JPH0649677A - Photocatalyst electrode, its production, method for promoting photocatalyst electrode reaction and method for cleaning the electrode - Google Patents

Photocatalyst electrode, its production, method for promoting photocatalyst electrode reaction and method for cleaning the electrode

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JPH0649677A
JPH0649677A JP20763792A JP20763792A JPH0649677A JP H0649677 A JPH0649677 A JP H0649677A JP 20763792 A JP20763792 A JP 20763792A JP 20763792 A JP20763792 A JP 20763792A JP H0649677 A JPH0649677 A JP H0649677A
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photocatalyst
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Shimizu
康 清水
Original Assignee
Toshiba Corp
株式会社東芝
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Abstract

PURPOSE:To produce a photocatalyst electrode stably held in a reactant, capable of uniformly irradiating the reactant with light and capable of efficiently absorbing a light energy, to promote the photocatalyst electrode reaction so that the reaction product is rapidly detached from the electrode surface and to easily clean off the contaminant stuck the electrode surface. CONSTITUTION:A porous photocatalyst electrode 21 is formed from a combination of a metal and a semiconductor. Both materials having a fine matrix structure are firmly joined to each other. The highly reductive material in the electrode 21 exhibits the polarity of an anode 22, and the highly oxidative material exhibits the polarity of a cathode 23. A cavity 24 is kept except in the joining region and used as a passage for the photocatalysis product.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は光触媒反応に用いられる光触媒電極、およびその製造方法、光触媒電極反応促進方法、光触媒電極洗浄方法に関する。 The present invention is a photocatalyst electrode used in the photocatalytic reaction FIELD OF THE INVENTION, and manufacturing method thereof, a photocatalyst electrode reaction promoting method relates to a photocatalyst electrode cleaning method.

【0002】 [0002]

【従来の技術】半導体と金属とからなる一対の電極のうち、該半導体部分に光を照射すると電極表面上で酸化・ Among of semiconductor and metal composed of a pair of electrodes, and oxidation on the semiconductor portion is irradiated with light on the surface of the electrode
還元反応が起こることが一般に知られている(「セラミックス」VOL21 ,NO4 ,P326〜333 川合知二,チタニアの光エネルギー変換作用) 。 The reduction reaction occurs is generally known ( "Ceramics" VOL21, NO4, P326~333 Tomoji Kawai, light energy conversion action of titania). たとえば、二酸化チタンと白金からなる一対の電極を電解質水溶液中に設置し、二酸化チタンに光を照射すると水を分解する作用があり、 For example, installing a pair of electrodes made of titanium dioxide and platinum in an electrolyte solution, has the effect of decomposing the by irradiation with light water to titanium dioxide,
(「Nature」VOL238, P37〜38、A.Fujishima and K.Ho ( "Nature" VOL238, P37~38, A.Fujishima and K.Ho
nda ,Electrochemical Photolysis of water ata semi nda, Electrochemical Photolysis of water ata semi
conductor electrode) 、このような現象はいわゆる本多・藤嶋効果と呼ばれて知られている。 conductor electrode), such phenomenon is known is called the so-called Honda-Fujishima effect. さらに、白金、 In addition, platinum,
パラジウムや酸化ルテニウムを担持した二酸化チタン粉末に光を照射すると、水が分解され水素と酸素が発生することが確認されている。 When irradiating light to the titanium dioxide powder carrying palladium and ruthenium oxide, the water is oxygen and hydrogen is decomposed is generated, has been confirmed. (「Chemical Physics Lette ( "Chemical Physics Lette
r 」VOL72 ,P87 〜89 T.Kawai andT.Sakata ,Photoca r "VOL72, P87 ~89 T.Kawai andT.Sakata, Photoca
talytic decomposition of gaseous water over Ti talytic decomposition of gaseous water over Ti
2 and TiO 2 −RuO 2 surfaces,1980)。 O 2 and TiO 2 -RuO 2 surfaces , 1980). 電極を微粉末にすることにより、光の吸収面積を大きくできると同時に、水との接触面積を大きくできることが知られている。 By the electrodes to a fine powder, and at the same time the absorption area of ​​light can be increased, it is known that the contact area with water can be increased.

【0003】さらに、電極を微粉末にしたことによる現象面の特徴は、二酸化チタン表面の電場勾配によって生じるエネルギーレベルの分布が粒径によって制限され、 [0003] Further features of the phenomenon surface due to the electrodes to a fine powder, the energy level of the distribution caused by the electric field gradient of the surface of titanium dioxide is limited by particle size,
電子と正孔が移動し易くなることである。 Electrons and holes is that is likely to move. 電極表面において、水は室温で水素と酸素とに分解される。 In the electrode surface, the water is decomposed into hydrogen and oxygen at room temperature.

【0004】半導体として二酸化チタン,担持金属として白金を用いた光触媒電極を例にとり、水の分解について以下に説明する。 [0004] taken of titanium dioxide as a semiconductor, a photocatalyst electrode using platinum as supported metal as an example will be described below of water. 図7は二酸化チタン1微粉末に白金2を担持させた光触媒電極3の模式図である。 Figure 7 is a schematic view of a photocatalyst electrode 3 of carrying platinum 2 to titanium 1 fine powder dioxide. この電極3は2種の材料で1対をなし、10分の数μmから数μ The electrode 3 forms a pair with two materials, several from several μm to 10 minutes μ
mの直径をもつ球状の微粉末であり、リード部をもたない。 A fine powder of spherical with a diameter of m, no lead portion. 二酸化チタン1に光4を照射すると、光4のエネルギーを二酸化チタン1が吸収し、二酸化チタン1の内部に電子5と正孔6が生成する。 Upon irradiation with light 4 in the titanium dioxide 1, the energy of light 4 Titanium dioxide 1 absorbs electrons 5 and holes 6 are produced in the interior of the titanium dioxide 1. その様子を図8に示す。 This is shown in Figure 8.
電極3を水7中あるいは水蒸気雰囲気中に置き、光4を照射すると価電子帯8にある電子5が伝導帯9へ励起されて価電子帯8には正孔6が生成する。 The electrode 3 placed in the water 7 or in a steam atmosphere, is irradiated with light 4 electrons 5 in the valence band 8 holes 6 are produced in the valence band 8 are excited to the conduction band 9. 生成した電子5 Generated electrons 5
および正孔6の一部は半導体表面に移動し、電子5は還元反応10、正孔6は酸化反応11に各々使われる。 And some holes 6 are moved to the semiconductor surface, electron 5 reduction 10, the hole 6 is used each oxidation 11. このとき、白金2は還元反応10を促進させるための触媒電極として作用する。 At this time, platinum 2 acts as a catalytic electrode for promoting the reduction reaction 10.

【0005】水の分散に用いる光触媒電極の模式図を図9に示す。 [0005] A schematic diagram of a photocatalyst electrode used in the dispersion of water shown in FIG. 光触媒電極3を水7あるいは電解質水溶液とともにガラスのフラスコに入れ、光4を照射すると、電極からガス(水素12および酸素13)が発生する。 A photocatalyst electrode 3 placed in a glass flask with water 7 or an electrolyte solution is irradiated with light 4, a gas (hydrogen 12, oxygen 13) is generated from the electrode.

【0006】そのほか光触媒作用として、この電極がさまざまな分野に応用されるものと考えられている。 [0006] Other photocatalysis, the electrode is considered to be applied to various fields. たとえば、有機物の分離、殺菌や脱臭などである。 For example, the separation of organic substances, sterilization and deodorization, and the like. いずれも金属を担持した半導体電極の強力な酸化・還元反応を利用した光触媒作用である。 Both a photocatalytic activity using a strong oxidation-reduction reaction of the semiconductor electrode carrying a metal.

【0007】 [0007]

【発明が解決しようとする課題】上記したように半導体と金属からなる光触媒電極は、微粉末の形で用いられている。 [0007] photocatalyst electrode comprising a semiconductor and a metal as described above is used in the form of a fine powder. この光触媒電極によって水あるいは水蒸気を分散するには、光触媒電極を光透過性の容器に入れて、水や水蒸気の中に保持しなければならない。 To disperse the water or steam by the photocatalyst electrode, put a photocatalyst electrode to a container of optical transparency must be maintained in the water or water vapor.

【0008】水の分解においては、一般に、微粉末電極を水と共にガラスの容器に入れて、容器を通して光照射する。 [0008] In the decomposition of water, generally, the fine powder electrodes in a container of glass with water, light irradiated through the container. 電極は水よりも比重が大きいので、ガラス容器の底に溜まることになる。 Since the electrode has a larger specific gravity than water, so that accumulates in the bottom of the glass container. したがって、電極の微粉末は厚く堆積し易く、電極全体として光を効率的に吸収することができない。 Therefore, the fine powder is easily deposited thick electrode, it is impossible to absorb light efficiently as the entire electrode.

【0009】また、水蒸気を分解するときには、微粉末電極を水蒸気中に保持しなければならない。 Further, when decomposing the water vapor must fine powder electrode held in a water vapor. たとえば、 For example,
光透過性の容器に電極微粉末を入れて、水蒸気を満たすか、光透過性の皿に電極微粉末を載せて、水蒸気中に保持する方法が採られる。 Put electrode powder on the light transparent container, meet or steam, by placing an electrode powder on the light-transmitting dishes are taken a method of holding the water vapor. このような場合にも、電極微粉末は底に堆積し易く、電極全体として光の効率的な吸収が難しくなる。 In such a case, the electrode powder is easily deposited on the bottom, efficient absorption of light becomes difficult as the entire electrode.

【0010】光触媒作用を利用した多くの反応系について、同様のことがいえる。 [0010] For many of the reaction system utilizing the photocatalytic action, the same is true. すなわち、光触媒電極の粉末は反応系の中に、堆積させるか薄く拡げるが、粉体ゆえに厚さにバラツキが生じ均一な厚さを保つのが極めて難しい。 That is, in the powder of the photocatalyst electrode reaction system, or thin spread but deposited, it is very difficult to maintain a uniform thickness resulting variation in thickness in the powder due. したがって、光を電極にむらなく照射し、効率的に光エネルギーを電極に吸収させることができない。 Therefore, light is irradiated evenly to the electrode, effectively can not be absorbed light energy into the electrode.

【0011】また、分散生成物が電極周辺に滞留することは、反応の進行上好ましくない。 Further, the dispersion product is retained in the peripheral electrode is advanced undesirable reactions. 反応を速やかに進行させるには速やかに電極表面に生成した分解生成物を離脱させ反応物と入れ換える必要がある。 The advancing rapidly and the reaction is required to replace the reactants to disengage the degradation products formed rapidly electrode surface.

【0012】また、塵あいや高沸点物質などによって光触媒電極が汚染されると、光の吸収能力が低下するので、随時、汚染物質を除去する必要がある。 Further, when the photocatalyst electrode by such dust Ai and high boilers is contaminated, the absorption capacity of the light is reduced from time to time, it is necessary to remove contaminants. しかし、粉体である光触媒電極の洗浄は、汚染物質と光触媒電極の分離が難しい。 However, cleaning of the photocatalyst electrode is powder, it is difficult separation of contaminants and the photocatalyst electrode. たとえば、塵あいと光触媒電極とを選り分けるのは難しい。 For example, it is difficult to sort out the dust Ai and the photocatalyst electrode.

【0013】そこで、本発明の目的は反応物の中に安定に保持して全体に行き届くよう光を照射し、効率よく光エネルギーを吸収できる光触媒電極およびその製造方法を提供することにある。 [0013] Therefore, an object of the present invention is to provide a photocatalyst electrode and a manufacturing method thereof is irradiated with light to be attentive to the entire stably held, can be absorbed efficiently light energy into the reactant. また、別の目的は反応生成物を電極表面から速やかに離脱させることができる光触媒電極反応促進方法を提供することにある。 Another object is to provide a photocatalytic electrode reaction promoting methods can be disengaged quickly and the reaction products from the electrode surface. さらに、別の目的は電極に付着して反応を低下させる汚染物質を容易に取り除くことのできる光触媒電極洗浄方法を提供することにある。 Furthermore, another object is to provide a photocatalyst electrode cleaning method can remove contaminants to lower the reaction was attached to the electrode easily.

【0014】 [0014]

【課題を解決するための手段】本発明に係る光触媒電極は内部に空隙を保って半導体と金属とからなる結合体を構成し、双方の材料が示す還元性あるいは酸化性に従い極性を決めるようにしたものである。 Photocatalyst electrode according to the present invention SUMMARY OF THE INVENTION constitute a conjugate consisting of a semiconductor and a metal while maintaining the voids therein, so as determine the polarity in accordance with reducing or oxidizing showing both materials one in which the.

【0015】また、光触媒媒極の製造方法は半導体微粉末と金属微粉末とを混合し、次に、その微粉末混合体を所望の形状に成形し、この後、成形形状を保って焼成するようにしたしたものである。 [0015] The manufacturing method of the photocatalyst Nakadachikyoku mixes the semiconductor fine powder and metallic powder, then the powder mixture was molded into a desired shape, and thereafter calcined while maintaining the formed shape it is obtained by the way.

【0016】さらに別の発明に係る光触媒電極の製造方法は半導体微粉末と金属微粉末とをバインダーとともに混合し、次に、その微粉末混合体を所望の形状に成形し、この後、成形形状を保って焼成し、このとき該バインダーを揮散させるようにしたものである。 The method of manufacturing a photocatalyst electrode was mixed with semiconductor fine powder and metallic powder together with a binder according to another aspect of the present invention, then, the fine powder mixture is molded into a desired shape, after which the molded shape calcined while maintaining the, in which so as to volatilize the binder this time.

【0017】また、本発明に係る光触媒電極の反応促進方法は光触媒作用を生じさせる流体中に光触媒電極を置いて反応を進行させるにあたり、流体を流動させるようにしたものである。 Further, the reaction promoting method of the photocatalyst electrode according to the present invention Upon the reaction to proceed at a photocatalyst electrode in a fluid to produce a photocatalytic effect is obtained by so as to flow the fluid.

【0018】さらに、別の発明に係る反応促進方法は光触媒作用を生じさせる流体中に光触媒電極を置いて反応を進行させるにあたり、光触媒電極を振動させるようにしたものである。 Furthermore, reaction accelerators method according to another aspect of the present invention Upon the reaction to proceed at a photocatalyst electrode in a fluid to produce a photocatalytic effect, in which the photocatalyst electrode was set to vibrate. また、別の発明に係る洗浄方法は光触媒電極に洗浄ガスあるいは洗浄液を噴射して電極汚染物質を取り除くようにしたものである。 The cleaning method according to another invention has as by spraying cleaning gas or cleaning liquid to the photocatalyst electrode removing electrodes contaminants.

【0019】 [0019]

【作用】本発明による光触媒電極は粉末を焼成したことにより、反応物の中に安定に保持できるようになる。 Photocatalyst electrode according DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention by firing the powder, it becomes possible to stably held in the reactants. すなわち、半導体および金属の粉末を混合し、型に収めて加熱炉で焼成することによって気孔率の高い多孔質体に焼き固める。 That is, mixed powders of semiconductor and metal, hardened tempered high porous body having porosity by sintering in a heating furnace contained in the mold. これにより比重量が低下し、容易に反応物の中に浮かせて保持することができる。 Thus specific weight is reduced, it is possible to hold easily float in the reactants.

【0020】また、特に、薄いシート状に焼成することにより、効率よく光を照射できるようになる。 Further, in particular, by firing into a thin sheet, it becomes possible to efficiently irradiate light. すなわち、半導体および金属の粉末を混合し薄板状に成形し、 That is, by mixing the powder of the semiconductor and the metal is formed into a thin plate,
光を電極の内部まで行き渡らせることができる。 It is possible to spread the light to the inside of the electrode.

【0021】また、本発明による光触媒電極の細孔を通過するよう反応物を流すことによって、反応生成物を電極表面から速やかに離脱させることができる。 Further, by flowing a reactant to pass through the pores of the photocatalyst electrode according to the present invention, it can be detached rapidly the reaction products from the electrode surface. さらに、 further,
光触媒電極を反応物中で振動させることによって、電極表面を清浄に保つことができる。 By vibrating the photocatalyst electrode reactant in, it is possible to keep the electrode surfaces clean. また、本発明による光触媒電極は洗浄ガスあるいは洗浄液の中で塵あいその他の汚染物質を容易に洗い流すことができる。 Further, the photocatalyst electrode according to the present invention can be washed out dust Ai other contaminants easily in the cleaning gas or cleaning fluid.

【0022】 [0022]

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の実施例について説明する。 EXAMPLES The following examples of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

【0023】図1は金属と半導体との結合体であり、多孔質の光触媒電極21を示す。 [0023] Figure 1 is a conjugate of a metal and a semiconductor, indicating a photocatalyst electrode 21 of the porous. 微細な金属と微細な半導体とがマトリックス構造をもって結合している。 Fine metal and a fine semiconductor is bonded with a matrix structure. 金属と半導体との組み合わせにより、還元性の強い方がアノード22になり、酸化性の強い方がカソード23となる。 The combination of metal and semiconductor, the stronger of reducing becomes the anode 22, the stronger oxidizing property becomes cathode 23.
本図ではカソード23の中にアノード22が分散させられた状態で一体化されている。 In this Figure the anode 22 into the cathode 23 are integrated in a state of being dispersed. この光触媒電極21を流動性の反応物中に保持すると、マトリックス構造の空隙24を反応物が自由に流動することができる。 When holding the photocatalyst electrode 21 in the reaction of the fluidity can reactant voids 24 of the matrix structure is free-flowing. この光触媒電極21に光を照射すると、アノード22上で還元反応を、カソード23上で酸化反応を繰り返し、光触媒作用を引き起こす。 When irradiating light to the photocatalyst electrode 21, a reduction reaction on the anode 22, repeated oxidation reaction on the cathode 23, causing a photocatalytic action. この光触媒反応の生成物もマトリックス構造の空隙24を自由に流動することができる。 The product of this photocatalytic reaction can also be free-flowing gaps 24 of the matrix structure. たとえば、この光触媒電極21に水中または水蒸気中で光を照射すると、アノード22上で酸素が生成すると同時に、カソード23上で水素が生成する。 For example, when irradiated with light in water or water vapor on the photocatalyst electrode 21, at the same time when the oxygen on the anode 22 to produce the hydrogen on the cathode 23 to generate.

【0024】このように成形された光触媒電極21は金属と半導体との結合が強まり、剛さが充分である。 The photocatalyst electrode 21 which is formed in this way is strengthened the bond between the metal and the semiconductor, is sufficient stiffness. これは宙に浮かせて保持することができるので、光触媒電極の全方向から光を吸収させることが可能になると同時に、光触媒電極21の全方向余すところなく反応物を流動させることができる。 Since this can be held floating in the air, and at the same time it is possible to absorb light from all directions of the photocatalyst electrodes, the omnidirectional exhaustive where no reaction of the photocatalytic electrode 21 can be flowed. したがって、効率よく光触媒電極21に光および反応物を供給させることができる。 Therefore, the light efficiently catalytic electrode 21 can be supplied light and reactants. また、反応物を光触媒電極21の一方向より流動させることにより、生成物の除去と反応物の供給を速やかにし、 Moreover, the reaction by flowing from one direction of the photocatalyst electrode 21, and immediately the supply of reactants and removal of products,
効率よく光触媒反応を生じさせることができる。 It can be generated efficiently photocatalytic reaction. たとえば、光触媒作用による水の分散においては、水中あるいは水蒸気中にこの光触媒電極21を保持してある方向を決めて水あるいは水蒸気を流動させることにより、新鮮な水あるいは水蒸気が常に光触媒電極21に供給される。 For example, the dispersion of water by photocatalytic action, by flowing water or steam to decide the direction of the water or water vapor are holding the photocatalyst electrode 21, fed to always photocatalyst electrode 21 is fresh water or water vapor It is. 光触媒反応で生成した水素と酸素は電極表面から速やかに取り除かれる。 Hydrogen and oxygen produced by the photocatalytic reaction is rapidly removed from the electrode surface.

【0025】マトリックス構造をもつ光触媒電極の望ましい製造方法は、金属粉と半導体粉を混合して加熱炉内で焼成する方法である。 The preferred method for producing a photocatalyst electrode having the matrix structure is a method of firing in the furnace by mixing a metal powder and a semiconductor powder. 金属粉と半導体粉を適当な混合比をもって混合し、双方の粉末を型に収めた後、焼結炉で加熱する。 The metal powder and the semiconductor powder is mixed with a suitable mixing ratio, after matches both powders in a mold and heated in the sintering furnace. このとき、金属粉と半導体粉は分散されたまま焼結される。 The metal powder and the semiconductor powder is sintered while being dispersed. したがって、任意の形状をした光触媒電極に仕上げることができる。 Therefore, it is possible to finish the photocatalyst electrode arbitrarily shaped.

【0026】次に、上記のものと異なる製造方法を説明する。 Next, a manufacturing method different from that described above. 複数種類の金属を混合して加熱し、任意の種類の金属を特定のガスと反応させ半導体に変えると同時に、 Heating a mixture of a plurality kinds of metals, the change in the semiconductor is reacted with a specific gas of any type of metal at the same time,
混合物を焼成する。 The mixture is fired. この方法によっても、金属と半導体とからなる多孔質の光触媒電極を得ることができる。 This method also can be obtained a photocatalyst electrode of porous made of a metal and a semiconductor.

【0027】さらに、別の製造方法を説明する。 [0027] In addition, for explaining another method of manufacturing. 半導体粉末と金属粉末をバインダーとともに混合した後、加熱してバインダーを揮散させ、半導体と金属からなる多孔質の光触媒電極を製造する。 After the semiconductor powder and a metal powder mixed with a binder, heating the binder to volatilize and, to produce a photocatalyst porous electrode made of a semiconductor and a metal. この方法で製造された光触媒電極は混合時のバインダー部分が空隙になり、多孔質で、かつ強固な結合体とすることができる。 Photocatalyst electrode manufactured in this way the binder portion in a mixing becomes void, it is possible to porous, and rigid conjugate.

【0028】さらに、別の製造方法を説明する。 [0028] In addition, for explaining another method of manufacturing. 複数種類の金属粉末をバインダーとともに混合した後、加熱することによってバインダーを揮散させるとともに任意の種類の金属を特定のガスと反応させて半導体に変える。 After a plurality of types of metal powders mixed with a binder, alter the semiconductor by any type of metal causes volatilize the binder is reacted with a specific gas by heating.
バインダーが揮散した部分の空隙となり、半導体と金属が焼結して多孔質で、しかも強固な光触媒電極を得ることができる。 Binder becomes void volatilized portion, the semiconductor and the metal is porous and sintered, it is possible to obtain a strong photocatalytic electrode.

【0029】上記の異なる製造方法により製造された光触媒電極はいずれもマトリックス構造を有し、その空隙を反応物および生成物が自由に流動でき、光照射によって金属上および半導体上において光触媒反応を起こさせることができる。 [0029] have a different manufacturing process by producing photocatalytic electrode Any matrix structure of the above, the gap can reactants and free flowing product, to put a photocatalytic reaction on the metal and on the semiconductor by light irradiation it can be.

【0030】次に、効率よく光を電極に照射できるような電極の形状および電極の製造方法について述べる。 Next, described shape and electrode manufacturing method of the electrodes as efficiently irradiate light to the electrode. 図2は光触媒電極の外観を示す。 Figure 2 shows the appearance of the photocatalyst electrodes. 光が電極の内部まで透過するように、光触媒電極21を薄い平板状に成形する。 As light passes through the inside of the electrode, forming the photocatalyst electrode 21 in a thin plate shape.
上述した光触媒電極は多孔質で、微細な空隙を有するので、薄い平板状に成形することにより、その空隙を通して照射光が表面から内部まで届き、光エネルギーの効率的な吸収を果たすことができる。 Photocatalyst electrode described above with porous, so having fine voids, by forming the thin tabular, receive from the irradiation light surface through the air gap to the inside, it is possible to perform an efficient absorption of light energy.

【0031】光触媒電極21を薄い板状に製造する方法を、以下図を参照して説明する。 [0031] The process for producing a photocatalyst electrode 21 to the thin plate will be described below with reference to FIG. 図3は半導体微粉末と金属微粉末の混合物を薄い板状に成形した実施例である。 Figure 3 is an embodiment in which molded semiconductor fine powder and metallic fine powder mixture in a thin plate shape. モータ25と送りネジ26とで駆動可能なテーブル27が左から右に移動する過程で、そのテーブル27上に置かれた耐熱プレート28上に微粉末が薄板状に形成される。 In the course of the motor 25 and the feed drivable table 27 by the screw 26 is moved from left to right, a fine powder is formed into a thin plate on the heat plate 28 placed on the table 27. まず第1工程として、図中左において光触媒電極成分の微粉末29を耐熱プレート28上に散布する。 As a first step, spraying a fine powder 29 of a photocatalyst electrode component on heat plate 28 in the left in the drawing.
次に、図中中央においてカッター30により、散布された微粉末29の表面を摺り切る。 Then, the cutter 30 in the center in the figure, as possible sliding scatter surface of the fine powder 29. 同時に、カッター30 At the same time, the cutter 30
に付着した微粉末をノズル31により吸引して回収する。 The fine powder adhering to recover by sucking by the nozzle 31. カッター30はA方向に回転し、余分な微粉末29 Cutter 30 is rotated in the A direction, extra fine powder 29
をすくい上げる。 The scoop. 次に、図中右において微粉末29の散布厚さを測定する。 Next, to measure the sprayed thickness of the fine powder 29 in the right in the figure. レーザ変位計32はB方向に可動し、耐熱プレート28上の微粉末29の上部からレーザ照射と反射光検知を行い、このときの厚さを計測する。 The laser displacement meter 32 is movable in the direction B, performs the reflected light detected with the laser irradiation from the top of the powder 29 on the heat plate 28, to measure the thickness of the case.

【0032】焼成して光触媒電極とするには図4に示すように耐熱プレート28上に成形された微粉末29を焼結炉33の中に収め、適温まで加熱することにより図2 [0032] Figure by firing to the to the photocatalyst electrode is contained fine powder 29 which is molded onto the heat plate 28, as shown in FIG. 4 in the sintering furnace 33, heated to a suitable temperature 2
に示す光触媒電極21を得ることができる。 It is possible to obtain a photocatalyst electrode 21 shown in.

【0033】上記の工程を経て作られる光触媒電極21 The photocatalyst electrode 21 made through the above steps
は均一な厚さを有すると同時に、高い気孔率を備えている。 At the same time having the uniform thickness, and a high porosity. したがって、照射光は光触媒電極21の内部まで届き、効果的に光触媒作用を果たすことができる。 Therefore, the irradiation light reaches the interior of the photocatalyst electrode 21 can be effectively fulfill photocatalysis.

【0034】次に、薄い平板状の光触媒電極を成形する上記と異なる方法を説明する。 Next, explaining the different method of forming a thin tabular photocatalyst electrode. 図5はグリーンシートの一般的な製造方法を示しており、光触媒電極の製造方法にも適用できる。 Figure 5 shows a general method for preparing a green sheet can be applied to a process for the preparation of the photocatalyst electrodes. 電極成分の微粉末をバインダーと混合したスラリー34を台紙35上に流す。 Flow slurry 34 the fine powder of the electrode components were mixed with a binder on the backing sheet 35. そのとき、スラリー34はカッター36を通して絞られ、台紙35の上にシート37が形成される。 Then, the slurry 34 is squeezed through the cutter 36, the sheet 37 on the mount 35 is formed.

【0035】この方法で成形されたシート37を耐熱プレート28に載せて、図4に示すように焼結炉33で加熱し、バインダーを揮散させると同時に、焼き固める。 [0035] put a sheet 37 which is formed in this way heat plate 28, and heated at sintering furnace 33 as shown in FIG. 4, simultaneously with the volatilization of the binder solidify baked.
この方法で製造された光触媒媒極はバインダーの揮散によって空隙が形成された状態で微粉末の電極成分が結合するので、高い気孔率を備えている。 Since the photocatalyst Nakadachikyoku produced in this way the electrode component of the fine powder in a state in which voids are formed by the vaporization of the binder are bonded, and a high porosity. したがって、照射光は光触媒電極の内部まで届き、有効に光触媒作用を果たすことができる。 Therefore, the irradiation light reaches the interior of the photocatalyst electrodes can serve effectively photocatalysis.

【0036】次に、光触媒電極反応促進方法について説明する。 Next, a description will be given photocatalytic electrode reaction promoting method. 上記の工程を経て焼成された光触媒電極は充分な剛さを有するので、反応物の中に保持することができる。 Since the photocatalyst electrode was fired through the above steps have sufficient stiffness, it may be retained within the reactant. 図6は光触媒作用による水の分散の一実施例を示す。 Figure 6 shows an embodiment of a dispersion of water by photocatalytic action. 透明容器38の中間部に光触媒電極21が保持され、水は透明容器38の下から供給される。 Photocatalyst electrode 21 is held at an intermediate portion of the transparent container 38, water is supplied from the bottom of the transparent container 38. 水が流動することによって光触媒電極21の表面の水が常に入れ換わって光触媒反応に寄与するとともに、生成した水素4 Contributes to the photocatalytic reaction is always placed behalf of water the surface of the photocatalyst electrode 21 by water is flowing, the generated hydrogen 4
0および酸素41は速やかに光触媒電極21の表面から離脱して行く。 0 and the oxygen 41 is gradually disengaged from rapidly the surface of the photocatalyst electrode 21. これにより、反応を速やかに進行させることができる。 Thus, it is possible to proceed rapidly the reaction. また、焼成された光触媒電極21を反応物中で振動させることによっても、同様の効果を得ることができる。 Also, by vibrating the calcined photocatalyst electrode 21 in the reaction product in, it is possible to obtain the same effect.

【0037】次に、光触媒電極洗浄方法を説明する。 Next, explaining the photocatalyst electrode cleaning method. 光触媒電極が塵埃、有機物、無機物などで汚れると、電極が光エネルギーを吸収することができずに、効率的に光触媒作用を果たすことができない。 When the photocatalyst electrode is contaminated with dust, organic material, inorganic material, etc., not able electrode absorbs light energy, not efficiently can perform photocatalysis. 光触媒電極に洗浄ガスあるいは洗浄液を噴射することによって、塵埃などの汚染物質を洗い流すことができる。 By injecting the cleaning gas or cleaning liquid to the photocatalyst electrode, it is possible to wash out contaminants, such as dust. また、洗浄液中での光触媒電極を振動することにより洗浄を効果的に行うことができる。 Further, it is possible to perform cleaning efficiently by vibrating the photocatalyst electrodes in the wash solution.

【0038】 [0038]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半導体および金属からなる多孔質の光触媒電極を成形するので、容易に反応物の中に浮かせて保持することができる。 According to the present invention as described in the foregoing, since forming the porous photocatalyst electrode comprising a semiconductor and a metal, it can be held floating in a readily reactants. したがって、光を周囲の広い範囲から照射することができるとともに、特に、薄い平板状に成形することにより、光触媒電極の内部まで照射光が届き、電極に効率的に光エネルギーを吸収することが可能になる。 Therefore, it is possible to irradiate the light from a wide range of ambient, in particular, thin by shaping into a flat plate shape, will receive the irradiation light to the inside of the photocatalyst electrode, can be efficiently absorb light energy to the electrode become. また、 Also,
電極に対して反応物のみを流動させることにより、反応物の供給と生成物の除去を速やかに果たすことができる。 By flowing only reactants to the electrodes, the removal of the feed and products of the reactants can play quickly. さらに、洗浄ガスあるいは洗浄液を用いて塵埃などの汚染物質を容易に洗い流すことができる。 Furthermore, contaminants such as dust can be easily washed away with the cleaning gas or cleaning fluid.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明による光触媒電極の微視的拡大図。 Microscopic enlarged view of a photocatalyst electrode according to the invention; FIG.

【図2】本発明による光触媒電極の一実施例を示す斜視図。 Perspective view showing an embodiment of a photocatalyst electrode according to the invention, FIG.

【図3】本発明による光触媒電極の製造工程を説明するための図。 Diagram for explaining a manufacturing process of a photocatalyst electrode according to the present invention; FIG.

【図4】本発明による光触媒電極の製造工程を説明するための図。 Diagram for explaining a manufacturing process of a photocatalyst electrode according to the present invention; FIG.

【図5】本発明による光触媒電極の製造工程を説明するための図。 Diagram for explaining a manufacturing process of a photocatalyst electrode according the present invention; FIG.

【図6】本発明に係る光触媒電極の使用方法を説明するための図。 View for explaining how to use the photocatalyst electrode according to the present invention; FIG.

【図7】従来の光触媒電極の模式図。 FIG. 7 is a schematic diagram of a conventional photocatalyst electrode.

【図8】光触媒電極における光触媒作用を説明するための図。 Figure 8 is a diagram for explaining a photocatalytic action in a photocatalyst electrode.

【図9】光触媒作用の応用例を示す模式図。 Figure 9 is a schematic view showing an application example of photocatalysis.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

21…光触媒電極 22…アノード 23…カソード 24…空隙 21 ... photocatalyst electrode 22: anode 23 ... cathode 24 ... void

Claims (7)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 内部に空隙を保って半導体と金属とからなる結合体を構成し、双方の材料が示す還元性あるいは酸化性に従い極性を決めるようにした光触媒電極。 We claim: 1. maintaining voids therein constitute a conjugate consisting of a semiconductor and a metal, a reducing or photocatalyst electrodes to determine the polarity in accordance with oxidizing showing both materials.
  2. 【請求項2】 半導体微粉末と金属微粉末とを混合し、 2. A mixture of the semiconductor powder and metallic powder,
    次に、その微粉末混合体を所望の形状に成形し、この後、成形形状を保って焼成するようにした光触媒電極の製造方法。 Next, a manufacturing method of a fine powder mixture was molded into a desired shape, after this, the photocatalyst electrode so as to firing keep the molded shape.
  3. 【請求項3】 半導体微粉末と金属微粉末とをバインダーとともに混合し、次に、その微粉末混合体を所望の形状に成形し、この後、成形形状を保って焼成し、このとき該バインダーを揮散させるようにした光触媒電極の製造方法。 3. A were mixed with the semiconductor fine particles and metal fine powder and a binder, then the fine powder mixture is molded into a desired shape, after this, calcined while maintaining the formed shape, this time the binder method for producing a photocatalyst electrode so as to volatilize.
  4. 【請求項4】 微粉末混合体を成形するにあたり、平板状に成形したことを特徴とする請求項2または3記載の光触媒電極の製造方法。 4. Upon molding a powder mixture, The process of claim 2 or 3 wherein the photocatalyst electrode, characterized in that molded into a flat plate.
  5. 【請求項5】 光触媒作用を生じさせる流体中に光触媒電極を置いて反応を進行させるにあたり、該流体を流動させるようにした光触媒電極反応促進方法。 5. Upon the reaction proceeds at a photocatalyst electrode in a fluid to produce a photocatalytic effect, photocatalytic electrode reaction promoting methods so as to flow the fluid.
  6. 【請求項6】 光触媒作用を生じさせる流体中に光触媒電極を置いて反応を進行させるにあたり、該光触媒電極を振動させるようにした光触媒電極反応促進方法。 6. Upon the reaction proceeds at a photocatalyst electrode in a fluid to produce a photocatalytic effect, photocatalytic electrode reaction promoting methods so as to vibrate the photocatalyst electrode.
  7. 【請求項7】 光触媒電極に洗浄ガスあるいは洗浄液を噴射して電極汚染物質を取り除くようにした光触媒電極洗浄方法。 7. The photocatalyst electrode cleaning method as by spraying cleaning gas or cleaning liquid to the photocatalyst electrode removing electrodes contaminants.
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