JP3747260B1 - 酸化チタン系ナノ生成物およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 粗粉砕された天然ルチル粗粉末を水熱合成処理すると共に、酸処理して製造した酸化チタン系ナノ生成物であって、この酸化チタン系ナノ生成物は、結晶性に優れたアナターゼ型ナノファイバーと、結晶性に優れたアナターゼ型ナノ粒子とが混合してなる酸化チタンナノファイバー・ナノ粒子複合粉末である。
【選択図】 図1
Description
また、酸化チタンの光触媒活性を向上させる方法として、酸化チタンの比表面積を増大させることが検討されている。例えば、酸化チタンをナノスケールのチューブ状の形態にする試みがなされている(例えば、特許文献1、特許文献2参照。)。また、ナノチューブに比較して高い熱的安定性が期待される、中実のナノファイバー状の形態にする等の試みもなされている。
次いで、前記原料容器を開蓋して生成物を含む液を酸水溶液で中和する。ここで、従来例(特許第3616927号)では、酸化チタンナノファイバーの構造を壊さないようにするため、希塩酸水溶液を用いて中和するが、本発明では塩酸水溶液を撹拌しながら、酸処理する。具体的には、水素イオン指数pHが0〜2の範囲の塩酸水溶液で処理する。より好ましくは水素イオン指数pHが0〜1、さらに好ましくは水素イオン指数pHが0付近の塩酸水溶液中で繰返し撹拌しながら酸処理することが重要である。
但し、凍結乾燥工程を経て乾燥させた生成物の場合には凝集が起こり難くなるため、解砕作業を行う必要がない。
しかしながら、本発明では酸性度が高いことによるナノファイバーの細分化(ナノ粒子化)がイオン交換と同時に進行する。イオン交換処理を行った後、ガラスろ過器を用いて吸引ろ過を行って白色の生成物を分離し、分離した白色の生成物を蒸留水を用いて繰返し洗浄(洗浄回数は3〜10回である。)した。なお、本実施例では、白色の生成物を分離するのに吸引ろ過法を採用したが、自然沈降や遠心分離等の手法によっても白色の生成物を分離することができるため、必要とする処理量やコストに応じて白色の生成物の分離法を選択すれば良い。
Claims (8)
- 粗粉砕された天然ルチル粗粉末を水熱合成処理すると共に、酸処理して製造した酸化チタン系ナノ生成物であって、結晶性に優れたアナターゼ型ナノファイバーと、結晶性に優れたアナターゼ型ナノ粒子とが均質に混合してなる酸化チタンナノファイバー・ナノ粒子複合粉末であることを特徴とする酸化チタン系ナノ生成物。
- 前記アナターゼ型ナノファイバーは直径が10〜100nm、かつ長さが1〜100μmであり、また前記アナターゼ型ナノ粒子は直径が5〜100nmである請求項1に記載の酸化チタン系ナノ生成物。
- 粗粉砕された天然ルチル粗粉末から酸化チタン系ナノ生成物を製造する酸化チタン系ナノ生成物の製造方法であって、前記粗粉砕された天然ルチル粗粉末を水熱合成処理すると共に、酸処理して、結晶性に優れたアナターゼ型ナノファイバーと、結晶性に優れたアナターゼ型ナノ粒子とが均質に混合してなる酸化チタンナノファイバー・ナノ粒子複合粉末を製造することを特徴とする酸化チタン系ナノ生成物の製造方法。
- 粗粉砕された天然ルチル粗粉末から結晶性に優れたアナターゼ型ナノファイバーと、結晶性に優れたアナターゼ型ナノ粒子とが均質に混合してなる酸化チタンナノファイバー・ナノ粒子複合粉末を製造する酸化チタン系ナノ生成物の製造方法であって、前記粗粉砕された天然ルチル粗粉末を入れたアルカリ溶液を140〜180℃の温度で保持する水熱合成処理工程と、この水熱合成処理工程で水熱合成処理された水熱合成処理溶液に酸性溶液を注入して水素イオン指数pHを0〜2の範囲に保持する酸処理工程と、この酸処理工程で酸処理された酸処理溶液中の生成物を水洗する水洗工程と、この水洗工程で水洗された生成物を灰色の生成物と白色の生成物とに分離する分離工程と、この分離工程で分離された白色の生成物を150〜200℃で乾燥する乾燥工程とからなることを特徴とする酸化チタン系ナノ生成物の製造方法。
- 前記水熱合成処理工程において、前記粗粉砕された天然ルチル粗粉末を入れたアルカリ溶液を140〜180℃の温度で保持する時間は、72〜120時間である請求項4に記載の酸化チタン系ナノ生成物の製造方法。
- 前記水熱合成処理工程で水熱合成された生成物を含むアルカリ液を、前記酸処理工程で酸処理する前に室温まで急冷する請求項4または5のうちの何れか一つの項に記載の酸化チタン系ナノ生成物の製造方法。
- 前記水洗工程において、酸処理工程で酸処理された酸処理溶液中の生成物を水洗する回数は、3〜10回である請求項4乃至6のうちの何れか一つの項に記載の酸化チタン系ナノ生成物の製造方法。
- 前記分離工程で分離された白色の生成物を凍結乾燥した後に、前記乾燥工程で乾燥させる請求項4乃至7のうちの何れか一つの項に記載の酸化チタン系ナノ生成物の製造方法。
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