JPH09225303A - 光触媒組成物とその製造方法および光触媒組成物付き基体 - Google Patents
光触媒組成物とその製造方法および光触媒組成物付き基体Info
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- JPH09225303A JPH09225303A JP8331272A JP33127296A JPH09225303A JP H09225303 A JPH09225303 A JP H09225303A JP 8331272 A JP8331272 A JP 8331272A JP 33127296 A JP33127296 A JP 33127296A JP H09225303 A JPH09225303 A JP H09225303A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光触媒活性に優れ、光触媒層の強度が向上した
光触媒組成物とその製造方法および光触媒組成物付き基
体の提供。 【解決手段】半導体光触媒物質と該半導体光触媒物質に
分散された酸化物微粒子とからなる光触媒組成物であっ
て、光触媒組成物のバンドギャップが半導体光触媒物質
単体のバンドギャップよりも０．０５ｅＶ以上大きい光
触媒組成物とその製造方法および光触媒組成物付き基
体。
光触媒組成物とその製造方法および光触媒組成物付き基
体の提供。 【解決手段】半導体光触媒物質と該半導体光触媒物質に
分散された酸化物微粒子とからなる光触媒組成物であっ
て、光触媒組成物のバンドギャップが半導体光触媒物質
単体のバンドギャップよりも０．０５ｅＶ以上大きい光
触媒組成物とその製造方法および光触媒組成物付き基
体。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガラス、タイルなど
の各種基体材料に汚れ分解性、防曇性、脱臭性、防黴
性、抗菌性を付与し、太陽光などの光エネルギーを有効
に利用できる光触媒組成物とその製造方法および光触媒
組成物付き基体に関する。
の各種基体材料に汚れ分解性、防曇性、脱臭性、防黴
性、抗菌性を付与し、太陽光などの光エネルギーを有効
に利用できる光触媒組成物とその製造方法および光触媒
組成物付き基体に関する。
【０００２】
【従来の技術】環境問題の顕著化に伴い、室内空間にお
ける防臭性とともに、室内および室外のガラス、タイル
などの建築材料の防汚性、防黴性が求められている。こ
れに対する従来技術としては、ＴｉＯ2 に代表される半
導体光触媒物質を、スプレーコート法、ディップコート
法、スピンコート法、スパッタ法などにより基体表面に
形成し、汚れ分解性、脱臭性、防黴性を付与することが
提案されていた（特開平６−２７８２４１）。
ける防臭性とともに、室内および室外のガラス、タイル
などの建築材料の防汚性、防黴性が求められている。こ
れに対する従来技術としては、ＴｉＯ2 に代表される半
導体光触媒物質を、スプレーコート法、ディップコート
法、スピンコート法、スパッタ法などにより基体表面に
形成し、汚れ分解性、脱臭性、防黴性を付与することが
提案されていた（特開平６−２７８２４１）。
【０００３】しかし、従来技術で形成した光触媒層は、
触媒活性が不充分であったり、光触媒被膜強度が低く使
用中に傷がついたり割れたりして実用的観点からは満足
しえなかった。また、ＴｉＯ2 などは屈折率が大きいた
めに、ガラスなどの透明な基体上に透明薄膜を形成する
と強い干渉縞が発生し意匠性に問題を残していた。
触媒活性が不充分であったり、光触媒被膜強度が低く使
用中に傷がついたり割れたりして実用的観点からは満足
しえなかった。また、ＴｉＯ2 などは屈折率が大きいた
めに、ガラスなどの透明な基体上に透明薄膜を形成する
と強い干渉縞が発生し意匠性に問題を残していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、光触媒活性
に優れ、光触媒層の強度が向上した光触媒組成物の提供
を目的とする。本発明は、さらに、ガラスなどの透明な
基体上に透明薄膜状に形成しても強い干渉縞が発生しな
い光触媒組成物の提供を目的とする。
に優れ、光触媒層の強度が向上した光触媒組成物の提供
を目的とする。本発明は、さらに、ガラスなどの透明な
基体上に透明薄膜状に形成しても強い干渉縞が発生しな
い光触媒組成物の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体光触媒
物質と該半導体光触媒物質に分散された酸化物微粒子と
からなる光触媒組成物であって、光触媒組成物のバンド
ギャップが半導体光触媒物質単体のバンドギャップより
も０．０５ｅＶ以上大きいことを特徴とする光触媒組成
物を提供する。
物質と該半導体光触媒物質に分散された酸化物微粒子と
からなる光触媒組成物であって、光触媒組成物のバンド
ギャップが半導体光触媒物質単体のバンドギャップより
も０．０５ｅＶ以上大きいことを特徴とする光触媒組成
物を提供する。
【０００６】また、半導体光触媒物質を形成する材料と
該材料中に分散された酸化物微粒子とからなる光触媒組
成物形成用塗布液を基体に塗布して薄膜を形成した後、
熱処理を施すことにより、バンドギャップを半導体光触
媒物質単体のバンドギャップよりも０．０５ｅＶ以上大
きくした光触媒組成物の製造方法を提供する。
該材料中に分散された酸化物微粒子とからなる光触媒組
成物形成用塗布液を基体に塗布して薄膜を形成した後、
熱処理を施すことにより、バンドギャップを半導体光触
媒物質単体のバンドギャップよりも０．０５ｅＶ以上大
きくした光触媒組成物の製造方法を提供する。
【０００７】一般にバンドギャップが大きいと太陽光の
中で有効利用される紫外線強度が減少するが、本発明
は、バンドギャップが大きくても光活性に富む光触媒組
成物を提供する。
中で有効利用される紫外線強度が減少するが、本発明
は、バンドギャップが大きくても光活性に富む光触媒組
成物を提供する。
【０００８】従来、半導体光触媒と酸化物とからなる系
は知られていた。例えば、特開平８−１６４３３４に
は、ＳｉＯ2 ゾルのマトリックスの中にＴｉＯ2 粒子を
添加したもの、特開平８−２２８６３６には、ＳｉＯ2
担体に光触媒を担持したもの、特開平８−１９６９０３
には、ＳｉＯ2 等の多孔体の表面を孔径の揃ったＴｉＯ
2 で被覆したもの、特開平７−１１３２７２には、シリ
カゲル等の吸湿材とＴｉＯ2 粒子を配合したもの、につ
いて記載されているが、いずれの系もバンドギャップの
増大は起きない。
は知られていた。例えば、特開平８−１６４３３４に
は、ＳｉＯ2 ゾルのマトリックスの中にＴｉＯ2 粒子を
添加したもの、特開平８−２２８６３６には、ＳｉＯ2
担体に光触媒を担持したもの、特開平８−１９６９０３
には、ＳｉＯ2 等の多孔体の表面を孔径の揃ったＴｉＯ
2 で被覆したもの、特開平７−１１３２７２には、シリ
カゲル等の吸湿材とＴｉＯ2 粒子を配合したもの、につ
いて記載されているが、いずれの系もバンドギャップの
増大は起きない。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明においては、酸化物微粒子
を分散させた光触媒組成物のバンドギャップが、半導体
光触媒物質単体のバンドギャップよりも０．０５ｅＶ以
上大きいことが重要である。特に０．１ｅＶ以上大きい
ことが好ましい。
を分散させた光触媒組成物のバンドギャップが、半導体
光触媒物質単体のバンドギャップよりも０．０５ｅＶ以
上大きいことが重要である。特に０．１ｅＶ以上大きい
ことが好ましい。
【００１０】前記構成により、これまで最も活性が高い
と考えられているＰ−２５（日本エアロジル社製微粉末
ＴｉＯ2 、バンドギャップは約３．２ｅＶ）を上回る防
汚性、防曇性、防黴性、防臭性、抗菌性を有し、強度の
高い光触媒組成物が得られる。
と考えられているＰ−２５（日本エアロジル社製微粉末
ＴｉＯ2 、バンドギャップは約３．２ｅＶ）を上回る防
汚性、防曇性、防黴性、防臭性、抗菌性を有し、強度の
高い光触媒組成物が得られる。
【００１１】本発明に用いる半導体光触媒物質は、化学
的安定性および光触媒活性から酸化物半導体が好まし
く、ＴｉＯ2 、Ｂｉ2 Ｏ3 、Ｉｎ2 Ｏ3 、ＷＯ3 、Ｚｎ
Ｏ、ＳｒＴｉＯ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 およびＳｎＯ2 からなる
群から選ばれる１種以上であることが好ましい。化学的
安定性、安全性の観点からＴｉＯ2 が特に好ましい。
的安定性および光触媒活性から酸化物半導体が好まし
く、ＴｉＯ2 、Ｂｉ2 Ｏ3 、Ｉｎ2 Ｏ3 、ＷＯ3 、Ｚｎ
Ｏ、ＳｒＴｉＯ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 およびＳｎＯ2 からなる
群から選ばれる１種以上であることが好ましい。化学的
安定性、安全性の観点からＴｉＯ2 が特に好ましい。
【００１２】半導体光触媒物質を形成する材料、すなわ
ち出発物質としては、半導体光触媒物質のゾルまたは半
導体光触媒物質前駆体（例えば、有機金属錯塩）を使用
することが好ましい。
ち出発物質としては、半導体光触媒物質のゾルまたは半
導体光触媒物質前駆体（例えば、有機金属錯塩）を使用
することが好ましい。
【００１３】この理由は、熱処理により結晶の成長を抑
制するには、出発物質として、明確な結晶構造を有して
いないもの、あるいは、結晶が非常に小さいものを用い
ることが好ましいからである。
制するには、出発物質として、明確な結晶構造を有して
いないもの、あるいは、結晶が非常に小さいものを用い
ることが好ましいからである。
【００１４】前記の出発物質の大きさは、１〜１５ｎｍ
が好ましく、特に１〜１０ｎｍが好ましい。また、本発
明の光触媒組成物中の半導体光触媒物質の結晶の大きさ
は３〜１５ｎｍが好ましく、特に５〜１５ｎｍが好まし
い。半導体光触媒物質の調整方法は特に限定されず、例
えば、熱分解法やゾル・ゲル法などが挙げられる。
が好ましく、特に１〜１０ｎｍが好ましい。また、本発
明の光触媒組成物中の半導体光触媒物質の結晶の大きさ
は３〜１５ｎｍが好ましく、特に５〜１５ｎｍが好まし
い。半導体光触媒物質の調整方法は特に限定されず、例
えば、熱分解法やゾル・ゲル法などが挙げられる。
【００１５】この半導体光触媒物質に分散する酸化物微
粒子は、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＳｎＯ2 、Ｉｎ2 Ｏ3
およびＺｒＯ2 からなる群から選ばれる１種以上である
ことが好ましい。酸化物微粒子の調整方法は特に限定さ
れず、例えば、熱分解法やゾル・ゲル法などが挙げられ
る。
粒子は、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＳｎＯ2 、Ｉｎ2 Ｏ3
およびＺｒＯ2 からなる群から選ばれる１種以上である
ことが好ましい。酸化物微粒子の調整方法は特に限定さ
れず、例えば、熱分解法やゾル・ゲル法などが挙げられ
る。
【００１６】酸化物微粒子の形状は球状が好ましいが、
棒状等種々の形状でもよい。酸化物微粒子の大きさは特
に限定されず、透明な光触媒層を形成する場合には、光
を散乱しない大きさが必要であり、平均一次粒径は１〜
２００ｎｍが好ましく、特に５〜１００ｎｍが好まし
い。
棒状等種々の形状でもよい。酸化物微粒子の大きさは特
に限定されず、透明な光触媒層を形成する場合には、光
を散乱しない大きさが必要であり、平均一次粒径は１〜
２００ｎｍが好ましく、特に５〜１００ｎｍが好まし
い。
【００１７】前記酸化物微粒子の分散割合は、半導体光
触媒物質（酸化物換算）と酸化物微粒子との総和に対し
て２０〜８０体積％、特に３０〜７０体積％であること
が好ましい。以下、酸化物微粒子の分散割合（体積％）
を示すときは、前記計算法によるものとする。
触媒物質（酸化物換算）と酸化物微粒子との総和に対し
て２０〜８０体積％、特に３０〜７０体積％であること
が好ましい。以下、酸化物微粒子の分散割合（体積％）
を示すときは、前記計算法によるものとする。
【００１８】酸化物微粒子の半導体光触媒物質に対する
分散量が３０体積％、特に２０体積％より少ないと光触
媒組成物のバンドギャップの増大量が低下して光触媒活
性が半導体光触媒物質単体のバンドギャップと変わらな
くなり、強度も不充分となる傾向にある。一方、酸化物
微粒子の分散量が７０体積％、特に８０体積％より多い
と半導体光触媒物質自体の絶対量が低下するため、光触
媒組成物としての活性が低下する傾向にある。
分散量が３０体積％、特に２０体積％より少ないと光触
媒組成物のバンドギャップの増大量が低下して光触媒活
性が半導体光触媒物質単体のバンドギャップと変わらな
くなり、強度も不充分となる傾向にある。一方、酸化物
微粒子の分散量が７０体積％、特に８０体積％より多い
と半導体光触媒物質自体の絶対量が低下するため、光触
媒組成物としての活性が低下する傾向にある。
【００１９】半導体光触媒物質への酸化物微粒子の分散
方法は特に限定されない。良好な結果が得られることか
ら、前述した半導体光触媒の前駆体またはゾルに酸化物
微粒子を分散させ、焼成して製造することが好ましい。
方法は特に限定されない。良好な結果が得られることか
ら、前述した半導体光触媒の前駆体またはゾルに酸化物
微粒子を分散させ、焼成して製造することが好ましい。
【００２０】塗布方法としては、スプレーコート法、フ
レキソ印刷法、ディップコート法、スクリーンプリント
法またはスピンコート法などが用いられる。塗布により
薄膜を形成し、適当な条件で熱処理することによりバン
ドギャップを増大させた光触媒組成物を基体に形成でき
る。本発明における熱処理条件は、温度は４００〜７０
０℃、時間は５分〜２時間の範囲が好ましく、温度プロ
ファイルは適当に選定できる。薄膜の膜厚は、厚くする
と光触媒作用が向上する一方、強度が低下する傾向とな
るので、実用上は２０〜５００ｎｍの範囲とすることが
好ましい。
レキソ印刷法、ディップコート法、スクリーンプリント
法またはスピンコート法などが用いられる。塗布により
薄膜を形成し、適当な条件で熱処理することによりバン
ドギャップを増大させた光触媒組成物を基体に形成でき
る。本発明における熱処理条件は、温度は４００〜７０
０℃、時間は５分〜２時間の範囲が好ましく、温度プロ
ファイルは適当に選定できる。薄膜の膜厚は、厚くする
と光触媒作用が向上する一方、強度が低下する傾向とな
るので、実用上は２０〜５００ｎｍの範囲とすることが
好ましい。
【００２１】本発明に用いる基体としては特に限定され
ず、ガラス、セラミックス、金属、その他の無機質材料
などに適用できる。基体の表面は、基材そのものの表面
でもよく、表面処理されたガラスの表面処理層表面（例
えば、ゾル・ゲル膜、スパッタ膜、ＣＶＤ膜、蒸着膜等
が設けられた表面）などの基体そのものとは異なる材質
の表面でもよい。基体の形状は特に限定されず、平面状
のものでもよく、全面または部分的に曲率を有するもの
など、目的に応じた任意の形状でもよい。
ず、ガラス、セラミックス、金属、その他の無機質材料
などに適用できる。基体の表面は、基材そのものの表面
でもよく、表面処理されたガラスの表面処理層表面（例
えば、ゾル・ゲル膜、スパッタ膜、ＣＶＤ膜、蒸着膜等
が設けられた表面）などの基体そのものとは異なる材質
の表面でもよい。基体の形状は特に限定されず、平面状
のものでもよく、全面または部分的に曲率を有するもの
など、目的に応じた任意の形状でもよい。
【００２２】
【作用】本発明において、半導体光触媒物質中への酸化
物微粒子の分散が光触媒活性を向上させる機構は、以下
のように考えられる。
物微粒子の分散が光触媒活性を向上させる機構は、以下
のように考えられる。
【００２３】本発明の光触媒組成物では、半導体光触媒
物質を形成する材料と該材料中に分散された酸化物微粒
子とからなる光触媒組成物形成用塗布液を基体に塗布し
て薄膜を形成した後、熱処理を施す場合に、適当な熱処
理条件を選ぶことにより、熱処理における酸化物半導体
の結晶成長が適度に抑制される。特に、半導体光触媒物
質への酸化物微粒子の分散割合が適当な範囲にある場合
は、前記抑制作用が顕著である。
物質を形成する材料と該材料中に分散された酸化物微粒
子とからなる光触媒組成物形成用塗布液を基体に塗布し
て薄膜を形成した後、熱処理を施す場合に、適当な熱処
理条件を選ぶことにより、熱処理における酸化物半導体
の結晶成長が適度に抑制される。特に、半導体光触媒物
質への酸化物微粒子の分散割合が適当な範囲にある場合
は、前記抑制作用が顕著である。
【００２４】その結果、本発明の光触媒組成物における
半導体光触媒物質の結晶は、半導体光触媒物質のゾル単
体または光触媒物質前駆体（例えば、有機金属錯塩）単
体を熱処理したことにより形成される（すなわち酸化物
微粒子なしで熱処理して形成される）半導体光触媒物質
の結晶よりも小さくなることを新規に見いだした。
半導体光触媒物質の結晶は、半導体光触媒物質のゾル単
体または光触媒物質前駆体（例えば、有機金属錯塩）単
体を熱処理したことにより形成される（すなわち酸化物
微粒子なしで熱処理して形成される）半導体光触媒物質
の結晶よりも小さくなることを新規に見いだした。
【００２５】この現象は、半導体粒子の微細化により縮
退が一部とれてバンド構造が変化し、バンドギャップが
大きくなること、すなわち、価電子帯の位置が低下する
ことを意味し、電気化学的には価電子帯の酸化還元電位
が貴になって酸化力が増大し、反応論的には半導体の光
触媒活性が向上することを意味する。
退が一部とれてバンド構造が変化し、バンドギャップが
大きくなること、すなわち、価電子帯の位置が低下する
ことを意味し、電気化学的には価電子帯の酸化還元電位
が貴になって酸化力が増大し、反応論的には半導体の光
触媒活性が向上することを意味する。
【００２６】本発明において、防曇性が発現する機構と
しては、次のように説明できる。すなわち、本発明の光
触媒組成物の光照射により価電子帯に正孔が生成する。
この正孔は強い酸化力を持っているために、空気中の水
分を酸化して光触媒表面にＯＨラジカルを多数生成す
る。このため表面の濡れ性が向上し、防曇性が発現す
る。また表面に付着する汚れは、前述の酸化力の非常に
強いＯＨラジカルにより分解除去され、濡れ性が長期に
持続することとなる。
しては、次のように説明できる。すなわち、本発明の光
触媒組成物の光照射により価電子帯に正孔が生成する。
この正孔は強い酸化力を持っているために、空気中の水
分を酸化して光触媒表面にＯＨラジカルを多数生成す
る。このため表面の濡れ性が向上し、防曇性が発現す
る。また表面に付着する汚れは、前述の酸化力の非常に
強いＯＨラジカルにより分解除去され、濡れ性が長期に
持続することとなる。
【００２７】本発明において、酸化物微粒子を半導体光
触媒物質中に分散した光触媒組成物の強度が増加するの
は、酸化物微粒子がフィラーの役目を担うためと考えら
れる。さらに、前述のように、熱処理する際に、酸化物
半導体の結晶成長が適度に抑制され、また、酸化物半導
体の微結晶と酸化物微粒子との強固な密着力が生ずると
考えられる。
触媒物質中に分散した光触媒組成物の強度が増加するの
は、酸化物微粒子がフィラーの役目を担うためと考えら
れる。さらに、前述のように、熱処理する際に、酸化物
半導体の結晶成長が適度に抑制され、また、酸化物半導
体の微結晶と酸化物微粒子との強固な密着力が生ずると
考えられる。
【００２８】
［例１］酸化チタンゾルの水溶液（ＴｉＯ2 換算で６重
量％）に平均一次粒径２０ｎｍの球状のコロイダルシリ
カをその分散割合が５０体積％になるように分散した溶
液を石英ガラス上にスピンコート法により塗布し、その
後５５０℃で１時間熱処理して、光触媒組成物を膜厚が
２００±２０ｎｍとなるように制御し形成した。この試
料について、１）バンドギャップ、２）光触媒活性（ア
セトアルデヒドの分解反応速度）、３）被膜強度（テー
バー摩耗試験）、４）防曇性、５）干渉縞の有無、６）
光触媒組成物中の半導体光触媒物質の結晶径を次のよう
に評価した。
量％）に平均一次粒径２０ｎｍの球状のコロイダルシリ
カをその分散割合が５０体積％になるように分散した溶
液を石英ガラス上にスピンコート法により塗布し、その
後５５０℃で１時間熱処理して、光触媒組成物を膜厚が
２００±２０ｎｍとなるように制御し形成した。この試
料について、１）バンドギャップ、２）光触媒活性（ア
セトアルデヒドの分解反応速度）、３）被膜強度（テー
バー摩耗試験）、４）防曇性、５）干渉縞の有無、６）
光触媒組成物中の半導体光触媒物質の結晶径を次のよう
に評価した。
【００２９】１）この試料の紫外光の透過率を測定した
結果、３７０ｎｍから短波長にかけて急激な吸収がみら
れ、これよりこの光触媒組成物のバンドギャップは約
３．３５ｅＶであることが判明した。
結果、３７０ｎｍから短波長にかけて急激な吸収がみら
れ、これよりこの光触媒組成物のバンドギャップは約
３．３５ｅＶであることが判明した。
【００３０】２）この光触媒組成物の光触媒活性を評価
するため、タバコの悪臭の主成分であるアセトアルデヒ
ドの光分解反応速度を評価した。実験は、５ｃｍ角の試
料を３リットルの石英製角型反応管に入れ、アセトアル
デヒド蒸気を反応管に導入し、試料面での紫外線（３６
５ｎｍ）の照射強度が１．８ｍＷ／ｃｍ2 となるように
外部から試料にブラックライトを照射し、アセトアルデ
ヒドの減少量をガスクロマトグラフで測定して、アセト
アルデヒド分解の反応速度定数を求めた。
するため、タバコの悪臭の主成分であるアセトアルデヒ
ドの光分解反応速度を評価した。実験は、５ｃｍ角の試
料を３リットルの石英製角型反応管に入れ、アセトアル
デヒド蒸気を反応管に導入し、試料面での紫外線（３６
５ｎｍ）の照射強度が１．８ｍＷ／ｃｍ2 となるように
外部から試料にブラックライトを照射し、アセトアルデ
ヒドの減少量をガスクロマトグラフで測定して、アセト
アルデヒド分解の反応速度定数を求めた。
【００３１】アセトアルデヒドの減少量の経時変化から
光分解反応は零次と考えられ、反応速度定数ｋを算出し
た結果、反応速度定数ｋは４．０×１０-4［ｍｍｏｌ／
（リットル・ｈｒ・ｃｍ2 ）］であった。
光分解反応は零次と考えられ、反応速度定数ｋを算出し
た結果、反応速度定数ｋは４．０×１０-4［ｍｍｏｌ／
（リットル・ｈｒ・ｃｍ2 ）］であった。
【００３２】３）光触媒組成物被膜強度をテーバー摩耗
試験で評価した。荷重は５００ｇとし１０００回行った
が、摩耗はほとんどみられなかった。
試験で評価した。荷重は５００ｇとし１０００回行った
が、摩耗はほとんどみられなかった。
【００３３】４）得られた試料についての防曇性を初期
防曇性と防曇耐久性に分けて次の方法で評価した。すな
わち、初期防曇性は、息を試料に吹きかけ、曇が完全に
消えるまでの時間を測定した。試験は３回行いその平均
時間を調べたところ、曇発生がなかった。防曇耐久性
は、６０℃温水に３日浸漬後、初期防曇性と同様の方法
で曇が完全に消えるまでの平均時間を調べた。その結
果、曇発生がなかった。
防曇性と防曇耐久性に分けて次の方法で評価した。すな
わち、初期防曇性は、息を試料に吹きかけ、曇が完全に
消えるまでの時間を測定した。試験は３回行いその平均
時間を調べたところ、曇発生がなかった。防曇耐久性
は、６０℃温水に３日浸漬後、初期防曇性と同様の方法
で曇が完全に消えるまでの平均時間を調べた。その結
果、曇発生がなかった。
【００３４】５）得られた試料について干渉縞の有無を
観察したところ、透明性が非常に高く干渉縞は観察され
なかった。
観察したところ、透明性が非常に高く干渉縞は観察され
なかった。
【００３５】６）光触媒組成物中の半導体光触媒物質の
結晶径をＸ線回折（ＸＲＤ）分析により測定した結果、
１１ｎｍであった。
結晶径をＸ線回折（ＸＲＤ）分析により測定した結果、
１１ｎｍであった。
【００３６】［例２］例１におけるコロイダルシリカの
代わりに、平均一次粒径１０ｎｍ、平均一次粒子長さ１
００ｎｍの棒状のコロイダルアルミナを５０体積％にな
るよう分散して用いた以外は例１と同様に試料を作成
し、同様に評価した。
代わりに、平均一次粒径１０ｎｍ、平均一次粒子長さ１
００ｎｍの棒状のコロイダルアルミナを５０体積％にな
るよう分散して用いた以外は例１と同様に試料を作成
し、同様に評価した。
【００３７】［例３］酸化チタン前駆体として［ＣＨ3
（ＣＨ2 ）3 ＣＨ（Ｃ2 Ｈ5 ）ＣＯＯ］4 Ｔｉ（２−エ
チルヘキサン酸チタン）のトルエン溶液（ＴｉＯ2 換算
で５重量％）を用い、エタノールに分散した平均一次粒
径１１ｎｍのコロイダルシリカを４０体積％になるよう
に添加して分散液を作成し、石英ガラス上にスピンコー
ト法により塗布した後、５５０℃で１時間熱処理して光
触媒組成物薄膜を形成した。得られた試料について例１
と同様に評価した。
（ＣＨ2 ）3 ＣＨ（Ｃ2 Ｈ5 ）ＣＯＯ］4 Ｔｉ（２−エ
チルヘキサン酸チタン）のトルエン溶液（ＴｉＯ2 換算
で５重量％）を用い、エタノールに分散した平均一次粒
径１１ｎｍのコロイダルシリカを４０体積％になるよう
に添加して分散液を作成し、石英ガラス上にスピンコー
ト法により塗布した後、５５０℃で１時間熱処理して光
触媒組成物薄膜を形成した。得られた試料について例１
と同様に評価した。
【００３８】［例４］例３におけるコロイダルシリカの
添加量４０体積％を８５体積％として用いた以外は例３
と同様に試料を作成し、同様に評価した。
添加量４０体積％を８５体積％として用いた以外は例３
と同様に試料を作成し、同様に評価した。
【００３９】［例５］例３におけるコロイダルシリカの
代わりに、平均一次粒径２０ｎｍのジルコニア粒子を４
０体積％になるように添加して用いた以外は例３と同様
に試料を作成し、同様に評価した。
代わりに、平均一次粒径２０ｎｍのジルコニア粒子を４
０体積％になるように添加して用いた以外は例３と同様
に試料を作成し、同様に評価した。
【００４０】［例６］例１におけるコロイダルシリカの
代わりに、水溶性ＳｎＯ2 ゾルを４５体積％になるよう
分散して用いた以外は例１と同様に試料を作成し、評価
した。
代わりに、水溶性ＳｎＯ2 ゾルを４５体積％になるよう
分散して用いた以外は例１と同様に試料を作成し、評価
した。
【００４１】［例７］例１におけるコロイダルシリカの
代わりに、平均一次粒径２０ｎｍのＩｎ2 Ｏ3 微粉末を
６０体積％になるよう分散して用いた以外は例１と同様
に試料を作成し、評価した。
代わりに、平均一次粒径２０ｎｍのＩｎ2 Ｏ3 微粉末を
６０体積％になるよう分散して用いた以外は例１と同様
に試料を作成し、評価した。
【００４２】［例８（比較例）］例１において、コロイ
ダルシリカを添加しなかった以外は例１と同様に試料を
作成し、同様に評価した。例８により得られた試料につ
いて紫外光の透過率を測定した結果、３９３ｎｍから短
波長にかけて急激な吸収がみられ、これよりこの光触媒
のバンドギャップは約３．１６ｅＶであることが判明し
た。
ダルシリカを添加しなかった以外は例１と同様に試料を
作成し、同様に評価した。例８により得られた試料につ
いて紫外光の透過率を測定した結果、３９３ｎｍから短
波長にかけて急激な吸収がみられ、これよりこの光触媒
のバンドギャップは約３．１６ｅＶであることが判明し
た。
【００４３】また、例８では、テーバー摩耗試験の結
果、１０００回後では被膜の摩耗が激しくほとんど基体
が露出しており、石英ガラス上に形成したＴｉＯ2 層は
ＴｉＯ2 の有する高い屈折率のため強い干渉縞が発生し
た。
果、１０００回後では被膜の摩耗が激しくほとんど基体
が露出しており、石英ガラス上に形成したＴｉＯ2 層は
ＴｉＯ2 の有する高い屈折率のため強い干渉縞が発生し
た。
【００４４】例１〜８の試料の評価結果をまとめて表１
に示す。なお、表１中のバンドギャップの単位はｅＶ、
反応速度定数（アセトアルデヒドの分解反応速度定数）
の単位はｍｍｏｌ／（リットル・ｈｒ・ｃｍ2 ）であ
る。被膜強度は摩耗の程度、初期防曇性および防曇耐久
性の単位は秒（曇が完全に消えるまでの平均時間）であ
り、曇発生がなかった場合は（−）で示す。干渉縞は有
無について示し、透明性が高く干渉縞が観察されなかっ
た場合を（無）で示す。結晶径は、光触媒組成物中の半
導体光触媒物質の結晶径の意である。
に示す。なお、表１中のバンドギャップの単位はｅＶ、
反応速度定数（アセトアルデヒドの分解反応速度定数）
の単位はｍｍｏｌ／（リットル・ｈｒ・ｃｍ2 ）であ
る。被膜強度は摩耗の程度、初期防曇性および防曇耐久
性の単位は秒（曇が完全に消えるまでの平均時間）であ
り、曇発生がなかった場合は（−）で示す。干渉縞は有
無について示し、透明性が高く干渉縞が観察されなかっ
た場合を（無）で示す。結晶径は、光触媒組成物中の半
導体光触媒物質の結晶径の意である。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【発明の効果】本発明の光触媒組成物は、光触媒活性に
優れるとともに優れた被膜強度を有する。さらにガラス
などの透明な基体上に透明薄膜状に形成しても強い干渉
縞が発生しない光触媒組成物も提供できる。
優れるとともに優れた被膜強度を有する。さらにガラス
などの透明な基体上に透明薄膜状に形成しても強い干渉
縞が発生しない光触媒組成物も提供できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｊ 23/08 Ｂ０１Ｊ 23/14 Ａ 23/14 23/18 Ａ 23/18 23/30 Ａ 23/30 35/02 Ｊ 23/745 Ｃ０３Ｃ 17/25 Ａ 35/02 Ｂ０８Ｂ 17/02 Ｃ０３Ｃ 17/25 Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢＪ // Ｂ０８Ｂ 17/02 Ｂ０１Ｊ 23/74 ３０１Ａ
Claims (10)
- 【請求項１】半導体光触媒物質と該半導体光触媒物質に
分散された酸化物微粒子とからなる光触媒組成物であっ
て、光触媒組成物のバンドギャップが半導体光触媒物質
単体のバンドギャップよりも０．０５ｅＶ以上大きいこ
とを特徴とする光触媒組成物。 - 【請求項２】前記半導体光触媒物質は、ＴｉＯ2 、Ｂｉ
2 Ｏ3 、Ｉｎ2 Ｏ3 、ＷＯ3 、ＺｎＯ、ＳｒＴｉＯ3 、
Ｆｅ2 Ｏ3 およびＳｎＯ2 からなる群から選ばれる１種
以上である請求項１の光触媒組成物。 - 【請求項３】前記酸化物微粒子は、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ
2 、ＳｎＯ2 、Ｉｎ2 Ｏ3 およびＺｒＯ2 からなる群か
ら選ばれる１種以上である請求項１または２の光触媒組
成物。 - 【請求項４】前記酸化物微粒子の分散割合は、半導体光
触媒物質と酸化物微粒子との総和に対して２０〜８０体
積％である請求項１、２または３の光触媒組成物。 - 【請求項５】半導体光触媒物質を形成する材料と該材料
中に分散された酸化物微粒子とからなる光触媒組成物形
成用塗布液を基体に塗布して薄膜を形成した後、熱処理
を施すことにより、バンドギャップを半導体光触媒物質
単体のバンドギャップよりも０．０５ｅＶ以上大きくし
た光触媒組成物の製造方法。 - 【請求項６】半導体光触媒物質を形成する材料として、
半導体光触媒物質のゾルまたは半導体光触媒物質前駆体
を用いる請求項５の光触媒組成物の製造方法。 - 【請求項７】半導体光触媒物質と該半導体光触媒物質に
分散された酸化物微粒子とからなる光触媒組成物であっ
て、光触媒組成物のバンドギャップが半導体光触媒物質
単体のバンドギャップよりも０．０５ｅＶ以上大きい光
触媒組成物が基体上に形成された光触媒組成物付き基
体。 - 【請求項８】前記半導体光触媒物質は、ＴｉＯ2 、Ｂｉ
2 Ｏ3 、Ｉｎ2 Ｏ3 、ＷＯ3 、ＺｎＯ、ＳｒＴｉＯ3 、
Ｆｅ2 Ｏ3 およびＳｎＯ2 からなる群から選ばれる１種
以上である請求項７の光触媒組成物付き基体。 - 【請求項９】前記酸化物微粒子は、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ
2 、ＳｎＯ2 、Ｉｎ2 Ｏ3 およびＺｒＯ2 からなる群か
ら選ばれる１種以上である請求項７または８の光触媒組
成物付き基体。 - 【請求項１０】前記酸化物微粒子の分散割合は、半導体
光触媒物質と酸化物微粒子との総和に対して２０〜８０
体積％である請求項７、８または９の光触媒組成物付き
基体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33127296A JP3780592B2 (ja) | 1995-12-21 | 1996-12-11 | 光触媒組成物とその製造方法および光触媒組成物付き基体 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33367395 | 1995-12-21 | ||
| JP7-333673 | 1995-12-21 | ||
| JP33127296A JP3780592B2 (ja) | 1995-12-21 | 1996-12-11 | 光触媒組成物とその製造方法および光触媒組成物付き基体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09225303A true JPH09225303A (ja) | 1997-09-02 |
| JP3780592B2 JP3780592B2 (ja) | 2006-05-31 |
Family
ID=26573796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33127296A Expired - Fee Related JP3780592B2 (ja) | 1995-12-21 | 1996-12-11 | 光触媒組成物とその製造方法および光触媒組成物付き基体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3780592B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999029424A1 (fr) * | 1997-12-10 | 1999-06-17 | Toto Ltd. | Composition photocatalytique, substance contenant un photocatalyseur, materiau fonctionnant comme un photocatalyseur et procede de fabrication correspondant |
| JP2000262905A (ja) * | 1999-03-18 | 2000-09-26 | Inax Corp | 光触媒タイル |
| JP2001150586A (ja) * | 1995-03-20 | 2001-06-05 | Toto Ltd | 光触媒性親水性表面を備えた防曇性部材 |
| JP2001340757A (ja) * | 2000-06-01 | 2001-12-11 | Seiichi Rengakuji | 二酸化チタン光触媒担持体とその製造方法 |
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| KR100443197B1 (ko) * | 2001-11-23 | 2004-08-04 | 신호유화주식회사 | 산화 티탄으로 코팅된 산화물 반도체 입자의 제조 방법 |
| US6781738B2 (en) | 2001-07-26 | 2004-08-24 | Murakami Corporation | Antiglare anticlouding device and automotive outer mirror |
| JP2006160579A (ja) * | 2004-12-09 | 2006-06-22 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 微細酸化鉄粉末及びその製造方法 |
| JP2014171940A (ja) * | 2013-03-07 | 2014-09-22 | Ube Exsymo Co Ltd | 光触媒複合粒子及びその製造方法 |
| JP2016512164A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-04-25 | 日東電工株式会社 | 半導体用多価光触媒不均質材料 |
-
1996
- 1996-12-11 JP JP33127296A patent/JP3780592B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CZ301921B6 (cs) * | 1997-12-10 | 2010-07-28 | Toto Ltd. | Použití složeného materiálu pro odstranení oxidu dusíku, amoniaku, oxidu uhelnatého a/nebo oxidu síry ze vzduchu |
| WO1999029424A1 (fr) * | 1997-12-10 | 1999-06-17 | Toto Ltd. | Composition photocatalytique, substance contenant un photocatalyseur, materiau fonctionnant comme un photocatalyseur et procede de fabrication correspondant |
| US6480335B1 (en) | 1999-01-19 | 2002-11-12 | Kabushiki Kaisha Tokai-Rika-Denki-Seisakusho | Reflecting mirror |
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