JP2009256111A - Method for producing photosemiconductor particle - Google Patents

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智 宮添
Nobuhiko Horiuchi
伸彦 堀内
Takashi Nabeta
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method by which, when photosemiconductor particles each consisting of a base made of a metal compound photosemiconductor and a ceramic fixed on at least part of the surface thereof is produced by a liquid phase method, solid-liquid separation is easily carried out and the effect of the resulting photosemiconductor particles as a photosemiconductor is not affected. <P>SOLUTION: A mixed fluid, containing the base with the ceramic or a precursor thereof fixed on at least part of the surface thereof and water, is prepared, and a coagulant is added to the mixed fluid and stirred to coagulate solid matter in the form of coarse particles. The solid matter in the form of coarse particles is recovered by solid-liquid separation treatment, and the resulting solid matter is heated to decompose the coagulant contained in the solid matter. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、金属化合物光半導体である基体と、該基体の表面の少なくとも一部に固定化されたセラミックスからなる光半導体粒子の製造方法に関する。   The present invention relates to a substrate that is a metal compound optical semiconductor, and a method for producing optical semiconductor particles comprising ceramics immobilized on at least a part of the surface of the substrate.

チタニア、酸化亜鉛などの金属化合物光半導体は、そのバンド幅に相当するエネルギーを有する光を吸収する性質を示す。そのため、化粧料や樹脂顔料などの分野で紫外線遮蔽剤として応用展開が図られている。また、光を吸収した金属化合物光半導体に生じる正孔と電子の高い反応性に着目し、「光触媒」として、水質浄化、防汚、抗菌、脱臭、大気浄化などの環境浄化へ応用することも試みられている。   Metal compound optical semiconductors such as titania and zinc oxide exhibit the property of absorbing light having energy corresponding to its bandwidth. Therefore, application development as an ultraviolet shielding agent is attempted in the fields of cosmetics and resin pigments. Also, paying attention to the high reactivity of holes and electrons generated in metal compound optical semiconductors that have absorbed light, it can be applied to environmental purification such as water purification, antifouling, antibacterial, deodorizing, air purification, etc. as "photocatalyst" Has been tried.

これらの用途に金属化合物光半導体を用いる場合、金属化合物光半導体をそのまま利用する場合もあるが、その表面に異なる化合物を固定化して改良を図ることもある。例えば、表面を緻密なシリカにより被覆された金属酸化物粒子(特許文献1を参照)、表面を珪素化合物とアルミ化合物で多層被覆した顔料(特許文献2を参照)、シリカ水和物の被覆層を有する塩基性ガス除去用酸化チタン光触媒(特許文献3を参照)、実質的に細孔を有さない酸化珪素膜で被覆した高活性光触媒(特許文献4を参照)、リン酸カルシウムで一部被覆された光触媒(特許文献5)が挙げられる。   When a metal compound optical semiconductor is used for these applications, the metal compound optical semiconductor may be used as it is, but a different compound may be immobilized on the surface of the metal compound optical semiconductor for improvement. For example, metal oxide particles whose surface is coated with dense silica (see Patent Document 1), pigment whose surface is coated with a silicon compound and an aluminum compound (see Patent Document 2), silica hydrate coating layer Titanium oxide photocatalyst for removing basic gas (see Patent Document 3), highly active photocatalyst coated with a silicon oxide film having substantially no pores (see Patent Document 4), partially coated with calcium phosphate Photocatalyst (Patent Document 5).

金属化合物光半導体の表面に異なる化合物を固定化する方法は、金属化合物光半導体に、ガス状の原料を反応させる気相法(特許文献6を参照)や、溶媒中で処理する液相法がある。このうち液相法は除熱が容易に行える点や反応させる原料の量を制御しやすい点で優れている。液相法の例としては、塩基性水溶液中で加熱しながら珪酸塩と硫酸を滴下する方法(特許文献7を参照)、有機溶媒中で光半導体の表面に予め水を吸着させ、金属アルコキシドを光半導体の表面で加水分解する方法(特許文献8を参照)、pH5以下の酸性水系媒体中で珪酸塩を用いて被覆する製造方法(特許文献4を参照)、Na、K、Cl、Ca、P、Mg等のイオンを含む擬似体液に浸漬する方法(特許文献5を参照)が挙げられる。   As a method for immobilizing different compounds on the surface of the metal compound optical semiconductor, a gas phase method (see Patent Document 6) in which a gaseous raw material is reacted with the metal compound optical semiconductor, or a liquid phase method in which treatment is performed in a solvent. is there. Among these, the liquid phase method is excellent in that heat can be easily removed and the amount of a raw material to be reacted is easily controlled. Examples of the liquid phase method include a method in which silicate and sulfuric acid are dropped while heating in a basic aqueous solution (see Patent Document 7), water is adsorbed in advance on the surface of an optical semiconductor in an organic solvent, and a metal alkoxide is added. A method of hydrolyzing on the surface of an optical semiconductor (see Patent Document 8), a production method of coating with silicate in an acidic aqueous medium having a pH of 5 or less (see Patent Document 4), Na, K, Cl, Ca, A method of immersing in a simulated body fluid containing ions such as P and Mg (see Patent Document 5).

凝集剤を用いて固液分離を簡便にすることは公知であり、工業的には廃水や汚水の処理に利用されている。凝集剤の効果は、液中に分散した微細粒子をつなぎ合わせて、粗大粒子、いわゆるフロックを形成することによって、固形物を分離しやすくすることである。
金属化合物光半導体の製造方法において、凝集剤を用いて固液分離を簡便にする例としては、多塩基鉱酸、カルボキシル基及び(又は)水酸基を2以上有する有機酸又はフェノール類、並びにそれらの塩の少なくとも1種と、有機高分子凝集剤の少なくとも1種とで処理する方法(特許文献9を参照)、硫酸チタンの加水分解で生じたメタチタン酸を高分子凝集剤で凝集する方法(特許文献10を参照)が開示されている。しかし、特許文献9並びに特許文献10には、金属化合物光半導体である基体と、該基体の表面の少なくとも一部に固定化されたセラミックスからなる光半導体粒子の製造方法において凝集剤を用いることに関しては、何ら記載が無い。
特許3570730号公報 特許1539263号公報 特開2002−159865号公報 特願PCT/JP2006/302542号 特許3275032号公報 特許1895322号公報 特開平02−296726号公報 特許2832342号公報 特開昭53−39296号公報 特許3554803号公報
It is known to simplify solid-liquid separation using a flocculant, and is industrially used for treatment of waste water and sewage. The effect of the flocculant is to make it easy to separate solids by joining together the fine particles dispersed in the liquid to form coarse particles, so-called flocs.
In the method for producing a metal compound optical semiconductor, examples of simplifying solid-liquid separation using a flocculant include polybasic mineral acids, organic acids or phenols having two or more carboxyl groups and / or hydroxyl groups, and their A method of treating with at least one salt and at least one organic polymer flocculant (see Patent Document 9), a method of aggregating metatitanic acid produced by hydrolysis of titanium sulfate with a polymer flocculant (patent) Reference 10) is disclosed. However, Patent Document 9 and Patent Document 10 relate to the use of a flocculant in a method for producing optical semiconductor particles composed of a substrate which is a metal compound optical semiconductor and ceramics fixed to at least a part of the surface of the substrate. Is not described at all.
Japanese Patent No. 3570730 Japanese Patent No. 1539263 JP 2002-159865 A Patent application PCT / JP2006 / 302542 Japanese Patent No. 3275032 Japanese Patent No. 1895322 Japanese Patent Laid-Open No. 02-296726 Japanese Patent No. 2832342 JP 53-39296 A Japanese Patent No. 3554803

光半導体粒子を液相法で製造する場合、取り扱う光半導体粒子が微細な粒子を含むために、以下の点(a)または(b)が問題となり、光半導体粒子を、溶媒から簡便に回収することが出来ない。
(a)ろ過で光半導体粒子を回収する場合に、フィルターの通液速度が小さくて、処理に時間がかかる点、
(b)光半導体粒子の回収をシックナーで行う場合、すなわち光半導体粒子の沈降によって濃縮分離をする場合に、沈降に要する時間が長くて、処理に時間がかかる点。
When producing optical semiconductor particles by a liquid phase method, since the handled optical semiconductor particles include fine particles, the following point (a) or (b) becomes a problem, and the optical semiconductor particles are easily recovered from the solvent. I can't.
(A) When collecting the optical semiconductor particles by filtration, the liquid passing speed of the filter is low, and the processing takes time,
(B) When collecting photo semiconductor particles with a thickener, that is, when concentration and separation are performed by sedimentation of photo semiconductor particles, the time required for sedimentation is long and the processing takes time.

そこで本発明は、金属化合物光半導体である基体と、該基体の表面の少なくとも一部に固定化されたセラミックスからなる光半導体粒子を、液相法で製造するに際して、固液分離を簡便に実施でき、且つ、得られた前記光半導体粒子の光半導体としての作用に影響しない製造方法を提供することを課題としている。   Accordingly, the present invention provides a simple solid-liquid separation when manufacturing optical semiconductor particles comprising a substrate, which is a metal compound optical semiconductor, and ceramics immobilized on at least a part of the surface of the substrate by a liquid phase method. An object of the present invention is to provide a production method that can be used and does not affect the function of the obtained optical semiconductor particles as an optical semiconductor.

本発明者らは、前記の課題を解決するため、表面に珪酸化合物を固定化した酸化チタン粒子を含むスラリーを用いて鋭意検討を実施した。その結果、凝集剤を加えて前記粒子を凝集状態で固液分離し、得られた固形物を加熱して凝集剤を分解すると、表面に酸化珪素を固定化した酸化チタン粒子を簡便に製造できると共に、得られたものが、凝集剤を用いないで製造したものと同等の性能を示すことを見出し、発明を完成させるに至った。すなわち、本発明によれば、以下の製造方法が提供される。
[1]
金属化合物光半導体である基体(以下適宜、基体と表記)と、該基体の表面の少なくとも一部に固定化されたセラミックスからなる光半導体粒子の製造方法であって、前記セラミックスが、前記基体と異なる化合物であり、且つ、下記の(A)〜(D)の工程からなる光半導体粒子の製造方法。
(A)前記基体、セラミックスまたはその原料、および含水溶媒を混合して、表面の少なくとも一部にセラミックスまたはその前駆体が固定化された前記基体、および水を含む混合液を調製する工程、
(B)前記混合液に凝集剤を添加し、攪拌する工程、
(C)表面の少なくとも一部にセラミックスまたはその前駆体が固定化された前記基体、および凝集剤を含む固形物を、含水溶媒から回収する工程、
(D)前記固形物を加熱して凝集剤を分解する工程。
[2]
工程(B)と(C)の間、あるいは工程(C)と(D)の間に、更に、表面の少なくとも一部にセラミックスまたはその前駆体が固定化された前記基体を、洗浄する工程(E)も含む[1]に記載の光半導体粒子の製造方法。
[3]
工程(E)が含水溶媒の流通によるものであって、前記固形物と洗浄排液とを分離する部分の液体の流速を、水平方向のベクトル成分と垂直方向のベクトル成分に分けた場合に、液体の垂直方向のベクトル成分としての上昇速度が、該固形物の沈降速度よりも遅くなるように含水溶媒の供給量を制御して洗浄する[2]に記載の光半導体粒子の製造方法。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have intensively studied using a slurry containing titanium oxide particles having a silicic acid compound immobilized on the surface. As a result, when the particles are solid-liquid separated in an agglomerated state by adding an aggregating agent and the resulting solid is heated to decompose the aggregating agent, titanium oxide particles having silicon oxide immobilized on the surface can be easily produced. At the same time, the inventors have found that the obtained product exhibits the same performance as that produced without using a flocculant, and completed the invention. That is, according to the present invention, the following manufacturing method is provided.
[1]
A method for producing optical semiconductor particles comprising a base (hereinafter, appropriately referred to as a base), which is a metal compound optical semiconductor, and ceramics fixed to at least a part of the surface of the base, wherein the ceramic comprises the base and The manufacturing method of the optical-semiconductor particle which is a different compound and consists of the process of following (A)-(D).
(A) a step of mixing the substrate, ceramics or a raw material thereof, and a water-containing solvent to prepare a mixed solution containing the substrate on which ceramic or a precursor thereof is immobilized on at least a part of the surface, and water;
(B) adding a flocculant to the mixed solution and stirring the mixture;
(C) a step of recovering from the water-containing solvent the solid body containing the substrate on which ceramics or a precursor thereof is immobilized on at least a part of the surface, and a flocculant;
(D) A step of decomposing the flocculant by heating the solid matter.
[2]
A step of washing the substrate having ceramics or a precursor thereof immobilized on at least a part of the surface between steps (B) and (C) or between steps (C) and (D) ( The method for producing an optical semiconductor particle according to [1], which also includes E).
[3]
When the step (E) is based on the flow of the water-containing solvent, and the flow rate of the liquid separating the solid and the washing waste liquid is divided into a horizontal vector component and a vertical vector component, The method for producing an optical semiconductor particle according to [2], wherein the cleaning is performed by controlling the supply amount of the hydrous solvent so that the rising speed of the liquid as a vector component in the vertical direction is slower than the sedimentation speed of the solid.

本発明によれば、金属化合物光半導体である基体と、該基体の表面の少なくとも一部に固定化されたセラミックスからなる光半導体粒子を、液相法で製造するに際して、固液分離を簡便に実施でき、且つ、得られた前記光半導体粒子の光半導体としての作用に影響しない製造方法を提供することができる。   According to the present invention, solid-liquid separation can be easily performed in the production of optical semiconductor particles composed of a substrate that is a metal compound optical semiconductor and ceramics fixed to at least a part of the surface of the substrate by a liquid phase method. The manufacturing method which can be implemented and does not affect the effect | action as an optical semiconductor of the obtained said optical semiconductor particle can be provided.

本発明に係る製造方法は、以下の製造方法である。
[1]
金属化合物光半導体である基体と、該基体の表面の少なくとも一部に固定化されたセラミックスからなる光半導体粒子の製造方法であって、前記セラミックスが、前記基体と異なる化合物であり、且つ、下記の(A)〜(D)の工程からなる光半導体粒子の製造方法:
(A)前記基体、セラミックスまたはその原料、および含水溶媒を混合して、表面の少なくとも一部にセラミックスまたはその前駆体が固定化された前記基体、および水を含む混合液を調製する工程;
(B)前記混合液に凝集剤を添加し、攪拌する工程;
(C)表面の少なくとも一部にセラミックスまたはその前駆体が固定化された前記基体、および凝集剤を含む固形物を、含水溶媒から回収する工程;
(D)前記固形物を加熱して凝集剤を分解する工程。
[2]
工程(B)と(C)の間、あるいは工程(C)と(D)の間に、更に、表面の少なくとも一部にセラミックスまたはその前駆体が固定化された前記基体を、洗浄する工程(E)も含む[1]に記載の光半導体粒子の製造方法。
[3]
工程(E)が含水溶媒の流通によるものであって、前記固形物と洗浄排液とを分離する部分の液体の流速を、水平方向のベクトル成分と垂直方向のベクトル成分に分けた場合に、液体の垂直方向のベクトル成分としての上昇速度が、該固形物の沈降速度よりも遅くなるように含水溶媒の供給量を制御して洗浄する[2]に記載の光半導体粒子の製造方法。
The manufacturing method according to the present invention is the following manufacturing method.
[1]
A method for producing optical semiconductor particles comprising a base that is a metal compound optical semiconductor and ceramics immobilized on at least a part of the surface of the base, wherein the ceramics is a compound different from the base, and The manufacturing method of the optical semiconductor particle which consists of the process of (A)-(D) of:
(A) A step of mixing the substrate, ceramics or a raw material thereof, and a water-containing solvent to prepare a mixed solution containing the substrate on which ceramic or a precursor thereof is fixed on at least a part of the surface, and water;
(B) A step of adding a flocculant to the mixed solution and stirring the mixture;
(C) a step of recovering from the water-containing solvent the solid body containing the substrate on which ceramics or a precursor thereof is immobilized on at least a part of the surface, and a flocculant;
(D) A step of decomposing the flocculant by heating the solid matter.
[2]
A step of washing the substrate having ceramics or a precursor thereof immobilized on at least a part of the surface between steps (B) and (C) or between steps (C) and (D) ( The method for producing an optical semiconductor particle according to [1], which also includes E).
[3]
When the step (E) is based on the flow of the water-containing solvent, and the flow rate of the liquid separating the solid and the washing waste liquid is divided into a horizontal vector component and a vertical vector component, The method for producing an optical semiconductor particle according to [2], wherein the cleaning is performed by controlling the supply amount of the hydrous solvent so that the rising speed of the liquid as a vector component in the vertical direction is slower than the sedimentation speed of the solid.

本発明で製造される光半導体粒子は、金属化合物光半導体である基体と、該基体の表面の少なくとも一部に固定化されたセラミックスからなる。そして、前記光半導体粒子は、それぞれ独立して前記の構成であれば良く、全ての粒子が同じ構成であっても良いし、2種以上の異なる構成の粒子の混合物であっても構わない。また、一つの基体に2種以上のセラミックスが固定化されていても構わない。   The photo-semiconductor particles produced in the present invention are composed of a base that is a metal compound photo-semiconductor and ceramics fixed to at least a part of the surface of the base. And the said optical semiconductor particle should just be the said structure each independently, All the particles may be the same structures, and the mixture of the particle | grains of 2 or more types of different structures may be sufficient as them. Further, two or more kinds of ceramics may be fixed on one substrate.

基体は、金属化合物光半導体であれば、特に制限はなく、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステンおよびチタン酸ストロンチウムなどが挙げられる。そして、X線回折(XRD)から導かれる結晶子径が、1〜500nmの範囲にあるものが好ましい。また、形状にも特に限定は無く、例えば、球状、回転楕円体状、柱状、幾何学形状、薄片状等、が挙げられる。さらに、表面の少なくとも一部にセラミックスが固定化された前記基体を、本発明の基体として用いることも可能である。なお、該基体は、1種のみを用いることが多いが、2種以上の混合物を用いることも可能である。   If a base | substrate is a metal compound optical semiconductor, there will be no restriction | limiting in particular, For example, a titanium oxide, a zinc oxide, a tungsten oxide, strontium titanate etc. are mentioned. A crystallite diameter derived from X-ray diffraction (XRD) is preferably in the range of 1 to 500 nm. The shape is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, a spheroid shape, a column shape, a geometric shape, and a flake shape. Furthermore, it is also possible to use the above-mentioned substrate having ceramics immobilized on at least a part of its surface as the substrate of the present invention. In addition, although only 1 type is used for this base | substrate, it is also possible to use 2 or more types of mixtures.

光触媒の製造方法として本発明を実施する場合には、光触媒能に優れており、安全性や安定性にも優れる酸化チタンが好ましい。酸化チタンとしては、例えば、非晶質、アナターゼ型、ルチル型、ブルッカイト型の二酸化チタンがあり、このうちでは、光触媒能に優れているアナターゼ型あるいはルチル型、または、これらの混合物がより好ましく、これらに非晶質が少量含まれていてもかまわない。基体として、金属化合物光半導体に1種以上の遷移金属を添加あるいは担持したもの、金属化合物半導体に14族、15族、および/または16族の典型元素を1種以上添加あるいは担持したもの、2種以上の金属化合物からなる光半導体、2種以上の金属化合物半導体の混合物も使用できる。   When the present invention is carried out as a method for producing a photocatalyst, titanium oxide is preferable because of its excellent photocatalytic ability and excellent safety and stability. Examples of titanium oxide include amorphous, anatase type, rutile type, brookite type titanium dioxide, and among these, anatase type or rutile type, which are excellent in photocatalytic activity, or a mixture thereof is more preferable. These may contain a small amount of amorphous material. As a substrate, one or more transition metals added or supported on a metal compound optical semiconductor, one or more typical elements of Group 14, 15, and / or Group 16 added or supported on a metal compound semiconductor, An optical semiconductor composed of two or more kinds of metal compounds and a mixture of two or more kinds of metal compound semiconductors can also be used.

セラミックスは、光半導体粒子を構成する前記基体と異なる化合物であれば、特に制限は無く、金属化合物光半導体であっても構わない。例えば、基体が酸化チタンである場合に、セラミックスが酸化亜鉛であっても構わない。化粧料、顔料、または光触媒の製造方法として本発明を実施する場合には、Si、Al、Zr、Ceの酸化物、またはカルシウム化合物が好ましい。酸化物は、水酸基、吸着水などを含むものであっても良く、単一酸化物、二元系複合酸化物、あるいは多元系複合酸化物であっても構わない。そして前記の金属に限定されず、他の金属元素を、イオンあるいは金属として含むものであっても構わない。カルシウム化合物としては、カルシウムのリン酸塩または珪酸塩が挙げられ、ヒドロキシアパタイト、フッ化アパタイト、他の金属イオンを含有するヒドロキシアパタイト等、一般に『アパタイト』として知られる鉱物組成を持つリン酸カルシウム塩、並びに珪酸カルシウムが例示できる。なお本発明の製造方法では、工程(D)において、凝集剤を分解するために加熱処理を施している。したがって、本発明の製造方法で提供される光半導体粒子を構成するセラミックスは、焼成されたセラミックスである。   The ceramic is not particularly limited as long as it is a compound different from the base constituting the optical semiconductor particles, and may be a metal compound optical semiconductor. For example, when the substrate is titanium oxide, the ceramic may be zinc oxide. When the present invention is carried out as a method for producing cosmetics, pigments, or photocatalysts, Si, Al, Zr, Ce oxides, or calcium compounds are preferred. The oxide may contain a hydroxyl group, adsorbed water, etc., and may be a single oxide, a binary composite oxide, or a multicomponent composite oxide. And it is not limited to the said metal, You may contain another metal element as an ion or a metal. Examples of calcium compounds include calcium phosphates or silicates, such as hydroxyapatite, fluorapatite, hydroxyapatite containing other metal ions, etc., and calcium phosphates having a mineral composition generally known as “apatite”, and An example is calcium silicate. In the production method of the present invention, in the step (D), heat treatment is performed to decompose the flocculant. Therefore, the ceramic constituting the optical semiconductor particles provided by the production method of the present invention is a fired ceramic.

これらの酸化物または化合物のうち、Siの酸化物がより好ましい。Siの酸化物を前記基体の表面に固定化すると、該基体の耐熱性が向上し、凝集剤の分解をより高い温度で実施できるからである。   Of these oxides or compounds, an oxide of Si is more preferable. This is because when the Si oxide is immobilized on the surface of the substrate, the heat resistance of the substrate is improved and the flocculant can be decomposed at a higher temperature.

セラミックスの原料とは、工程(A)において、加水分解、縮合、析出等を起こして、基体の表面にセラミックスまたはその前駆体を形成する物質のことであり、1種のみであっても良いし、2種以上を用いても構わない。金属のハロゲン化物、金属のアルコキシド、金属錯体、金属のオキソ酸塩、等が、1種のみで用いる原料として挙げられる。金属の可溶性の塩と可溶性のオキソ酸またはその塩の組み合わせ、等が、2種以上を用いる原料として挙げられる。前記組み合わせを原料として用いる場合は、基体の表面に不溶性あるいは難溶性の該金属のオキソ酸塩が析出して、セラミックスまたはその前駆体となる。セラミックスが酸化珪素である場合、珪酸、珪酸塩、珪酸エステル、ハロゲン化珪素、オルガノハイドロジェンポリシロキサン、などが原料として例示できる。   The ceramic raw material is a substance that forms a ceramic or a precursor thereof on the surface of the substrate by causing hydrolysis, condensation, precipitation or the like in the step (A), and may be only one kind. Two or more kinds may be used. Metal halides, metal alkoxides, metal complexes, metal oxoacid salts, and the like are listed as raw materials used only in one kind. A combination of a metal soluble salt and a soluble oxo acid or a salt thereof is used as a raw material using two or more kinds. When the combination is used as a raw material, an insoluble or hardly soluble oxo acid salt of the metal is precipitated on the surface of the substrate to become a ceramic or a precursor thereof. When the ceramic is silicon oxide, silicic acid, silicate, silicate ester, silicon halide, organohydrogenpolysiloxane, etc. can be exemplified as raw materials.

セラミックスの前駆体とは、物理的あるいは化学的な処理によってセラミックスに変化する化合物のことである。セラミックスの前駆体は、本発明の工程の中で、セラミックスに変換されても良いし、別途セラミックスに変換する工程を設けても構わない。本発明の工程の中でセラミックスに変換されるものとしては、工程(D)における加熱処理において、酸化、加水分解あるいは縮合反応等によりセラミックスになるものがある。このような前駆体には、例えば、水酸化アルミニウムが該当し、原料としてアルミニウムのアルコキシドを用いて基体の表面に形成でき、工程(D)でアルミナに変換可能な化合物である。   A ceramic precursor is a compound that is converted into ceramic by physical or chemical treatment. The ceramic precursor may be converted into ceramics in the process of the present invention, or may be provided with a process of converting into ceramics separately. As what is converted into ceramics in the process of this invention, in the heat processing in a process (D), there exists a thing which becomes ceramics by oxidation, hydrolysis, a condensation reaction, etc. Examples of such a precursor include aluminum hydroxide, which is a compound that can be formed on the surface of a substrate using an aluminum alkoxide as a raw material and can be converted into alumina in step (D).

含水溶媒とは、水、あるいは主として水からなる混合溶媒であり、アルコール類、ケトン類、エーテル類、あるいはエステル類に分類される有機溶媒のうち、炭素数1以上4以下で、且つ水溶性の有機溶媒を含んでも構わない。含水溶媒を具体的に例示するとすれば、水、並びに、水とメチルアルコール、水とエチルアルコール、水とイソプロパノール等の混合溶媒が挙げられる。これらの中では水が好ましい。また、これらの水および混合溶媒は、1種単独で、または2種以上組み合わせて用いることができる。   The water-containing solvent is water or a mixed solvent mainly composed of water, and is an organic solvent classified into alcohols, ketones, ethers, or esters, having 1 to 4 carbon atoms and water-soluble. An organic solvent may be included. Specific examples of the hydrous solvent include water and mixed solvents such as water and methyl alcohol, water and ethyl alcohol, water and isopropanol. Of these, water is preferred. Moreover, these water and mixed solvents can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

工程(A)における混合方法に特に制限は無い。例えば、(a)含水溶媒に基体を混合した後に、セラミックスまたはその原料を混合する方法、(b)含水溶媒と基体を混合した混合液と、含水溶媒とセラミックスまたはその原料とを混合した混合液、の二つを混合する方法、(c)含水溶媒に、セラミックスまたはその原料を混合した後に、基体を混合する方法、(d)基体、セラミックスまたはその原料、および含水溶媒を含む混合液のpHを5以下に維持して混合する方法、(e)セラミックスが二種以上の原料を反応させて形成される場合において、含水溶媒、基体、およびセラミックスの第一原料を混合した混合液と、含水溶媒とセラミックスの第二原料とを混合した混合液、の二つを混合する方法、などが挙げられる。こうして調製された混合液は、適宜、常温あるいは加熱条件での熟成を施しても構わない。   There is no restriction | limiting in particular in the mixing method in a process (A). For example, (a) a method of mixing a ceramic or a raw material thereof after mixing the substrate with a hydrous solvent, (b) a mixed solution of mixing the hydrous solvent and the substrate, and a mixed solution of mixing the hydrous solvent and the ceramic or the raw material thereof. (C) A method of mixing a substrate after mixing ceramics or its raw material with a water-containing solvent, (d) pH of a mixed solution containing the substrate, ceramics or its raw material, and a water-containing solvent And (e) in the case where the ceramic is formed by reacting two or more kinds of raw materials, a mixed liquid in which a hydrous solvent, a substrate, and a first ceramic raw material are mixed, and hydrous And a method of mixing two of a mixed solution in which a solvent and a second raw material of ceramics are mixed. The mixed solution thus prepared may be appropriately aged at room temperature or under heating conditions.

工程(A)で調製される混合液は、表面の少なくとも一部にセラミックスまたはその前駆体が固定化された基体、および水を含むものである。必ずしもこれらのみで構成される必要はなく、未反応のセラミックス原料、セラミックス前駆体形成時に生じる副生成物、アルコール類、ケトン類、エーテル類、あるいはエステル類に分類される有機溶媒のうち、炭素数1以上4以下で、且つ水溶性の有機溶媒、などを含んでも構わない。   The mixed solution prepared in the step (A) includes a substrate having ceramics or a precursor thereof immobilized on at least a part of the surface, and water. It does not necessarily need to be composed only of these materials. Among the organic solvents classified as unreacted ceramic raw materials, by-products generated during the formation of the ceramic precursor, alcohols, ketones, ethers, or esters, the number of carbon atoms 1 to 4 and a water-soluble organic solvent may be included.

前記混合液に含まれる前記基体の濃度が、低濃度であると生産性が低くなり、また高濃度であると液の比重が過大となって、攪拌力の強い特殊な製造設備が必要となるので、いずれにしても経済性が悪い。よって、前記混合液の全重量に対する前記基体の濃度(以下適宜、スラリー濃度、と表記する)は、0.5重量%以上、40重量%以下が好ましく、5重量%以上20重量%以下がさらに好ましい。   If the concentration of the substrate contained in the mixed solution is low, the productivity is low, and if the concentration is high, the specific gravity of the solution is excessive, and special manufacturing equipment with strong stirring force is required. So in any case, the economy is bad. Therefore, the concentration of the substrate relative to the total weight of the mixed solution (hereinafter referred to as “slurry concentration” as appropriate) is preferably 0.5% by weight to 40% by weight, and more preferably 5% by weight to 20% by weight. preferable.

混合液中の水の濃度は、低濃度であると凝集剤が溶解しにくくなり、凝集効果が発現しにくいため、混合液の全重量に対する水の重量として示すと、60重量%以上が好ましく、80重量%以上がより好ましい。混合液に含まれる水は、最終的に前記の範囲にあれば良く、含水溶媒として水のみを用いて、混合完了時に前記範囲に入る調製方法でも構わないし、有機溶媒中で光半導体粒子を形成した後、水を加えて調整しても構わない。また、混合液が中和塩等の無機塩類を含む場合には、塩析作用により凝集剤が効果を示さないことがあるので、水の濃度が該範囲にある場合でも、デカント等によって含水溶媒の置換を行っても良い。   When the concentration of water in the mixed solution is low, the flocculant is difficult to dissolve and the aggregation effect is difficult to express. Therefore, when expressed as the weight of water with respect to the total weight of the mixed solution, 60% by weight or more is preferable, 80% by weight or more is more preferable. The water contained in the mixed solution may be finally within the above range, and only water as a water-containing solvent may be used, and a preparation method that enters the above range upon completion of mixing may be used. After that, it may be adjusted by adding water. In addition, when the mixed solution contains an inorganic salt such as a neutralized salt, the flocculant may not be effective due to the salting out action, so even if the water concentration is within this range, the water-containing solvent May be substituted.

以下、工程(A)における混合方法の具体例を示す。   Hereinafter, specific examples of the mixing method in the step (A) will be shown.

(1.基体、セラミックスまたはその原料、および含水溶媒を含む混合液のpHを5以下に維持して混合する方法)
工程(A)が、前記基体を含む含水溶媒と珪酸塩、珪酸塩を含む含水溶媒と前記基体、および前記基体を含む含水溶媒と珪酸塩を含む含水溶媒、の少なくともいずれか一組を混合する工程であって、かつ前記基体および珪酸塩の両方を含む混合液のpHを5以下に維持して混合する工程、である製造方法。
(1. Method of mixing while maintaining the pH of a mixed solution containing a substrate, ceramics or a raw material thereof, and a water-containing solvent at 5 or less)
Step (A) mixes at least one set of the hydrous solvent containing the substrate and the silicate, the hydrous solvent containing the silicate and the substrate, and the hydrous solvent containing the substrate and the hydrous solvent containing silicate. A manufacturing method, which is a step and is a step of mixing while maintaining a pH of a mixed solution containing both the substrate and the silicate at 5 or less.

この例では、セラミックスが酸化珪素となる。ここで、pHを5以下に維持する方法としては、基体、珪酸塩、含水溶媒の混合を行う際、含水溶媒のpHを常時測定し、適宜、酸および塩基を加えて調整する方法でも構わない。しかし、製造に用いる珪酸塩に含まれる塩基成分の総量を中和した上でpH5以下となるに十分な量の酸を予め含水溶媒中に存在させておくことが簡便である。この場合に、珪酸塩としては、珪酸および/またはそのオリゴマーの塩を用い、2種以上を混合して用いても良い。ナトリウム塩およびカリウム塩は、工業的に入手容易である点から好ましく、溶解工程を省略できるので珪酸ナトリウム水溶液(JIS K1408“水ガラス”)がさらに好ましい。酸は、どのような酸でも使用可能であるが、塩酸,硝酸、または硫酸といった鉱酸が好適に用いられる。酸は、1種のみを用いても、2種以上を混合して用いても良い。塩基は、珪酸塩に含まれる塩基成分の総量を中和した上でpH5以下となるのに十分な量の酸を予め含水溶媒中に存在させておく前述した方法の場合には、特に別途用いる必要は無い。しかしながら、塩基を用いる場合は、どのような塩基でも使用可能である。なかでも、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属水酸化物が好適に用いられる。   In this example, the ceramic is silicon oxide. Here, as a method for maintaining the pH at 5 or less, when mixing the substrate, the silicate, and the water-containing solvent, the pH of the water-containing solvent is always measured, and an appropriate method may be added by adding an acid and a base. . However, it is easy to neutralize the total amount of the base components contained in the silicate used for the production and to make a sufficient amount of acid present in the water-containing solvent in advance so that the pH becomes 5 or less. In this case, as the silicate, silicic acid and / or an oligomer salt thereof may be used, and two or more kinds may be mixed and used. Sodium salts and potassium salts are preferred from the viewpoint of industrial availability, and an aqueous sodium silicate solution (JIS K1408 “water glass”) is more preferred because the dissolution step can be omitted. As the acid, any acid can be used, but a mineral acid such as hydrochloric acid, nitric acid, or sulfuric acid is preferably used. Only one kind of acid may be used, or two or more kinds of acids may be mixed and used. A base is used separately in the case of the above-described method in which a sufficient amount of acid is previously present in a water-containing solvent after neutralizing the total amount of base components contained in the silicate and then having a pH of 5 or less. There is no need. However, when a base is used, any base can be used. Of these, alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide and sodium hydroxide are preferably used.

(2.含水溶媒にセラミックスまたはその原料を混合した後に、基体を混合する方法)
工程(A)が、擬似体液を用いてカルシウムとリンの化合物を前記基体の表面に形成する工程、である製造方法。具体的な混合手順は、先ず、擬似体液を調製し、次いで基体を混合する。この例では、セラミックスがカルシウムのリン酸塩の1種としてアパタイトが形成される。
(2. Method of mixing the substrate after mixing the ceramic or its raw material with the hydrous solvent)
A production method, wherein the step (A) is a step of forming a calcium and phosphorus compound on the surface of the substrate using a simulated body fluid. Specifically, the simulated body fluid is first prepared and then the substrate is mixed. In this example, apatite is formed as a kind of calcium phosphate.

ここで、擬似体液とは、塩化ナトリウム、塩化カリウム、炭酸水素ナトリウム、リン酸水素二カリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、硫酸ナトリウム、あるいはフッ化ナトリウムなどを水に溶解して調製されるものであり、塩酸やアミン等の酸塩基によってpHを7〜8に調整された溶液を意味する。ナトリウムイオン濃度147mM、カリウムイオン濃度5mM、カルシウムイオン濃度7.5mM、炭酸水素イオン4.2mM、並びにリン酸水素イオン4.2mMの組成で、pH7.4の水溶液が好適な擬似体液組成のうちの一つとして例示できる。   Here, the simulated body fluid is prepared by dissolving sodium chloride, potassium chloride, sodium bicarbonate, dipotassium hydrogen phosphate, magnesium chloride, calcium chloride, sodium sulfate, or sodium fluoride in water. It means a solution whose pH is adjusted to 7 to 8 with an acid base such as hydrochloric acid or amine. Among the simulated body fluid compositions in which a sodium ion concentration of 147 mM, a potassium ion concentration of 5 mM, a calcium ion concentration of 7.5 mM, a bicarbonate ion of 4.2 mM, and a hydrogen phosphate ion of 4.2 mM and an aqueous solution of pH 7.4 are preferred It can be illustrated as one.

工程(B)で添加する凝集剤は、水溶性の凝集剤である。水溶性の凝集剤のうち、高分子凝集剤が好ましい。例えば、アクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸等の重合体やこれら重合体の官能基の少なくとも一部を変性したものが挙げられる。高分子凝集剤であれば、アニオン型、ノニオン型、カチオン型、あるいは両性型のいずれの型でも使用でき、添加する混合液のpHによって任意の型の高分子凝集剤を選択できる。ノニオン型以外の高分子凝集剤は、イオン対の部分構造を含むので、工程(D)で凝集剤を分解した際に無機塩が残留し、更に洗浄が必要となる場合がある。イオン対としては、ナトリウム塩、カリウム塩、塩化物、硫酸塩等が挙げられる。この点から、ノニオン型の高分子凝集剤が好ましいが、光半導体粒子に対する凝集剤の使用量から明白なように、残留する無機塩の量は多くないので、ノニオン型以外の型も利用可能である。ノニオン型の高分子凝集剤としては、アクリルアミドまたはその変性体からなる群から選ばれる1種以上の化合物を、繰り返し単位として含むポリアクリルアミド系凝集剤が例示できる。凝集剤の形態には、特に制限は無く、粉末、分散液、ペースト、エマルジョン、または溶液のいずれのものも利用できる。添加方法にも特に制限は無く、公知の添加方法であればいずれの方法で行って良い。   The flocculant added in the step (B) is a water-soluble flocculant. Of the water-soluble flocculants, polymer flocculants are preferred. Examples thereof include polymers such as acrylamide, acrylic acid, and methacrylic acid, and those obtained by modifying at least a part of functional groups of these polymers. As long as it is a polymer flocculant, any of anionic, nonionic, cationic or amphoteric types can be used, and any type of polymer flocculant can be selected depending on the pH of the mixed solution to be added. Since the polymer flocculant other than the nonionic type contains a partial structure of an ion pair, an inorganic salt may remain when the flocculant is decomposed in the step (D), and further washing may be required. Examples of the ion pair include sodium salt, potassium salt, chloride, sulfate and the like. From this point, a nonionic polymer flocculant is preferable, but as is apparent from the amount of the flocculant used for the optical semiconductor particles, the amount of residual inorganic salt is not so large, and other types than the nonionic type can be used. is there. Examples of nonionic polymer flocculants include polyacrylamide flocculants containing one or more compounds selected from the group consisting of acrylamide or modified products thereof as repeating units. The form of the flocculant is not particularly limited, and any of powder, dispersion, paste, emulsion, or solution can be used. The addition method is not particularly limited, and any known addition method may be used.

凝集剤の使用量は、前記混合液に含まれる前記基体の重量に対して、0.1重量%以上、3重量%以下が好ましく、0.5重量%以上1.5重量%以下がより好ましい。少ないと凝集効果が得られにくく、多すぎると、固液分離を簡便にする効果は利用できるが、工程(D)での分解に時間がかかり生産性が低下する。   The amount of the flocculant used is preferably 0.1% by weight or more and 3% by weight or less, and more preferably 0.5% by weight or more and 1.5% by weight or less with respect to the weight of the substrate contained in the mixed solution. . If the amount is too small, it is difficult to obtain an agglomeration effect. If the amount is too large, the effect of simplifying solid-liquid separation can be used, but it takes time to decompose in the step (D) and the productivity is lowered.

工程(C)で混合液から回収する固形物は、表面の少なくとも一部にセラミックスまたはその前駆体が固定化された前記基体と、凝集剤を含むものである。回収した際に、これらのみで構成されている必要は無く、含水溶媒や中和塩などを含んでいても構わない。また、前記固形物の回収方法は、特に限定されない。含水溶媒の自重による自然濾過、減圧濾過、加圧濾過、遠心分離、デカンテーション等、固体と液体を分離する公知の方法が適用できる。   The solid material recovered from the mixed solution in the step (C) includes the substrate on which ceramics or a precursor thereof is immobilized on at least a part of the surface, and a flocculant. When recovered, it is not necessary to be composed only of these, and it may contain a water-containing solvent or a neutralized salt. Moreover, the collection method of the said solid substance is not specifically limited. A known method for separating a solid and a liquid, such as natural filtration by the weight of the water-containing solvent, vacuum filtration, pressure filtration, centrifugation, and decantation, can be applied.

工程(D)で前記凝集剤を分解するには、凝集剤の分解が起こる温度域へ前記固形物を加熱する。低温では、凝集剤の分解が不十分になりやすく、また、分解に長時間を要してしまう。高温であると、凝集剤の分解は早くなるが、光半導体粒子が加熱によって劣化しやすい。そのため、400℃以上1000℃以下が好ましく、500℃以上800℃以下がより好ましい。加熱時間は、加熱温度によって選択する必要があり、特に限定されないが、低温処理では長時間を要し、高温処理では短時間で充分となる。600℃加熱の場合、0.5時間以上、24時間以下が好ましく、1時間以上、18時間以下がより好ましい。また、凝集剤の分解が酸化分解反応に基づく場合は、雰囲気中の酸素分圧を高めることで、分解を促進することも出来る。   In order to decompose the flocculant in the step (D), the solid is heated to a temperature range where the flocculant is decomposed. At a low temperature, the flocculant tends to be insufficiently decomposed, and it takes a long time for the decomposition. When the temperature is high, the flocculant is rapidly decomposed, but the optical semiconductor particles are easily deteriorated by heating. Therefore, 400 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower is preferable, and 500 ° C. or higher and 800 ° C. or lower is more preferable. The heating time needs to be selected depending on the heating temperature, and is not particularly limited. However, a long time is required for the low temperature treatment, and a short time is sufficient for the high temperature treatment. In the case of heating at 600 ° C., it is preferably 0.5 hours or longer and 24 hours or shorter, more preferably 1 hour or longer and 18 hours or shorter. Moreover, when decomposition | disassembly of an aggregating agent is based on an oxidative decomposition reaction, decomposition | disassembly can also be accelerated | stimulated by raising the oxygen partial pressure in atmosphere.

工程(A)が、不揮発性の化合物を副生、あるいは使用する方法であると、不純物として該不揮発性の化合物が光半導体粒子に取り込まれることがある。この場合には、光半導体粒子の洗浄が必要となる。前記不揮発性の化合物を副生する方法には、例えば、硝酸酸性の水溶液に基体粒子を分散し、これにケイ酸ナトリウムを混合して、該基体の表面に珪素化合物が固定化された基体粒子を含む混合液を調製する方法があり、中和塩として生じた硝酸ナトリウムが、前記不揮発性の化合物に該当する。前記不揮発性の化合物を使用する方法には、セラミックスの原料として塩化カルシウムとリン酸塩を溶解した液に、基体粒子を混合して、表面にカルシウムとリンとの化合物が固定化された該基体粒子を含む混合液を調製する方法があり、使用した塩化カルシウムやリン酸塩の残存分が、前記不揮発性の化合物に該当する。   When the step (A) is a method of using or using a nonvolatile compound as a by-product, the nonvolatile compound may be incorporated into the optical semiconductor particles as an impurity. In this case, it is necessary to clean the optical semiconductor particles. In order to produce the non-volatile compound as a by-product, for example, base particles are dispersed in a nitric acid acidic aqueous solution, mixed with sodium silicate, and a silicon compound is immobilized on the surface of the base. There is a method for preparing a mixed solution containing, and sodium nitrate produced as a neutralized salt corresponds to the nonvolatile compound. In the method using the non-volatile compound, the base material is mixed with a solution in which calcium chloride and phosphate are dissolved as a raw material for ceramics, and the base is fixed with the calcium and phosphorus compound. There is a method of preparing a mixed solution containing particles, and the remaining amount of calcium chloride or phosphate used corresponds to the nonvolatile compound.

また、工程(A)が、硫酸を使用する方法、硫酸塩を副生または使用する方法、あるいは、基体、セラミックスまたはセラミックスの原料として、硫黄化合物を含有するものを使用する方法であると、光半導体粒子中にSO分、SO分等の硫黄化合物が取り込まれ、着色することがある。この着色を抑制または回避するために、前記硫黄化合物の含有量を、前記光半導体粒子中に含まれる金属化合物光半導体の重量に対するS原子の重量として0.5重量%以下、好ましくは0.3重量%以下、より好ましくは0.2重量%以下とするために、洗浄が必要となる場合もある。 In addition, when the step (A) is a method using sulfuric acid, a method using or by-producing sulfate, or a method using a substrate, ceramics, or a raw material of ceramics containing a sulfur compound, Sulfur compounds such as SO 4 minutes and SO 3 minutes may be incorporated into the semiconductor particles and colored. In order to suppress or avoid this coloring, the content of the sulfur compound is 0.5 wt% or less, preferably 0.3 wt% as the weight of S atoms with respect to the weight of the metal compound photo semiconductor contained in the photo semiconductor particles. In some cases, it may be necessary to perform cleaning in order to achieve a weight% or less, more preferably 0.2 wt% or less.

洗浄が必要とされる場合、工程(A)で混合液を調製する際に、前記混合液からイオン交換樹脂を用いて不純物を除去する方法、あるいは工程(C)で固形物を回収する際に、フィルター上に形成された固形物からなるケーキに含水溶媒を通液する方法、などによって洗浄を実施しても良いし、工程(A)〜(D)とは独立して、表面の少なくとも一部にセラミックスまたはその前駆体が固定化された前記基体を洗浄する工程(E)を含む製造方法として実施することもできる。工程(E)は、工程(A)の後であればどの段階で行っても構わないが、工程(B)と(C)の間、あるいは工程(C)と(D)の間の、いずれかであれば、固形物と洗浄に用いる溶媒(以下適宜「洗浄溶媒」と表記)とを容易に分離出来、簡便に洗浄できるので好ましい。工程(D)の後に実施することも可能であるが、付随して、固形物を洗浄溶媒から回収する工程や固形物を乾燥する工程が必要となる。   When cleaning is required, when preparing a mixed solution in step (A), a method of removing impurities from the mixed solution using an ion exchange resin, or when recovering a solid in step (C) In addition, washing may be performed by a method of passing a water-containing solvent through a cake made of solid matter formed on a filter, or at least one of the surfaces independently of steps (A) to (D). It can also be carried out as a production method including a step (E) of cleaning the substrate having ceramics or its precursor immobilized on the part. The step (E) may be performed at any stage after the step (A), either between the steps (B) and (C) or between the steps (C) and (D). If it is, it is preferable because the solid and the solvent used for washing (hereinafter referred to as “washing solvent” as appropriate) can be easily separated and washed easily. Although it is possible to carry out after the step (D), a step for recovering the solid matter from the washing solvent and a step for drying the solid matter are necessary.

洗浄溶媒は、主として水からなる含水溶媒であり、アルコール類、ケトン類、エーテル類、あるいはエステル類に分類される有機溶媒のうち、炭素数1以上4以下で、且つ水溶性の有機溶媒を含んでも構わない。工程(A)が無機塩などの水溶性不純物を副生する工程である場合、洗浄に用いる溶媒は、水が好ましい。   The cleaning solvent is a water-containing solvent mainly composed of water, and includes an organic solvent having 1 to 4 carbon atoms and a water-soluble organic solvent classified into alcohols, ketones, ethers, or esters. It doesn't matter. When the step (A) is a step of by-producing water-soluble impurities such as inorganic salts, the solvent used for washing is preferably water.

また、前記洗浄溶媒は、不純物の除去効率を強化するために、酸性や塩基性に調整しても良い。例えば、鉱酸や有機酸で酸性に調整すれば、アルカリ金属やアルカリ土類金属等、陽イオン性の不純物の除去効率を強化できるし、アルカリ金属水酸化物やアンモニアで塩基性に調整すれば、硝酸イオン、塩素イオン、硫酸イオン等、陰イオン性の不純物の除去効率を強化できる。そして、洗浄溶媒の酸塩基性は、どちらか一方のみを実施しても良いし、酸性と塩基性とを併用することも出来る。酸性と塩基性との間でスイングさせても洗浄する場合もある。酸性または塩基性に調整した洗浄溶媒のpHは、凝集剤が分解せず、且つ凝集効果を示す範囲であればいずれのpHに調整しても構わない。ノニオン型のポリアクリルアミド系高分子凝集剤を用いる場合は、pH1〜10の範囲が好ましく、pH2〜8がより好ましい。   Further, the washing solvent may be adjusted to be acidic or basic in order to enhance the removal efficiency of impurities. For example, if it is adjusted to be acidic with mineral acid or organic acid, the removal efficiency of cationic impurities such as alkali metal and alkaline earth metal can be enhanced, and if it is adjusted to basic with alkali metal hydroxide or ammonia In addition, the removal efficiency of anionic impurities such as nitrate ion, chloride ion and sulfate ion can be enhanced. In addition, only one of the acid basicity of the washing solvent may be carried out, or acidity and basicity may be used in combination. Even if it is swung between acidic and basic, it may be washed. The pH of the cleaning solvent adjusted to be acidic or basic may be adjusted to any pH as long as the flocculant does not decompose and exhibits a coagulation effect. When a nonionic polyacrylamide polymer flocculant is used, the pH is preferably in the range of 1 to 10, more preferably pH 2 to 8.

洗浄方法は、デカントと前記洗浄溶媒の添加を1回以上交互に繰り返す方法、イオン交換による脱塩処理、洗浄溶媒への再分散とろ過を1回以上交互に繰り返す洗浄方法等、公知の洗浄方法のいずかで実施できるが、逐次連続的に溶媒置換する流通洗浄が好ましく、上昇流によるものがさらに好ましい。凝集剤の効果によって粗大粒子を形成した前記固形物(以下、適宜「フロック」と表記)が大きな沈降速度を示す点を利用できるからである。このような装置としては、筒状の容器に光半導体粒子や不純物を含む混合液を入れ、水を容器の底部から供給し、上部から排出する装置が例示でき、シックナーやスクリューデカンター等の公知装置も利用可能である。   The washing method is a known washing method, such as a method of alternately repeating decantation and the addition of the washing solvent one or more times, a desalting treatment by ion exchange, a washing method of repeating redispersion and filtration in the washing solvent one or more times. However, it is preferable to carry out flow cleaning in which the solvent is continuously replaced successively, and more preferably by upward flow. This is because the solid matter (hereinafter, referred to as “floc” where appropriate) in which coarse particles are formed by the effect of the flocculant exhibits a large sedimentation rate. Examples of such a device include a device in which a liquid mixture containing optical semiconductor particles and impurities is placed in a cylindrical container, water is supplied from the bottom of the container, and discharged from the top. Known devices such as thickeners and screw decanters Is also available.

上昇流による洗浄を実施する際には、前記フロックと洗浄溶媒とを分離する部分の液体の流速を、水平方向のベクトル成分と垂直方向のベクトル成分に分けた場合に、液体の垂直方向のベクトル成分としての上昇速度が、該フロックの沈降速度以下になるように洗浄溶媒の供給量を制御して洗浄する。前記上昇速度が前記フロックの沈降速度を越えていると、洗浄装置から、該フロックが流出してしまい洗浄することが出来ない。前記上昇速度を0にすること、すなわち、水平方向にのみ洗浄溶媒を流して層流で洗浄することも、可能ではあるが、装置が複雑になる。したがって、前記上昇速度は、0よりも大きく、前記フロックの沈降速度以下であることが必要である。   When performing the cleaning by the upward flow, when the liquid flow velocity in the portion separating the floc and the cleaning solvent is divided into a horizontal vector component and a vertical vector component, the liquid vertical vector Washing is performed by controlling the supply amount of the washing solvent so that the rising speed as a component is equal to or less than the sedimentation speed of the floc. If the rising speed exceeds the settling speed of the floc, the floc flows out of the cleaning device and cannot be cleaned. Although it is possible to reduce the ascending speed to 0, that is, to wash the laminar flow with the washing solvent only in the horizontal direction, the apparatus becomes complicated. Therefore, the ascending speed needs to be greater than 0 and less than or equal to the floc settling speed.

フロックの沈殿の下部から洗浄溶媒を供給すると、該沈殿層が洗浄溶媒に対する抵抗となるので、上昇流速にバラツキが生じて、局部的な上昇流が生じることがある。また、設備配管や送液ポンプ中などで発生した気泡が洗浄容器に供給され、気泡に同伴して、前記フロックが洗浄容器内を上昇することもある。そのため、上昇流速が該フロックの沈降速度に近似していると、洗浄は短時間で処理できるが、前記固形物の損失量が多くなる。
一方、上昇流速が過小であると、前記フロックの損失は抑制できるが、洗浄に時間を要する。そこで、前記上昇流速は、前記フロックの沈降速度を基準(100%)として、1%以上、50%以下が好ましく、3%以上25%以下が更に好ましい。
When the washing solvent is supplied from the lower part of the floc precipitation, the precipitation layer becomes resistant to the washing solvent, so that the rising flow rate varies and a local upflow may occur. In addition, bubbles generated in equipment piping or a liquid feed pump are supplied to the cleaning container, and the flock may rise in the cleaning container accompanying the bubbles. For this reason, if the rising flow velocity approximates the sedimentation rate of the floc, cleaning can be performed in a short time, but the loss of the solid matter increases.
On the other hand, if the ascending flow rate is too small, loss of the floc can be suppressed, but it takes time for cleaning. Therefore, the ascending flow rate is preferably 1% or more and 50% or less, more preferably 3% or more and 25% or less, based on the settling speed of the floc (100%).

本発明で製造されるSiの酸化物を表面に固定化した光触媒としては、以下のものが例示できる。
(a)前記基体と、該基体を被覆する実質的に細孔を有しない酸化珪素膜、を有する光触媒、
(b)前記酸化珪素膜が焼成された膜である前記aの光触媒
(c)前記酸化珪素膜が、400℃以上、1000℃以下の温度で焼成して得られる焼成膜であることを特徴とする、前記bに記載の光触媒
(d)アルカリ金属含有量が1ppm以上、1000ppm以下である前記aからcの光触媒、
(e)窒素吸着法による20〜500オングストロームの領域の細孔径分布測定において、酸化珪素膜由来の細孔がない前記aからdの光触媒、
(f)表面積1m当りの珪素担持量が0.10mg以上、2.0mg以下である前記aからeの光触媒、
(g)酸化珪素にアルカリ金属が含まれている前記aからfの光触媒、
(h)硫黄化合物の含有量が、前記光触媒の重量に対する硫黄原子として0.5重量%以下である前記aからgの光触媒。
前記(a)から(h)の光触媒についてより詳細に述べると、以下のものが光触媒活性に優れるものである。
アルカリ金属は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウムが挙げられる。これらのアルカリ金属は1種のみを含んでも良いし、2種以上含んでいても構わない。
アルカリ金属含有量は10ppm〜1000ppmがより好ましく、10ppm〜500ppmは、耐熱性にも優れるので、特に好ましい。アルカリ金属が含まれていると、光触媒活性が向上する所望の酸化珪素膜が形成される。しかしながら、多くなると、光触媒の耐熱性が悪くなる。
珪素担持量は、Siの酸化物を表面に固定化した光触媒が含有する珪素量と、表面積から算出される計算値であり、好ましくは0.12mg以上、1.5mg以下、より好ましくは0.16mg以上、1.0mg以下である。0.10mg未満では、酸化珪素膜による活性向上効果が充分でなく、光分解活性の向上効果が小さい。一方、2.0mgを超えると、光触媒に占める基体の割合が低下しすぎるので、光分解活性がほとんど向上しない。
硫黄化合物は、含まれると光触媒が着色する場合があり、好ましくは0.5重量%以下、より好ましくは0.3重量%以下であり、最も好ましいのは、含まれないことである。
Examples of the photocatalyst in which the Si oxide produced in the present invention is immobilized on the surface include the following.
(A) a photocatalyst comprising the substrate and a silicon oxide film having substantially no pores covering the substrate;
(B) The photocatalyst of (a) which is a film obtained by baking the silicon oxide film (c) The silicon oxide film is a fired film obtained by firing at a temperature of 400 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower. The photocatalyst according to the b (d) The photocatalyst according to the a to c, wherein the alkali metal content is 1 ppm or more and 1000 ppm or less,
(E) In the pore diameter distribution measurement in the region of 20 to 500 angstroms by the nitrogen adsorption method, the photocatalysts a to d having no pores derived from a silicon oxide film,
(F) The photocatalyst of a to e, wherein the amount of silicon supported per 1 m 2 of surface area is 0.10 mg or more and 2.0 mg or less,
(G) The photocatalysts a to f, wherein an alkali metal is contained in silicon oxide,
(H) The photocatalysts a to g, wherein the sulfur compound content is 0.5% by weight or less as a sulfur atom with respect to the weight of the photocatalyst.
The photocatalysts (a) to (h) will be described in more detail below.
Examples of the alkali metal include lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, and francium. These alkali metals may contain only 1 type and may contain 2 or more types.
The alkali metal content is more preferably 10 ppm to 1000 ppm, and 10 ppm to 500 ppm is particularly preferable because of excellent heat resistance. When an alkali metal is contained, a desired silicon oxide film with improved photocatalytic activity is formed. However, when it increases, the heat resistance of the photocatalyst deteriorates.
The amount of silicon supported is a calculated value calculated from the amount of silicon contained in the photocatalyst having a Si oxide immobilized on the surface and the surface area, preferably 0.12 mg or more, 1.5 mg or less, more preferably 0.8. It is 16 mg or more and 1.0 mg or less. If it is less than 0.10 mg, the effect of improving the activity by the silicon oxide film is not sufficient, and the effect of improving the photolytic activity is small. On the other hand, if it exceeds 2.0 mg, the ratio of the substrate in the photocatalyst is too low, so that the photolytic activity is hardly improved.
When the sulfur compound is contained, the photocatalyst may be colored, and is preferably 0.5% by weight or less, more preferably 0.3% by weight or less, and most preferably not contained.

本発明において、酸化珪素膜由来の細孔の有無は、前記セラミックスが酸化珪素である前記光半導体粒子の細孔容積分布と、光半導体粒子の基体に該当する粒子の細孔容積分布とを比較して判定できるものであり、具体的には以下の(1)〜(4)の手法によって判定することができる。
(1)基体の脱着過程での窒素吸着等温線を測定する、
(2)光半導体粒子の脱着過程での窒素吸着等温線を測定する
(3)BJH(Barrett−Joyner−Halenda)法で、前記二つの窒素吸着等温線を解析して、20〜500オングストロームの領域のlog微分細孔容積分布曲線を求める。
(4)二つのlog微分細孔容積分布曲線を比較し、光半導体粒子のlog微分細孔容積が、基体のlog微分細孔容積よりも0.1ml/g以上大きい領域が存在しない場合には、光半導体粒子に細孔が実質的にないと判定し、0.1ml/g以上大きい領域が存在する場合には、酸化珪素膜に細孔が有ると判定する。
なお、0.1ml/g以上とするのは、窒素吸着法による細孔分布測定では、log微分細孔容積値で約0.1ml/g幅の測定誤差が生じることが多いためである。
In the present invention, the presence or absence of pores derived from a silicon oxide film is compared with the pore volume distribution of the photo-semiconductor particles in which the ceramic is silicon oxide and the pore volume distribution of particles corresponding to the substrate of the photo-semiconductor particles. In particular, it can be determined by the following methods (1) to (4).
(1) Measure the nitrogen adsorption isotherm during the substrate desorption process,
(2) Measuring nitrogen adsorption isotherm in the process of desorption of optical semiconductor particles (3) Analyzing the two nitrogen adsorption isotherms by the BJH (Barrett-Joyner-Halenda) method to obtain a region of 20 to 500 angstroms The log differential pore volume distribution curve is obtained.
(4) When two log differential pore volume distribution curves are compared, and there is no region where the log differential pore volume of the optical semiconductor particles is 0.1 ml / g or more larger than the log differential pore volume of the substrate When it is determined that the optical semiconductor particles have substantially no pores and a region larger than 0.1 ml / g exists, it is determined that the silicon oxide film has pores.
The reason why the concentration is 0.1 ml / g or more is that, in the pore distribution measurement by the nitrogen adsorption method, a measurement error of about 0.1 ml / g width often occurs in the log differential pore volume value.

本発明で製造されるカルシウム化合物を表面に固定化した光触媒としては、以下のものが例示できる。なお、ここでは前記基体が、光触媒活性に優れる「酸化チタン粒子」であるものを記載している。
(x)表面の少なくとも一部に、カルシウムのリン酸塩が固定化された酸化チタン粒子
(y)表面の少なくとも一部に、カルシウムのリン酸塩からなるアパタイトが固定化された酸化チタン粒子
(z)表面の少なくとも一部に、カルシウムの珪酸塩が固定化された酸化チタン粒子
前記(x)〜(z)の光触媒は、カルシウム化合物が、吸着剤、あるいはスペーサーとして効果を示すので、吸着性能に優れる点、あるいは、有機基材(樹脂等の有機物からなる基材)の劣化が起こりにくい点が特徴である。ここで「有機基材の劣化」とは、有機基材に光触媒を添加した場合に、光触媒の分解力によって有機基材が分解されて劣化することである。これら(x)〜(z)の光触媒における、カルシウム化合物のスペーサー効果とは、酸化チタン粒子が直接有機基材に接触しない構造によるものであり、光触媒の分解力を持ちながら、該有機基材が分解されにくい。
Examples of the photocatalyst in which the calcium compound produced in the present invention is immobilized on the surface include the following. Here, the substrate is described as “titanium oxide particles” having excellent photocatalytic activity.
(X) Titanium oxide particles in which calcium phosphate is immobilized on at least part of the surface (y) Titanium oxide particles in which apatite composed of calcium phosphate is immobilized on at least part of the surface ( z) Titanium oxide particles in which calcium silicate is immobilized on at least a part of the surface The photocatalysts (x) to (z) have an adsorption performance because the calcium compound exhibits an effect as an adsorbent or a spacer. It is characterized in that the organic base material (base material made of an organic substance such as a resin) is hardly deteriorated. Here, “deterioration of the organic base material” means that when the photocatalyst is added to the organic base material, the organic base material is decomposed and deteriorated by the decomposing power of the photocatalyst. The spacer effect of the calcium compound in the photocatalysts (x) to (z) is due to the structure in which the titanium oxide particles do not directly contact the organic base material. It is difficult to be disassembled.

カルシウム化合物の量は、光触媒全体の重量に対するCaイオンの重量として、0.5重量%以上、20重量%以下が好ましく、3重量%以上、10重量%以下がより好ましい。カルシウム化合物の量が少ないと、吸着剤あるいはスペーサーとしての効果が限定的となる。多い場合には、有機物をより劣化させにくくなるものの、光触媒全体の重量に対する基体の割合が低下するので、光触媒活性が低くなる。
また、カルシウム化合物は、単一組成のものである場合もあるが、2種以上の化合物の混合物や複合物となる場合もある。例えば、リン酸カルシウムを固定化する際に、空気中の二酸化炭素に基づいて生じた炭酸カルシウムが併せて固定化されることがあるし、他の無機イオンが含まれることもある。
The amount of the calcium compound is preferably 0.5% by weight or more and 20% by weight or less, and more preferably 3% by weight or more and 10% by weight or less as the weight of Ca ions relative to the total weight of the photocatalyst. When the amount of the calcium compound is small, the effect as an adsorbent or a spacer is limited. When the amount is large, the organic matter is more difficult to deteriorate, but the ratio of the substrate to the total weight of the photocatalyst is lowered, so that the photocatalytic activity is lowered.
The calcium compound may be of a single composition, but may be a mixture or composite of two or more compounds. For example, when calcium phosphate is immobilized, calcium carbonate generated based on carbon dioxide in the air may be immobilized together, and other inorganic ions may be included.

本発明で得られる光半導体粒子は、凝集剤を用いないで製造されたものと比較して、性能に差異は無いので、各種用途に用いる際に特に制限は無い。例えば、化粧料、日焼け止めクリーム、合成樹脂、塗料、などの用途に、公知のものと同様に、紫外線遮蔽剤あるいは顔料として配合できる。また、光触媒として、大気浄化、水質浄化、消臭、抗菌、防汚、セルフクリーニング、等の機能を示す光触媒含有体に用いることが可能である。   Since the optical semiconductor particles obtained in the present invention have no difference in performance as compared with those produced without using an aggregating agent, there is no particular limitation when used for various applications. For example, it can be blended as a UV shielding agent or a pigment in applications such as cosmetics, sunscreen creams, synthetic resins, paints, etc., as well as known ones. Moreover, it can be used for the photocatalyst containing body which shows functions, such as air purification, water quality purification, deodorization, antibacterial, antifouling, self-cleaning, as a photocatalyst.

以下、本発明を実施例、比較例によって更に詳述するが、本発明はこれによって限定されるものではない。なお、以下では、本発明の工程(B)に相当する工程を経て調製した、表面の少なくとも一部にセラミックスまたはその前駆体が固定化された前記基体および凝集剤を含む固形物と、含水溶媒からなるスラリーを「粗大粒子液」という。そして、実施例1〜7、並びに比較例1〜4において、光半導体粒子のアルカリ金属含有量が、記載していないものについては、アルカリ金属が検出できない量であることを意味している。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto. In the following, a solid material containing the above-mentioned substrate having a ceramic or its precursor immobilized on at least a part of its surface and a flocculant prepared through a step corresponding to step (B) of the present invention, and a hydrous solvent The slurry consisting of is called “coarse particle liquid”. In Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4, when the alkali metal content of the optical semiconductor particles is not described, it means that the alkali metal cannot be detected.

はじめに、実施例および比較例で用いた分析方法について説明する。
(i)アルカリ金属含有量
アルカリ金属含有量は、蛍光X線分析器(LAB CENTER XRE−1700、島津製作所)を用いて測定し、本測定で検出されたものに関して、原子吸光光度計(Z−5000,日立製作所)を用いて定量した。
(ii)珪素含有量
蛍光X線分析器(LAB CENTER XRE−1700、島津製作所)を用いて定量した。
(iii)比表面積
BET法比表面積測定装置(FlowSorb 2 2300、島津製作所)により測定した。
(iv)結晶子径
X線回折(XRD)測定を行い、シェラー式を用いて算出した。
First, analysis methods used in Examples and Comparative Examples will be described.
(i) Alkali metal content The alkali metal content was measured using a fluorescent X-ray analyzer (LAB CENTER XRE-1700, Shimadzu Corporation), and the atomic absorption photometer (Z- 5000, Hitachi, Ltd.).
(ii) Silicon content The silicon content was quantified using a fluorescent X-ray analyzer (LAB CENTER XRE-1700, Shimadzu Corporation).
(iii) Specific surface area The BET method specific surface area measuring device (FlowSorb 2 2300, Shimadzu Corporation) was used.
(iv) Crystallite diameter X-ray diffraction (XRD) measurement was performed and calculated using the Scherrer equation.

(実施例1)
(1−A;混合液1の調製)
ガラスフラスコに水200gと1mol/Lの硝酸水溶液81.7gを加え、二酸化チタン(ST−01、石原産業株式会社、水分量9重量%、比表面積300m/g、結晶子径6nm、Na含有量1400ppm)24.5gを分散させて、A液とした。ビーカー内に水100gと珪酸ナトリウム水溶液(SiO含有量29.1重量%、NaO含有量9.5重量%、JIS K1408“水ガラス3号”)13.5gを加え、攪拌しB液とした。A液を35℃に保持し、攪拌しているところに、B液を2ml/分で滴下し、混合液Cを得た。滴下終了時の混合液CのpHは2.8であった。混合液Cを35℃に保持したまま16時間攪拌し、混合液1とした。なお、混合液1のスラリー濃度は5.3重量%である。
(1−B;粗大粒子液1の調製)
混合液1の全量に対して、室温で攪拌しながら、市販の高分子凝集剤アコフロック(三井化学アクアポリマー登録商標)N210(三井化学アクアポリマー社製、ノニオン型、変性アクリルアミドポリマー)26mgを粉末のままで、3回に分けて投入した。なお、高分子凝集剤の使用量は、0.1重量%に相当する。攪拌を続けていると徐々に粗大粒子が形成され、高分子凝集剤の投入完了より15分間攪拌することで、粗大粒子液1を得た。粗大粒子液1は、攪拌を止めて30分放置した後には、フラスコ底部に白色のフロックが沈降しており、上澄み液はわずかに白濁していた。
(光半導体粒子1の調製)
粗大粒子液1の全量から、減圧ろ過によって固形物を回収し、500mLの純水への再分散、並びに減圧ろ過を4回交互に繰り返して洗浄を行った。次に洗浄した固形物を、磁性皿に入れ、電気炉を用いて、空気雰囲気下、120℃で3時間加熱した。続けて600℃に昇温した後、3時間600℃を保持した。加熱後、室温になるまで放置して、光半導体粒子1を23.4g得た。この光半導体粒子1は、白色粉末であり、珪素含有量は5.7重量%であり、比表面積は187.1m/gであった。よって、光半導体粒子1の表面積1m当りの珪素担持量は0.31mgであった。また光半導体粒子1はナトリウム含有量160ppmであった。
Example 1
(1-A; Preparation of liquid mixture 1)
200 g of water and 81.7 g of 1 mol / L nitric acid aqueous solution are added to a glass flask, and titanium dioxide (ST-01, Ishihara Sangyo Co., Ltd., water content 9% by weight, specific surface area 300 m 2 / g, crystallite diameter 6 nm, containing Na (Amount 1400 ppm) 24.5 g was dispersed to prepare A liquid. In a beaker, 100 g of water and 13.5 g of an aqueous sodium silicate solution (SiO 2 content 29.1 wt%, Na 2 O content 9.5 wt%, JIS K1408 “Water Glass No. 3”) were added, stirred, and solution B It was. The liquid B was dripped at 2 ml / min while the liquid A was kept at 35 ° C. and stirred to obtain a mixed liquid C. The pH of the mixed solution C at the end of dropping was 2.8. The mixture C was stirred for 16 hours while being kept at 35 ° C. to obtain a mixture 1. In addition, the slurry density | concentration of the liquid mixture 1 is 5.3 weight%.
(1-B; Preparation of coarse particle liquid 1)
While stirring at room temperature, 26 mg of a commercially available polymer flocculant Acofloc (registered trademark of Mitsui Chemicals Aqua Polymer Co., Ltd., manufactured by Mitsui Chemicals Aqua Polymer Co., Ltd., nonionic, modified acrylamide polymer) is powdered with respect to the total amount of the liquid mixture 1. As it was, it was thrown in three times. The amount of the polymer flocculant used corresponds to 0.1% by weight. When stirring was continued, coarse particles were gradually formed, and the coarse particle liquid 1 was obtained by stirring for 15 minutes after completion of the addition of the polymer flocculant. In the coarse particle liquid 1, after stirring was stopped and left for 30 minutes, a white floc settled on the bottom of the flask, and the supernatant liquid was slightly cloudy.
(Preparation of optical semiconductor particles 1)
Solids were recovered from the total amount of the coarse particle liquid 1 by vacuum filtration, and washed by repeating redispersion in 500 mL of pure water and vacuum filtration four times alternately. Next, the washed solid was put in a magnetic dish and heated at 120 ° C. for 3 hours in an air atmosphere using an electric furnace. The temperature was continuously raised to 600 ° C., and then kept at 600 ° C. for 3 hours. After heating, the mixture was allowed to stand until it reached room temperature to obtain 23.4 g of optical semiconductor particles 1. This optical semiconductor particle 1 was a white powder, the silicon content was 5.7 wt%, and the specific surface area was 187.1 m 2 / g. Therefore, the amount of silicon supported per 1 m 2 of the surface area of the optical semiconductor particle 1 was 0.31 mg. Moreover, the optical semiconductor particle 1 had a sodium content of 160 ppm.

(実施例2)
(2−A;混合液2の調製)
実施例1(1−A)と同様にして、混合液2を得た。
(2−B;粗大粒子液2の調製)
混合液1の代わりに混合液2を用いた事と、市販の凝集剤N210を130mg用いて、12回に分けて投入した事が異なる以外は、実施例1(1−B)と同様にして、粗大粒子液2を得た。粗大粒子液2は、攪拌を止めて30分放置した後には、フラスコ底部に白色のフロックが沈降しており、上澄み液は透明だった。なお、高分子凝集剤の使用量は、0.6重量%に相当する。
(2−C;光半導体粒子2の調製)
粗大粒子液2の全量をガラス製500mLビーカーに移し、30分放置した後、上澄み液をデカント除去した。次に、以下の(a)〜(d)を5回繰り返して洗浄を行った。
(a)純水330mLをビーカーに注いだ、
(b)ガラス棒で1分間攪拌した、
(c)30分間、放置した、
(d)上澄み液をデカント除去した。
そして、ビーカーの内容物を、減圧ろ過して固形物を回収した。回収した白色固形物を、磁性皿に入れ、電気炉を用いて、空気雰囲気下、120℃で3時間加熱した。続けて600℃に昇温した後、3時間600℃を保持した。加熱後、室温になるまで放置して、光半導体粒子2を24.1g得た。この光半導体粒子2は、白色粉末であり、珪素含有量5.7重量%、比表面積195.9m/g、表面積1m当りの珪素担持量0.29mg、ナトリウム含有量150ppmであった。
(Example 2)
(2-A; Preparation of mixed solution 2)
A liquid mixture 2 was obtained in the same manner as Example 1 (1-A).
(2-B: Preparation of coarse particle liquid 2)
In the same manner as in Example 1 (1-B), except that the mixed solution 2 was used instead of the mixed solution 1 and 130 mg of the commercially available flocculant N210 was used, and it was added in 12 batches. A coarse particle liquid 2 was obtained. In the coarse particle liquid 2, after stirring was stopped and the mixture was allowed to stand for 30 minutes, a white floc settled on the bottom of the flask, and the supernatant liquid was transparent. The amount of the polymer flocculant used corresponds to 0.6% by weight.
(2-C; Preparation of optical semiconductor particles 2)
The total amount of the coarse particle liquid 2 was transferred to a glass 500 mL beaker and allowed to stand for 30 minutes, and then the supernatant liquid was decanted off. Next, the following (a) to (d) were repeated 5 times for washing.
(A) 330 mL of pure water was poured into a beaker.
(B) Stir with a glass rod for 1 minute,
(C) left for 30 minutes,
(D) The supernatant was decanted off.
Then, the contents of the beaker were filtered under reduced pressure to recover the solid matter. The collected white solid was put in a magnetic dish and heated at 120 ° C. for 3 hours in an air atmosphere using an electric furnace. The temperature was continuously raised to 600 ° C., and then kept at 600 ° C. for 3 hours. After heating, the mixture was allowed to stand until it reached room temperature to obtain 24.1 g of optical semiconductor particles 2. The optical semiconductor particles 2, a white powder, silicon content 5.7 wt%, a specific surface area of 195.9m 2 / g, a surface area 1 m 2 per silicon supported amount 0.29 mg, was sodium content 150 ppm.

(実施例3)
(3−A;混合液3の調製)
容積1.5Lのガラス製セパラブルフラスコに、水555gと60%硝酸22.7gを加え、二酸化チタン(ST−01、石原産業株式会社、水分量9重量%、比表面積300m/g、結晶子径6nm,Na含有量1400ppm)122.0gを分散させて、A液とした。ビーカー内に水232.4gと珪酸ナトリウム水溶液(SiO含有量29重量%、NaO含有量9.5重量%、JIS K1408“水ガラス3号”)67.6gを加え、攪拌しB液とした。A液を35℃に保持し、攪拌しているところに、B液を3ml/分で滴下し、混合液Cを得た。滴下終了時の混合液CのpHは3.9であった。混合液Cを35℃に保持したまま16時間攪拌し、混合液3とした。なお、混合液3のスラリー濃度は、11.1重量%である。
(3−B;粗大粒子液3の調製)
混合液1の代わりに混合液3の3分の1量を用いた事と、市販の凝集剤N210を218mg用いて、23回に分けて投入した事が異なる以外は、実施例1(1−B)と同様にして、粗大粒子液3を得た。粗大粒子液3は、攪拌を止めて30分放置した後には、フラスコ底部に白色のフロックが沈降しており、上澄み液は透明だった。なお、高分子凝集剤の使用量は、0.6重量%に相当する。また、攪拌を止めてフロックが沈降する際に、スラッジと上澄み液の境が1分間に下降する長さを計測し、フロックの沈降速度を求めた。その結果、フロックの沈降速度は、3.7cm/分であった。
(3−C;光半導体粒子3の調製)
粗大粒子液3をガラス製500mLビーカーに移し、30分放置した後、上澄み液をデカント除去した。次に、ガラスカラム管(内径90mm、長さ300mm、下端;2方コック付属、上端;内径4mmのガラス管を任意の高さに保持可能で且つガラス管内を除き密封可能な栓が付属)を垂直に固定し、下端のコックを閉じた状態で、上端の栓を開放して、ビーカーの内容物をカラム内に移した。そして、上端の栓を塞ぎ、下端のコックを開いた後に、下端より純水を毎分10mLの速度で5時間供給して、上端のガラス管を介して排水を流出させた。その際、カラム管内部の液量が400mLとなるように、ガラス管の高さを調整した。なお、純水の供給速度とカラム管の内径から算出した、カラム管内の液の上昇流速は0.16cm/分であり、前記のフロック沈降速度の4%に相当する。5時間後、純水の供給を停止し、カラム管の内容物を減圧ろ過して、固形物を回収した。回収した白色固形物を磁性皿に入れ、電気炉を用いて、空気雰囲気下120℃で3時間加熱した。続けて600℃に昇温した後、3時間600℃を保持した。加熱後、室温になるまで放置して、光半導体粒子3を42.5g得た。この光半導体粒子3は、白色粉末であり、珪素含有量6.1重量%、比表面積209.8m/g、表面積1m当りの珪素担持量0.29mg、ナトリウム含有量は170ppmであった。
(Example 3)
(3-A; Preparation of liquid mixture 3)
To a glass separable flask having a volume of 1.5 L, 555 g of water and 22.7 g of 60% nitric acid are added, and titanium dioxide (ST-01, Ishihara Sangyo Co., Ltd., water content 9% by weight, specific surface area 300 m 2 / g, crystal 122.0 g (child diameter 6 nm, Na content 1400 ppm) was dispersed to prepare Liquid A. In a beaker, 232.4 g of water and 67.6 g of an aqueous sodium silicate solution (SiO 2 content 29% by weight, Na 2 O content 9.5% by weight, JIS K1408 “Water Glass No. 3”) were added, stirred, and liquid B It was. The liquid B was dripped at 3 ml / min while the liquid A was maintained at 35 ° C. and stirred, whereby a liquid mixture C was obtained. The pH of the mixed solution C at the end of dropping was 3.9. The mixture C was stirred for 16 hours while maintaining the temperature at 35 ° C. to obtain a mixture 3. The slurry concentration of the mixed solution 3 is 11.1% by weight.
(3-B: Preparation of coarse particle liquid 3)
Example 1 (1-B) except that 1/3 of the mixture 3 was used in place of the mixture 1 and that 218 mg of the commercially available flocculant N210 was used and was added in 23 portions. ) To obtain a coarse particle liquid 3. In the coarse particle liquid 3, after stirring was stopped and the mixture was allowed to stand for 30 minutes, white floc settled on the bottom of the flask, and the supernatant liquid was transparent. The amount of the polymer flocculant used corresponds to 0.6% by weight. Further, when the floc settled after stopping the stirring, the length of the boundary between the sludge and the supernatant liquid descending in one minute was measured to determine the floc sedimentation speed. As a result, the sedimentation speed of floc was 3.7 cm / min.
(3-C; Preparation of optical semiconductor particles 3)
The coarse particle liquid 3 was transferred to a glass 500 mL beaker and allowed to stand for 30 minutes, and then the supernatant liquid was decanted off. Next, a glass column tube (inner diameter: 90 mm, length: 300 mm, lower end: attached to a two-way cock, upper end: a glass tube with an inner diameter of 4 mm can be held at an arbitrary height, and a stopper that can be sealed except in the glass tube is attached) With the bottom fixed and the bottom cock closed, the top stopper was opened and the contents of the beaker were transferred into the column. Then, after closing the stopper at the upper end and opening the cock at the lower end, pure water was supplied from the lower end at a rate of 10 mL / min for 5 hours to drain the drainage through the glass tube at the upper end. At that time, the height of the glass tube was adjusted so that the liquid amount inside the column tube was 400 mL. In addition, the ascending flow rate of the liquid in the column tube calculated from the supply rate of pure water and the inner diameter of the column tube is 0.16 cm / min, which corresponds to 4% of the floc sedimentation rate. After 5 hours, the supply of pure water was stopped, and the contents of the column tube were filtered under reduced pressure to recover the solid matter. The recovered white solid was placed in a magnetic dish and heated in an air atmosphere at 120 ° C. for 3 hours using an electric furnace. The temperature was continuously raised to 600 ° C., and then kept at 600 ° C. for 3 hours. After heating, the mixture was allowed to stand until it reached room temperature to obtain 42.5 g of optical semiconductor particles 3. The optical semiconductor particles 3 is a white powder, silicon content 6.1 wt%, a specific surface area of 209.8m 2 / g, a surface area 1 m 2 per silicon supported amount 0.29 mg, sodium content was 170ppm .

(実施例4)
(4−A;混合液4の調製)
混合液3の3分の1量を取り分けて、混合液4とした。
(4−B;粗大粒子液4の調製)
混合液1の代わりに混合液4を用いた事と、435mgの高分子凝集剤N210を36回に分けて投入した事が異なる以外は、実施例1(1−B)と同様にして、粗大粒子液4を得た。なお、高分子凝集剤の使用量は、1.2重量%に相当する。
(4−C;光半導体粒子4の調製)
粗大粒子液3の代わりに粗大粒子液4を用いたことと、600℃を5時間保持したことが異なる以外は、実施例3(3−C)と同様にして、光半導体粒子4を41.9g得た。この光半導体粒子4は、白色粉末であり、珪素含有量6.4重量%、比表面積212.3m/g、表面積1m当りの珪素担持量は0.30mg、ナトリウム含有量は200ppmであった。
Example 4
(4-A; Preparation of mixture 4)
One-third of the amount of the mixed solution 3 was separated to obtain a mixed solution 4.
(4-B; Preparation of coarse particle liquid 4)
Coarse particles are obtained in the same manner as in Example 1 (1-B) except that the mixed liquid 4 is used instead of the mixed liquid 1 and that 435 mg of the polymer flocculant N210 is added in 36 portions. Liquid 4 was obtained. The amount of the polymer flocculant used corresponds to 1.2% by weight.
(4-C; Preparation of optical semiconductor particles 4)
Except for using coarse particle liquid 4 instead of coarse particle liquid 3 and maintaining 600 ° C. for 5 hours, photo-semiconductor particles 4 were obtained in the same manner as in Example 3 (3-C). 9 g was obtained. This optical semiconductor particle 4 was a white powder, had a silicon content of 6.4% by weight, a specific surface area of 212.3 m 2 / g, a silicon loading amount of 0.30 mg per 1 m 2 of surface area, and a sodium content of 200 ppm. It was.

(実施例5)
(5−A;混合液5の調製)
ガラスフラスコに水210gと60%硝酸2.8gを加え、二酸化チタン(ST−01、石原産業株式会社、水分量9重量%、比表面積300m/g、結晶子径6nm、Na含有量1400ppm)20.4gを分散させて、A液とした。ビーカー内に水88.2gと珪酸カリウム水溶液(和光純薬工業製,SiO含有量28重量%)11.7gを加え、攪拌しB液とした。A液を25℃に保持し、攪拌しているところに、B液を2ml/分で滴下し、混合液Cを得た。滴下終了時の混合液CのpHは2.9であった。混合液Cを25℃に保持したまま16時間攪拌し、混合液5とした。なお、混合液5のスラリー濃度は、5.6重量%である。
(5−B;粗大粒子液5の調製)
混合液1の代わりに混合液5を用いた事と、109mgの高分子凝集剤N210を10回に分けて投入した事が異なる以外は、実施例1(1−B)と同様にして、粗大粒子液5を得た。なお、高分子凝集剤の使用量は、0.6重量%に相当する。
(5−C;光半導体粒子5の調製)
粗大粒子液2の代わりに粗大粒子液5を用いたことが異なる以外は、実施例2(2−C)と同様にして、光半導体粒子5を20.6g得た。この光半導体粒子5は、白色粉末であり、珪素含有量4.9重量%、比表面積193.9m/g、表面積1m当りの珪素担持量0.25mg、ナトリウム含有量80ppm,カリウム含有量100ppmであった。
(Example 5)
(5-A; Preparation of mixed solution 5)
210 g of water and 2.8 g of 60% nitric acid are added to a glass flask, and titanium dioxide (ST-01, Ishihara Sangyo Co., Ltd., water content 9% by weight, specific surface area 300 m 2 / g, crystallite diameter 6 nm, Na content 1400 ppm) 20.4g was disperse | distributed and it was set as A liquid. 88.2 g of water and 11.7 g of a potassium silicate aqueous solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, SiO 2 content 28 wt%) were added to the beaker, and the mixture was stirred to give B solution. The liquid A was kept at 25 ° C. and stirred, and the liquid B was added dropwise at 2 ml / min to obtain a mixed liquid C. The pH of the mixed solution C at the end of dropping was 2.9. The mixture C was stirred for 16 hours while being kept at 25 ° C. to obtain a mixture 5. In addition, the slurry density | concentration of the liquid mixture 5 is 5.6 weight%.
(5-B: Preparation of coarse particle liquid 5)
Coarse particles are obtained in the same manner as in Example 1 (1-B) except that the mixed liquid 5 is used instead of the mixed liquid 1 and 109 mg of the polymer flocculant N210 is added in 10 portions. Liquid 5 was obtained. The amount of the polymer flocculant used corresponds to 0.6% by weight.
(5-C; Preparation of optical semiconductor particles 5)
20.6g of optical semiconductor particles 5 were obtained in the same manner as in Example 2 (2-C) except that the coarse particle liquid 5 was used instead of the coarse particle liquid 2. The optical semiconductor particles 5 is a white powder, silicon content 4.9 wt%, a specific surface area of 193.9m 2 / g, a surface area 1 m 2 per silicon supported amount 0.25 mg, sodium content 80 ppm, potassium content It was 100 ppm.

(実施例6)
(6−A;混合液6の調製)
ガラスフラスコに水230gと1mol/Lの塩酸水溶液25.2gを加え、二酸化チタン(P−25、日本アエロジル株式会社、アナターゼ:ルチル比が8:2の混合体、純度99.5%、比表面積50m/g,アルカリ金属が検出されない)22.4gを分散させて、A液とした。ビーカー内に水100gと珪酸ナトリウム水溶液(SiO含有量29重量%、NaO含有量9.5重量%、JIS K1408“水ガラス3号”)2.4gを加え、攪拌しB液とした。A液を35℃に保持し、攪拌しているところに、B液を2ml/分で滴下し、混合液Cを得た。滴下終了時の混合液CのpHは2.9であった。混合液Cを35℃に保持したまま72時間攪拌し、混合液6とした。なお、混合液6のスラリー濃度は、5.3重量%である。
(6−B;粗大粒子液6の調製)
混合液1の代わりに混合液6を用いた事と、市販の高分子凝集剤N210の代わりにアコフロック(三井化学アクアポリマー登録商標)N100S(三井化学アクアポリマー社製、ノニオン型、ポリアクリルアミド)を115mg用いて、10回に分けて投入した事が異なる以外は、実施例1(1−B)と同様にして、粗大粒子液6を得た。粗大粒子液6は、攪拌を止めて30分放置した後には、フラスコ底部に白色のフロックが沈降しており、上澄み液は透明だった。なお、高分子凝集剤の使用量は、0.5重量%に相当する。
(6−C;光半導体粒子6の調製)
粗大粒子液2の代わりに粗大粒子液6を用いたことが異なる以外は、実施例2(2−C)と同様にして、光半導体粒子6を22.5g得た。この光半導体粒子6は、白色粉末であり、珪素含有量1.3重量%、比表面積52.9m/g、表面積1m当りの珪素担持量は0.25mg、ナトリウム含有量は40ppmであった。
(Example 6)
(6-A; Preparation of mixed solution 6)
230 g of water and 25.2 g of 1 mol / L hydrochloric acid aqueous solution were added to a glass flask, and titanium dioxide (P-25, Nippon Aerosil Co., Ltd., anatase: rutile ratio 8: 2 mixture, purity 99.5%, specific surface area) 22.4 g (50 m 2 / g, no alkali metal was detected) was dispersed to prepare Liquid A. In a beaker, 100 g of water and an aqueous solution of sodium silicate (SiO 2 content 29% by weight, Na 2 O content 9.5% by weight, JIS K1408 “Water Glass No. 3”) were added and stirred to obtain Liquid B. . The liquid B was dripped at 2 ml / min while the liquid A was kept at 35 ° C. and stirred to obtain a mixed liquid C. The pH of the mixed solution C at the end of dropping was 2.9. The mixture C was stirred for 72 hours while being kept at 35 ° C. to obtain a mixture 6. The slurry concentration of the mixed solution 6 is 5.3% by weight.
(6-B: Preparation of coarse particle liquid 6)
115 mg of Mixture 6 was used instead of Mixture 1 and Acofloc (Mitsui Chemicals Aqua Polymer registered trademark) N100S (Mitsui Chemicals Aqua Polymer Co., Ltd., nonion type, polyacrylamide) was used instead of the commercially available polymer flocculant N210. The coarse particle liquid 6 was obtained in the same manner as in Example 1 (1-B) except that it was used 10 times differently. After the coarse particle liquid 6 was agitated and left for 30 minutes, white floc settled on the bottom of the flask, and the supernatant liquid was transparent. In addition, the usage-amount of a polymer flocculent is equivalent to 0.5 weight%.
(6-C; Preparation of optical semiconductor particles 6)
22.5g of optical semiconductor particles 6 were obtained in the same manner as in Example 2 (2-C) except that the coarse particle liquid 6 was used instead of the coarse particle liquid 2. The optical semiconductor particles 6, a white powder, silicon content 1.3 wt%, a specific surface area of 52.9m 2 / g, silicon supported amount per surface area of 1 m 2 is 0.25 mg, sodium content 40ppm met It was.

(実施例7)
(7−A;混合液7の調製)
実施例6(6−A)と同様にして、混合液7を得た。
(7−B;粗大粒子液7の調製)
実施例7(7−B)と同様にして、粗大粒子液7を得た。粗大粒子液7は、攪拌を止めて30分放置した後には、フラスコ底部に白色のフロックが沈降しており、上澄み液は透明だった。なお、高分子凝集剤の使用量は、0.5重量%に相当する。
(7−C;光半導体粒子7の調製)
粗大粒子液7を、減圧ろ過して固形物を回収した。回収した白色固形物を、磁性皿に入れ、電気炉を用いて、空気雰囲気下、120℃で3時間加熱した。続けて600℃に昇温した後、3時間600℃を保持した。加熱後、室温になるまで放置して、光半導体粒子7を22.9g得た。この光半導体粒子7は、白色粉末であり、珪素含有量1.3重量%、比表面積54.2m/g、表面積1m当りの珪素担持量0.24mg、ナトリウム含有量820ppmであった。
(Example 7)
(7-A; Preparation of mixed solution 7)
A liquid mixture 7 was obtained in the same manner as in Example 6 (6-A).
(7-B; Preparation of coarse particle liquid 7)
In the same manner as in Example 7 (7-B), coarse particle liquid 7 was obtained. In the coarse particle liquid 7, after stirring was stopped and the mixture was allowed to stand for 30 minutes, white floc settled on the bottom of the flask, and the supernatant liquid was transparent. In addition, the usage-amount of a polymer flocculent is equivalent to 0.5 weight%.
(7-C; Preparation of optical semiconductor particles 7)
The coarse particle liquid 7 was filtered under reduced pressure to recover a solid. The collected white solid was put in a magnetic dish and heated at 120 ° C. for 3 hours in an air atmosphere using an electric furnace. The temperature was continuously raised to 600 ° C., and then kept at 600 ° C. for 3 hours. After heating, the mixture was allowed to stand until it reached room temperature to obtain 22.9 g of optical semiconductor particles 7. This optical semiconductor particle 7 was a white powder, having a silicon content of 1.3% by weight, a specific surface area of 54.2 m 2 / g, a silicon loading of 0.24 mg per 1 m 2 of surface area, and a sodium content of 820 ppm.

(実施例8)
(8−A;混合液8の調製)
擬似体液として、塩化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、塩化カリウム、リン酸水素二ナトリウム、塩化カルシウム、塩酸、並びに水を用いて、Naイオン 147mM、Kイオン 5mM、Caイオン 7.5mM、炭酸水素イオン 4.2mM、リン酸水素イオン 5mMの組成で、pH7.4の水溶液を調製した。そして、この擬似体液2000gに、二酸化チタン(ST−01、石原産業株式会社、水分量9重量%、比表面積300m/g、結晶子径6nm)11.0gを加え、50℃で8時間攪拌し続けた。この段階でのスラリー濃度は、0.5重量%である。次に、加熱と攪拌を停止し、室温で18時間静置したところ、白色沈殿が底に生じ、上澄み液は僅かに濁っていた。上澄み液をデカント除去した後、沈殿物を純水で希釈して、全量を100gにした。これに超音波照射と1時間の攪拌処理を行い、沈殿を再分散させて混合液8とした。なお、混合液8のスラリー濃度は、10.0重量%である。
(8−B;粗大粒子液8の調製)
混合液1の代わりに混合液8を用いた事と、市販の高分子凝集剤N210を57mg、粉末のまま5回に分けて投入した事が異なる以外は、実施例1(1−B)と同様にして、粗大粒子液8を得た。粗大粒子液8は、攪拌を止めて、30分放置した後には、フラスコ底部に白色のフロックが沈降しており、上澄み液は透明だった。なお、高分子凝集剤の使用量は、0.6重量%に相当する。
(8−C;光半導体粒子8の調製)
粗大粒子液8をガラス製200mLビーカーに移し、30分放置した後、上澄み液をデカント除去した。次に、以下の(a)〜(d)を5回繰り返して洗浄を行った。
(a)純水130mLをビーカーに注いだ、
(b)ガラス棒で5分間攪拌した、
(c)30分間、放置した、
(d)上澄み液をデカント除去した。
そして、ビーカーの内容物を、減圧ろ過して固形物を回収した。回収した白色固形物を、磁性皿に入れ、電気炉を用いて、空気雰囲気下、120℃で3時間加熱した。続けて450℃に昇温した後、12時間450℃を保持した。加熱後、室温になるまで放置して、光半導体粒子8を10.9g得た。この光半導体粒子8は、白色粉末であり、蛍光X線分析よりCaを4.4重量%、Pを1.9重量%含んでいた。
(Example 8)
(8-A; Preparation of mixed solution 8)
Sodium chloride, sodium bicarbonate, potassium chloride, disodium hydrogen phosphate, calcium chloride, hydrochloric acid, and water were used as simulated body fluids, Na ion 147 mM, K ion 5 mM, Ca ion 7.5 mM, bicarbonate ion 4. An aqueous solution having a pH of 7.4 and a composition of 2 mM and hydrogen phosphate ion of 5 mM was prepared. Then, 11.0 g of titanium dioxide (ST-01, Ishihara Sangyo Co., Ltd., water content 9 wt%, specific surface area 300 m 2 / g, crystallite diameter 6 nm) is added to 2000 g of the simulated body fluid, and the mixture is stirred at 50 ° C. for 8 hours. I kept doing it. The slurry concentration at this stage is 0.5% by weight. Next, heating and stirring were stopped and the mixture was allowed to stand at room temperature for 18 hours. As a result, a white precipitate was formed at the bottom, and the supernatant was slightly cloudy. After decanting off the supernatant, the precipitate was diluted with pure water to make the total amount 100 g. This was subjected to ultrasonic irradiation and stirring for 1 hour, and the precipitate was redispersed to obtain a mixed solution 8. The slurry concentration of the mixed solution 8 is 10.0% by weight.
(8-B; Preparation of coarse particle liquid 8)
Same as Example 1 (1-B), except that the mixed liquid 8 was used instead of the mixed liquid 1 and that 57 mg of the commercially available polymer flocculant N210 was charged in 5 divided powders. Thus, a coarse particle liquid 8 was obtained. After the coarse particle liquid 8 was agitated and left for 30 minutes, white floc settled on the bottom of the flask, and the supernatant liquid was transparent. The amount of the polymer flocculant used corresponds to 0.6% by weight.
(8-C; Preparation of optical semiconductor particles 8)
The coarse particle liquid 8 was transferred to a glass 200 mL beaker and allowed to stand for 30 minutes, and then the supernatant liquid was decanted off. Next, the following (a) to (d) were repeated 5 times for washing.
(A) Pour 130 mL of pure water into a beaker.
(B) stirred for 5 minutes with a glass rod,
(C) left for 30 minutes,
(D) The supernatant was decanted off.
Then, the contents of the beaker were filtered under reduced pressure to recover the solid matter. The collected white solid was put in a magnetic dish and heated at 120 ° C. for 3 hours in an air atmosphere using an electric furnace. Subsequently, the temperature was raised to 450 ° C., and then maintained at 450 ° C. for 12 hours. After heating, the mixture was allowed to stand until it reached room temperature to obtain 10.9 g of optical semiconductor particles 8. This photo semiconductor particle 8 was a white powder and contained 4.4 wt% Ca and 1.9 wt% P by fluorescent X-ray analysis.

(比較例1)
(9−A;混合液9の調製)
実施例1と同様にして、混合液9を得た。混合液9は、攪拌を止めて30分放置した後にも、上澄み液は白濁したままだった。
(9−B;粗大粒子液9の調製)
比較のために、凝集剤を用いなかったので、粗大粒子液9は調製しなかった。
(9−C;光半導体粒子9の調製)
混合液9の全量から、実施例1(1−C)と同様にして、光半導体粒子9を24.0g得た。この光半導体粒子9は白色粉末であり、珪素含有量5.4重量%、比表面積190.4m/g、表面積1m当りの珪素担持量は0.28mg、ナトリウム含有量は150ppmであった。
(Comparative Example 1)
(9-A; Preparation of mixed solution 9)
In the same manner as in Example 1, a mixed solution 9 was obtained. In the mixed liquid 9, after the stirring was stopped and the mixture was allowed to stand for 30 minutes, the supernatant liquid remained cloudy.
(9-B; Preparation of coarse particle liquid 9)
For comparison, a coagulant was not used, so the coarse particle liquid 9 was not prepared.
(9-C; Preparation of optical semiconductor particles 9)
24.0 g of optical semiconductor particles 9 were obtained from the total amount of the mixed liquid 9 in the same manner as in Example 1 (1-C). The optical semiconductor particles 9 is white powder, silicon content 5.4 wt%, a specific surface area of 190.4m 2 / g, silicon supported amount per surface area of 1 m 2 is 0.28 mg, the sodium content was 150ppm .

(比較例2)
(10−A;混合液10の調製)
混合液3の3分の1量を取り分けて、混合液10とした。混合液10は、攪拌を止めて30分放置した後にも、上澄み液は白濁したままだった。
(10−B;粗大粒子液10の調製)
比較のために、凝集剤を用いなかったので、粗大粒子液10は調製しなかった。
(10−C;光半導体粒子10の調製)
混合液1の代わりに、混合液10を用いて、実施例1(1−C)と同様にして、光半導体粒子10を40.9g得た。この光半導体粒子10は白色粉末であり、珪素含有量6.2重量%、比表面積218.6m/g、表面積1m当りの珪素担持量は0.28mg、ナトリウム含有量は180ppmであった。
(Comparative Example 2)
(10-A; Preparation of mixed solution 10)
One-third of the amount of the mixed solution 3 was separated to obtain a mixed solution 10. In the mixed solution 10, the supernatant liquid remained cloudy even after stirring was stopped and left for 30 minutes.
(10-B; Preparation of coarse particle liquid 10)
For comparison, a coagulant was not used, so the coarse particle liquid 10 was not prepared.
(10-C; Preparation of optical semiconductor particle 10)
Instead of the mixed liquid 1, the mixed liquid 10 was used in the same manner as in Example 1 (1-C) to obtain 40.9 g of optical semiconductor particles 10. The optical semiconductor particles 10 is white powder, silicon content 6.2 wt%, a specific surface area of 218.6m 2 / g, silicon supported amount per surface area of 1 m 2 is 0.28 mg, the sodium content was 180ppm .

(比較例3)
(11−A;混合液11の調製)
実施例5(5−A)と同様にして、混合液11を得た。混合液11は、攪拌を止めて30分放置した後にも、上澄み液は白濁したままだった。
(11−B;粗大粒子液11の調製)
比較のために、凝集剤を用いなかったので、粗大粒子液11は調製しなかった。
(11−C;光半導体粒子11の調製)
混合液1の代わりに、混合液11を用いて、実施例1(1−C)と同様にして、光半導体粒子11を19.5g得た。この光半導体粒子11は白色粉末であり、珪素含有量4.8重量%、比表面積186.0m/g、表面積1m当りの珪素担持量は0.26mg、ナトリウム含有量60ppm、カリウム含有量90ppmであった。
(Comparative Example 3)
(11-A; Preparation of mixed solution 11)
The liquid mixture 11 was obtained like Example 5 (5-A). The mixture 11 remained cloudy even after stirring was stopped and allowed to stand for 30 minutes.
(11-B; Preparation of coarse particle liquid 11)
For comparison, the flocculant was not used, so the coarse particle liquid 11 was not prepared.
(11-C; Preparation of optical semiconductor particles 11)
19.5g of optical semiconductor particles 11 were obtained using the liquid mixture 11 instead of the liquid mixture 1 in the same manner as in Example 1 (1-C). This optical semiconductor particle 11 is a white powder, the silicon content is 4.8% by weight, the specific surface area is 186.0 m 2 / g, the silicon loading per surface area of 1 m 2 is 0.26 mg, the sodium content is 60 ppm, the potassium content. It was 90 ppm.

(比較例4)
(12−A;混合液12の調製)
実施例6(6−A)と同様にして、混合液12を得た。混合液12は、攪拌を止めて30分放置した後にも、上澄み液は白濁したままだった。
(12−B;粗大粒子液12の調製)
比較のために、凝集剤を用いなかったので、粗大粒子液12は調製しなかった。
(12−C;光半導体粒子12の調製)
混合液1の代わりに、混合液12を用いて、実施例1(1−C)と同様にして、光半導体粒子12を21.1g得た。この光半導体粒子12は白色粉末であり、珪素含有量1.4重量%、比表面積56.4m/g、表面積1m当りの珪素担持量は0.22mg、ナトリウム含有量40ppmであった。
(Comparative Example 4)
(12-A; Preparation of mixed solution 12)
A liquid mixture 12 was obtained in the same manner as in Example 6 (6-A). The liquid mixture 12 remained cloudy even after stirring was stopped and allowed to stand for 30 minutes.
(12-B; Preparation of coarse particle liquid 12)
For comparison, no coagulant was used, so the coarse particle liquid 12 was not prepared.
(12-C; Preparation of optical semiconductor particles 12)
Instead of the mixed liquid 1, the mixed liquid 12 was used in the same manner as in Example 1 (1-C) to obtain 21.1 g of the optical semiconductor particles 12. This optical semiconductor particle 12 was a white powder, and had a silicon content of 1.4% by weight, a specific surface area of 56.4 m 2 / g, a silicon loading amount of 0.22 mg per 1 m 2 of surface area, and a sodium content of 40 ppm.

(比較例5)
(13−A;混合液13の調製)
実施例8(8−A)と同様にして、混合液13を得た。混合液13は、攪拌を止めて30分放置した後にも、上澄み液は白濁したままだった。
(13−B;粗大粒子液13の調製)
比較のために、凝集剤を用いなかったので、粗大粒子液13は調製しなかった。
(13−C;光半導体粒子13の調製)
混合液13を、10本の遠沈管に10gずつ入れて、各々、以下の(a)〜(d)を5回繰り返して洗浄を行った。
(a)遠心分離器(コクサン社製、H−18)で、10分間、3000rpmで処理して、固形物を沈降させた、
(b)上澄み液をデカント除去した、
(c)純水を10g加えた、
(d)超音波照射と振盪により、固形物を分散させた。
次に、10本の遠沈管の内容物を、減圧ろ過して固形物を回収した。回収した白色固形物を、磁性皿に入れ、電気炉を用いて、空気雰囲気下、120℃で3時間加熱した。続けて450℃に昇温した後、12時間450℃を保持した。加熱後、室温になるまで放置して、光半導体粒子13を10.9g得た。この光半導体粒子13は、白色粉末であり、蛍光X線分析よりCaを4.1重量%、Pを1.8重量%含んでいた。
(Comparative Example 5)
(13-A; Preparation of liquid mixture 13)
A liquid mixture 13 was obtained in the same manner as Example 8 (8-A). The liquid mixture 13 remained cloudy even after stirring was stopped and the mixture was allowed to stand for 30 minutes.
(13-B; Preparation of coarse particle liquid 13)
For comparison, a coagulant was not used, so the coarse particle liquid 13 was not prepared.
(13-C; Preparation of optical semiconductor particles 13)
10 g of the mixed solution 13 was put in 10 centrifuge tubes, and each of the following (a) to (d) was repeated 5 times for washing.
(A) It was processed at 3000 rpm for 10 minutes with a centrifuge (manufactured by Kokusan Co., Ltd., H-18) to precipitate the solid matter.
(B) Decanting off the supernatant.
(C) 10 g of pure water was added,
(D) The solid matter was dispersed by ultrasonic irradiation and shaking.
Next, the contents of the 10 centrifuge tubes were filtered under reduced pressure to collect solid matter. The collected white solid was put in a magnetic dish and heated at 120 ° C. for 3 hours in an air atmosphere using an electric furnace. Subsequently, the temperature was raised to 450 ° C., and then maintained at 450 ° C. for 12 hours. After heating, the mixture was allowed to stand until it reached room temperature to obtain 10.9 g of optical semiconductor particles 13. This optical semiconductor particle 13 was a white powder, and contained 4.1 wt% Ca and 1.8 wt% P by fluorescent X-ray analysis.

(実施例9)
< 調製品の評価 >
(1.通液速度の測定)
粗大粒子液1〜8並びに混合液9〜13を、必要なものは水で希釈することによって、スラリー濃度を5重量%に調整し、ろ過処理における通液速度を以下の方法で測定した。
ガラス製減圧ろ過用フィルターホルダー(アドバンテック東洋株式会社製、KGS−47、ファンネル容積110mL、有効ろ過面積9.6cm)にメンブレンフィルターを挟み、内部に20mLメスシリンダーを設置した減圧容器と組み合わせて、減圧ろ過器具を準備した。その際、ろ液がメスシリンダーに溜まるように、ホルダーベースの足がメスシリンダーの口に刺さった状態になるように設置した。次にアスピレーターで減圧容器を減圧し、フィルター上部に、試料液を30mL注いだ。そして、ろ液が5mL溜まった時点を開始時刻として、ろ液が15mL溜まるまでの時間、すなわち10mL通液する時間を計測した。測定結果は、各試料液の調製における、基体、混合液のスラリー濃度、セラミックス原料、並びに凝集剤使用量、と併せて、表1に示した。
Example 9
<Evaluation of preparations>
(1. Measurement of flow rate)
As necessary, the coarse particle liquids 1 to 8 and the mixed liquids 9 to 13 were diluted with water to adjust the slurry concentration to 5% by weight, and the liquid passing speed in the filtration treatment was measured by the following method.
A membrane filter is sandwiched between glass filter holders for vacuum filtration (Advantech Toyo Co., Ltd., KGS-47, funnel volume 110 mL, effective filtration area 9.6 cm 2 ). A vacuum filtration device was prepared. At this time, the holder base was placed so that the filtrate was collected in the graduated cylinder and the holder base foot was stuck in the mouth of the graduated cylinder. Next, the decompression vessel was decompressed with an aspirator, and 30 mL of the sample solution was poured onto the top of the filter. And the time until 15 mL of filtrate was accumulated, that is, the time for 10 mL to flow, was measured with the time when 5 mL of filtrate was accumulated as the start time. The measurement results are shown in Table 1 together with the substrate, the slurry concentration of the mixed solution, the ceramic raw material, and the amount of the coagulant used in the preparation of each sample solution.

Figure 2009256111
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(2.光半導体粒子の光分解性能評価)
光半導体粒子1〜13を、メチレンブルー水溶液に懸濁させて光照射を行い、液中のメチレンブルー濃度を分光分析で定量することにより、光分解活性を試験した。試験操作方法は、次のとおりである。
(光半導体粒子懸濁液の調製)
あらかじめフッ素樹脂製攪拌子を入れた100ccポリエチレン製広口びんに、濃度40×10−6mol/Lのメチレンブルー水溶液を45g量りこんだ。次に、マグネチックスターラーによる攪拌下、10mgの光半導体粒子を加えた。そして、5分間激しく攪拌した後に、液が飛び散らない程度に攪拌強度を調整し、攪拌を継続した。
(予備吸着処理)
光半導体粒子を加え終わった瞬間を起点として、60分間、光照射せずに、攪拌し続けた。60分経過後、懸濁液を3.0cc採取し、光照射前サンプルとした。
(光分解処理)
予備吸着処理後の懸濁液を3.5cc抜き出し、あらかじめフッ素樹脂製攪拌子を入れた石英製標準分光セル(東ソー・クォーツ株式会社、外寸12.5×12.5×45mm、光路幅10mm、光路長10mm、容積4.5cc)に入れ、マグネチックスターラーで攪拌した。次に、分光セルの外部/横方向から光を5分間照射した。光照射は、光源装置SX−UI151XQ(ウシオ電機株式会社、150Wクセノンショートアークランプ)を光源として、純水を満たした石英製フィルター容器越しに行った。照射光量は、最高輝度の部分を、紫外線照度計UVD−365PD(ウシオ電機株式会社、試験波長365nm)で計測して、5.0mW/cmであった。照射後、分光セル内の懸濁液を回収し、光照射後サンプルとした。
(メチレンブルーの定量)
オールプラスチックス製5ccシリンジにメンブレンフィルター(東洋濾紙株式会社、DISMIC−13HP)を装着した。これに、光照射前後のサンプル懸濁液をそれぞれ入れ、ピストンで押出して光半導体粒子を除去した。その際、前半量のろ液は廃棄し、後半量のろ液を、可視光分析用セミマイクロ型ディスポセル(ポリスチレン製、光路幅4mm、光路長10mm、容積1.5cc)に採取した。そして、紫外可視分光光度計(UV−2550、島津製作所)を使用して、波長680ナノメートルの吸光度を測定し、メチレンブルー濃度を算定した。なお、前半量のろ液を廃棄するのは、シリンジに装着したメンブレンフィルターに、通液初期にメチレンブルーが吸着して濃度が変化する現象の影響を回避するためであり、0.5mL程度通液すれば、吸着が飽和してサンプル液の濃度が正しく測定できるからである。
光分解活性は、メチレンブルーの初濃度を基準として光照射前のメチレンブルー濃度からメチレンブルー吸着率として、そして光照射前のメチレンブルー濃度を基準として、光照射後のメチレンブルー濃度からメチレンブルー分解率として表2に示した。
(2. Photodegradation performance evaluation of optical semiconductor particles)
The photo-semiconductor particles 1 to 13 were suspended in a methylene blue aqueous solution and irradiated with light, and the photodegradation activity was tested by quantifying the concentration of methylene blue in the liquid by spectroscopic analysis. The test operation method is as follows.
(Preparation of optical semiconductor particle suspension)
45 g of methylene blue aqueous solution having a concentration of 40 × 10 −6 mol / L was weighed into a 100 cc polyethylene wide-mouthed bottle in which a fluororesin stirrer was previously placed. Next, 10 mg of photo-semiconductor particles were added while stirring with a magnetic stirrer. Then, after stirring vigorously for 5 minutes, the stirring strength was adjusted to such an extent that the liquid did not scatter and stirring was continued.
(Preliminary adsorption treatment)
Starting from the moment when the photo semiconductor particles were added, stirring was continued for 60 minutes without light irradiation. After 60 minutes, 3.0 cc of the suspension was collected and used as a sample before light irradiation.
(Photolytic treatment)
3.5 cc of the suspension after the pre-adsorption treatment was extracted, and a quartz standard spectroscopic cell (Tosoh Quartz Co., Ltd., outer dimensions 12.5 × 12.5 × 45 mm, optical path width 10 mm, which was previously filled with a fluororesin stirrer. , Optical path length 10 mm, volume 4.5 cc), and stirred with a magnetic stirrer. Next, light was irradiated for 5 minutes from the outside / lateral direction of the spectroscopic cell. Light irradiation was performed through a quartz filter container filled with pure water using a light source device SX-UI151XQ (USHIO Inc., 150 W xenon short arc lamp) as a light source. The amount of irradiation light was 5.0 mW / cm 2 when the highest luminance portion was measured with an ultraviolet illuminance meter UVD-365PD (USHIO INC., Test wavelength 365 nm). After irradiation, the suspension in the spectroscopic cell was collected and used as a sample after light irradiation.
(Quantitative determination of methylene blue)
A membrane filter (Toyo Roshi Kaisha, DISMIC-13HP) was attached to an all plastic 5cc syringe. The sample suspension before and after the light irradiation was put into this, respectively, and extruded with a piston to remove the optical semiconductor particles. At that time, the first half amount of the filtrate was discarded, and the latter half amount of the filtrate was collected in a semi-micro type disposable cell for visible light analysis (made of polystyrene, optical path width 4 mm, optical path length 10 mm, volume 1.5 cc). Then, using a UV-visible spectrophotometer (UV-2550, Shimadzu Corporation), the absorbance at a wavelength of 680 nanometers was measured, and the methylene blue concentration was calculated. The reason for discarding the first half of the filtrate is to avoid the influence of the phenomenon that methylene blue is adsorbed on the membrane filter attached to the syringe and the concentration changes due to the initial adsorption of the membrane filter. This is because the adsorption is saturated and the concentration of the sample solution can be measured correctly.
The photolytic activity is shown in Table 2 as the methylene blue adsorption rate from the methylene blue concentration before the light irradiation based on the initial concentration of methylene blue, and as the methylene blue decomposition rate from the methylene blue concentration after the light irradiation based on the methylene blue concentration before the light irradiation. It was.

(3.細孔分布測定による酸化珪素膜由来の細孔有無の判定)
オートソーブ(カンタクローム社製)を使用し、液体窒素下(77K)における脱着過程での光半導体粒子1〜7、9〜12、並びに酸化チタンST−01およびP−25の窒素吸着等温線を測定した。なお、酸化チタンは、200℃、3時間焼成処理を施して、乾燥したものを使用した。
まず、前処理として100℃での真空脱気を行い、次に各サンプルの窒素吸着等温線を測定し、結果をBJH法で解析することにより、log微分細孔容積分布曲線を求めた。
次に、酸化珪素膜由来の細孔の有無を判定した。具体的には、光半導体粒子1〜5はST−01と、光半導体粒子6と7はP−25と、log微分細孔容積分布曲線を比較して、酸化珪素膜由来の細孔の有無を判定した。判定の結果は、表2に示した。



(3. Determination of presence or absence of pores derived from silicon oxide film by pore distribution measurement)
Using autosorb (manufactured by Cantachrome), measure the nitrogen adsorption isotherms of photo-semiconductor particles 1-7, 9-12, and titanium oxide ST-01 and P-25 in the desorption process under liquid nitrogen (77K) did. In addition, the titanium oxide used what dried after giving a baking process at 200 degreeC for 3 hours.
First, vacuum deaeration at 100 ° C. was performed as a pretreatment, and then a nitrogen adsorption isotherm of each sample was measured, and a log differential pore volume distribution curve was obtained by analyzing the result by the BJH method.
Next, the presence or absence of pores derived from the silicon oxide film was determined. Specifically, the photo-semiconductor particles 1 to 5 are ST-01, the photo-semiconductor particles 6 and 7 are P-25, and a log differential pore volume distribution curve is compared to determine the presence or absence of pores derived from a silicon oxide film. Was judged. The determination results are shown in Table 2.



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本発明の製造方法は、金属化合物光半導体の表面にセラミックスを固定化して性能改変を施した光半導体粒子を製造する場合に、固液分離を簡便にすると共に、光半導体粒子の光半導体としての性能に影響を与えないことから、化粧料、顔料、および光触媒等として用いられる光半導体粒子の製造に利用できる。   In the production method of the present invention, when producing optical semiconductor particles obtained by immobilizing ceramics on the surface of a metal compound optical semiconductor and performing performance modification, the solid-liquid separation is simplified, and the optical semiconductor particle is used as an optical semiconductor. Since it does not affect the performance, it can be used for the production of optical semiconductor particles used as cosmetics, pigments, photocatalysts and the like.

光半導体粒子1のlog微分細孔容積分布曲線(実線)と、その基体に該当する二酸化チタンST−01のlog微分細孔容積分布曲線(点線)とを示す図である。It is a figure which shows the log differential pore volume distribution curve (solid line) of the optical semiconductor particle 1, and the log differential pore volume distribution curve (dotted line) of titanium dioxide ST-01 corresponding to the base. 光半導体粒子5のlog微分細孔容積分布曲線(実線)と、その基体に該当する二酸化チタンST−01のlog微分細孔容積分布曲線(点線)とを示す図である。It is a figure which shows the log differential pore volume distribution curve (solid line) of the optical-semiconductor particle 5, and the log differential pore volume distribution curve (dotted line) of titanium dioxide ST-01 applicable to the base | substrate. 光半導体粒子6のlog微分細孔容積分布曲線(実線)と、その基体に該当する二酸化チタンP−25のlog微分細孔容積分布曲線(点線)とを示す図である。It is a figure which shows the log differential pore volume distribution curve (solid line) of the optical-semiconductor particle 6, and the log differential pore volume distribution curve (dotted line) of the titanium dioxide P-25 applicable to the base | substrate.

Claims (19)

金属化合物光半導体である基体と、該基体の表面の少なくとも一部に固定化されたセラミックスからなる光半導体粒子の製造方法であって、前記セラミックスが、前記基体と異なる化合物であり、且つ、下記の(A)〜(D)の工程からなる光半導体粒子の製造方法。
(A)前記基体、セラミックスまたはその原料、および含水溶媒を混合して、表面の少なくとも一部にセラミックスまたはその前駆体が固定化された前記基体、および水を含む混合液を調製する工程、
(B)前記混合液に凝集剤を添加し、攪拌する工程、
(C)表面の少なくとも一部にセラミックスまたはその前駆体が固定化された前記基体、および凝集剤を含む固形物を、含水溶媒から回収する工程、
(D)前記固形物を加熱して凝集剤を分解する工程。
A method for producing optical semiconductor particles comprising a base that is a metal compound optical semiconductor and ceramics immobilized on at least a part of the surface of the base, wherein the ceramics is a compound different from the base, and The manufacturing method of the optical semiconductor particle which consists of the process of (A)-(D).
(A) a step of mixing the substrate, ceramics or a raw material thereof, and a water-containing solvent to prepare a mixed solution containing the substrate on which ceramic or a precursor thereof is immobilized on at least a part of the surface, and water;
(B) adding a flocculant to the mixed solution and stirring the mixture;
(C) a step of recovering from the water-containing solvent the solid body containing the substrate on which ceramics or a precursor thereof is immobilized on at least a part of the surface, and a flocculant;
(D) A step of decomposing the flocculant by heating the solid matter.
工程(B)と(C)の間、あるいは工程(C)と(D)の間に、更に、表面の少なくとも一部にセラミックスまたはその前駆体が固定化された前記基体を、洗浄する工程(E)も含む請求項1に記載の光半導体粒子の製造方法。   A step of washing the substrate having ceramics or a precursor thereof immobilized on at least a part of the surface between steps (B) and (C) or between steps (C) and (D) ( The manufacturing method of the optical-semiconductor particle of Claim 1 which also includes E). 工程(E)が含水溶媒の流通によるものであって、前記固形物と洗浄排液とを分離する部分の液体の流速を、水平方向のベクトル成分と垂直方向のベクトル成分に分けた場合に、液体の垂直方向のベクトル成分としての上昇速度が、該固形物の沈降速度よりも遅くなるように含水溶媒の供給量を制御して洗浄する請求項2に記載の光半導体粒子の製造方法。   When the step (E) is based on the flow of the water-containing solvent, and the flow rate of the liquid separating the solid and the washing waste liquid is divided into a horizontal vector component and a vertical vector component, The method for producing optical semiconductor particles according to claim 2, wherein the cleaning is performed by controlling the supply amount of the hydrous solvent so that the rising speed of the liquid as a vector component in the vertical direction is slower than the settling speed of the solid. 凝集剤が高分子凝集剤である請求項1から3のいずれか一項に記載の光半導体粒子の製造方法。   The method for producing optical semiconductor particles according to any one of claims 1 to 3, wherein the flocculant is a polymer flocculant. 高分子凝集剤がノニオン型である請求項4記載の光半導体粒子の製造方法。   The method for producing optical semiconductor particles according to claim 4, wherein the polymer flocculant is nonionic. ノニオン型の高分子凝集剤が、アクリルアミドまたはその変性体からなる群から選ばれる1種以上の部分構造を繰り返し単位として含む高分子化合物である請求項5記載の光半導体粒子の製造方法。   6. The method for producing optical semiconductor particles according to claim 5, wherein the nonionic polymer flocculant is a polymer compound containing one or more partial structures selected from the group consisting of acrylamide or a modified product thereof as a repeating unit. 基体がチタンの酸化物からなる請求項1から6のいずれか一項に記載の光半導体粒子の製造方法。   The method for producing optical semiconductor particles according to claim 1, wherein the substrate is made of an oxide of titanium. 光半導体粒子が光触媒である請求項1から7のいずれか一項に記載の光半導体粒子の製造方法。   The method for producing an optical semiconductor particle according to any one of claims 1 to 7, wherein the optical semiconductor particle is a photocatalyst. セラミックスが酸化珪素からなる請求項1から8のいずれか一項に記載の光半導体粒子の製造方法。   The method for producing optical semiconductor particles according to any one of claims 1 to 8, wherein the ceramic is made of silicon oxide. セラミックスが、400℃以上、1000℃以下で焼成された酸化珪素である、請求項9に記載の光半導体粒子の製造方法 The method for producing optical semiconductor particles according to claim 9, wherein the ceramic is silicon oxide fired at 400 ° C or higher and 1000 ° C or lower. 工程(A)が、前記基体を含む含水溶媒と珪酸塩、珪酸塩を含む含水溶媒と前記基体、および前記基体を含む含水溶媒と珪酸塩を含む含水溶媒、の少なくともいずれか一組を混合する工程であって、かつ前記基体および珪酸塩の両方を含む混合液のpHを5以下に維持して混合する工程である請求項9または10に記載の光半導体粒子の製造方法。   Step (A) mixes at least one set of the hydrous solvent containing the substrate and the silicate, the hydrous solvent containing the silicate and the substrate, and the hydrous solvent containing the substrate and the hydrous solvent containing silicate. The method for producing optical semiconductor particles according to claim 9 or 10, wherein the method is a step of mixing while maintaining a pH of a mixed solution containing both the substrate and the silicate at 5 or less. 前記酸化珪素が、前記基体の表面の少なくとも一部に膜状に固定化されているものであって、窒素吸着法による20〜500オングストロームの領域の細孔径分布測定において、細孔がない酸化珪素膜である請求項9から11のいずれか一項に記載の光半導体粒子の製造方法。   Silicon oxide in which the silicon oxide is immobilized in a film shape on at least a part of the surface of the substrate and has no pores in the pore size distribution measurement in the region of 20 to 500 angstroms by the nitrogen adsorption method It is a film | membrane, The manufacturing method of the optical-semiconductor particle as described in any one of Claim 9 to 11. 光半導体粒子の表面積1m当りの珪素担持量が、0.10mg以上、2.0mg以下である請求項9から12のいずれか一項に記載の光半導体粒子の製造方法。 The method for producing an optical semiconductor particle according to any one of claims 9 to 12, wherein the amount of silicon supported per 1 m 2 of the surface area of the optical semiconductor particle is 0.10 mg or more and 2.0 mg or less. 光半導体粒子が、アルカリ金属を1ppm以上、1000ppm以下含有する光半導体粒子である請求項9から13のいずれか一項に記載の光半導体粒子の製造方法。   The method for producing an optical semiconductor particle according to claim 9, wherein the optical semiconductor particle is an optical semiconductor particle containing 1 ppm or more and 1000 ppm or less of an alkali metal. 前記酸化珪素がアルカリ金属を含む請求項9から14のいずれか一項に記載の光半導体粒子の製造方法   The method for producing optical semiconductor particles according to claim 9, wherein the silicon oxide contains an alkali metal. セラミックスが、アパタイトである請求項1から8のいずれか一項に記載の光半導体粒子の製造方法   The method for producing optical semiconductor particles according to claim 1, wherein the ceramic is apatite. セラミックスが、カルシウムとリンの化合物からなる請求項1から8のいずれか一項に記載の光半導体粒子の製造方法   The method for producing optical semiconductor particles according to any one of claims 1 to 8, wherein the ceramic comprises a compound of calcium and phosphorus. 工程(A)が、前記原料として水溶性のカルシウム塩、並びに水溶性のリン酸化合物を使用して、カルシウムとリンの化合物を、前記基体の表面に形成する工程である請求項16または17のいずれか一項に記載の光半導体粒子の製造方法。   The step (A) is a step of forming a compound of calcium and phosphorus on the surface of the substrate using a water-soluble calcium salt and a water-soluble phosphate compound as the raw material. The manufacturing method of the optical-semiconductor particle as described in any one. 工程(A)が、擬似体液を用いてカルシウムとリンの化合物を前記基体の表面に形成する工程である請求項16から18のいずれか一項に記載の光半導体粒子の製造方法。
The method for producing optical semiconductor particles according to any one of claims 16 to 18, wherein the step (A) is a step of forming a compound of calcium and phosphorus on the surface of the substrate using a simulated body fluid.
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