JP5611098B2 - 酸化チタン−ポリアニリン複合体 - Google Patents
酸化チタン−ポリアニリン複合体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5611098B2 JP5611098B2 JP2011075533A JP2011075533A JP5611098B2 JP 5611098 B2 JP5611098 B2 JP 5611098B2 JP 2011075533 A JP2011075533 A JP 2011075533A JP 2011075533 A JP2011075533 A JP 2011075533A JP 5611098 B2 JP5611098 B2 JP 5611098B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- titanium oxide
- polyaniline
- complex
- particulate
- tube
- 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
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Description
項1.チューブ状又はファイバー状のポリアニリンの表面が、粒子状酸化チタン(A)が連なってなる被覆層で被覆されてなることを特徴とするチューブ状又はファイバー状の酸化チタン−ポリアニリン複合体。
項2.比表面積が30m2/g以上である項1に記載の酸化チタン−ポリアニリン複合体。
項3.粒子状酸化チタン(A)が、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、ブルッカイト型酸化チタン又はアモルファス酸化チタンを含む項1又は2に記載の酸化チタン−ポリアニリン複合体。
項4.粒子状酸化チタン(A)が、アナターゼ型酸化チタンを含む項1〜3のいずれかに記載の酸化チタン−ポリアニリン複合体。
項5.重金属含有量が1000ppm以下である、項1〜4のいずれかに記載の酸化チタン−ポリアニリン複合体。
項6.前記酸化チタン−ポリアニリン複合体の長軸に直交する平均直径が10〜500nmであり、前記酸化チタン−ポリアニリン複合体の長軸の平均長さが0.1〜100μmである項1〜5のいずれかに記載の酸化チタン−ポリアニリン複合体。
項7.前記ポリアニリンの長軸に直行する平均直系が8〜450nmであり、前記ポリアニリンの長軸の平均長さが0.1〜100μmである項1〜6のいずれかに記載の酸化チタン-ポリアニリン複合体。
項8.粒子状酸化チタン(A)の平均粒子径が1〜100nmである項1〜7のいずれかに記載の酸化チタン−ポリアニリン複合体。
項9.10MPa圧力下での粉体抵抗が1×107Ω・m以下である項1〜8のいずれかに記載の酸化チタン−ポリアニリン複合体。
項10.チューブ状又はファイバー状のポリアニリンの表面に、チタンフルオロ錯体からの析出反応により、粒子状酸化チタン(A)が連なってなる被覆層を形成する工程
を備える、項1〜9のいずれかに記載の酸化チタン−ポリアニリン複合体の製造方法。
項11.チタンフルオロ錯体が(NH4)2TiF6、H2TiF6、Na2TiF6、K2TiF6及びTiF4よりなる群から選ばれる少なくとも1種である、項10に記載の製造方法。
項12.前記被覆層を形成する工程が、フッ化物イオン捕捉剤の共存下に行われる、項10又は11に記載の製造方法。
項13.さらに、得られた酸化チタン−ポリアニリン複合体を純水又はpH7以下の水溶液で洗浄する工程を備える、項10〜12のいずれかに記載の製造方法。
項14.さらに、得られた酸化チタン−ポリアニリン複合体を、100℃以上で乾燥処理を施す工程を備える、項10〜13のいずれかに記載の製造方法。
項15.平均粒子径が20nm以下の粒子状酸化チタン(B)を含む酸化チタンゾルと接触させ、チューブ状又はファイバー状のポリアニリンの表面に、粒子状酸化チタン(A)が連なってなる被覆層を形成する工程
を備える、項1〜9のいずれかに記載の酸化チタン−ポリアニリン複合体の製造方法。
項16.項1〜9のいずれかに記載の酸化チタン−ポリアニリン複合体を電極基板上に含有する光電変換素子。
本発明の酸化チタン−ポリアニリン複合体は、チューブ又はファイバー状のポリアニリンの表面が、粒子状酸化チタン(A)が連なってなる被覆層で被覆されてなる酸化チタン被覆ポリアニリンである。
本発明で使用するチューブ状又はファイバー状のポリアニリンとしては、特に制限はない。市販のポリアニリンを使用してもよいし、合成してもよい。このチューブ状又はファイバー状のポリアニリンは、導電性を有することが好ましい。
(I)酸化重合法
チューブ状又はファイバー状のポリアニリンの合成方法は、特に制限されない。例えば、アニリン又はその誘導体を、溶媒に溶解させた後に、当該アニリン又はその誘導体を重合させてもよい。
本発明において、チューブ状又はファイバー状のポリアニリンは、電解重合法で合成してもよい。具体的には、アニリン又はその誘導体を酸性溶液中に溶解させ、電解重合(好ましくは反復酸化的な電解重合)を行えばよい。
被覆層は、粒子状酸化チタン(A)が連なってなる。
本発明の酸化チタン−ポリアニリン複合体は、上述したように、チューブ又はファイバー状のポリアニリンの表面が、粒子状酸化チタン(A)が連なってなる被覆層で被覆されている。これにより、本発明のチューブ状又はファイバー状の酸化チタン−ポリアニリン複合体の表面には、微細な凹凸が存在している。表面に微細な凹凸を有する酸化チタン−ポリアニリン複合体を色素増感太陽電池用として使用すれば、色素を多量に担持し、入射した光を効率よく吸収できる。そして、効率よく電子を発生させることができる。また、芯材となるポリアニリンが導電性の場合には、このポリアニリンを通して、電子を効率よく透明電極に運ぶことができる。
本発明において、チューブ状又はファイバー状のポリアニリンの表面に、粒子状酸化チタン(A)が連なってなる被覆層を形成する方法は、特に制限されない。例えば、容易な方法として、粒子状酸化チタン(B)を含む酸化チタンゾル、四塩化チタン溶液、硫酸チタン溶液、硫酸チタニル溶液等をチューブ状又はファイバー状のポリアニリンと接触させる湿式法が挙げられる。
チタンフルオロ錯体からの析出方法とは、チューブ状又はファイバー状のポリアニリンを、チタンフルオロ錯体を含む反応液とを接触させ、チューブ状又はファイバー状のポリアニリンの表面に、粒子状酸化チタン(A)が連なってなる被覆層を形成する方法である。具体的には、これに限定されるわけではないが、チューブ状又はファイバー状のポリアニリンの分散液を、チタンフルオロ錯体を含む反応液中に浸漬すればよい。また、チューブ状又はファイバー状のポリアニリンの分散液にチタンフルオロ錯体又はチタンフルオロ錯体の水溶液を添加してもよい。
粒子状酸化チタン(B)を含む酸化チタンゾルを用いる湿式法とは、チューブ状又はファイバー状のポリアニリンを、粒子状酸化チタン(B)を含む酸化チタンゾルと接触させ、チューブ状又はファイバー状のポリアニリンの表面に、粒子状酸化チタン(A)が連なってなる被覆層を形成する方法である。具体的には、これに限定されるわけではないが、チューブ状又はファイバー状のポリアニリンを、粒子状酸化チタン(B)を含む酸化チタンゾル中に浸漬すればよい。
本発明の酸化チタン−ポリアニリン複合体は、例えば、色素増感太陽電池等の光電変換素子、光触媒、センサー、樹脂強化材等に使用できる。本発明の酸化チタン−ポリアニリン複合体は、高い光活性を有している。そのため、本発明の酸化チタン−ポリアニリン複合体を色素増感太陽電池等の光電変換素子に使用する場合は、負極の酸化チタン層に混合することにより、導電補助材として使用することもできるし、正極の立体的な構造を有する触媒層に用いることもできる。
水500gにアニリン5gを加え、さらに氷冷しながら(±)−しょうのうスルホン酸6.23gを加えて15分撹拌した。過硫酸アンモニウム12.4gを加え、1分撹拌した後25時間静置した(アニリン:0.107mol/l、(±)−しょうのうスルホン酸:0.054mol/l、過硫酸アンモニウム:0.109mol/l)。得られた濃緑色の反応液を減圧ろ過し、1Lの水で3回水洗を行い、200℃で真空乾燥を行うことにより、4.7gの濃緑色固体を得た。この固体を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察したところ、平均外径約200nm、平均長さ約2μm、平均アスペクト比約10、平均内径約10nmのチューブ状のポリアニリンを確認できた。なお、図1は、当該チューブ状ポリアニリンの電子顕微鏡(SEM)写真である。
投入するポリアニリンを0.04g(モル濃度は0.029mol/l)とすること以外は実施例1と同様にして実験を行った。
水500gにアニリン5gを加え、さらに氷冷しながらS−(+)−しょうのうスルホン酸5.5gを加えて15分撹拌した。過硫酸アンモニウム12.4gを加え、1分撹拌した後15時間静置した(アニリン:0.107mol/l、S−(+)−しょうのうスルホン酸:0.047mol/l、過硫酸アンモニウム:0.109mol/l)。得られた濃緑色の反応液を減圧ろ過し、1Lの水で3回水洗を行い、200℃で真空乾燥を行うことにより、4.8gの濃緑色固体を得た。この固体を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察したところ、平均外径約250nm、平均長さ約2μm、平均アスペクト比約8、平均内径約10nmのチューブ状のポリアニリンを確認できた。
酸化チタンを含むゾルの代わりに、平均粒子径10nmのアナターゼ型酸化チタンナノ粒子5gを水100mlに分散させた液を用いて、実施例3と同様に行った。得られた固体をSEMで観察したが、チューブ状のポリアニリンの表面は酸化チタンで被覆されておらず、単なる混合物となっていた。
酸化チタンを含むゾルの代わりに、チタンイソプロポキシドの5重量%イソプロパノール溶液を用いて実施例3と同様に、チューブ状のポリアニリンの表面に酸化チタンを被覆した。
カーボンナノチューブ(大阪ガス製・直径30nm、長さ10μm)を90℃濃硫酸で6時間処理し、純水でpH5以上まで洗浄し、150℃で真空乾燥を行った。この表面を親水化したカーボンナノチューブ0.4gを60gのポリエチレンオキサイドアルキルアミン5wt%水溶液に加え、5分間超音波分散を行った。その後、1Mの(NH4)2TiF6水溶液30gと1Mホウ酸水溶液60gを加え、24時間静置したところ、酸化チタンで被覆されたカーボンナノチューブ(平均外径約125nm、平均長さ約5 μm、平均アスペクト比約40、平均内径約12nm)が1.5g得られた。
実施例1で得られた酸化チタン−ポリアニリン複合体と、酸化チタンで被覆していないチューブ状ポリアニリンそれぞれ0.1gを水5gに加え、超音波分散を行った。その結果、前者は水に分散して粘度の低い分散液となったが、後者は水に分散せず、不均一で粘度の高い混合物となった。
Claims (16)
- チューブ状又はファイバー状のポリアニリンの表面が、粒子状酸化チタン(A)が連なってなる被覆層で被覆されてなることを特徴とするチューブ状又はファイバー状の酸化チタン−ポリアニリン複合体。
- 比表面積が30m2/g以上である請求項1に記載の酸化チタン−ポリアニリン複合体。
- 粒子状酸化チタン(A)が、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、ブルッカイト型酸化チタン又はアモルファス酸化チタンを含む請求項1又は2に記載の酸化チタン−ポリアニリン複合体。
- 粒子状酸化チタン(A)が、アナターゼ型酸化チタンを含む請求項1〜3のいずれかに記載の酸化チタン−ポリアニリン複合体。
- 重金属含有量が1000ppm以下である、請求項1〜4のいずれかに記載の酸化チタン−ポリアニリン複合体。
- 前記酸化チタン−ポリアニリン複合体の長軸に直交する平均直径が10〜500nmであり、前記酸化チタン−ポリアニリン複合体の長軸の平均長さが0.1〜100μmである請求項1〜5のいずれかに記載の酸化チタン−ポリアニリン複合体。
- 前記ポリアニリンの長軸に直交する平均直径が8〜450nmであり、前記ポリアニリンの長軸の平均長さが0.1〜100μmである請求項1〜6のいずれかに記載の酸化チタン-ポリアニリン複合体。
- 粒子状酸化チタン(A)の平均粒子径が1〜100nmである請求項1〜7のいずれかに記載の酸化チタン−ポリアニリン複合体。
- 10MPa圧力下での粉体抵抗が1×107Ω・m以下である請求項1〜8のいずれかに記載の酸化チタン−ポリアニリン複合体。
- チューブ状又はファイバー状のポリアニリンの表面に、チタンフルオロ錯体からの析出反応により、粒子状酸化チタン(A)が連なってなる被覆層を形成する工程
を備える、請求項1〜9のいずれかに記載の酸化チタン−ポリアニリン複合体の製造方法。 - チタンフルオロ錯体が(NH4)2TiF6、H2TiF6、Na2TiF6、K2TiF6及びTiF4よりなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項10に記載の製造方法。
- 前記被覆層を形成する工程が、フッ化物イオン捕捉剤の共存下に行われる、請求項10又は11に記載の製造方法。
- さらに、得られた酸化チタン−ポリアニリン複合体を純水又はpH7以下の水溶液で洗浄する工程を備える、請求項10〜12のいずれかに記載の製造方法。
- さらに、得られた酸化チタン−ポリアニリン複合体を、100℃以上で乾燥処理を施す工程を備える、請求項10〜13のいずれかに記載の製造方法。
- 平均粒子径が20nm以下の粒子状酸化チタン(B)を含む酸化チタンゾルと接触させ、酸化チタンゾル中の粒子状酸化チタン(B)が、同じ平均粒子径を保ってポリアニリンの表面の粒子状酸化チタン(A)となり、チューブ状又はファイバー状のポリアニリンの表面に、粒子状酸化チタン(A)が連なってなる被覆層を形成する工程
を備える、請求項1〜9のいずれかに記載の酸化チタン−ポリアニリン複合体の製造方法。 - 請求項1〜9のいずれかに記載の酸化チタン−ポリアニリン複合体を電極基板上に含有する光電変換素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011075533A JP5611098B2 (ja) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | 酸化チタン−ポリアニリン複合体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011075533A JP5611098B2 (ja) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | 酸化チタン−ポリアニリン複合体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012207178A JP2012207178A (ja) | 2012-10-25 |
JP5611098B2 true JP5611098B2 (ja) | 2014-10-22 |
Family
ID=47187198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011075533A Expired - Fee Related JP5611098B2 (ja) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | 酸化チタン−ポリアニリン複合体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5611098B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101449849B1 (ko) * | 2013-05-08 | 2014-10-15 | 한국원자력연구원 | 염료감응 태양전지용 전극 및 이의 제조방법 |
DE102015122788A1 (de) | 2015-12-23 | 2017-06-29 | Leibniz-Institut Für Neue Materialien Gemeinnützige Gmbh | Verfahren zur Herstellung von leitfähigen Strukturen |
CN114874437A (zh) * | 2021-02-05 | 2022-08-09 | 贵州电网有限责任公司 | 一种聚苯胺氧化石墨烯复合材料的制备方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002241522A (ja) * | 2001-02-21 | 2002-08-28 | Sustainable Titania Technology Inc | 導電性高分子による汚染防止、汚染流体の浄化又はラジカル発生方法及び装置、並びにそのための導電性高分子及び構造体 |
JP5660952B2 (ja) * | 2011-03-30 | 2015-01-28 | 大阪瓦斯株式会社 | 酸化チタン−カーボン複合体の製造方法 |
JP5717500B2 (ja) * | 2011-03-30 | 2015-05-13 | 大阪瓦斯株式会社 | 酸化チタンナノチューブの製造方法 |
-
2011
- 2011-03-30 JP JP2011075533A patent/JP5611098B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012207178A (ja) | 2012-10-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9409790B2 (en) | Titanium oxide structure and porous titanium oxide composition | |
US20110083737A1 (en) | Titanium oxide-covered carbon fiber and porous titanium oxide-covered carbon material composition | |
JP4633179B2 (ja) | 酸化チタン構造体 | |
JP5717500B2 (ja) | 酸化チタンナノチューブの製造方法 | |
JP4633180B2 (ja) | 多孔質酸化チタン組成物 | |
JP5754889B2 (ja) | 酸化チタン構造体 | |
JP4558084B2 (ja) | 酸化チタン被覆炭素繊維 | |
JP5642007B2 (ja) | 酸化チタン構造体 | |
JP5611098B2 (ja) | 酸化チタン−ポリアニリン複合体 | |
JP2008021582A (ja) | 色素増感型光電変換素子 | |
JP6049281B2 (ja) | 高導電性酸化チタン構造体 | |
JP4558085B2 (ja) | 多孔質酸化チタン被覆炭素材料組成物 | |
TWI510497B (zh) | An additive for an electrolyte composition and an electrolyte composition using the same and a dye-sensitized solar cell | |
JP5660952B2 (ja) | 酸化チタン−カーボン複合体の製造方法 | |
JP2014165090A (ja) | 光電変換素子用ペースト組成物、並びにそれを用いた光電変換素子用電極及び光電変換素子 | |
JP5979936B2 (ja) | 白金担持酸化チタン担体 | |
JP6328365B2 (ja) | 高結晶性高比表面積酸化チタン構造体 | |
JP4804050B2 (ja) | 光電変換素子 | |
JP2011165615A (ja) | 光電変換素子およびその製造方法 | |
JP2008021581A (ja) | 色素増感型光電変換素子 | |
JP4947951B2 (ja) | チタン酸化物電極、その製造方法および光電変換素子 | |
JP6032915B2 (ja) | 光電変換素子用多孔質酸化物半導体層及びその製造方法 | |
JP5889006B2 (ja) | 電解質ゲル及び光電変換素子 | |
JP2013196948A (ja) | 正極セパレータ一体型電極及び光電変換素子 | |
JP2014165161A (ja) | 光電変換素子の製造方法及び光電変換効率を向上させる方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131129 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140418 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140513 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140714 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140805 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140902 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5611098 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |