JP2820555B2 - 光反応促進用チタン酸化物触媒 - Google Patents
光反応促進用チタン酸化物触媒Info
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Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光反応促進用チタン酸化
物触媒に関する。
物触媒に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のチタン酸化物の製造方法として
は、下記の硫酸法と塩素法がある。
は、下記の硫酸法と塩素法がある。
【０００３】（１）硫酸法 チタン鉱石（Ｆｅ2 Ｏ3 ・ＴｉＯ2 ）を濃硫酸に作用さ
せてＦｅ2 ＳＯ4 を溶解し、チタンは硫酸チタニル（固
相）としてろ別し、この硫酸チタニルの加水分解や中和
沈澱法にて製造され、一般には顔料（チタンホワイト）
やＮＯｘ分解触媒用担体として利用されている。
せてＦｅ2 ＳＯ4 を溶解し、チタンは硫酸チタニル（固
相）としてろ別し、この硫酸チタニルの加水分解や中和
沈澱法にて製造され、一般には顔料（チタンホワイト）
やＮＯｘ分解触媒用担体として利用されている。
【０００４】（２）塩素法 他の方法としてチタン鉱石に塩素を作用させ塩化チタン
（ＴｉＣｌ4 ：液状）として回収し、塩化チタンを加水
分解することによってもＴｉＯ2は製造されている。
（ＴｉＣｌ4 ：液状）として回収し、塩化チタンを加水
分解することによってもＴｉＯ2は製造されている。
【０００５】従来のＴｉＯ2 は下記のような光化学反応
系に利用されている。
系に利用されている。
【０００６】 （１）２Ｈ2 Ｏ＋ｈμ → ２Ｈ2 ＋Ｏ2 ・・・・・（１） ＴｉＯ2 の存在下で紫外線を照射することによって光エ
ネルギー（ｈμ）をＨ 2 Ｏに与えると、Ｈ2 ＯをＴｉＯ
2の触媒作用により励起されて分解反応を起こし、Ｈ2
とＯ2に分解する。
ネルギー（ｈμ）をＨ 2 Ｏに与えると、Ｈ2 ＯをＴｉＯ
2の触媒作用により励起されて分解反応を起こし、Ｈ2
とＯ2に分解する。
【０００７】 （２）２ＮＯ＋ｈμ → Ｎ2 ＋Ｏ2 ・・・・・（２） ＴｉＯ2 の存在下で光エネルギー（ｈμ）を窒素酸化物
（ＮＯ）に与えると、ＮＯはＴｉＯ2 の触媒作用により
励起されて反応し、Ｎ2 とＯ2 に分解される。
（ＮＯ）に与えると、ＮＯはＴｉＯ2 の触媒作用により
励起されて反応し、Ｎ2 とＯ2 に分解される。
【０００８】またＴｉＯ2 は、例えば五酸化バナジウム
（Ｖ2 Ｏ5 ）からなる触媒の存在下で、下記の反応によ
り、ＮＯをＮＨ3 と反応させＮ2 とＨ2 Ｏに転化する触
媒としても用いられている。 （３）４ＮＯ＋４ＮＨ3 → ４Ｎ2 ＋６Ｈ2 Ｏ・・・・・（３）
（Ｖ2 Ｏ5 ）からなる触媒の存在下で、下記の反応によ
り、ＮＯをＮＨ3 と反応させＮ2 とＨ2 Ｏに転化する触
媒としても用いられている。 （３）４ＮＯ＋４ＮＨ3 → ４Ｎ2 ＋６Ｈ2 Ｏ・・・・・（３）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の製造方法によっ
て得られるＴｉＯ 2 を光反応促進用触媒として利用する
場合には、下記のような問題点がある。
て得られるＴｉＯ 2 を光反応促進用触媒として利用する
場合には、下記のような問題点がある。
【００１０】（１）従来法で得られたＴｉＯ2 は粘結性
が全くない粉体で、使用目的に応じた形状、例えば触媒
では粒状とかハニカム状又はバグフィルターとしては布
状等に形成する場合は粘結材が必要であり、純ＴｉＯ2
への成形が不可能。
が全くない粉体で、使用目的に応じた形状、例えば触媒
では粒状とかハニカム状又はバグフィルターとしては布
状等に形成する場合は粘結材が必要であり、純ＴｉＯ2
への成形が不可能。
【００１１】（２）純ＴｉＯ2 の成形品が得られないの
で、触媒として利用するときは性能の発揮が不充分。
で、触媒として利用するときは性能の発揮が不充分。
【００１２】（３）塩素法の場合は加水分解反応（Ｔｉ
Ｃｌ4 ＋２Ｈ2 Ｏ→ＴｉＯ2 ＋４ＨＣｌ）時に生成する
ＴｉＯ2 は細心の制御をしないと触媒活性のあるアナタ
ーゼ結晶が得られず顔料としてのルチル結晶のＴｉＯ2
となる。
Ｃｌ4 ＋２Ｈ2 Ｏ→ＴｉＯ2 ＋４ＨＣｌ）時に生成する
ＴｉＯ2 は細心の制御をしないと触媒活性のあるアナタ
ーゼ結晶が得られず顔料としてのルチル結晶のＴｉＯ2
となる。
【００１３】上述したように、いずれのＴｉＯ2 の製造
方法にしても、得られるＴｉＯ2 はアナターゼかルチル
結晶であって、高活性な無定形（無定形ならば全て活性
であるとは言えないが）のＴｉＯ2 は得られず、前記
（３）式の反応以外には実用化に到っていない。
方法にしても、得られるＴｉＯ2 はアナターゼかルチル
結晶であって、高活性な無定形（無定形ならば全て活性
であるとは言えないが）のＴｉＯ2 は得られず、前記
（３）式の反応以外には実用化に到っていない。
【００１４】しかも、（３）式の反応もＮＨ3 が必要で
コスト高になること、反応を促進するためには２００℃
以上の温度が必要であるため、常温のＮＯｘ分解には応
用されていない。
コスト高になること、反応を促進するためには２００℃
以上の温度が必要であるため、常温のＮＯｘ分解には応
用されていない。
【００１５】本発明は上記技術水準に鑑み、任意の形状
に成形可能で、しかも光反応用触媒として高活性なチタ
ン酸化物触媒を提供しようとするものである。
に成形可能で、しかも光反応用触媒として高活性なチタ
ン酸化物触媒を提供しようとするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明はチタンのアルコ
キシド化合物を加水分解して得た無定形酸化チタンより
なることを特徴とする光反応促進用チタン酸化物触媒で
ある。
キシド化合物を加水分解して得た無定形酸化チタンより
なることを特徴とする光反応促進用チタン酸化物触媒で
ある。
【００１７】
【作用】本発明の触媒であるチタンのアルコキシドを加
水分解して得られる無定形のチタン酸化物は、従来法で
得られる酸化チタンと異なり、それ自体で用途目的に応
じた成形が可能なものであるため、粘結剤なしで任意の
形状（繊維状、ペレット状など）に成形することがで
き、また、紫外線照射の下に高活性な触媒作用を奏する
効果を有する。
水分解して得られる無定形のチタン酸化物は、従来法で
得られる酸化チタンと異なり、それ自体で用途目的に応
じた成形が可能なものであるため、粘結剤なしで任意の
形状（繊維状、ペレット状など）に成形することがで
き、また、紫外線照射の下に高活性な触媒作用を奏する
効果を有する。
【００１８】
【実施例】先ず比較のために、ＴｉＯ2 （アナターゼ結
晶）として和光純薬工業（株）コードＮｏ．２０７−１
１１２１、ルチル結晶として関東化学（株）コードＮ
ｏ．４０１６７を検討した。これらは粉体のため、触媒
として使用するには目的に適応する形状、例えば粒状、
ハニカム状等への成形が必要となる。そのため、円筒形
表面への貼付による薄膜化が好ましいが、これらのＴｉ
Ｏ2 粉体は極めて安定であるため単独組成では成形し難
く粘結剤の使用を余儀なくされ、粘結剤のＡｌ 2 Ｏ3 と
して５％含有のアルミナゾルを適用した。
晶）として和光純薬工業（株）コードＮｏ．２０７−１
１１２１、ルチル結晶として関東化学（株）コードＮ
ｏ．４０１６７を検討した。これらは粉体のため、触媒
として使用するには目的に適応する形状、例えば粒状、
ハニカム状等への成形が必要となる。そのため、円筒形
表面への貼付による薄膜化が好ましいが、これらのＴｉ
Ｏ2 粉体は極めて安定であるため単独組成では成形し難
く粘結剤の使用を余儀なくされ、粘結剤のＡｌ 2 Ｏ3 と
して５％含有のアルミナゾルを適用した。
【００１９】準備したＴｉＯ2 各々（アナターゼ結晶及
びルチル結晶）にアルミナゾルをＴｉＯ2 ：Ａｌ2 Ｏ3
が重量にて１００：１の比となるように混合し、さらに
ＴｉＯ2 に対して水を２０％添加してスラリー状とし、
図２に示すように内径５５mm（肉厚３mm）のガラス管内
部に２００mmの長さに塗布した。１０５℃乾燥後、空気
雰囲気の電気炉内にて５００℃×５時間焼成した。この
時成形したＴｉＯ2 は０．３mmの厚さであった。
びルチル結晶）にアルミナゾルをＴｉＯ2 ：Ａｌ2 Ｏ3
が重量にて１００：１の比となるように混合し、さらに
ＴｉＯ2 に対して水を２０％添加してスラリー状とし、
図２に示すように内径５５mm（肉厚３mm）のガラス管内
部に２００mmの長さに塗布した。１０５℃乾燥後、空気
雰囲気の電気炉内にて５００℃×５時間焼成した。この
時成形したＴｉＯ2 は０．３mmの厚さであった。
【００２０】図３に示すように、このガラス管の内部に
６Ｗの水銀灯を挿入し、ガラス管の両端を閉栓して反応
器とした。
６Ｗの水銀灯を挿入し、ガラス管の両端を閉栓して反応
器とした。
【００２１】この反応器の一端から、空気中にＮＯを１
００ppm に混合した反応ガス１リットル／min を送入
し、水銀灯電源より給電して水銀灯を点灯した。
００ppm に混合した反応ガス１リットル／min を送入
し、水銀灯電源より給電して水銀灯を点灯した。
【００２２】反応器の反対側から出てくるガス組成を分
析すると、ＮＯ2 と未反応のＮＯが検出され、これをア
ナターゼ型ＴｉＯ2 については図１のに、またルチル
型については図１のに示した。なお、空気の代わりに
Ｈｅ−Ｏ2 （Ｈｅ／Ｏ2 ＝７９／２１）の反応ガスでの
テストでＮＯとＮＯ2 の差分は生成するＮ2 の量に等し
いから、ＮＯは下記（４），（５）式に示す通り一部Ｎ
Ｏ2 を経由してＴｉＯ 2 上でＮ2 とＯ2 分解する反応機
構である。 ２ＮＯ＋Ｏ2 → ２ＮＯ2 ・・・・・（４） ２ＮＯ2 → Ｎ2 ＋２Ｏ2 ・・・・・（５）
析すると、ＮＯ2 と未反応のＮＯが検出され、これをア
ナターゼ型ＴｉＯ2 については図１のに、またルチル
型については図１のに示した。なお、空気の代わりに
Ｈｅ−Ｏ2 （Ｈｅ／Ｏ2 ＝７９／２１）の反応ガスでの
テストでＮＯとＮＯ2 の差分は生成するＮ2 の量に等し
いから、ＮＯは下記（４），（５）式に示す通り一部Ｎ
Ｏ2 を経由してＴｉＯ 2 上でＮ2 とＯ2 分解する反応機
構である。 ２ＮＯ＋Ｏ2 → ２ＮＯ2 ・・・・・（４） ２ＮＯ2 → Ｎ2 ＋２Ｏ2 ・・・・・（５）
【００２３】次に、本発明の実施例をあげ、本発明の効
果を立証する。テトライソプロポオキシチタネート（以
下、ＴＩＴと略称する）１mol を等モルのエタノールに
溶解させ、塩酸０．５mol を含有する３mol の水を加え
て加水分解した。４０℃に加温し３２時間攪拌すると高
粘性物となる。この高粘性物質を上記比較例と同様に内
径５５mmのガラス管内壁に塗布して１０５℃に一定量を
保つまで乾燥させた。その後、５００℃にて空気雰囲気
の電気炉内で５時間焼成した。この時ガラス管内壁に付
着しているＴｉＯ2 は０．１５mmの厚さで比較例と異な
り強固であった。このＴｉＯ2 はＸ線回折を示さない非
晶質であった。ＴｉＯ2 以外の物質は気散するため、純
粋なＴｉＯ2 が得られ、かつガラス内壁に強固に塗布が
できた。また、この製造方法で得られたＴｉＯ2 は球状
や繊維状ＴｉＯ2 に容易に成形することも可能であっ
た。
果を立証する。テトライソプロポオキシチタネート（以
下、ＴＩＴと略称する）１mol を等モルのエタノールに
溶解させ、塩酸０．５mol を含有する３mol の水を加え
て加水分解した。４０℃に加温し３２時間攪拌すると高
粘性物となる。この高粘性物質を上記比較例と同様に内
径５５mmのガラス管内壁に塗布して１０５℃に一定量を
保つまで乾燥させた。その後、５００℃にて空気雰囲気
の電気炉内で５時間焼成した。この時ガラス管内壁に付
着しているＴｉＯ2 は０．１５mmの厚さで比較例と異な
り強固であった。このＴｉＯ2 はＸ線回折を示さない非
晶質であった。ＴｉＯ2 以外の物質は気散するため、純
粋なＴｉＯ2 が得られ、かつガラス内壁に強固に塗布が
できた。また、この製造方法で得られたＴｉＯ2 は球状
や繊維状ＴｉＯ2 に容易に成形することも可能であっ
た。
【００２４】次に比較例と同一の条件で、水銀灯により
ＮＯの分解を行い、図１のに示す結果を得た。比較例
のルチル型やアナターゼ型のＴｉＯ2 はＮＯの約８０％
は反応するも、そのほとんどはＮＯ2 でとどまってい
る。これに対し、本発明の無定型のＴｉＯ2 は数％はＮ
Ｏ2 として残留するも、供給したＮＯはほとんど反応し
かつＮ2 とＯ2 に分解することがわかる。
ＮＯの分解を行い、図１のに示す結果を得た。比較例
のルチル型やアナターゼ型のＴｉＯ2 はＮＯの約８０％
は反応するも、そのほとんどはＮＯ2 でとどまってい
る。これに対し、本発明の無定型のＴｉＯ2 は数％はＮ
Ｏ2 として残留するも、供給したＮＯはほとんど反応し
かつＮ2 とＯ2 に分解することがわかる。
【００２５】以上の実施例では、本発明に係るチタン酸
化物触媒を製造するためのチタンのアルコキシド化合物
としてＴＩＴを代表例としてあげたが、他のアルコキシ
ド化合物も使用することができ、また製造されたＴｉＯ
2 はＮＯｘの光分解触媒としてのみではなくＨ2 ＯのＨ
2 ，Ｏ2 への光分解触媒、Ｏ3 のＯ2 への分解触媒、Ｎ
ＯｘのＮＨ3 の存在下における光分解触媒としても有効
に使用することができる。
化物触媒を製造するためのチタンのアルコキシド化合物
としてＴＩＴを代表例としてあげたが、他のアルコキシ
ド化合物も使用することができ、また製造されたＴｉＯ
2 はＮＯｘの光分解触媒としてのみではなくＨ2 ＯのＨ
2 ，Ｏ2 への光分解触媒、Ｏ3 のＯ2 への分解触媒、Ｎ
ＯｘのＮＨ3 の存在下における光分解触媒としても有効
に使用することができる。
【００２６】
【発明の効果】本発明の光反応促進用チタン酸化物触媒
は、使用目的に応じた形状に成形しやすく、かつ光反応
促進効果の優れた触媒である。特に繊維状ＴｉＯ2 の形
で得ることができるので、これを織布とすればダスト捕
集作用を有する光触媒とすることも可能で、その工業的
効果は顕著なものがある。
は、使用目的に応じた形状に成形しやすく、かつ光反応
促進効果の優れた触媒である。特に繊維状ＴｉＯ2 の形
で得ることができるので、これを織布とすればダスト捕
集作用を有する光触媒とすることも可能で、その工業的
効果は顕著なものがある。
【図１】 本発明の光反応促進用チタン酸化物触媒の効
果を示す図表。
果を示す図表。
【図２】光反応を行うための装置の製作法の説明図。
【図３】光反応を行うための装置の使用態様の説明図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−76819（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−47268（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−226814（ＪＰ，Ａ) 特表 平２−500268（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C01G 23/04 B01J 21/06
Claims (1)
- 【請求項１】 チタンのアルコキシド化合物を加水分解
して得た無定形酸化チタンよりなることを特徴とする光
反応促進用チタン酸化物触媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3168003A JP2820555B2 (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 光反応促進用チタン酸化物触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3168003A JP2820555B2 (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 光反応促進用チタン酸化物触媒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0517153A JPH0517153A (ja) | 1993-01-26 |
| JP2820555B2 true JP2820555B2 (ja) | 1998-11-05 |
Family
ID=15860001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3168003A Expired - Fee Related JP2820555B2 (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 光反応促進用チタン酸化物触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2820555B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996038212A2 (en) * | 1995-05-23 | 1996-12-05 | United Technologies Corp | Back-side illuminated organic pollutant removal system |
| US5593737A (en) * | 1995-05-23 | 1997-01-14 | United Technologies Corporation | Photocatalytic semiconductor coating process |
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