JP3137623B1 - 酸化チタン微粒子の分散ゲル及び溶液並びにそれらの製造方法 - Google Patents
酸化チタン微粒子の分散ゲル及び溶液並びにそれらの製造方法Info
- Publication number
- JP3137623B1 JP3137623B1 JP11354179A JP35417999A JP3137623B1 JP 3137623 B1 JP3137623 B1 JP 3137623B1 JP 11354179 A JP11354179 A JP 11354179A JP 35417999 A JP35417999 A JP 35417999A JP 3137623 B1 JP3137623 B1 JP 3137623B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fine particles
- gel
- solution
- titanium oxide
- producing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 147
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 title claims abstract description 110
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 31
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 79
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 45
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 35
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 17
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- 238000007865 diluting Methods 0.000 claims abstract description 16
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000005456 alcohol based solvent Substances 0.000 claims abstract description 8
- -1 titanium alkoxide Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 35
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 21
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 20
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 8
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- 229920001477 hydrophilic polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 2
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 2
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 claims description 2
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 2
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 2
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 2
- LNAZSHAWQACDHT-XIYTZBAFSA-N (2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dimethoxy-2-(methoxymethyl)-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-trimethoxy-6-(methoxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6r)-4,5,6-trimethoxy-2-(methoxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxane Chemical compound CO[C@@H]1[C@@H](OC)[C@H](OC)[C@@H](COC)O[C@H]1O[C@H]1[C@H](OC)[C@@H](OC)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](OC)[C@H](OC)O[C@@H]2COC)OC)O[C@@H]1COC LNAZSHAWQACDHT-XIYTZBAFSA-N 0.000 claims 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 78
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 14
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 8
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 4
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 4
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical compound CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J titanic acid Chemical compound O[Ti](O)(O)O LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 150000001449 anionic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 229910001412 inorganic anion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000252229 Carassius auratus Species 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000002939 deleterious effect Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001410 inorganic ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DCKVFVYPWDKYDN-UHFFFAOYSA-L oxygen(2-);titanium(4+);sulfate Chemical compound [O-2].[Ti+4].[O-]S([O-])(=O)=O DCKVFVYPWDKYDN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000004965 peroxy acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- JMXKSZRRTHPKDL-UHFFFAOYSA-N titanium ethoxide Chemical compound [Ti+4].CC[O-].CC[O-].CC[O-].CC[O-] JMXKSZRRTHPKDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000348 titanium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012463 white pigment Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Colloid Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
【要約】
【課題】アナターゼ微粒子とルチル微粒子を作り分けで
き、両者の混合割合を制御、調整し得るゲルないし分散
溶液およびその製造方法を提供する。 【解決手段】チタン化合物を含有する溶液に過酸化水素
を加えて得た溶液を水、アルコール系溶媒又はこれらの
混合液体からなる群より選ばれる何れか一種の希釈用液
体によって希釈した後、加熱処理をして前記希釈用液体
に対応して生成するアナターゼ微粒子およびルチル微粒
子並びにこれらの混合物からなる群より選ばれる何れか
一種の酸化チタン微粒子を含有するゲルを製造する。好
ましくは、チタン化合物がチタンアルコキシドであり、
アルコール系溶媒がメタノール、エタノール、１−プロ
パノール、２−プロパノール、ｔ−ブタノールである。
き、両者の混合割合を制御、調整し得るゲルないし分散
溶液およびその製造方法を提供する。 【解決手段】チタン化合物を含有する溶液に過酸化水素
を加えて得た溶液を水、アルコール系溶媒又はこれらの
混合液体からなる群より選ばれる何れか一種の希釈用液
体によって希釈した後、加熱処理をして前記希釈用液体
に対応して生成するアナターゼ微粒子およびルチル微粒
子並びにこれらの混合物からなる群より選ばれる何れか
一種の酸化チタン微粒子を含有するゲルを製造する。好
ましくは、チタン化合物がチタンアルコキシドであり、
アルコール系溶媒がメタノール、エタノール、１−プロ
パノール、２−プロパノール、ｔ−ブタノールである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒や着色材と
して有用な酸化チタン微粒子の薄膜を基板上に形成する
ためにコーティング液等として用いられる酸化チタン微
粒子含有ゲル及び分散溶液並びにそれらの製造方法に関
する。
して有用な酸化チタン微粒子の薄膜を基板上に形成する
ためにコーティング液等として用いられる酸化チタン微
粒子含有ゲル及び分散溶液並びにそれらの製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、太陽光をエネルギー源として利用
する酸化チタン光触媒が見直されている。この酸化チタ
ン光触媒等に使用する酸化チタンの薄膜形成法として、
チタン化合物を含有する溶液やアモルファス酸化チタン
分散溶液を基板に塗布した後、乾燥ないし焼結する方法
が知られている。前記の従来法にあっては、ルチルまた
はアナターゼの薄膜を得るには数百度以上の高温で焼成
し結晶化する必要があり、熱の影響を受けやすい高分子
材料や低融点ガラス等からなる基板に対しては前記薄膜
形成法を適用することが困難であるという点で問題があ
る。
する酸化チタン光触媒が見直されている。この酸化チタ
ン光触媒等に使用する酸化チタンの薄膜形成法として、
チタン化合物を含有する溶液やアモルファス酸化チタン
分散溶液を基板に塗布した後、乾燥ないし焼結する方法
が知られている。前記の従来法にあっては、ルチルまた
はアナターゼの薄膜を得るには数百度以上の高温で焼成
し結晶化する必要があり、熱の影響を受けやすい高分子
材料や低融点ガラス等からなる基板に対しては前記薄膜
形成法を適用することが困難であるという点で問題があ
る。
【０００３】また、有機高分子を含む水溶液中でチタン
アルコキシドを加水分解してアモルファス酸化チタンと
有機物の複合体からなるゲルを得、このゲルを乾燥、焼
成して多孔性固体からなる膜状に形成して酸化チタンの
有する光触媒活性の効率を高める試みがなされた。しか
し、係る方法においても高温での焼成工程が必要とな
り、このため細孔容量と表面積の減少による触媒活性の
低下を回避できず、触媒活性の効率を高める所期の目的
を達することはできなかった。
アルコキシドを加水分解してアモルファス酸化チタンと
有機物の複合体からなるゲルを得、このゲルを乾燥、焼
成して多孔性固体からなる膜状に形成して酸化チタンの
有する光触媒活性の効率を高める試みがなされた。しか
し、係る方法においても高温での焼成工程が必要とな
り、このため細孔容量と表面積の減少による触媒活性の
低下を回避できず、触媒活性の効率を高める所期の目的
を達することはできなかった。
【０００４】前記問題点を解消するために、特開平１０
−６７５１６号公報において、「アナターゼ微粒子分散
液およびその製造方法」および特開平９−７１４１８号
公報において、「チタニア膜形成用液体およびチタニア
膜およびその製造方法」が開示されている。前記公報の
記載によれば、原料の塩化チタン等にアンモニア水等の
塩基性物質を作用させて中間体の水酸化チタンゲルを生
成する工程において、水酸化チタンゲルから塩基性物質
等の不純物を取除くために大量の精製水による洗浄を要
しコストアップと廃液処理が問題となるばかりでなく、
原料の塩化チタンは劇物であり、安全管理上の問題に加
えて工程が複雑である点で問題があり、安全で環境負荷
が少なく、より簡易な方法の開発が望まれていた。
−６７５１６号公報において、「アナターゼ微粒子分散
液およびその製造方法」および特開平９−７１４１８号
公報において、「チタニア膜形成用液体およびチタニア
膜およびその製造方法」が開示されている。前記公報の
記載によれば、原料の塩化チタン等にアンモニア水等の
塩基性物質を作用させて中間体の水酸化チタンゲルを生
成する工程において、水酸化チタンゲルから塩基性物質
等の不純物を取除くために大量の精製水による洗浄を要
しコストアップと廃液処理が問題となるばかりでなく、
原料の塩化チタンは劇物であり、安全管理上の問題に加
えて工程が複雑である点で問題があり、安全で環境負荷
が少なく、より簡易な方法の開発が望まれていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、原料として
前記公報記載の無機チタン化合物、例えば四塩化チタン
等に代えて有機チタン化合物、例えばチタンアルコキシ
ドを使用したので大量の純水で洗浄する工程を必要とせ
ず廃水処理の問題もなく安全で環境負荷も少ない酸化チ
タン微粒子を含有するゲルとその製造方法を提供する。
更に注目すべき点は、従来、触媒活性の点からアナター
ゼ微粒子に限定した製造法が多かった。ところが最近、
ルチル微粒子が着色材ばかりでなく触媒としても優れて
いるとしてその効果が見直されており、本発明において
は、かかるルチル微粒子とアナターゼ微粒子が任意の割
合で含有するゲルを生成することができて、しかも、こ
の含有割合を比較的簡易な操作で任意に制御、調整する
ことができ、加えて、この分散溶液を基板に塗布して乾
燥するだけでルチルないしアナターゼの薄膜が形成さ
れ、高温で焼成する工程が不要なので熱の影響を受け易
い基板に対しても使用可能であり、更に、細孔構造を保
持し得るので触媒の担体としても応用できる新規な材料
及びその製造方法の提供を目的とするものである。
前記公報記載の無機チタン化合物、例えば四塩化チタン
等に代えて有機チタン化合物、例えばチタンアルコキシ
ドを使用したので大量の純水で洗浄する工程を必要とせ
ず廃水処理の問題もなく安全で環境負荷も少ない酸化チ
タン微粒子を含有するゲルとその製造方法を提供する。
更に注目すべき点は、従来、触媒活性の点からアナター
ゼ微粒子に限定した製造法が多かった。ところが最近、
ルチル微粒子が着色材ばかりでなく触媒としても優れて
いるとしてその効果が見直されており、本発明において
は、かかるルチル微粒子とアナターゼ微粒子が任意の割
合で含有するゲルを生成することができて、しかも、こ
の含有割合を比較的簡易な操作で任意に制御、調整する
ことができ、加えて、この分散溶液を基板に塗布して乾
燥するだけでルチルないしアナターゼの薄膜が形成さ
れ、高温で焼成する工程が不要なので熱の影響を受け易
い基板に対しても使用可能であり、更に、細孔構造を保
持し得るので触媒の担体としても応用できる新規な材料
及びその製造方法の提供を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明は、チタン化合物にアルコール系溶媒を加
えて溶液を製造する工程と、前記溶液に過酸化水素を加
えて得た溶液を水、アルコール系溶媒又はこれらを任意
の割合に混合した希釈用液体の群より選ばれる何れか一
種の希釈用液体によって希釈する工程と、前記希釈した
液体を加熱処理 する工程と、前記希釈用液体の種類に対
応してアナターゼ微粒子およびルチル微粒子並びにこれ
らの混合物からなる酸化チタン微粒子の群より選ばれる
何れか一種の酸化チタン微粒子が生成する工程と、を備
えた酸化チタン微粒子の分散ゲルの製造方法とする（請
求項１）。
めに、本発明は、チタン化合物にアルコール系溶媒を加
えて溶液を製造する工程と、前記溶液に過酸化水素を加
えて得た溶液を水、アルコール系溶媒又はこれらを任意
の割合に混合した希釈用液体の群より選ばれる何れか一
種の希釈用液体によって希釈する工程と、前記希釈した
液体を加熱処理 する工程と、前記希釈用液体の種類に対
応してアナターゼ微粒子およびルチル微粒子並びにこれ
らの混合物からなる酸化チタン微粒子の群より選ばれる
何れか一種の酸化チタン微粒子が生成する工程と、を備
えた酸化チタン微粒子の分散ゲルの製造方法とする（請
求項１）。
【０００７】また、前記の課題を解決するために、本発
明は、チタン化合物にアルコール系溶媒を加えて溶液を
製造する工程と、前記溶液に過酸化水素を加えて得た溶
液を希釈用液体である水によって希釈する工程と、前記
希釈した液体を加熱処理する工程と、前記希釈用液体の
種類に対応してルチル微粒子を主体とする酸化チタン微
粒子が生成する工程と、を備えた酸化チタン微粒子の分
散ゲルの製造方法とする（請求項２）。ここで、「主体
とする」とはルチル微粒子が単独ないし限りなく単独で
存在する場合をいう。
明は、チタン化合物にアルコール系溶媒を加えて溶液を
製造する工程と、前記溶液に過酸化水素を加えて得た溶
液を希釈用液体である水によって希釈する工程と、前記
希釈した液体を加熱処理する工程と、前記希釈用液体の
種類に対応してルチル微粒子を主体とする酸化チタン微
粒子が生成する工程と、を備えた酸化チタン微粒子の分
散ゲルの製造方法とする（請求項２）。ここで、「主体
とする」とはルチル微粒子が単独ないし限りなく単独で
存在する場合をいう。
【０００８】また、前記の課題を解決するために、本発
明は、チタン化合物にアルコール系溶媒を加えて溶液を
製造する工程と、前記溶液に過酸化水素を加えて得た溶
液を希釈用液体であるアルコール系溶媒によって希釈す
る工程と、前記希釈した液体を加熱処理する工程と、前
記希釈用液体の種類に対応してアナターゼ微粒子を主体
とする酸化チタン微粒子が生成する工程と、を備えた酸
化チタン微粒子の分散ゲルの製造方法とする（請求項
３）。ここで、「主体とする」とはアナターゼ微粒子が
単独ないし限りなく単独で存在する場合をいう。
明は、チタン化合物にアルコール系溶媒を加えて溶液を
製造する工程と、前記溶液に過酸化水素を加えて得た溶
液を希釈用液体であるアルコール系溶媒によって希釈す
る工程と、前記希釈した液体を加熱処理する工程と、前
記希釈用液体の種類に対応してアナターゼ微粒子を主体
とする酸化チタン微粒子が生成する工程と、を備えた酸
化チタン微粒子の分散ゲルの製造方法とする（請求項
３）。ここで、「主体とする」とはアナターゼ微粒子が
単独ないし限りなく単独で存在する場合をいう。
【０００９】また、前記の課題を解決するために、本発
明は、チタン化合物にアルコール系溶媒を加えて溶液を
製造する工程と、前記溶液に過酸化水素を加えて得た溶
液を希釈用液体である水とアルコール系溶媒の混合液体
によって希釈する工程と、前記希釈した液体を加熱処理
する工程と、前記希釈用液体の水とアルコール系溶媒の
混合比率を変えることによって、水とアルコール系溶媒
の混合比率に対応してアナターゼ微粒子とルチル微粒子
の含有割合が制御された酸化チタン微粒子が生成する工
程と、を備えた酸化チタン微粒子の分散ゲルの製造方法
とする（請求項４）。
明は、チタン化合物にアルコール系溶媒を加えて溶液を
製造する工程と、前記溶液に過酸化水素を加えて得た溶
液を希釈用液体である水とアルコール系溶媒の混合液体
によって希釈する工程と、前記希釈した液体を加熱処理
する工程と、前記希釈用液体の水とアルコール系溶媒の
混合比率を変えることによって、水とアルコール系溶媒
の混合比率に対応してアナターゼ微粒子とルチル微粒子
の含有割合が制御された酸化チタン微粒子が生成する工
程と、を備えた酸化チタン微粒子の分散ゲルの製造方法
とする（請求項４）。
【００１０】また、前記の課題を解決するために、本発
明は、前記チタン化合物がチタンアルコキシドであるこ
とを特徴とするゲルの製造方法とすることが好ましい
（請求項５）。
明は、前記チタン化合物がチタンアルコキシドであるこ
とを特徴とするゲルの製造方法とすることが好ましい
（請求項５）。
【００１１】また、前記の課題を解決するために、本発
明は、前記アルコール系溶媒がメタノール、エタノー
ル、１−プロパノール、２−プロパノール、ｔ−ブタノ
ールおよびこれらの混合物からなる群より選ばれる任意
の一種のアルコールであることを特徴とするゲルの製造
方法とすることが好ましい（請求項６）。
明は、前記アルコール系溶媒がメタノール、エタノー
ル、１−プロパノール、２−プロパノール、ｔ−ブタノ
ールおよびこれらの混合物からなる群より選ばれる任意
の一種のアルコールであることを特徴とするゲルの製造
方法とすることが好ましい（請求項６）。
【００１２】また、前記の課題を解決するために、本発
明は、前記加熱処理の条件が４０℃ないし８０℃で２０
０時間ないし１２時間または８０℃ないし２００℃で１
２時間ないし３０分間の何れかであることを特徴とする
ゲルの製造方法とすることが好ましい（請求項７）。
明は、前記加熱処理の条件が４０℃ないし８０℃で２０
０時間ないし１２時間または８０℃ないし２００℃で１
２時間ないし３０分間の何れかであることを特徴とする
ゲルの製造方法とすることが好ましい（請求項７）。
【００１３】また、前記の課題を解決するために、本発
明は、前記酸化チタン微粒子が０．０１μｍないし０．
１５μｍの平均粒径を有することを特徴とする前記方法
により製造されるゲルとすることが好ましい（請求項
８）。
明は、前記酸化チタン微粒子が０．０１μｍないし０．
１５μｍの平均粒径を有することを特徴とする前記方法
により製造されるゲルとすることが好ましい（請求項
８）。
【００１４】また、前記の課題を解決するために、本発
明は、前記の方法により製造されるゲルに過酸化水素水
を加えることによって解こうしてなる、アナターゼ微粒
子およびルチル微粒子並びにこれらの混合物からなる群
より選ばれる少なくとも一種の酸化チタン微粒子が分散
してなることを特徴とする分散溶液の製造方法とするこ
とが好ましい（請求項９）。
明は、前記の方法により製造されるゲルに過酸化水素水
を加えることによって解こうしてなる、アナターゼ微粒
子およびルチル微粒子並びにこれらの混合物からなる群
より選ばれる少なくとも一種の酸化チタン微粒子が分散
してなることを特徴とする分散溶液の製造方法とするこ
とが好ましい（請求項９）。
【００１５】また、前記の課題を解決するために、本発
明は、前記の方法により製造されるゲルを水中へ浸漬し
ゲルに含まれる有機物を水に置換させた後、該ゲルに過
酸化水素水を加えることによって解こうしてなる、アナ
ターゼ微粒子およびルチル微粒子並びにこれらの混合物
からなる群より選ばれる任意の一種の酸化チタン微粒子
が分散してなることを特徴とする分散溶液とすることが
好ましい（請求項１０）。
明は、前記の方法により製造されるゲルを水中へ浸漬し
ゲルに含まれる有機物を水に置換させた後、該ゲルに過
酸化水素水を加えることによって解こうしてなる、アナ
ターゼ微粒子およびルチル微粒子並びにこれらの混合物
からなる群より選ばれる任意の一種の酸化チタン微粒子
が分散してなることを特徴とする分散溶液とすることが
好ましい（請求項１０）。
【００１６】また、前記の課題を解決するために、本発
明は、前記酸化チタン微粒子の平均粒径が０．０１μｍ
ないし０．１５μｍであることを特徴とする、前記の方
法により製造される分散溶液とすることが好ましい（請
求項１１）。
明は、前記酸化チタン微粒子の平均粒径が０．０１μｍ
ないし０．１５μｍであることを特徴とする、前記の方
法により製造される分散溶液とすることが好ましい（請
求項１１）。
【００１７】また、前記の課題を解決するために、本発
明は、前記の方法により製造される分散溶液に５重量％
を越えない量の親水性重合体を加えることによって酸化
チタン微粒子の分散性が改良してなることを特徴とする
酸化チタン微粒子の分散溶液とすることが好ましい（請
求項１２）。
明は、前記の方法により製造される分散溶液に５重量％
を越えない量の親水性重合体を加えることによって酸化
チタン微粒子の分散性が改良してなることを特徴とする
酸化チタン微粒子の分散溶液とすることが好ましい（請
求項１２）。
【００１８】また、前記の課題を解決するために、本発
明は、前記親水性重合体が、ポリビニルアルコール、ポ
リエチレングリコール、メチルセルロース、カルボキシ
メチルセルロースおよびポリビニルピロリドンからなる
群より選ばれる少なくとも一種からなることを特徴とす
る酸化チタン微粒子の分散溶液とすることが好ましい
（請求項１３）。
明は、前記親水性重合体が、ポリビニルアルコール、ポ
リエチレングリコール、メチルセルロース、カルボキシ
メチルセルロースおよびポリビニルピロリドンからなる
群より選ばれる少なくとも一種からなることを特徴とす
る酸化チタン微粒子の分散溶液とすることが好ましい
（請求項１３）。
【００１９】
【発明の実施の形態】次に、この発明の代表的な実施の
形態について説明する。本実施の形態にかかる製造方法
において、前述の課題を解決するために、次ぎに述べる
新規な方法によって結晶性酸化チタン微粒子含有ゲルを
調製した。先ず、原料のチタン化合物をアルコール系溶
媒に溶解し（アルコール溶液製造工程）、この溶液に過
酸化水素水を加えて透明な褐色の溶液に調製する（過酸
化水素添加工程）。得られる溶液はペルオキソ基を有す
るチタン酸を含有すると考えられる。次に、この溶液を
水、アルコール系溶媒又はこれらの混合液体の何れか一
種の希釈用液体によって希釈し（希釈工程）、所定の条
件下において加熱処理を行って（加熱処理工程）、斯か
る加熱処理工程において、アナターゼ微粒子、ルチル微
粒子またはこれらの混合物の何れかからなる酸化チタン
微粒子が生成し（酸化 チタン微粒子生成工程）、前記の
酸化チタン微粒子と溶媒とを含むゲルを得ることができ
る。
形態について説明する。本実施の形態にかかる製造方法
において、前述の課題を解決するために、次ぎに述べる
新規な方法によって結晶性酸化チタン微粒子含有ゲルを
調製した。先ず、原料のチタン化合物をアルコール系溶
媒に溶解し（アルコール溶液製造工程）、この溶液に過
酸化水素水を加えて透明な褐色の溶液に調製する（過酸
化水素添加工程）。得られる溶液はペルオキソ基を有す
るチタン酸を含有すると考えられる。次に、この溶液を
水、アルコール系溶媒又はこれらの混合液体の何れか一
種の希釈用液体によって希釈し（希釈工程）、所定の条
件下において加熱処理を行って（加熱処理工程）、斯か
る加熱処理工程において、アナターゼ微粒子、ルチル微
粒子またはこれらの混合物の何れかからなる酸化チタン
微粒子が生成し（酸化 チタン微粒子生成工程）、前記の
酸化チタン微粒子と溶媒とを含むゲルを得ることができ
る。
【００２０】通常、ルチルの生成には５００℃以上の温
度で加熱する必要があり、ルチル微粒子が分散したゲル
を得ることは非常に困難である。しかし、本実施の形態
にかかる方法によって、希釈用液体として水を使用する
ことによって容易にルチル微粒子が分散したゲルを得る
ことができる。しかもこのゲルに含まれるルチル微粒子
の平均粒径は０．０９μｍと非常に微細であって分散性
が良く、白色顔料としてその隠蔽性ないし着色力に極め
て優れ有用なものである。また、前述の通り、このゲル
は細孔構造を保持したまま乾燥することによって触媒担
体としても応用可能である。
度で加熱する必要があり、ルチル微粒子が分散したゲル
を得ることは非常に困難である。しかし、本実施の形態
にかかる方法によって、希釈用液体として水を使用する
ことによって容易にルチル微粒子が分散したゲルを得る
ことができる。しかもこのゲルに含まれるルチル微粒子
の平均粒径は０．０９μｍと非常に微細であって分散性
が良く、白色顔料としてその隠蔽性ないし着色力に極め
て優れ有用なものである。また、前述の通り、このゲル
は細孔構造を保持したまま乾燥することによって触媒担
体としても応用可能である。
【００２１】また、本実施の形態の製造方法において、
希釈用液体としてアルコール系溶媒例えばエタノールを
使用することによって、アナターゼ微粒子が分散したゲ
ルを得ることができる。このアナターゼ微粒子分散ゲル
を高温焼成せずに微細構造を保持したまま乾燥すること
によって、高表面積かつ活性の高い光触媒として調製す
ることができる。また、希釈用液体として水とアルコー
ル系溶媒例えばエタノールの混合液体を使用することに
よって、アナターゼ微粒子とルチル微粒子が混在して分
散したゲルを調製することができる。更に、希釈用液体
中の水の割合を加減してゲル中に含まれるアナターゼ微
粒子とルチル微粒子の含有割合を制御調整することがで
きる。
希釈用液体としてアルコール系溶媒例えばエタノールを
使用することによって、アナターゼ微粒子が分散したゲ
ルを得ることができる。このアナターゼ微粒子分散ゲル
を高温焼成せずに微細構造を保持したまま乾燥すること
によって、高表面積かつ活性の高い光触媒として調製す
ることができる。また、希釈用液体として水とアルコー
ル系溶媒例えばエタノールの混合液体を使用することに
よって、アナターゼ微粒子とルチル微粒子が混在して分
散したゲルを調製することができる。更に、希釈用液体
中の水の割合を加減してゲル中に含まれるアナターゼ微
粒子とルチル微粒子の含有割合を制御調整することがで
きる。
【００２２】本実施の形態における原料のチタン化合物
は、チタンエトキシド、チタンイソプロポキシド、チタ
ンブトキシド、等のチタンアルコキシドを使用すること
が望ましい。塩化チタンや硫酸チタン等の無機塩を使用
するもできるが、この場合に共存する無機陰イオンが酸
化チタンの結晶化を阻害する虞があるとともに、該無機
陰イオンないしその塩が生成したゲル中に残留し、これ
を除去することが困難である。この点、チタンアルコキ
シドを用いた場合は不純物となる無機イオンが生成しな
いので好ましい。次ぎに、希釈用液体に使用するアルコ
ール系溶媒は、メタノール、エタノール、１−プロパノ
ール、２−プロパノール、ｔ−ブタノール等の水溶性の
有機溶媒が好ましい。
は、チタンエトキシド、チタンイソプロポキシド、チタ
ンブトキシド、等のチタンアルコキシドを使用すること
が望ましい。塩化チタンや硫酸チタン等の無機塩を使用
するもできるが、この場合に共存する無機陰イオンが酸
化チタンの結晶化を阻害する虞があるとともに、該無機
陰イオンないしその塩が生成したゲル中に残留し、これ
を除去することが困難である。この点、チタンアルコキ
シドを用いた場合は不純物となる無機イオンが生成しな
いので好ましい。次ぎに、希釈用液体に使用するアルコ
ール系溶媒は、メタノール、エタノール、１−プロパノ
ール、２−プロパノール、ｔ−ブタノール等の水溶性の
有機溶媒が好ましい。
【００２３】加熱処理温度は、結晶化酸化チタン微粒子
の生成速度を速くするために４０℃以上とすることが好
ましい。加熱処理温度が４０℃のとき１２０時間以上の
処理によってアナターゼまたはルチル微粒子分散ゲルが
生成し、加熱処理温度が８０℃以上になるとゲル中の粒
子同士が凝集して酸化チタン微粒子の粒径が増加し易く
なるために、１２時間以上加熱した場合、ゲルの離水と
ともに酸化チタン微粒子の沈殿が生じゲルの構造が壊れ
易くなる。以上により、加熱処理の温度条件の下限は４
０℃であり、好ましくは実用的な酸化チタン微粒子の生
成速度の点から６０℃である。上限は２００℃であり、
好ましくは粒子同士の凝集を防ぎゲルの構造を確実に保
持する観点から８０℃である。加熱処理の時間条件の下
限は３０分間であり、好ましくは安定したゲルを得る点
から１２時間である。上限は２００時間であり、好まし
くは実用性を考慮して１２０時間である。
の生成速度を速くするために４０℃以上とすることが好
ましい。加熱処理温度が４０℃のとき１２０時間以上の
処理によってアナターゼまたはルチル微粒子分散ゲルが
生成し、加熱処理温度が８０℃以上になるとゲル中の粒
子同士が凝集して酸化チタン微粒子の粒径が増加し易く
なるために、１２時間以上加熱した場合、ゲルの離水と
ともに酸化チタン微粒子の沈殿が生じゲルの構造が壊れ
易くなる。以上により、加熱処理の温度条件の下限は４
０℃であり、好ましくは実用的な酸化チタン微粒子の生
成速度の点から６０℃である。上限は２００℃であり、
好ましくは粒子同士の凝集を防ぎゲルの構造を確実に保
持する観点から８０℃である。加熱処理の時間条件の下
限は３０分間であり、好ましくは安定したゲルを得る点
から１２時間である。上限は２００時間であり、好まし
くは実用性を考慮して１２０時間である。
【００２４】前記の実施の形態によって製造されたゲル
に過酸化水素水を加えて攪拌することによってゲルが解
こうし、前記の結晶化酸化チタン微粒子が分散した液体
が得られる。この際ゲルに加える過酸化水素水の量は、
ゲル中に含まれる酸化チタンの重量に対して少なくとも
約４倍の重量であることが好ましい。これよりも少ない
場合はゲルが完全に溶解しない虞がある。以上によって
得られた溶液を水で適切な濃度に希釈した後、基板にコ
ーティングし、室温で乾燥するだけで焼成過程を経るこ
となくアナターゼないしルチルの結晶化酸化チタンから
なる薄膜を基板上に形成することができる。
に過酸化水素水を加えて攪拌することによってゲルが解
こうし、前記の結晶化酸化チタン微粒子が分散した液体
が得られる。この際ゲルに加える過酸化水素水の量は、
ゲル中に含まれる酸化チタンの重量に対して少なくとも
約４倍の重量であることが好ましい。これよりも少ない
場合はゲルが完全に溶解しない虞がある。以上によって
得られた溶液を水で適切な濃度に希釈した後、基板にコ
ーティングし、室温で乾燥するだけで焼成過程を経るこ
となくアナターゼないしルチルの結晶化酸化チタンから
なる薄膜を基板上に形成することができる。
【００２５】前記の実施の形態によって製造されたゲル
を解こうする前にゲルを水中へ浸漬しゲルに含まれる有
機物を水に置換させることによって有機物を全く含まな
い酸化チタン微粒子分散溶液を調製することができる。
この有機物を全く含まない分散溶液は、室温（２５℃）
で少なくとも２ヶ月以上ゲル化ないし沈殿を生ずること
なく安定であった。ちなみに、有機物を含む分散溶液
は、同条件で１０時間静置後にゲル化するものがあっ
た。
を解こうする前にゲルを水中へ浸漬しゲルに含まれる有
機物を水に置換させることによって有機物を全く含まな
い酸化チタン微粒子分散溶液を調製することができる。
この有機物を全く含まない分散溶液は、室温（２５℃）
で少なくとも２ヶ月以上ゲル化ないし沈殿を生ずること
なく安定であった。ちなみに、有機物を含む分散溶液
は、同条件で１０時間静置後にゲル化するものがあっ
た。
【００２６】前記の実施の形態による酸化チタン微粒子
分散溶液に水溶性重合体を添加することによって、この
分散溶液の安定性をより高め、コーティングする際に基
板への濡れ性を改良することができる。これは、水溶性
重合体の水酸基やエーテル酸素が酸化チタン微粒子表面
に存在する水酸基等と水素結合し酸化チタン微粒子と重
合体の複合体が生成し、水溶性重合体の親水化作用とと
もに溶液の表面張力が低下することに基づくものと考え
られる。水溶性重合体として重合度５００のポリビニル
アルコールを０．１５重量％添加することによって前記
の効果が認められたが、ポリビニルアルコールの重合度
が増加した場合、または添加量が５重量％を越えると酸
化チタン微粒子分散溶液がゲル化する傾向が認められ
る。
分散溶液に水溶性重合体を添加することによって、この
分散溶液の安定性をより高め、コーティングする際に基
板への濡れ性を改良することができる。これは、水溶性
重合体の水酸基やエーテル酸素が酸化チタン微粒子表面
に存在する水酸基等と水素結合し酸化チタン微粒子と重
合体の複合体が生成し、水溶性重合体の親水化作用とと
もに溶液の表面張力が低下することに基づくものと考え
られる。水溶性重合体として重合度５００のポリビニル
アルコールを０．１５重量％添加することによって前記
の効果が認められたが、ポリビニルアルコールの重合度
が増加した場合、または添加量が５重量％を越えると酸
化チタン微粒子分散溶液がゲル化する傾向が認められ
る。
【００２７】
【実施例】以下に代表的な実施例を挙げて本願発明につ
いて説明する。しかし、本願発明はここに挙げる実施例
によって何ら制限を受けるものではない。 実施例１チタンテトライソプロポキシド（Ｔｉ（ＯＣ
３ Ｈ ７ ） ４ ）１モル（ｍｏｌ）にエタノールを１リット
ル（ｌ）加えてアルコール溶液を調製し、このアルコー
ル溶液１０ミリリットル（ｍｌ）を氷冷し 、そこへ３０
重量％の過酸化水素水を１３．６ｍｌ加えて液温を４０
℃に保ちながら攪拌した。完全に均一で透明な赤褐色の
溶液となったら希釈用液体の水を加えて溶液全体の体積
を１００ｍｌとした。この溶液を全部で５組調製し、そ
れぞれ７５℃で６時間、１２時間、２４時間、３６時
間、４８時間加熱した。１時間の加熱で透明の黄色のゲ
ルが生成し、加熱時間が経過するに従ってゲルの色が乳
白色に変化した。図１に示すゲルのＸ線回折の結果か
ら、６時間の過熱で得られたゲルは未だ結晶化しておら
ずアモルファスであり、１２時間以上加熱して得られた
ゲルはアモルファスな酸化チタンとルチルの混合物から
なることが確認された。また、ゲルに含まれるルチル微
粒子の結晶子径を（１１０）面回折ピークの半値幅より
シェーラーの式を用いて求めた。その結果、加熱処理時
間が１２時間及び２４時間のゲル中のルチル微粒子の結
晶子径は、それぞれ２７．７ｎｍ及び４０．８ｎｍであ
った。
いて説明する。しかし、本願発明はここに挙げる実施例
によって何ら制限を受けるものではない。 実施例１チタンテトライソプロポキシド（Ｔｉ（ＯＣ
３ Ｈ ７ ） ４ ）１モル（ｍｏｌ）にエタノールを１リット
ル（ｌ）加えてアルコール溶液を調製し、このアルコー
ル溶液１０ミリリットル（ｍｌ）を氷冷し 、そこへ３０
重量％の過酸化水素水を１３．６ｍｌ加えて液温を４０
℃に保ちながら攪拌した。完全に均一で透明な赤褐色の
溶液となったら希釈用液体の水を加えて溶液全体の体積
を１００ｍｌとした。この溶液を全部で５組調製し、そ
れぞれ７５℃で６時間、１２時間、２４時間、３６時
間、４８時間加熱した。１時間の加熱で透明の黄色のゲ
ルが生成し、加熱時間が経過するに従ってゲルの色が乳
白色に変化した。図１に示すゲルのＸ線回折の結果か
ら、６時間の過熱で得られたゲルは未だ結晶化しておら
ずアモルファスであり、１２時間以上加熱して得られた
ゲルはアモルファスな酸化チタンとルチルの混合物から
なることが確認された。また、ゲルに含まれるルチル微
粒子の結晶子径を（１１０）面回折ピークの半値幅より
シェーラーの式を用いて求めた。その結果、加熱処理時
間が１２時間及び２４時間のゲル中のルチル微粒子の結
晶子径は、それぞれ２７．７ｎｍ及び４０．８ｎｍであ
った。
【００２８】実施例２ 実施例１における希釈用液体を水に代えてエタノールを
使用した以外は実施例１と同様にしてゲルを生成した。
この結果、１時間の加熱で乳白色かつ半透明なゲルが生
成した。図２に示すゲルのＸ線回折の結果から、６時間
の加熱で得られたゲルは未だ結晶化しておらずアモルフ
ァスであり、１２時間以上加熱して得られたゲルはアナ
ターゼであることが確認された。また、ゲルに含まれる
アナターゼ微粒子の結晶子径を（１０１）面回折ピーク
の半値幅よりシェーラーの式を用いて求めた。その結
果、加熱処理時間が１２時間及び２４時間のゲル中のア
ナターゼ微粒子の結晶子径は、それぞれ４．８ｎｍ及び
１０．１ｎｍであった。
使用した以外は実施例１と同様にしてゲルを生成した。
この結果、１時間の加熱で乳白色かつ半透明なゲルが生
成した。図２に示すゲルのＸ線回折の結果から、６時間
の加熱で得られたゲルは未だ結晶化しておらずアモルフ
ァスであり、１２時間以上加熱して得られたゲルはアナ
ターゼであることが確認された。また、ゲルに含まれる
アナターゼ微粒子の結晶子径を（１０１）面回折ピーク
の半値幅よりシェーラーの式を用いて求めた。その結
果、加熱処理時間が１２時間及び２４時間のゲル中のア
ナターゼ微粒子の結晶子径は、それぞれ４．８ｎｍ及び
１０．１ｎｍであった。
【００２９】実施例３ 実施例１における希釈用液体を水に代えて、エタノール
／（水＋エタノール）＝０．１，０．２，０．４，０．
５，０．６，０．８（モル分率）の溶液を使用し、７５
℃で４８時間加熱処理した以外は実施例１と同様にして
ゲルを生成した。生成したゲルをそれぞれ乾燥した後Ｘ
線回折測定を行った結果を図３に示した。アナターゼの
（１０１）面の回折ピーク強度（ＩＡ）とルチルの（１
１０）面の回折ピーク強度（ＩＲ）からゲル中で生成し
た酸化チタンのアナターゼ含有モル分率（アナターゼ／
（ルチル＋アナターゼ））を求めた結果を表１に示す。
／（水＋エタノール）＝０．１，０．２，０．４，０．
５，０．６，０．８（モル分率）の溶液を使用し、７５
℃で４８時間加熱処理した以外は実施例１と同様にして
ゲルを生成した。生成したゲルをそれぞれ乾燥した後Ｘ
線回折測定を行った結果を図３に示した。アナターゼの
（１０１）面の回折ピーク強度（ＩＡ）とルチルの（１
１０）面の回折ピーク強度（ＩＲ）からゲル中で生成し
た酸化チタンのアナターゼ含有モル分率（アナターゼ／
（ルチル＋アナターゼ））を求めた結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】実施例４ 実施例１において加熱時間が１２時間、１８時間、２４
時間におけるゲルに過酸化水素水１０ｍｌを加え、スタ
ーラーで攪拌した。これによりゲルが解こうし、乳白色
のゾルが生成した。このゾルを水で希釈して全体の体積
を２００ｍｌにした。このルチル微粒子分散溶液のＴｉ
Ｏ２濃度は０．０５ｍｏｌ／ｌ（約０．４重量％）であ
る。これらの溶液中の酸化チタン微粒子の粒径分布をレ
ーザー散乱式粒径分布計（ＨＯＲＩＢＡＬＡ９２０）で
測定した。この結果を図４に示す。この図から加熱時間
が１２時間、１８時間、２４時間に増加するに従って、
ルチル微粒子の平均粒径は０．０８８μｍ、０．１２μ
ｍ、１．９３μｍと増加した。１２時間及び１８時間の
加熱処理により調製されたルチル微粒子分散溶液は室温
（２５℃）において沈殿を生じることなく１ヶ月以上安
定であった。２４時間の加熱処理により調製された分散
溶液では、粒子の凝集が進み、部分的に粒子の沈降が見
られた。
時間におけるゲルに過酸化水素水１０ｍｌを加え、スタ
ーラーで攪拌した。これによりゲルが解こうし、乳白色
のゾルが生成した。このゾルを水で希釈して全体の体積
を２００ｍｌにした。このルチル微粒子分散溶液のＴｉ
Ｏ２濃度は０．０５ｍｏｌ／ｌ（約０．４重量％）であ
る。これらの溶液中の酸化チタン微粒子の粒径分布をレ
ーザー散乱式粒径分布計（ＨＯＲＩＢＡＬＡ９２０）で
測定した。この結果を図４に示す。この図から加熱時間
が１２時間、１８時間、２４時間に増加するに従って、
ルチル微粒子の平均粒径は０．０８８μｍ、０．１２μ
ｍ、１．９３μｍと増加した。１２時間及び１８時間の
加熱処理により調製されたルチル微粒子分散溶液は室温
（２５℃）において沈殿を生じることなく１ヶ月以上安
定であった。２４時間の加熱処理により調製された分散
溶液では、粒子の凝集が進み、部分的に粒子の沈降が見
られた。
【００３２】実施例５ 実施例４におけるゲルを実施例１で得たゲルに代えて実
施例２で得たゲルを使用した以外は実施例４と同様にし
てゲルを解こうし、黄色かつ透明な溶液が生成した。こ
のアナターゼ微粒子分散溶液のＴｉＯ２濃度は０．０５
ｍｏｌ／ｌ（約０．４重量％）である。これらの溶液中
の酸化チタン微粒子の粒径分布をレーザー散乱式粒径分
布計で測定した結果、この溶液中に分散しているアナタ
ーゼ微粒子の粒径は０．０２μｍ以下であることが分か
った（図示せず）。また、このアナターゼ微粒子分散溶
液は、室温（２５℃）において２４時間以内にゲル化し
た。
施例２で得たゲルを使用した以外は実施例４と同様にし
てゲルを解こうし、黄色かつ透明な溶液が生成した。こ
のアナターゼ微粒子分散溶液のＴｉＯ２濃度は０．０５
ｍｏｌ／ｌ（約０．４重量％）である。これらの溶液中
の酸化チタン微粒子の粒径分布をレーザー散乱式粒径分
布計で測定した結果、この溶液中に分散しているアナタ
ーゼ微粒子の粒径は０．０２μｍ以下であることが分か
った（図示せず）。また、このアナターゼ微粒子分散溶
液は、室温（２５℃）において２４時間以内にゲル化し
た。
【００３３】実施例６ 実施例４における加熱時間が２４時間において生成した
ゲルを解こうして得られたルチル微粒子分散溶液１００
ｍｌにポリビニルアルコール（重合度５００）を０．１
５ｇ溶解させた。この溶液は、室温（２５℃）で沈殿を
生じることなく１ヶ月以上安定であった。このルチル微
粒子分散溶液をアセトンで脱脂したテンパックスガラス
基板上にディップコーティングし７５℃で乾燥したとこ
ろ、基板全体に均一に広がったルチル薄膜を得ることが
できた。ちなみに、ポリビニルアルコールを添加しない
場合は、分散溶液が基板上に均一に広がらず不均一な膜
しか得られなかった。
ゲルを解こうして得られたルチル微粒子分散溶液１００
ｍｌにポリビニルアルコール（重合度５００）を０．１
５ｇ溶解させた。この溶液は、室温（２５℃）で沈殿を
生じることなく１ヶ月以上安定であった。このルチル微
粒子分散溶液をアセトンで脱脂したテンパックスガラス
基板上にディップコーティングし７５℃で乾燥したとこ
ろ、基板全体に均一に広がったルチル薄膜を得ることが
できた。ちなみに、ポリビニルアルコールを添加しない
場合は、分散溶液が基板上に均一に広がらず不均一な膜
しか得られなかった。
【００３４】実施例７ 実施例６において使用したゲルに代えて実施例５におけ
る加熱時間が２４時間において生成したゲルを使用した
以外は実施例６と同様にしてアナターゼ微粒子分散溶液
を得た。この溶液は、室温（２５℃）において沈殿やゲ
ル化することなく２ヶ月以上安定であった。このアナタ
ーゼ微粒子分散溶液を実施例６と同様にして基板上にデ
ィップコーティングし乾燥したところ、基板全体に均一
に広がったアナターゼ薄膜を得ることができた。ポリビ
ニルアルコールを添加しない場合、分散溶液が基板上に
均一に広がらず不均一な膜しか得られなかったのは実施
例６の場合と同様であった。
る加熱時間が２４時間において生成したゲルを使用した
以外は実施例６と同様にしてアナターゼ微粒子分散溶液
を得た。この溶液は、室温（２５℃）において沈殿やゲ
ル化することなく２ヶ月以上安定であった。このアナタ
ーゼ微粒子分散溶液を実施例６と同様にして基板上にデ
ィップコーティングし乾燥したところ、基板全体に均一
に広がったアナターゼ薄膜を得ることができた。ポリビ
ニルアルコールを添加しない場合、分散溶液が基板上に
均一に広がらず不均一な膜しか得られなかったのは実施
例６の場合と同様であった。
【００３５】
【実験例】実施例３で得られたゲルを前記実施例と同様
にして解こうして得られたアナターゼ微粒子とルチル微
粒子が均一に分散した溶液に実施例６と同様にポリビニ
ルアルコールを添加して得られた分散溶液並びに実施例
６と７で得られた分散溶液をそれぞれアクリル樹脂製の
水槽の内面に均一に塗布した後乾燥したものと、何も塗
布しない比較例の水槽とに水道水を満たして日光の当る
ところで金魚を飼育し、これらを比較した結果、１ヶ月
以上放置したときに比較例の水槽の内面に付着した汚れ
が目立ったのに対し、前記の各分散溶液を塗布した水槽
の内面は何れも汚れが目立たず、比較例との明らかな有
意差が認められた。
にして解こうして得られたアナターゼ微粒子とルチル微
粒子が均一に分散した溶液に実施例６と同様にポリビニ
ルアルコールを添加して得られた分散溶液並びに実施例
６と７で得られた分散溶液をそれぞれアクリル樹脂製の
水槽の内面に均一に塗布した後乾燥したものと、何も塗
布しない比較例の水槽とに水道水を満たして日光の当る
ところで金魚を飼育し、これらを比較した結果、１ヶ月
以上放置したときに比較例の水槽の内面に付着した汚れ
が目立ったのに対し、前記の各分散溶液を塗布した水槽
の内面は何れも汚れが目立たず、比較例との明らかな有
意差が認められた。
【００３６】
【発明の効果】本発明に係る酸化チタン微粒子の分散ゲ
ルおよび溶液の製造方法は、前記のように構成されてお
り、沈殿物の洗浄や数百℃以上の加熱工程が含まれない
ので、従来法に比較して環境負荷を大幅に軽減できる効
果を奏する。また、調製に用いる希釈用液体の組成を変
えるだけでアナターゼとルチルを作り分けることがで
き、かつ、両者の含有率を任意に制御できるので、アナ
ターゼとルチルを別工程で生成した後に両者を混合する
方法に比較して混合のための手間が省け経済的であるば
かりでなく、極めて均一な混合物が得られる点で優れた
効果を奏する。更に、通常、後工程でゲル化する場合に
加えられるゲル化剤を本発明にかかる製造方法において
は、添加する必要がないので高純度のゲルないし分散溶
液が得られる。よって、本発明に係る酸化チタン微粒子
の分散ゲルおよび溶液は、不純物による悪影響が少な
く、酸化チタン微粒子が有する浄化作用、有機物分解、
抗菌分解・防かび、親水性その他の機能がより有効に発
揮される効果を奏する。
ルおよび溶液の製造方法は、前記のように構成されてお
り、沈殿物の洗浄や数百℃以上の加熱工程が含まれない
ので、従来法に比較して環境負荷を大幅に軽減できる効
果を奏する。また、調製に用いる希釈用液体の組成を変
えるだけでアナターゼとルチルを作り分けることがで
き、かつ、両者の含有率を任意に制御できるので、アナ
ターゼとルチルを別工程で生成した後に両者を混合する
方法に比較して混合のための手間が省け経済的であるば
かりでなく、極めて均一な混合物が得られる点で優れた
効果を奏する。更に、通常、後工程でゲル化する場合に
加えられるゲル化剤を本発明にかかる製造方法において
は、添加する必要がないので高純度のゲルないし分散溶
液が得られる。よって、本発明に係る酸化チタン微粒子
の分散ゲルおよび溶液は、不純物による悪影響が少な
く、酸化チタン微粒子が有する浄化作用、有機物分解、
抗菌分解・防かび、親水性その他の機能がより有効に発
揮される効果を奏する。
【図１】実施例１において生成したゲルの乾燥物につい
てのＸ線回折図である。
てのＸ線回折図である。
【図２】実施例２において生成したゲルの乾燥物につい
てのＸ線回折図である。
てのＸ線回折図である。
【図３】実施例３において生成したゲルの乾燥物につい
てのＸ線回折図である。
てのＸ線回折図である。
【図４】実施例４において生成したルチル微粒子分散溶
液中のルチル微粒子の粒径分布曲線である。
液中のルチル微粒子の粒径分布曲線である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ // Ｃ０９Ｄ 1/00 Ｃ０９Ｄ 1/00 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01G 23/053 B01J 35/02 C09D 5/00
Claims (13)
- 【請求項１】チタン化合物にアルコール系溶媒を加えて
溶液を製造する工程と、前記溶液に過酸化水素を加えて
得た溶液を水、アルコール系溶媒又はこれらを任意の割
合に混合した希釈用液体の群より選ばれる何れか一種の
希釈用液体によって希釈する工程と、前記希釈した液体
を加熱処理する工程と、斯かる加熱処理工程において、
前記希釈用液体の種類に対応してアナターゼ微粒子およ
びルチル微粒子並びにこれらの混合物からなる酸化チタ
ン微粒子の群より選ばれる何れか一種の酸化チタン微粒
子が生成する工程と、を備えた酸化チタン微粒子の分散
ゲルの製造方法。 - 【請求項２】チタン化合物にアルコール系溶媒を加えて
溶液を製造する工程と、前記溶液に過酸化水素を加えて
得た溶液を希釈用液体である水によって希釈する工程
と、前記希釈した液体を加熱処理する工程と、斯かる加
熱処理工程において、前記希釈用液体の種類に対応して
ルチル微粒子を主体とする酸化チタン微粒子が生成する
工程と、を備えた酸化チタン微粒子の分散ゲルの製造方
法。 - 【請求項３】チタン化合物にアルコール系溶媒を加えて
溶液を製造する工程と、前記溶液に過酸化水素を加えて
得た溶液を希釈用液体であるアルコール系溶媒によって
希釈する工程と、前記希釈した液体を加熱処理する工程
と、斯かる加熱処理工程において、前記希釈用液体の種
類に対応してアナターゼ微粒子を主体とする酸化チタン
微粒子が生成する工程と、を備えた酸化チタン微粒子の
分散ゲルの製造方法。 - 【請求項４】チタン化合物にアルコール系溶媒を加えて
溶液を製造する工程と、前記溶液に過酸化水素を加えて
得た溶液を希釈用液体である水とアルコール系溶媒の混
合液体によって希釈する工程と、前記希釈した液体を加
熱処理する工程と、斯かる加熱処理工程において、前記
希釈用液体の水とアルコール系溶媒の混合比率を変える
ことによって、水とアルコール系溶媒の混合比率に対応
してアナターゼ微粒子とルチル微粒子の含有割合が制御
された酸化チタン微粒子が 生成する工程と、を備えた酸
化チタン微粒子の分散ゲルの製造方法。 - 【請求項５】前記チタン化合物がチタンアルコキシドで
あることを特徴とする請求項１，２，３または４の何れ
か１項に記載のゲルの製造方法。 - 【請求項６】前記アルコール系溶媒がメタノール、エタ
ノール、１−プロパノール、２−プロパノール、ｔ−ブ
タノールおよびこれらの混合物からなる群より選ばれる
任意の一種のアルコールであることを特徴とする請求項
１，２，３または４の何れか１項に記載のゲルの製造方
法。 - 【請求項７】前記加熱処理の条件が４０℃ないし８０℃
で２００時間ないし１２時間または８０℃ないし２００
℃で１２時間ないし３０分間の何れかであることを特徴
とする請求項１，２，３または４の何れか１項に記載の
ゲルの製造方法。 - 【請求項８】前記酸化チタン微粒子の平均粒径が０．０
１μｍないし０．１５μｍであることを特徴とする、請
求項１，２，３，４，５，６または７の何れか１項に記
載の方法により製造されるゲル。 - 【請求項９】請求項１，２，３，４，５，６または７の
何れか１項に記載の方法により製造されるゲルに過酸化
水素水を加えることによって解こうしてなる、アナター
ゼ微粒子およびルチル微粒子並びにこれらの混合物から
なる群より選ばれる少なくとも一種の酸化チタン微粒子
が分散してなることを特徴とする分散溶液の製造方法。 - 【請求項１０】請求項１，２，３，４，５，６または７
の何れか１項に記載の方法により製造されるゲルを水中
へ浸漬しゲルに含まれる有機物を水に置換させた後、該
ゲルに過酸化水素水を加えることによって解こうしてな
る、アナターゼ微粒子およびルチル微粒子並びにこれら
の混合物からなる群より選ばれる任意の一種の酸化チタ
ン微粒子が分散してなることを特徴とする分散溶液。 - 【請求項１１】前記酸化チタン微粒子の平均粒径が０．
０１μｍないし０．１５μｍであることを特徴とする、
請求項９または１０記載の方法により製造される分散溶
液。 - 【請求項１２】請求項９または１０記載の方法により製
造される分散溶液に５重量％を越えない量の親水性重合
体を加えることによって酸化チタン微粒子の分散性が改
良してなることを特徴とする酸化チタン微粒子の分散溶
液。 - 【請求項１３】前記親水性重合体が、ポリビニルアルコ
ール、ポリエチレングリコール、メチルセルロース、カ
ルボキシメチルセルロースおよびポリビニルピロリドン
からなる群より選ばれる少なくとも一種からなることを
特徴とする請求項１２記載の酸化チタン微粒子の分散溶
液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11354179A JP3137623B1 (ja) | 1999-12-14 | 1999-12-14 | 酸化チタン微粒子の分散ゲル及び溶液並びにそれらの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11354179A JP3137623B1 (ja) | 1999-12-14 | 1999-12-14 | 酸化チタン微粒子の分散ゲル及び溶液並びにそれらの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3137623B1 true JP3137623B1 (ja) | 2001-02-26 |
| JP2001172019A JP2001172019A (ja) | 2001-06-26 |
Family
ID=18435829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11354179A Expired - Fee Related JP3137623B1 (ja) | 1999-12-14 | 1999-12-14 | 酸化チタン微粒子の分散ゲル及び溶液並びにそれらの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3137623B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ303438B6 (cs) * | 2008-05-27 | 2012-09-12 | Ústav chemických procesu Akademie ved CR | Zpusob prípravy oxidu titanicitého |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4972268B2 (ja) * | 2002-03-07 | 2012-07-11 | 日立化成工業株式会社 | 酸化チタン膜形成用液体、酸化チタン膜の形成法、酸化チタン膜及び光触媒性部材 |
| US7175825B2 (en) | 2003-12-04 | 2007-02-13 | Sundecor Co., Ltd. | Method of producing titania solution |
| JP4628010B2 (ja) * | 2004-04-14 | 2011-02-09 | ダイセル化学工業株式会社 | 酸化チタンの精製方法 |
| KR100627621B1 (ko) | 2004-11-19 | 2006-09-25 | 한국화학연구원 | 루타일형 티타니아 나노 졸의 제조방법 |
| JP4953582B2 (ja) * | 2005-03-25 | 2012-06-13 | フマキラー株式会社 | ハウスダスト処理剤 |
| JP4531797B2 (ja) * | 2006-09-01 | 2010-08-25 | 勇仁 藤田 | 金属酸化物担持多孔質体の製造方法 |
| KR100982074B1 (ko) * | 2007-08-22 | 2010-09-13 | 광주과학기술원 | 습식공정이 가능한 다기능의 금속 산화물 용액, 이의제조방법 및 이를 이용하는 유기태양전지 |
| JP5004087B2 (ja) * | 2007-10-31 | 2012-08-22 | 長宗産業株式会社 | 金属化合物含有ゲル、金属化合物含有液体、金属化合物および金属化合物膜の製造方法 |
| JP5317486B2 (ja) * | 2008-01-31 | 2013-10-16 | 日揮触媒化成株式会社 | ルチル型酸化チタン微粒子の製造方法 |
| JP4868417B2 (ja) * | 2008-02-14 | 2012-02-01 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 半導体光触媒 |
-
1999
- 1999-12-14 JP JP11354179A patent/JP3137623B1/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ303438B6 (cs) * | 2008-05-27 | 2012-09-12 | Ústav chemických procesu Akademie ved CR | Zpusob prípravy oxidu titanicitého |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001172019A (ja) | 2001-06-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6576589B1 (en) | Method for making anatase type titanium dioxide photocatalyst | |
| JP4803180B2 (ja) | 酸化チタン系光触媒とその製造方法及び用途 | |
| CN100998937B (zh) | 氟掺杂锐钛矿型TiO2溶胶光催化剂的制备方法 | |
| JP2783417B2 (ja) | ルチル型酸化チタンゾルの製造法 | |
| CN107935039B (zh) | 一种二氧化钛水性溶胶的制备方法 | |
| KR101265781B1 (ko) | 결정질 이산화티타늄 코어-비정질 이산화티타늄 쉘 형태의 이산화티타늄 광촉매, 그 제조방법 및 상기 이산화티타늄 광촉매를 포함한 친수성 코팅제 | |
| JP3137623B1 (ja) | 酸化チタン微粒子の分散ゲル及び溶液並びにそれらの製造方法 | |
| Jyothi et al. | Non-metal (oxygen, sulphur, nitrogen, boron and phosphorus)-doped metal oxide hybrid nanostructures as highly efficient photocatalysts for water treatment and hydrogen generation | |
| CN102500351B (zh) | 一种基于TiO2的纳米复合叠层薄膜及其制备方法 | |
| KR100678524B1 (ko) | 티타니아 용액의 제조방법 | |
| CN110201655B (zh) | 一种一步法制备中空TiO2纳米微球的方法及应用 | |
| CN108295827A (zh) | 一种石墨烯负载可见光响应二氧化钛的方法 | |
| JP3755852B2 (ja) | 光触媒活性を有する透明被膜形成用塗布液および透明被膜付基材 | |
| CN105439198B (zh) | 一种高乙醇/水分散性纳米二氧化钛粉体的制备方法 | |
| JP5212353B2 (ja) | 可視光応答型酸化チタン系微粒子分散液およびその製造方法 | |
| CN106268728A (zh) | 一种可见光响应纳米二氧化钛光催化剂的制备方法 | |
| JP4849778B2 (ja) | 抗菌性消臭剤およびその製造方法 | |
| CN1201769A (zh) | 铁酸锌－二氧化钛纳米复合材料及其制备方法 | |
| CN104909405A (zh) | 基于纤维素基模板的纺锤形纳米二氧化钛及其制备方法 | |
| CN109775756A (zh) | 一种高热稳定性锐钛相纳米二氧化钛的合成方法 | |
| CN105597726A (zh) | 一种复合光触媒水溶胶 | |
| CN105107504A (zh) | 一种光触媒/氧化铜复合光催化材料的制备方法 | |
| JPH06650B2 (ja) | 酸化チタン・酸化セリウム複合系ゾルおよびこのゾルから形成された透明薄膜 | |
| CN100345767C (zh) | 可见光型二氧化钛纳米粉体溶胶合成方法 | |
| CN108892167B (zh) | 一种二维二氧化钛晶型、溶胶及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |