-03-30 2010-10-21 Sumitomo Chemical Co Ltd Method for manufacturing transparent conductive substrate
JP2011178945A (en) * 2010-03-03 2011-09-15 Sekisui Chem Co Ltd Titanium oxide particle, hydrophilic paint, hydrophilic coating film layer, and building material
JP2011197568A (en) * 2010-03-23 2011-10-06 Fuji Xerox Co Ltd Carrier for electrostatic charge image development, electrostatic charge image developer, process cartridge, image forming apparatus and image forming method
JP2011197569A (en) * 2010-03-23 2011-10-06 Fuji Xerox Co Ltd Electrostatic charge image development carrier, electrostatic charge image developer, process cartridge, image forming apparatus, and image forming method
CN103613958A (en) * 2013-11-29 2014-03-05 深圳清华大学研究院 Environment-friendly titanium pigment prepared by using complexation-precipitation process
JP2016056040A (en) * 2014-09-05 2016-04-21 国立大学法人北海道大学 Surface modification method of titanium oxide and modified body thereof
KR20160071420A (en) * 2013-10-16 2016-06-21 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 Dispersion liquid of titanium oxide-tungsten oxide composite photocatalytic fine particles, production method for same, and member having photocatalytic thin film on surface thereof
WO2018079376A1 (en) 2016-10-28 2018-05-03 信越化学工業株式会社 Heat-resistant millable silicone rubber composition
CN111013586A (en) * 2019-11-27 2020-04-17 攀枝花学院 Preparation method of copper-doped titanium dioxide photocatalyst
JP2021523282A (en) * 2018-05-16 2021-09-02 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングMerck Patent Gesellschaft mit beschraenkter Haftung Laser Additives and Their Use in Polymeric Materials
WO2022176939A1 (en) 2021-02-18 2022-08-25 信越化学工業株式会社 Heat-resistant millable fluorosilicone rubber composition
CN115504504A (en) * 2022-11-07 2022-12-23 攀钢集团研究院有限公司 Method for reducing content of impurity copper element in off-state acid

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009525368A (en) * 2006-01-30 2009-07-09 クローノス インターナショナル インコーポレイテッド Titanium dioxide pigment particles with dense doped SiO2 coating and method for producing the same
JP2007320821A (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Catalysts & Chem Ind Co Ltd Electroconductive titanium oxide and its manufacture method
JP2008156167A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Ishihara Sangyo Kaisha Ltd Spherical peroxotitanium hydrate and spherical titanium oxide and method for producing the same
JP2009135096A (en) * 2007-10-29 2009-06-18 Sumitomo Chemical Co Ltd Transparent electroconductive substrate and method of manufacturing the same
JP2010238400A (en) * 2009-03-30 2010-10-21 Sumitomo Chemical Co Ltd Method for manufacturing transparent conductive substrate
JP2011178945A (en) * 2010-03-03 2011-09-15 Sekisui Chem Co Ltd Titanium oxide particle, hydrophilic paint, hydrophilic coating film layer, and building material
JP2011197568A (en) * 2010-03-23 2011-10-06 Fuji Xerox Co Ltd Carrier for electrostatic charge image development, electrostatic charge image developer, process cartridge, image forming apparatus and image forming method
JP2011197569A (en) * 2010-03-23 2011-10-06 Fuji Xerox Co Ltd Electrostatic charge image development carrier, electrostatic charge image developer, process cartridge, image forming apparatus, and image forming method
KR102170489B1 (en) * 2013-10-16 2020-10-28 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 Dispersion liquid of titanium oxide-tungsten oxide composite photocatalytic fine particles, production method for same, and member having photocatalytic thin film on surface thereof
KR20160071420A (en) * 2013-10-16 2016-06-21 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 Dispersion liquid of titanium oxide-tungsten oxide composite photocatalytic fine particles, production method for same, and member having photocatalytic thin film on surface thereof
CN103613958A (en) * 2013-11-29 2014-03-05 深圳清华大学研究院 Environment-friendly titanium pigment prepared by using complexation-precipitation process
CN103613958B (en) * 2013-11-29 2015-01-21 深圳清华大学研究院 Environment-friendly titanium pigment prepared by using complexation-precipitation process
JP2016056040A (en) * 2014-09-05 2016-04-21 国立大学法人北海道大学 Surface modification method of titanium oxide and modified body thereof
WO2018079376A1 (en) 2016-10-28 2018-05-03 信越化学工業株式会社 Heat-resistant millable silicone rubber composition
US10954385B2 (en) 2016-10-28 2021-03-23 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Heat-resistant millable silicone rubber composition
JP2021523282A (en) * 2018-05-16 2021-09-02 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングMerck Patent Gesellschaft mit beschraenkter Haftung Laser Additives and Their Use in Polymeric Materials
JP7394788B2 (en) 2018-05-16 2023-12-08 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Laser additives and their use in polymeric materials
CN111013586A (en) * 2019-11-27 2020-04-17 攀枝花学院 Preparation method of copper-doped titanium dioxide photocatalyst
WO2022176939A1 (en) 2021-02-18 2022-08-25 信越化学工業株式会社 Heat-resistant millable fluorosilicone rubber composition
KR20230146019A (en) 2021-02-18 2023-10-18 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 Heat-resistant mirrorable fluorosilicone rubber composition
CN115504504A (en) * 2022-11-07 2022-12-23 攀钢集团研究院有限公司 Method for reducing content of impurity copper element in off-state acid
CN115504504B (en) * 2022-11-07 2023-07-28 攀钢集团研究院有限公司 Reducing impurities in meta-titanic acid method for copper element content

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