JPH01135842A - 光触媒固定膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、半導体粉末を多孔性高分子膜に固定した光触
媒機能を有するものである。

［従来技術］ 半導体触媒は当初、水を分解して水素を製造する目的で
開発されたが、その後、各種の応用が試みられている。

例えば、有機化合物の酸化や不飽和化合物の水素化等の
有機合成、また廃水中の難分解性有機化合物の分解、金
属イオンの除去等の廃水処理が行なわれている。

現在、このような利用では、半導体は粉末状で用いられ
ている。触媒を粉末状で用いることの特徴は、表面積が
大きく、従って単位重量当たりの触媒効果が大きくなる
ことである。しかし粉末状では、反応が終了した後に、
何らかの方法で半導体を除いて、反応生成物あるいは反
応残留物を分離する必要がある。

このため、連続的に反応を行なうことが難しく、このこ
とが半導体触媒の実用化を妨げる大きな要因となってい
る。

［目的］ 本発明は、上記従来技術の欠点を克服し、半導体触媒を
流動系の中で用いることを可能とする技術を提供するこ
とを目的とする。

［構成］ 本発明によれば、光触媒機能を有する半導体固定膜が提
供される。

本発明の半導体固定膜は、アルコールやバイオマス等の
存在下で水を分解して、水素を製造することができる。

また廃水中の有機ハロゲン化合物や有機リン化合物、重
金属等の各種有害物質の除去に用いることができる。さ
らにベンゼンからフェノールの合成やグルコースとアン
モニアからのアミノ酸の合成、不飽和結合の水素化等の
有機合成に用いることができる。

本発明にはほとんどすべての半導体を用いることができ
、前記応用目的によって、適当に選択される。例えば、
水分解や不飽和化合物の水素化の目的には、二酸化チタ
ン、チタン酸ストロンチウム、硫化カドミウム等が用い
られる。特にこの目的には、これらの半導体に金属を担
持して用いることが必要である。この場合、担持する金
属としては、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム
、イリジウム、銅等があげられ、特に、白金やパラジウ
ムの使用が好ましい。貴金属の半導体への担持は文献記
載の光化学的方法（Ｂ、Ｋｒｅｕｔｌｅｒ、Ａ、Ｊ、Ｂ
ａｒｄ、Ｊ、Ａｍｅｒ、Ｃｈｅｍ、Ｓａｃ、、７８．４
３１７　（１９７８））、あるいは化学的還元法によっ
て行なうことができる。また公害物質の分解の目的には
、二酸化チタン、酸化タングステン、酸化亜鉛等が好ん
で用いられる。さらに有機合成における酸化反応の目的
には、酸化モリブデン、酸化亜鉛等が用いられる。

本発明の多孔性膜に用いる高分子としてはポリサルフォ
ン、ポリビニルアルコール、酢酸セルロース等が好まし
く、これらを適当な溶剤に溶解した後に、ポリビニルピ
ロリドンを加え混合する。

さらにこれに半導体の粉末を混合して製膜液を調製する
。この製膜液をキャストした後に、適当な方法でゲル化
し、水洗いして、乾燥する。ゲル化の方法は、水に不溶
性の高分子では冷水に浸漬してゲル化させるが、ポリビ
ニルアルコールのような水溶性高分子ではガラス板状に
膜を形成した後、乾燥、加熱処理したものを、酸性のホ
ルマリン液にいれて架橋して製膜したり、酸性のホルマ
リン液の塩飽和液の浸漬してゲル化することができる。

膜中の半導体と高分子の割合は、これによって触媒効率
や膜の強さが決定されるので重要であり、好ましい割合
は３０〜２００重量パーセントである。

［効果コ 本発明の光触媒固定膜は、前記したような各種の光反応
の触媒として使用され、特に流動系に組み込むことによ
り、連続的反応に用いることができる。

［実施例］ 次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

実施例１ ポリサルフォン（ＰＳ）２０ｇ、ポリビニルピロリドン
（ＰＶＰ）Ｌｏｇ、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）７
０ｍＱを共栓付三角フラスコにいれて、ポリマーを完全
に溶解した後、二酸化チタン（ＴｉＯよ）の微粉末をＰ
Ｓの５０％相当量いれて十分攪拌し、均一な製膜液を調
製した。ガラス板上に設置した１５０μスリツトのある
ホッパーにとの製膜液をいれ、ガラス板送り速度３印／
ｓｅｃでガラス板上に約１５０μの゛厚さで腹膜液をキ
ャストした。これを直ちに、冷水をいれた槽に浸漬しゲ
ル化した。槽から取り出した膜は流水中に約２０時間浸
漬し、残りの溶剤を洗い流した。

以上の操作により、ＴｉＯ２粉末の混入した多孔性の膜
が得られた。

実施例２ ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）１０ｇ、水９０ｍＱを
共栓付三角フラスコにいれて、加熱し、ＰＶＡを完全に
溶解した後、ＴｉＯ，の微粉末とＰＶＰ　１０　ｇを加
えて攪拌し、均一な製膜液を調製した。この液を実施例
１と同じようにガラス板上にキャストした。これを１０
％ホルマリン濃度飽和硫酸ソーダの硫酸酸性溶液にいれ
てゲル化した。２時間放置した後、膜を流水に浸漬し、
残りの溶剤を洗い流して、Ｔｉｅ２粉末の混入した膜を
作った。

実施例３ 実施例１で調製した半導体固定膜を、３０ｍＱ容のパイ
レックスガラス製のバイアルビンにいれ。

これに６．６ｐｐｍのトリクロロエチレンを含む水溶液
２３ｍＱを加え、ゴム栓をして、アルミニウムキャップ
で固定した、これを軽く攪拌しながら、５００Ｗの超高
圧水銀灯でパイレックス製窓付きの水フィルターを通し
て照射した。３０分照射後に、残留トリクロロエチレン
をヘッドスペース法によりガスクロマトグラフで分析し
た結果。

トリクロロエチレンは最初の３０％に減少していた。

実施例４ ＴｌＯ２の代わりに１％の白金を担持したＴｉＯ２を用
いた以外は実施例１と同様にして調製した半導体固定膜
を、実施例３と同様のバイアルビンにいれ、これに水と
エチルアルコールの１＝１溶液の２３ｍＱを加え、この
溶液に窒素を送入して溶存空気を除いた後に、ゴム栓を
し、１時間光照射した。ガスクロマトグラフで分析した
結果、４　ｍ　Ｑの水素が得られた。

実施例５ 実施例２で調製した半導体固定ポリビニルアルコール膜
について、実施例３と同様にして、１時間光照射した。

トリクロロエチレンは最初の５０％に減少していた。

吉留　　浩　　　　、′−Ｆ −ｊ：

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体粉末を保持した高分子膜。
2. （２）半導体が二酸化チタン、チタン酸ストロンチウム
   、硫化カドミウム、酸化タングステ ン等の酸化物及び硫化物半導体である特許 請求の範囲第１項記載の半導体固定膜。
3. （３）高分子膜がポリサルフォン、酢酸セルローズ、ポ
   リビニルアルコールである特許請求 の範囲第１項記載の半導体固定膜。
4. （４）高分子膜を多孔性として、触媒と溶液の接触を大
   きくした特許請求の範囲第１項記載 の半導体固定膜。