JPH09276694A - 二酸化チタン光触媒の製造方法 - Google Patents
二酸化チタン光触媒の製造方法Info
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- JPH09276694A JPH09276694A JP8115488A JP11548896A JPH09276694A JP H09276694 A JPH09276694 A JP H09276694A JP 8115488 A JP8115488 A JP 8115488A JP 11548896 A JP11548896 A JP 11548896A JP H09276694 A JPH09276694 A JP H09276694A
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Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＴｉＯ2を基材に固定化する際し、基材との
密着性を向上させる。 【解決手段】 粉ガラスとＴｉＯ2粉末を蒸留水に入
れ、超音波洗浄器で分散させてペーストにする。Ｔｉ網
を大気雰囲気下で熱処理し、その表面にＴｉＯ2層を形
成しておいたものを、上記のペーストに浸漬し、ＴｉＯ
2網の表面が均一にぬれた状態にする。それを風乾した
後、熱処理炉で、大気雰囲気下で、７５０℃で焼結し、
光触媒とする。
密着性を向上させる。 【解決手段】 粉ガラスとＴｉＯ2粉末を蒸留水に入
れ、超音波洗浄器で分散させてペーストにする。Ｔｉ網
を大気雰囲気下で熱処理し、その表面にＴｉＯ2層を形
成しておいたものを、上記のペーストに浸漬し、ＴｉＯ
2網の表面が均一にぬれた状態にする。それを風乾した
後、熱処理炉で、大気雰囲気下で、７５０℃で焼結し、
光触媒とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は大気、排ガス、水
質、建材表面などの浄化に使用される光触媒、又は分析
や計測などの精密機器の分野で窒素化合物やリン化合物
を酸化する光触媒に関するものであり、特にＴｉＯ
2（二酸化チタン）を使用した光触媒に関するものであ
る。
質、建材表面などの浄化に使用される光触媒、又は分析
や計測などの精密機器の分野で窒素化合物やリン化合物
を酸化する光触媒に関するものであり、特にＴｉＯ
2（二酸化チタン）を使用した光触媒に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】光触媒の代表的なものはＴｉＯ2であ
り、その中でもアナタース型が最も効果的な光触媒であ
る。しかし、多くの場合、アナタース型ＴｉＯ2は粉末
状であり、取扱いが不便であるため、それを一定の形状
に保持するためにＰＶＡ（ポリビニールアルコール）等
の有機物のバインダーが使用されている。その場合、Ｔ
ｉＯ2粉末をバインダーと混合してペースト状にした
後、焼成する。
り、その中でもアナタース型が最も効果的な光触媒であ
る。しかし、多くの場合、アナタース型ＴｉＯ2は粉末
状であり、取扱いが不便であるため、それを一定の形状
に保持するためにＰＶＡ（ポリビニールアルコール）等
の有機物のバインダーが使用されている。その場合、Ｔ
ｉＯ2粉末をバインダーと混合してペースト状にした
後、焼成する。
【０００３】水ガラスを用いる方法も開発されており、
その方法ではＴｉＯ2粉末と水ガラスとの混合物に水を
添加してペースト状にした後、焼成する。さらに、チタ
ン酸テトライソプロピルをゾルゲル法により基材上にコ
ーティングし、焼成してＴｉＯ2薄膜とする方法も知ら
れている。
その方法ではＴｉＯ2粉末と水ガラスとの混合物に水を
添加してペースト状にした後、焼成する。さらに、チタ
ン酸テトライソプロピルをゾルゲル法により基材上にコ
ーティングし、焼成してＴｉＯ2薄膜とする方法も知ら
れている。
【０００４】これらの方法での焼成条件は、有機物バイ
ンダーでペースト状にする方法の場合は約４５０℃で３
時間、水ガラスでペースト状にする方法の場合は約１５
０℃で４時間、ゾルゲル法の場合約５５０℃で６時間で
ある。
ンダーでペースト状にする方法の場合は約４５０℃で３
時間、水ガラスでペースト状にする方法の場合は約１５
０℃で４時間、ゾルゲル法の場合約５５０℃で６時間で
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】有機物バインダーでペ
ースト状による方法では、焼成時に有機物バインダーが
気化するため、得られるＴｉＯ2の焼結体が多孔質化
し、基材との密着性が不良になる。水ガラスでペースト
状にする方法でも、多孔質化して密着性が不良となる。
水ガラスによる方法の場合は、物理的な混合状態に近い
ものと考えられる。
ースト状による方法では、焼成時に有機物バインダーが
気化するため、得られるＴｉＯ2の焼結体が多孔質化
し、基材との密着性が不良になる。水ガラスでペースト
状にする方法でも、多孔質化して密着性が不良となる。
水ガラスによる方法の場合は、物理的な混合状態に近い
ものと考えられる。
【０００６】ゾルゲル法によるＴｉＯ2膜は、焼結の際
に有機物が気化し、やはり多孔質化する。また薄膜のた
め脆い。従来の方法により基材上に固定化したＴｉＯ2
の焼結体又は薄膜は、基材との密着性に問題があり、特
に基材が金属の場合にその問題がより顕著になる。そこ
で、本発明はＴｉＯ2を基材に固定化するに際し、基材
との密着性を向上させることを目的とするものである。
に有機物が気化し、やはり多孔質化する。また薄膜のた
め脆い。従来の方法により基材上に固定化したＴｉＯ2
の焼結体又は薄膜は、基材との密着性に問題があり、特
に基材が金属の場合にその問題がより顕著になる。そこ
で、本発明はＴｉＯ2を基材に固定化するに際し、基材
との密着性を向上させることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、次
の工程（Ａ）から（Ｃ）を含んで二酸化チタン光触媒を
製造する。 （Ａ）二酸化チタン粉末と粉ガラスとを混合し、それに
水を添加してペースト状にする工程、（Ｂ）前記工程で
形成したペーストを、セラミックの表面をもつ基材に、
浸漬、刷毛塗りなどの方法で塗布する工程、（Ｃ）前記
ペーストが塗布された基材を、空気中で、６００〜１２
００℃で焼成して二酸化チタン粉末と粉ガラスとを焼結
させる工程。
の工程（Ａ）から（Ｃ）を含んで二酸化チタン光触媒を
製造する。 （Ａ）二酸化チタン粉末と粉ガラスとを混合し、それに
水を添加してペースト状にする工程、（Ｂ）前記工程で
形成したペーストを、セラミックの表面をもつ基材に、
浸漬、刷毛塗りなどの方法で塗布する工程、（Ｃ）前記
ペーストが塗布された基材を、空気中で、６００〜１２
００℃で焼成して二酸化チタン粉末と粉ガラスとを焼結
させる工程。
【０００８】空気中で、６００〜１２００℃で焼成する
ことにより、ＴｉＯ2粉末と粉ガラスとが焼結し、強固
なセラミックスとなる。また、多孔質化が少ない。ま
た、基材表面がセラミックのため、その上にコーテイン
グするＴｉＯ2粉末と粉ガラスとが焼結したセラミック
層との密着性がよくなる。
ことにより、ＴｉＯ2粉末と粉ガラスとが焼結し、強固
なセラミックスとなる。また、多孔質化が少ない。ま
た、基材表面がセラミックのため、その上にコーテイン
グするＴｉＯ2粉末と粉ガラスとが焼結したセラミック
層との密着性がよくなる。
【０００９】基材が金属である場合、その表面のセラミ
ックは基材表面を予め焼成して金属酸化物として得られ
たものであることが好ましい。例えば、基材として金属
チタンを用いた場合は、その表面を予め焼成してルチル
型ＴｉＯ2を形成しておくと、その上にコーテイングさ
れるＴｉＯ2粉末と粉ガラスとが焼結したセラミックと
の密着性が一層向上する。
ックは基材表面を予め焼成して金属酸化物として得られ
たものであることが好ましい。例えば、基材として金属
チタンを用いた場合は、その表面を予め焼成してルチル
型ＴｉＯ2を形成しておくと、その上にコーテイングさ
れるＴｉＯ2粉末と粉ガラスとが焼結したセラミックと
の密着性が一層向上する。
【００１０】
【実施例】Ｔｉ網を基材とし、その表面にＴｉＯ2と粉
ガラスとの焼結体をコーティングした実施例を説明す
る。図１（Ａ）はその工程を示すフローチャート図、図
１（Ｂ）は焼結時の温度パターンを示す図である。
ガラスとの焼結体をコーティングした実施例を説明す
る。図１（Ａ）はその工程を示すフローチャート図、図
１（Ｂ）は焼結時の温度パターンを示す図である。
【００１１】（ａ）粉ガラス（日本電気硝子社製のＳＴ
−１１ Ｗ／Ｋ）１．５ｇと、ＴｉＯ2粉末（日本エア
ロジル社製のＰ−２５型）６.０ｇを、５０ｍｌの蒸留
水に入れ、超音波洗浄器で約１０分間分散させてペース
ト状にする。 （ｂ）それとは別に、Ｔｉ網(６０メッシュ、線径０.１
２ｍｍ、大きさ１３ｃｍ×９.５ｃｍ）を大気雰囲気下
で、７５０℃で３時間熱処理して、その表面にＴｉＯ2
層を形成しておく。
−１１ Ｗ／Ｋ）１．５ｇと、ＴｉＯ2粉末（日本エア
ロジル社製のＰ−２５型）６.０ｇを、５０ｍｌの蒸留
水に入れ、超音波洗浄器で約１０分間分散させてペース
ト状にする。 （ｂ）それとは別に、Ｔｉ網(６０メッシュ、線径０.１
２ｍｍ、大きさ１３ｃｍ×９.５ｃｍ）を大気雰囲気下
で、７５０℃で３時間熱処理して、その表面にＴｉＯ2
層を形成しておく。
【００１２】（ｃ）工程（ｂ）で表面にＴｉＯ2層を形
成したＴｉＯ2網を、工程（ａ）で調製したペーストに
浸漬し、ＴｉＯ2網の表面が均一にぬれた状態になる
と、ＴｉＯ2網をゆっくりと引き上げる。 （ｄ）その網を風乾する。
成したＴｉＯ2網を、工程（ａ）で調製したペーストに
浸漬し、ＴｉＯ2網の表面が均一にぬれた状態になる
と、ＴｉＯ2網をゆっくりと引き上げる。 （ｄ）その網を風乾する。
【００１３】（ｅ）熱所理炉で、大気雰囲気下で、図１
（Ｂ）の温度パターンに従って焼結し、光触媒とする。
ここでは最高温度を７５０℃に設定した。 （ｆ）熱処理後の光触媒を水中で超音波洗浄し、表面の
粉をよく落す。 （ｇ）風乾した清浄なビニール袋に入れて保存する。
（Ｂ）の温度パターンに従って焼結し、光触媒とする。
ここでは最高温度を７５０℃に設定した。 （ｆ）熱処理後の光触媒を水中で超音波洗浄し、表面の
粉をよく落す。 （ｇ）風乾した清浄なビニール袋に入れて保存する。
【００１４】次に、上の実施例で製造した光触媒を使用
して、水中の窒素化合物及びリン化合物の光分解を行な
った例を説明する。図２はその光化学反応装置を表わし
たものである。反応管２は底をもつ円筒状で、内容積が
１００ｍｌ余りのパイレックスガラス製である。反応管
２中には低圧水銀灯４（出力１０〜２４Ｗ）が１本設置
され、反応管２の外側にはブラックライト６（出力１０
Ｗ）が４本設置されている。１０は水銀灯用電源であ
る。反応管２内には低圧水銀灯６の周りを取り囲むよう
に、円筒状に曲げられた、実施例の光触媒８が設置され
ている。この光触媒８は、上の条件で製造されたもので
あり、Ｔｉ網の表面にＴｉＯ2層を形成し、その上にＴ
ｉＯ2粉末と粉ガラスとを焼結させたものである。
して、水中の窒素化合物及びリン化合物の光分解を行な
った例を説明する。図２はその光化学反応装置を表わし
たものである。反応管２は底をもつ円筒状で、内容積が
１００ｍｌ余りのパイレックスガラス製である。反応管
２中には低圧水銀灯４（出力１０〜２４Ｗ）が１本設置
され、反応管２の外側にはブラックライト６（出力１０
Ｗ）が４本設置されている。１０は水銀灯用電源であ
る。反応管２内には低圧水銀灯６の周りを取り囲むよう
に、円筒状に曲げられた、実施例の光触媒８が設置され
ている。この光触媒８は、上の条件で製造されたもので
あり、Ｔｉ網の表面にＴｉＯ2層を形成し、その上にＴ
ｉＯ2粉末と粉ガラスとを焼結させたものである。
【００１５】反応管２の底部には酸素の供給と試料水の
撹拌を兼ねる清浄空気を供給する空気供給口と、光化学
反応終了後の試料水を取り出し、窒素酸化物とリン化合
物とを測定する測定部へ導くための試料水取出し口が設
けられている。
撹拌を兼ねる清浄空気を供給する空気供給口と、光化学
反応終了後の試料水を取り出し、窒素酸化物とリン化合
物とを測定する測定部へ導くための試料水取出し口が設
けられている。
【００１６】この光化学反応装置を用い、１００ｍｌの
試料水１２を反応管２に入れる。その試料水は、（ＮＨ
4）2ＳＯ2として窒素成分を２ｐｐｍと、Ｃ6Ｈ5ＮａＰ
Ｏ4としてリン成分を１ｐｐｍ含んだものである。その
試料水に対し、反応管２の底部から清浄空気を１０ｍｌ
／分の流量で供給しながら、低圧水銀灯４とブラックラ
イト６を点灯視、４０分間光分解反応を起こさせた。
試料水１２を反応管２に入れる。その試料水は、（ＮＨ
4）2ＳＯ2として窒素成分を２ｐｐｍと、Ｃ6Ｈ5ＮａＰ
Ｏ4としてリン成分を１ｐｐｍ含んだものである。その
試料水に対し、反応管２の底部から清浄空気を１０ｍｌ
／分の流量で供給しながら、低圧水銀灯４とブラックラ
イト６を点灯視、４０分間光分解反応を起こさせた。
【００１７】その結果、窒素化合物とリン化合物のいず
れについても、９０％以上の高分解率を示した。この光
触媒８を繰り返し使用し、約１ヵ月間使用した後も分解
効率の低下は見られなかった。
れについても、９０％以上の高分解率を示した。この光
触媒８を繰り返し使用し、約１ヵ月間使用した後も分解
効率の低下は見られなかった。
【００１８】それに対し、ＴｉＯ2光触媒として、従来
の有機物バインダーを用いる方法で作成したものと、水
ガラスを用いて作成したものについても、図２の光化学
反応装置を用いて同様に実験を行なったところ、第１回
目からＴｉＯ2の粉末が溶出し、数回で分解効率が５０
％以下に劣化した。また第１回目からＴｉＯ2コーティ
ング層の多孔質の孔に窒素化合物やリン化合物が入り込
み、この孔から出るのに時間がかかるなど、汚染が起こ
りやすく、液置換が不十分となった。
の有機物バインダーを用いる方法で作成したものと、水
ガラスを用いて作成したものについても、図２の光化学
反応装置を用いて同様に実験を行なったところ、第１回
目からＴｉＯ2の粉末が溶出し、数回で分解効率が５０
％以下に劣化した。また第１回目からＴｉＯ2コーティ
ング層の多孔質の孔に窒素化合物やリン化合物が入り込
み、この孔から出るのに時間がかかるなど、汚染が起こ
りやすく、液置換が不十分となった。
【００１９】
【発明の効果】本発明のＴｉＯ2光触媒は、二酸化チタ
ン粉末と粉ガラスとを混合し、それに水を添加してペー
スト状にした後、セラミックの表面をもつ基材に塗布
し、空気中で、６００〜１２００℃で焼成して形成する
ので、ＴｉＯ2粉末と粉ガラスとが焼結し、強固なセラ
ミックとなり、多孔質化が少なくなる。また、基材表面
がセラミックのため、密着性も強くなる。その結果、水
中の窒素化合物やリン化合物の光分解を行なう際の光触
媒として利用すれば、長期間にわたって光触媒作用を維
持することができる。
ン粉末と粉ガラスとを混合し、それに水を添加してペー
スト状にした後、セラミックの表面をもつ基材に塗布
し、空気中で、６００〜１２００℃で焼成して形成する
ので、ＴｉＯ2粉末と粉ガラスとが焼結し、強固なセラ
ミックとなり、多孔質化が少なくなる。また、基材表面
がセラミックのため、密着性も強くなる。その結果、水
中の窒素化合物やリン化合物の光分解を行なう際の光触
媒として利用すれば、長期間にわたって光触媒作用を維
持することができる。
【図１】 （Ａ）は一実施例の工程を示すフローチャー
ト図、（Ｂ）は焼結時の温度パターンを示す図である。
ト図、（Ｂ）は焼結時の温度パターンを示す図である。
【図２】 本発明で製造される光触媒を利用した水中の
窒素化合物及びリン化合物の光化学反応装置を示す概略
断面図である。
窒素化合物及びリン化合物の光化学反応装置を示す概略
断面図である。
２ 反応管 ４ 低圧水銀灯 ６ ブラックライト ８ 光触媒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田原 修 京都府京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会社島津製作所三条工場内 (72)発明者 藤嶋 昭 神奈川県川崎市中原区中丸子710番５ (72)発明者 橋本 和仁 神奈川県横浜市栄区飯島町2073番地２号 ニューシティ本郷台Ｄ棟213号
Claims (2)
- 【請求項１】 次の工程（Ａ）から（Ｃ）を含む二酸化
チタン光触媒の製造方法。 （Ａ）二酸化チタン粉末と粉ガラスとを混合し、それに
水を添加してペースト状にする工程、（Ｂ）前記工程で
形成したペーストをセラミックの表面をもつ基材に塗布
する工程、（Ｃ）前記ペーストが塗布された基材を、空
気中で、６００〜１２００℃で焼成して二酸化チタン粉
末と粉ガラスとを焼結させる工程。 - 【請求項２】 前記基材が金属であり、その表面のセラ
ミックは基材表面を予め焼成して金属酸化物として得ら
れたものである請求項１に記載の二酸化チタン光触媒の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8115488A JPH09276694A (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 二酸化チタン光触媒の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8115488A JPH09276694A (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 二酸化チタン光触媒の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09276694A true JPH09276694A (ja) | 1997-10-28 |
Family
ID=14663769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8115488A Ceased JPH09276694A (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 二酸化チタン光触媒の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09276694A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040000857A (ko) * | 2002-06-26 | 2004-01-07 | 이종협 | 초음파를 이용한 타이타니아 나노입자 담지막의 제조방법 |
| JPWO2018147444A1 (ja) * | 2017-02-13 | 2019-06-27 | サンスター技研株式会社 | 光触媒担持網状シート、空気清浄機、及び光触媒担持網状シートの製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08131841A (ja) * | 1994-11-10 | 1996-05-28 | Toto Ltd | 光触媒作用を有する部材 |
| JPH09187721A (ja) * | 1995-10-31 | 1997-07-22 | Tao:Kk | 光触媒機能を有する表層構造とその形成方法 |
-
1996
- 1996-04-12 JP JP8115488A patent/JPH09276694A/ja not_active Ceased
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08131841A (ja) * | 1994-11-10 | 1996-05-28 | Toto Ltd | 光触媒作用を有する部材 |
| JPH09187721A (ja) * | 1995-10-31 | 1997-07-22 | Tao:Kk | 光触媒機能を有する表層構造とその形成方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040000857A (ko) * | 2002-06-26 | 2004-01-07 | 이종협 | 초음파를 이용한 타이타니아 나노입자 담지막의 제조방법 |
| JPWO2018147444A1 (ja) * | 2017-02-13 | 2019-06-27 | サンスター技研株式会社 | 光触媒担持網状シート、空気清浄機、及び光触媒担持網状シートの製造方法 |
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