JPH10128110A - Photocatalyst composition and its forming agent - Google Patents

Photocatalyst composition and its forming agent

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JPH10128110A
JPH10128110A JP8291931A JP29193196A JPH10128110A JP H10128110 A JPH10128110 A JP H10128110A JP 8291931 A JP8291931 A JP 8291931A JP 29193196 A JP29193196 A JP 29193196A JP H10128110 A JPH10128110 A JP H10128110A
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titanium oxide
aqueous
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forming agent
film
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Ryoji Yamada
亮治 山田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To exhibit excellent catalytic activity under sunlight and an indoor illuminating light by preparing a forming agent for a photocatalyst compsn. of a compsn. wherein an aqueous titanium oxide sol and an aqueous soln. and/or an aqueous dispersion of a titanium oxide precursor compd. are mixed. SOLUTION: A photocatalyst compsn. forming agent used for such environmental clarifications as stainproofing, deodorizing, anti-fungus and detoxification of hazardous substances is prepd. of a mixed compsn. wherein an aqueous titanium oxide sol and an aqueous soln. and/or an aqueous dispersion of a titanium oxide precursor compd, are mixed. As the aqueous titanium oxide sol, an aqueous titanium oxide sol prepd. by dispersing titanium oxide particles with a mean particle diameter of 1-300nm is pref. On the other hand, as the titanium oxide precursor compd., all the titanium oxide precursor compd. that can stably exist in water can be used and peroxotitanic acid and/or partial condensate of peroxotitanic acid are pref. used as they are easily handled.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光触媒組成物とその
形成剤に関する。
[0001] The present invention relates to a photocatalyst composition and a forming agent therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体微粒子が禁制帯ギャップを越える
エネルギの光を吸収すると、電子−正孔対が励起子を作
る。この励起子がその構造緩和の過程で電荷移動や表面
補足反応を起すと、それぞれ還元反応・酸化反応を進行
させ、光エネルギと化学エネルギの変換が行われる。か
かる半導体を用いた光触媒反応は、太陽エネルギから直
接燃料を作る方法として注目されたが、最近は環境浄化
への応用を目指す動き〔化学と工業 48,167(1
995)〕を強めている。
2. Description of the Related Art When a semiconductor particle absorbs light having an energy exceeding a band gap, an electron-hole pair forms an exciton. When this exciton causes a charge transfer or a surface capture reaction in the course of its structural relaxation, it causes a reduction reaction and an oxidation reaction to proceed, respectively, thereby converting light energy and chemical energy. The photocatalytic reaction using such a semiconductor has attracted attention as a method for directly producing fuel from solar energy, but recently, there has been a movement toward application to environmental purification [Chemical and Industrial 48,167 (1)
995)].

【0003】光触媒としては、酸化チタンが報告されて
いる〔Nature 237,37(1972)〕。酸
化チタンはそれ自体無害であるうえ、その光触媒反応に
おいては光源に太陽光が利用でき、固体表面で強い酸化
力を発現して多くの有機物をその最終状態にまで酸化さ
せる。それゆえ、防汚、防臭、抗菌または有害物の無毒
化といった、環境浄化の目的にも有効に機能すると考え
られ、これまでにも種々の具体的提案がなされている。
また、本来親水性である酸化チタンのクリーンな表面を
防汚効果によって常に露出させる〔日化誌,8(198
6)〕ことになるから、親水性が維持され、防曇性発現
にも寄与することが知られている。
As a photocatalyst, titanium oxide has been reported [Nature 237, 37 (1972)]. Titanium oxide itself is harmless, and in the photocatalytic reaction, sunlight can be used as a light source, and a strong oxidizing power is developed on a solid surface to oxidize many organic substances to their final state. Therefore, it is considered that it functions effectively also for the purpose of environmental purification such as antifouling, deodorization, antibacterial and detoxification of harmful substances, and various concrete proposals have been made so far.
In addition, the clean surface of titanium oxide, which is inherently hydrophilic, is always exposed by an antifouling effect [Nikka, 8 (198
6)], it is known that hydrophilicity is maintained and contributes to the development of anti-fogging property.

【0004】例えば酸化チタン粒子を水中に分散させた
系で、トリクロロエチレンが二酸化炭素や塩素イオン等
に分解されることが報告されている〔J.Catal.
82,404(1983)〕。しかしこのような系では
分散された酸化チタンの分離、回収が困難なため、工業
的利用には進展していない。
For example, it has been reported that in a system in which titanium oxide particles are dispersed in water, trichlorethylene is decomposed into carbon dioxide, chloride ions, and the like [J. Catal.
82, 404 (1983)]. However, in such a system, it is difficult to separate and recover the dispersed titanium oxide, so that it has not been developed for industrial use.

【0005】酸化チタンを固定化させる手法も種々提案
されている。例えば水中に開膠させた酸化チタンゾルを
基板上に施し、乾燥後、500℃程度で熱処理して調製
した酸化チタン被膜は、高い触媒活性を持つ粒子と同等
の触媒効果を発現したことが報告されている〔Che
m.Lett.,723(1994)、特開平6−27
8241号公報〕。しかしながらこのようにして形成さ
れた酸化チタン被膜は、一時的に膜状形態を持つが、脆
く、容易に破壊されて触媒効果を失う欠点があった。
Various techniques for immobilizing titanium oxide have been proposed. For example, it has been reported that a titanium oxide coating prepared by applying a titanium oxide sol that has been pulverized in water to a substrate, drying and then heat-treating it at about 500 ° C. has exhibited a catalytic effect equivalent to particles having high catalytic activity. [Che
m. Lett. 723 (1994), JP-A-6-27
No. 8241]. However, the titanium oxide film formed in this manner has a temporary film-like form, but has a disadvantage that it is brittle and is easily broken to lose its catalytic effect.

【0006】またシリカゲルに酸化チタン粒子を担持さ
せる試みもなされている〔Bull.Chem.So
c.Jpn.61,359(1988)、J.Cera
m.Soc.Jpn.102,702(1994)〕
が、実質的に触媒濃度を下げてしまい、実用的ではなか
った。
Attempts have also been made to support titanium oxide particles on silica gel [Bull. Chem. So
c. Jpn. 61, 359 (1988); Cera
m. Soc. Jpn. 102, 702 (1994)].
However, the catalyst concentration was substantially reduced, and was not practical.

【0007】さらに、酸化チタン粒子を加えたり、ある
いは釉薬で酸化チタン粒子を固定する等の方法で製造さ
れた抗菌タイルも提案されている〔国際公開WO94/
11092号〕。しかしながらこのような方法も、触媒
粒子の表面を広く遮蔽してしまうことから触媒活性は低
く、実用的ではなかった。
Further, an antibacterial tile manufactured by adding titanium oxide particles or fixing the titanium oxide particles with a glaze has also been proposed [International Publication WO 94/94].
No. 11092]. However, such a method is also not practical because the catalyst activity is low because the surface of the catalyst particle is widely shielded.

【0008】この活性の低さを補うため、さらに銀イオ
ン等を担持させて抗菌性を改良した衛生陶器の提案〔日
経マテリアルズ&テクノロジー(144)57(199
4)、工業材料43,96(1995)〕もなされた
が、防汚性は乏しいものであった。
In order to compensate for the low activity, a sanitary ware having improved antibacterial properties by further supporting silver ions etc. [Nikkei Materials & Technology (144) 57 (199)
4) and industrial materials 43, 96 (1995)], but their antifouling properties were poor.

【0009】一方、ゾル・ゲル法による金属酸化物膜の
形成方法を用い、基板上に酸化チタンの被膜を設ける試
みもなされている。例えば酸化チタンをコートした石英
板や石英管を用い、水中のトリクロロエチレンを分解で
きることが報告されている〔特開平7−100378、
水環境学会誌17,324(1994)〕。しかしなが
らこれらの酸化チタンコート層は、製膜工程を数回〜2
0回程繰返して初めて光触媒活性を発現できるもので、
工業的な利用はほとんど行われていない。
On the other hand, attempts have been made to provide a titanium oxide film on a substrate by using a method of forming a metal oxide film by a sol-gel method. For example, it has been reported that trichlorethylene in water can be decomposed by using a quartz plate or a quartz tube coated with titanium oxide [Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-100378,
Journal of Japan Society on Water Environment 17,324 (1994)]. However, these titanium oxide coating layers require several times of film-forming
It can express photocatalytic activity only after repeating about 0 times.
There is little industrial use.

【0010】さらに微細粒子を重ねた形状で被膜形成で
きるCVD膜〔J.Chem.Soc.,Farada
y Trans.1,81,3117(1985)」を
用い、粒子同等の高い触媒活性を発現しようとした試み
〔J.Photochem.Photobiol,A,
50,283(1989)〕や、たばこのヤニを光分解
したとする発表〔日刊工業新聞1995年1月5日〕も
なされたが、ゾル・ゲル法膜と同様、厚膜にして初めて
触媒活性が発現される〔光触媒反応の最近の展開、12
(1994)〕もので、工業的利用は困難なものであっ
た。
Further, a CVD film [J. Chem. Soc. , Farada
y Trans. 1, 81, 3117 (1985) "and an attempt to express high catalytic activity equivalent to particles [J. Photochem. Photobiol, A,
50, 283 (1989)] and the announcement of photodegradation of cigarette moss [Nikkan Kogyo Shimbun January 5, 1995]. [Recent developments in photocatalysis, 12
(1994)], and industrial use was difficult.

【0011】このように、無尽蔵な太陽光を利用して環
境浄化の働きを発揮し得る酸化チタンではあるが、その
工業利用はあまり進んでいない。
[0011] As described above, although titanium oxide is capable of exhibiting the function of environmental purification by using inexhaustible sunlight, its industrial use has not been advanced much.

【0012】酸化チタンは通常、大きく分けてアナター
ゼ型とルチル型の2つの結晶相を持ち、両相共に光触媒
活性を示すことが知られている。一般にはアナターゼ型
の方が高い効果を持つものと考えられてはいるが、活性
化の因子は結晶系以外にも多く、一概には決められな
い。
[0012] Titanium oxide generally has two crystal phases, anatase type and rutile type, and both phases are known to exhibit photocatalytic activity. Generally, the anatase type is considered to have a higher effect, but the activation factor is not limited to the crystal system and cannot be determined unconditionally.

【0013】酸化チタンのような半導体微粒子のエネル
ギバンド構造には量子サイズ効果が見られ、その光吸収
波長域は粒子径にも依存する。光触媒向けとして市販さ
れている酸化チタン粒子は、粒径、活性表面等を制御し
て高い触媒活性を発現できた。しかしながら上述のよう
に有効な固定化方法が見出せない状況にあった。
The energy band structure of semiconductor fine particles such as titanium oxide has a quantum size effect, and the light absorption wavelength range also depends on the particle diameter. Commercially available titanium oxide particles for photocatalysts exhibited high catalytic activity by controlling the particle size, active surface, and the like. However, as described above, there was a situation where an effective immobilization method could not be found.

【0014】一方、ガラス等の基板上にゾル・ゲル法や
スパッタリング等で酸化チタン膜を設けると、通常アナ
ターゼ型相が得られる。これらのアナターゼ型の酸化チ
タン膜のUVスペクトルを観察すると、400nm近傍
の光とはほとんど相互作用を持たないことが報告されて
いる〔J.Mater.Sci.23,2259(19
88)、Bull.Chem.Soc.Jpn.67,
843(1994)〕。したがって太陽光からは励起に
必要なエネルギは得られず、触媒活性はほとんど見られ
なかった。
On the other hand, when a titanium oxide film is provided on a substrate such as glass by a sol-gel method or sputtering, an anatase type phase is usually obtained. When observing the UV spectrum of these anatase type titanium oxide films, it is reported that they hardly interact with light near 400 nm [J. Mater. Sci. 23, 2259 (19
88), Bull. Chem. Soc. Jpn. 67,
843 (1994)]. Therefore, energy required for excitation was not obtained from sunlight, and almost no catalytic activity was observed.

【0015】ゾル・ゲル法で得られたアナターゼ型を1
000℃で焼成すると、ルチル型相に転位する〔J.M
ater.Sci.28,2353(1993)〕。ま
た、チタンアルコキシドとジエタノールアミンのアルコ
ール溶液から調製されたゾルを用い、650℃で焼成し
てもルチル型相が得られる〔溶融塩31,158(19
88)〕。
The anatase type obtained by the sol-gel method is
When calcined at 000 ° C., a dislocation to a rutile type phase occurs [J. M
ater. Sci. 28, 2353 (1993)]. Further, a rutile-type phase can be obtained even when calcined at 650 ° C. using a sol prepared from an alcohol solution of titanium alkoxide and diethanolamine [molten salts 31, 158 (19)
88)].

【0016】これらのルチル型は白濁を呈するものの、
400nm近傍の光と強い相互作用を持つことから太陽
光下でも強い活性を発現するものと期待されたが、実際
はこれらの膜もほとんど触媒効果を発現しなかった。こ
れは、ルチル型膜が触媒活性の小さい(110)面に配
向するためと考えられている〔化学工業、1988,4
82、Chem.Lett.,1994,855〕。
Although these rutile types exhibit cloudiness,
Because of strong interaction with light near 400 nm, it was expected to exhibit strong activity even in sunlight, but in fact, these films also hardly exhibited a catalytic effect. This is thought to be because the rutile-type film is oriented on the (110) plane having a small catalytic activity [Chemical Industry, 1988, Apr.
82, Chem. Lett. , 1994, 855].

【0017】このように、酸化チタンの固定化方法とし
て有効であると期待されたゾル・ゲル法等による膜形成
方法ではあったが、アナターゼ型では太陽光を吸収せ
ず、ルチル型では活性を持たないといった課題を有して
いたため、従来はかかる酸化チタン膜を太陽光下で有効
に利用することができなかった。
As described above, the film formation method by the sol-gel method, etc., which was expected to be effective as a method for immobilizing titanium oxide, was used. However, the anatase type does not absorb sunlight, and the rutile type does not. Conventionally, such a titanium oxide film cannot be effectively used under sunlight.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、太陽光や室
内照明光の下で、優れた触媒活性を発現する光触媒組成
物の提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a photocatalyst composition which exhibits excellent catalytic activity under sunlight or indoor lighting.

【0019】本発明は、また、酸化チタンの固定化が容
易にでき、実用的な光触媒組成物を製造できる光触媒組
成物形成剤の提供を目的とする。
Another object of the present invention is to provide a photocatalyst composition-forming agent capable of easily fixing titanium oxide and producing a practical photocatalyst composition.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明は、水性酸化チタ
ンゾルと、酸化チタン前駆体化合物の水溶液および/ま
たは水分散液とが混合されてなる光触媒組成物形成剤、
および該光触媒組成物形成剤を用いて形成された光触媒
組成物を提供する。
According to the present invention, there is provided a photocatalyst composition forming agent obtained by mixing an aqueous titanium oxide sol and an aqueous solution and / or aqueous dispersion of a titanium oxide precursor compound.
And a photocatalyst composition formed using the photocatalyst composition forming agent.

【0021】一般に微細な粒子からなる粉体は複数粒子
の強く凝結した集合体となるため、無駄にする表面特性
も多く、取扱も困難であった。酸化チタン粒子も同様で
はあるが、特定の助剤のもとで水に解膠、分散され、安
定な水性酸化チタンゾルを形成することが知られてい
た。また、広く市販もされており、容易に入手可能であ
った。
Generally, a powder composed of fine particles is an aggregate of a plurality of particles that are strongly condensed, so that many wasteful surface characteristics are required and handling is difficult. It has been known that titanium oxide particles are similarly pulverized and dispersed in water under a specific auxiliary agent to form a stable aqueous titanium oxide sol. It was also widely marketed and easily available.

【0022】本発明においては、水の中にあっても安定
に存在し、しかも加熱処理を施すことにより酸化チタン
に変換可能な、水溶性の酸化チタン前駆体化合物を用い
る。したがって、近年、普及化の傾向にある水性コート
剤としての用途に好適である。
In the present invention, a water-soluble titanium oxide precursor compound which exists stably even in water and can be converted to titanium oxide by heat treatment is used. Therefore, it is suitable for use as an aqueous coating agent, which has recently become popular.

【0023】本発明における水性酸化チタンゾルとして
は、水を分散媒とし、その中に酸化チタン粒子が解膠さ
れたゾルの全てが挙げられる。
The aqueous titanium oxide sol of the present invention includes all sols in which water is used as a dispersion medium and in which titanium oxide particles are peptized.

【0024】酸化チタン粒子としては、アナターゼ、ル
チル等の結晶質、あるいは非晶質ともに使用できる。か
かるゾルの調製は公知であり、容易に製造できる。例え
ば、硫酸チタンや塩化チタンの水溶液を加熱加水分解し
て生成したメタチタン酸をアンモニア水で中和し、析出
した含水酸化チタンを濾別、洗浄、脱水させると酸化チ
タン粒子の凝集物が得られる。この凝集物を、硝酸、塩
酸、あるいはアンモニア水等の作用の下に解膠させる
と、水性酸化チタンゾルが得られる。
As the titanium oxide particles, both crystalline and amorphous such as anatase and rutile can be used. The preparation of such sols is known and can be easily manufactured. For example, metatitanic acid generated by heating and hydrolyzing an aqueous solution of titanium sulfate or titanium chloride is neutralized with aqueous ammonia, and precipitated hydrous titanium oxide is filtered, washed, and dehydrated to obtain an aggregate of titanium oxide particles. . When this aggregate is peptized under the action of nitric acid, hydrochloric acid, or aqueous ammonia, an aqueous titanium oxide sol is obtained.

【0025】本発明においては、酸やアルカリを使用せ
ず、凝集物を強力なずり応力の下で水中に分散させたゾ
ルをも用い得る。さらに水性酸化チタンゾルは、チタニ
アゾルとして市販もされており、容易に入手できる。
In the present invention, a sol obtained by dispersing an aggregate in water under strong shear stress without using an acid or an alkali may be used. Further, the aqueous titanium oxide sol is also commercially available as a titania sol and can be easily obtained.

【0026】水性酸化チタンゾルはまた、市販の酸化チ
タン粒子を酸やアルカリの作用の下に解膠したり、強力
なずり応力の下に水中に分散させることによっても調製
でき、そのようにして調製されたゾルも用い得る。
Aqueous titanium oxide sols can also be prepared by peptizing commercial titanium oxide particles under the action of acids or alkalis or dispersing them in water under strong shear stress. Sols prepared may also be used.

【0027】水性酸化チタンゾルは、平均粒径が1〜3
00nmの酸化チタン粒子が分散されてなる水性酸化チ
タンゾルであることが好ましい。該酸化チタン粒子は光
触媒組成物を構成する。平均粒径が1nmより小さいと
相互作用を持つ光の波長域が小さくなり、太陽光エネル
ギでは活性を持たなくなる。300nmより大きいと高
い活性を得にくくなる。特に、1〜100nmであるこ
とが好ましい。
The aqueous titanium oxide sol has an average particle size of 1 to 3.
It is preferably an aqueous titanium oxide sol in which 00 nm titanium oxide particles are dispersed. The titanium oxide particles constitute a photocatalyst composition. If the average particle size is smaller than 1 nm, the wavelength range of the interacting light becomes smaller, and the solar energy becomes inactive. If it is larger than 300 nm, it becomes difficult to obtain high activity. In particular, the thickness is preferably 1 to 100 nm.

【0028】なお、本発明における平均粒径とは、一次
粒子と凝集粒子との混合物の平均粒径の意である。
The average particle size in the present invention means the average particle size of a mixture of primary particles and aggregated particles.

【0029】本発明における酸化チタン前駆体化合物
は、水溶液および/または水分散液として用いる。
The titanium oxide precursor compound in the present invention is used as an aqueous solution and / or aqueous dispersion.

【0030】本発明における酸化チタン前駆体化合物と
しては、水中にあっても安定に存在できる全ての酸化チ
タン前駆体化合物が使用可能である。例えば、ペルオキ
ソチタン酸、ペルオキソチタン酸の部分縮合物、チタン
ラクテート、チタントリエタノールアミネートなどが挙
げられる。取扱いが容易なことから、ペルオキソチタン
酸および/またはペルオキソチタン酸の部分縮合物が好
ましく用いられる。
As the titanium oxide precursor compound in the present invention, any titanium oxide precursor compound that can stably exist even in water can be used. For example, peroxotitanic acid, a partial condensate of peroxotitanic acid, titanium lactate, titanium triethanolaminate and the like can be mentioned. Because of easy handling, peroxotitanic acid and / or a partial condensate of peroxotitanic acid are preferably used.

【0031】ペルオキソチタン酸、ペルオキソチタン酸
の部分縮合物は、特開昭62−252319号公報等に
記載されている方法で得られる。例えば、チタンのアル
コキシドと過酸化水素水を冷却しながら混合撹拌した
後、遊離したアルコールやその酸化物等を除去すること
により、ペルオキソチタン酸の水溶液を調製することが
できる。かかる水溶液を90℃前後で加熱処理すること
により、ペルオキソチタン酸が部分的に縮合した重合体
を含有する溶液および/または分散液が得られる。
The peroxotitanic acid and the partial condensate of peroxotitanic acid can be obtained by the method described in JP-A-62-252319. For example, an aqueous solution of peroxotitanic acid can be prepared by mixing and stirring the alkoxide of titanium and aqueous hydrogen peroxide while cooling, and then removing the liberated alcohol and oxides thereof. By subjecting such an aqueous solution to heat treatment at about 90 ° C., a solution and / or dispersion containing a polymer in which peroxotitanic acid is partially condensed can be obtained.

【0032】また、塩化チタンやチタンアルコキシド等
を加水分解して調製した酸化チタン水和物のスラリー
に、過酸化水素水を加えて混合、撹拌、溶解させること
によっても、ペルオキソチタン酸の水溶液が得られる。
An aqueous solution of peroxotitanic acid can also be obtained by adding a hydrogen peroxide solution to a slurry of titanium oxide hydrate prepared by hydrolyzing titanium chloride, titanium alkoxide, or the like, and mixing, stirring, and dissolving it. can get.

【0033】本発明の光触媒組成物成形剤は、上述の水
性酸化チタンゾルと酸化チタン前駆体化合物の水溶液お
よび/または分散液を混合して製造される。
The photocatalyst composition molding agent of the present invention is produced by mixing the aqueous titanium oxide sol and the aqueous solution and / or dispersion of the titanium oxide precursor compound.

【0034】水が共通の溶媒となることから、特殊な操
作を必要とせず、単純に混合するだけで混合液を製造で
きる。
Since water is a common solvent, no special operation is required, and a mixed solution can be produced by simple mixing.

【0035】両者の混合は、pHを調製する等の処置を
施すことにより、容易に行える。また、一方を撹拌しな
がら他方を徐々に加えることにより、pHや濃度の大き
く異なる場合であっても、ゲル化等の不都合を起こすこ
となく、混合することが可能である。また、組合せによ
っては両者を一度に混合した後、1〜2分間撹拌するこ
とでも、不都合なく混合液を製造できる。
The mixing of the two can be easily performed by performing a treatment such as adjusting the pH. In addition, by gradually adding the other while stirring one, it is possible to mix without causing inconvenience such as gelation even when the pH or concentration is greatly different. Further, depending on the combination, a mixed solution can be produced without inconvenience by mixing both at once and stirring for 1 to 2 minutes.

【0036】通常ペルオキソチタン酸等の水溶液および
/または分散液のpHは、その重合度にも依存するが、
5〜10の範囲にある。かかる水溶液および/または分
散液と、pHが5以上の水性酸化チタンゾルとの混合
は、何ら特別な操作を必要とせず、容易に行なえ、安定
な混合液が製造できる。こうして得られた混合液は、本
発明の光触媒組成物用成形剤として好適であり、強靱で
高活性な光触媒組成物が製造できる。
Usually, the pH of the aqueous solution and / or dispersion of peroxotitanic acid or the like also depends on the degree of polymerization,
It is in the range of 5-10. Mixing of such an aqueous solution and / or dispersion with an aqueous titanium oxide sol having a pH of 5 or more does not require any special operation, and can be easily performed to produce a stable mixed solution. The mixed solution thus obtained is suitable as a molding agent for a photocatalyst composition of the present invention, and a tough and highly active photocatalyst composition can be produced.

【0037】一方、pHが5より小さい水性酸化チタン
ゾルとペルオキソチタン酸等の水溶液および/または分
散液の混合は、初期において急激に増粘する場合があ
る。しかしながらかかる場合においても、撹拌を続けた
り強力なずり応力を加える等の処置を施すことによりチ
キソトロピックに低粘度化し、本発明の光触媒組成物用
形成剤を製造できる。
On the other hand, the mixing of an aqueous titanium oxide sol having a pH of less than 5 with an aqueous solution and / or dispersion of peroxotitanic acid or the like may rapidly increase the viscosity in the initial stage. However, even in such a case, the viscosity of the photocatalyst composition of the present invention can be produced by reducing the viscosity thixotropically by performing a treatment such as continuing stirring or applying a strong shear stress.

【0038】本発明の光触媒組成物形成剤には、他の成
分を加えることができる。界面活性剤類、消泡剤類、粘
度調整剤類等の添加は、一般に成形加工性を高める目的
から行われており、本発明にも有効である。
Other components can be added to the photocatalyst composition forming agent of the present invention. The addition of surfactants, defoamers, viscosity modifiers, and the like is generally performed for the purpose of improving moldability and is also effective in the present invention.

【0039】また、メタノール、エタノール、プロパノ
ール等のアルコール類、エチレングリコール、プロピレ
ングリコール、ヘキシレングリコール、グリセリン等の
多価アルコール類、エチレングリコールモノエチルエー
テル、酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル等の
グリコール誘導体類、アセトン、メチルエチルケトン等
のケトン類、酢酸エチル、安息香酸メチル等のエステル
類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、
ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミ
ド類、ジメチルアミン、トリエタノールアミン等のアミ
ン類、酸類、アルカリ類、ジアセトンアルコール、ジメ
チルスルホキシド、テトラメチルスルホン、ニトロベン
ゼン、ポリエチレングリコール等が必要に応じて添加で
きる。
Alcohols such as methanol, ethanol and propanol; polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, hexylene glycol and glycerin; glycol derivatives such as ethylene glycol monoethyl ether and ethylene glycol monomethyl ether acetate; Acetone, ketones such as methyl ethyl ketone, ethyl acetate, esters such as methyl benzoate, ethers such as tetrahydrofuran and dioxane,
Amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide, amines such as dimethylamine and triethanolamine, acids, alkalis, diacetone alcohol, dimethylsulfoxide, tetramethylsulfone, nitrobenzene, and polyethylene glycol can be added as required.

【0040】本発明の光触媒組成物は、水性酸化チタン
ゾルから形成される酸化チタン粒子(第1成分)と、酸
化チタンの前駆体化合物から形成される酸化チタン(第
2成分)とから構成される。こうした構成とすること
で、高い触媒活性と優れた形態保持性が得られる。
The photocatalyst composition of the present invention comprises titanium oxide particles (first component) formed from an aqueous titanium oxide sol and titanium oxide (second component) formed from a precursor compound of titanium oxide. . With such a configuration, high catalytic activity and excellent shape retention can be obtained.

【0041】本発明の光触媒組成物は、触媒活性の高い
第1成分を、第2成分で固定したもので、相互に補完し
あって、高い触媒活性と形態安定性、耐久性を発現す
る。
The photocatalyst composition of the present invention is obtained by fixing the first component having high catalytic activity with the second component, and complements each other to exhibit high catalytic activity, form stability and durability.

【0042】本発明において「組成物」とは、第1成分
と第2成分とから構成されるものであればその形態は特
に限定されない。
In the present invention, the form of the “composition” is not particularly limited as long as it is composed of the first component and the second component.

【0043】光触媒の作用部位は前述の如く表面である
ことから、粒子状形態が最も効果的であるが、反応の場
のみならず反応後の取扱いも含め、粒子の取扱いは困難
である。一方、バルクなブロック形態では表面の利用効
率が低い。したがって成形加工性、取扱性、利用効率等
の点から、膜の形態であるのが最も有効である。
Since the action site of the photocatalyst is the surface as described above, the particulate form is most effective, but it is difficult to handle the particles not only in the reaction field but also after the reaction. On the other hand, the use efficiency of the surface is low in the bulk block form. Therefore, the film form is most effective in terms of moldability, handleability, utilization efficiency, and the like.

【0044】膜状の形態を取る場合、その膜厚は薄いほ
ど利用効率は高いが、成形性の観点から、膜厚は5nm
以上であることが好ましい。また厚くしても利用効率を
上げることは少なくなることから、膜厚は100μm以
下であることが好ましい。
In the case of a film form, the thinner the film thickness, the higher the utilization efficiency. However, from the viewpoint of moldability, the film thickness is 5 nm.
It is preferable that it is above. Further, since the use efficiency is not increased even if the thickness is increased, the film thickness is preferably 100 μm or less.

【0045】本発明の光触媒組成物形成剤を基板上に塗
布し、乾燥させ、熱処理すること等により、本発明の光
触媒組成物からなる膜を形成できる。
A film made of the photocatalyst composition of the present invention can be formed by applying the photocatalyst composition-forming agent of the present invention on a substrate, drying and heat-treating.

【0046】塗布方法としては、スプレーコート、ディ
ップコート、スピンコート、スクリーン印刷、フレキソ
印刷等が挙げられる。
The coating method includes spray coating, dip coating, spin coating, screen printing, flexographic printing and the like.

【0047】本発明の光触媒組成物形成剤を用いると薄
膜成形が容易となり、得られる薄膜の触媒活性も高い。
また、透明膜または半透明膜も容易に成形できるため、
光エネルギを有効に取込むことができる。
The use of the photocatalyst composition-forming agent of the present invention facilitates the formation of a thin film, and the resulting thin film has high catalytic activity.
Also, because a transparent or translucent film can be easily formed,
Light energy can be effectively captured.

【0048】第1成分の酸化チタン粒子の粒径と水性酸
化チタンゾルのpH、製膜プロセス等を制御して、平均
粒径を100nm以下に保持することにより透明膜を調
製することができる。
The transparent film can be prepared by controlling the particle diameter of the titanium oxide particles of the first component, the pH of the aqueous titanium oxide sol, the film forming process, and the like, and keeping the average particle diameter at 100 nm or less.

【0049】かかる透明膜は、透明材料からなる成形体
にも適用でき、基材の持つ外観、表情を損なうことな
く、新たな機能を付与できる。透明材料としては、ガラ
スであるのが特に好ましい。
Such a transparent film can be applied to a molded article made of a transparent material, and can provide a new function without impairing the appearance and expression of the substrate. As the transparent material, glass is particularly preferable.

【0050】第1成分の酸化チタン粒子は、太陽光等か
らの光を吸収して励起され、光触媒活性発現に寄与す
る。本発明における酸化チタン粒子は、一次粒子に近い
形状および/または軽く凝集した形状で存在し、高い触
媒活性を実現している。
The titanium oxide particles of the first component are excited by absorbing light from sunlight or the like, and contribute to the development of photocatalytic activity. The titanium oxide particles in the present invention exist in a shape close to the primary particles and / or in a lightly aggregated shape, and realize high catalytic activity.

【0051】第一成分の酸化チタン粒子は結晶性である
ことが好ましい。特に、酸化チタン粒子の少なくとも6
0%がアナターゼ型であることが好ましい。
The titanium oxide particles of the first component are preferably crystalline. In particular, at least 6 of the titanium oxide particles
Preferably, 0% is of the anatase type.

【0052】第1成分の酸化チタン粒子中には、40%
を超えない範囲でルチル型結晶を含有し得る。ルチル型
結晶は、アナターゼ型より低いエネルギの光でも励起さ
れることから、ルチル相に形成された励起子がアナター
ゼ相に作用し、本発明の光触媒組成物をより高活性にで
きるものと期待される。
In the titanium oxide particles of the first component, 40%
May be contained within a range not exceeding the following. Since the rutile-type crystal is excited even by light having lower energy than the anatase type, it is expected that the exciton formed in the rutile phase acts on the anatase phase, thereby making the photocatalyst composition of the present invention more active. You.

【0053】第2成分の酸化チタンは、第1成分の酸化
チタン粒子を固定して形態を保持するバインダーの働き
を担うとともに、光触媒効果の発現にも寄与する。
The titanium oxide of the second component functions as a binder for fixing the titanium oxide particles of the first component and maintaining the form, and also contributes to the development of a photocatalytic effect.

【0054】通常、第2成分における酸化チタンは、ゾ
ル・ゲル法で形成された薄膜同様、ほとんど触媒作用を
持たないものと考えられる。しかし本発明においては、
ミクロの分散された第1成分の酸化チタン粒子に吸収さ
れた光エネルギの一部が第2成分の酸化チタンに伝達さ
れ、これが励起エネルギとなって触媒活性を発現させて
いるものと判断される。
Normally, titanium oxide in the second component is considered to have almost no catalytic action, similarly to a thin film formed by the sol-gel method. However, in the present invention,
Part of the light energy absorbed by the micro-dispersed titanium oxide particles of the first component is transmitted to the titanium oxide of the second component, and it is determined that this becomes the excitation energy and expresses the catalytic activity. .

【0055】本発明の光触媒組成物を構成する第1成分
の酸化チタン粒子は、平均粒径が1〜300nmである
ことが好ましい。1nmより小さいと相互作用を持つ光
の波長域が小さくなり、太陽エネルギでは活性を持たな
くなる。一方、300nmよりも大きいと、強靱な光触
媒組成物の成形体が得にくくなる。
The titanium oxide particles as the first component constituting the photocatalyst composition of the present invention preferably have an average particle diameter of 1 to 300 nm. If it is smaller than 1 nm, the wavelength range of the interacting light becomes smaller, and the solar energy becomes inactive. On the other hand, when it is larger than 300 nm, it is difficult to obtain a molded article of the tough photocatalyst composition.

【0056】第1成分の酸化チタン粒子の含有量は、光
触媒組成物に対し0.5〜98重量%であることが好ま
しい。0.5重量%以上で限られた光エネルギを有効に
取り込むことができ、98重量%以下で粒子が強力に固
定され、高い光活性と耐久性がともに実現される。
The content of the titanium oxide particles of the first component is preferably 0.5 to 98% by weight based on the photocatalyst composition. At 0.5% by weight or more, limited light energy can be effectively taken in. At 98% by weight or less, particles are strongly fixed, and both high photoactivity and durability are realized.

【0057】第2成分の酸化チタンの含有量は、優れた
形態保持性が得られることから、光触媒組成物に対し2
重量%以上であることが好ましい。
The content of the titanium oxide as the second component is 2% with respect to the photocatalyst composition since excellent shape retention can be obtained.
It is preferred that the content be at least 10% by weight.

【0058】本発明の光触媒組成物には、その他にも、
Pd、Ptといった金属類、V(IV)、Mn(III) 、F
e(III) 、Ni(II)、Mo(V)、Ru(III) 、Rh
(III) 、Re(V)、Os(III) といった金属イオン
類、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化アンチモン、酸
化銀、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化
セリウム、酸化タングステン、酸化鉄、酸化銅、チタン
酸ストロンチウム、チタン酸バリウムといった金属酸化
部類等、目的に応じた種々の材料を添加することができ
る。
In addition to the photocatalyst composition of the present invention,
Metals such as Pd and Pt, V (IV), Mn (III), F
e (III), Ni (II), Mo (V), Ru (III), Rh
Metal ions such as (III), Re (V) and Os (III), zinc oxide, aluminum oxide, antimony oxide, silver oxide, silicon oxide, zirconium oxide, tin oxide, cerium oxide, tungsten oxide, iron oxide, copper oxide And various materials depending on the purpose, such as metal oxides such as strontium titanate and barium titanate.

【0059】本発明の光触媒組成物は、多くの有機物を
その最終段階にまで酸化し、抗菌、防汚、防臭、防曇性
等を発現する。膜状に成形された本発明の光触媒組成物
は、種々の形状の基体に適用できることから、さまざま
な製品に抗菌、防汚、防臭、防曇性等を付与できる。
The photocatalyst composition of the present invention oxidizes many organic substances to the final stage, and exhibits antibacterial, antifouling, odorproof, antifogging properties and the like. Since the photocatalyst composition of the present invention formed into a film can be applied to substrates having various shapes, various products can be provided with antibacterial, antifouling, odorproof, and antifogging properties.

【0060】本発明の光触媒組成物を表面に施したガラ
ス、セラミックス、タイル、セメント、コンクリート等
は、窓、鏡、壁、屋根、床、天井、内装材等に用いられ
る。汚れの付着や藻の発生を防止できることから、ソー
ラー電池、ソーラー温水器の受光面に用いるのも効果的
である。さらにガラスビーズ、バルーン等の表面に施
し、水中、水面に設置して、水の浄化等に用いるのも有
効である。
The glass, ceramics, tile, cement, concrete, etc., on the surface of which the photocatalyst composition of the present invention is applied, are used for windows, mirrors, walls, roofs, floors, ceilings, interior materials and the like. Since it is possible to prevent adhesion of dirt and generation of algae, it is also effective to use it on the light receiving surface of a solar battery or a solar water heater. Further, it is also effective to apply it to the surface of glass beads, balloons and the like and install it in water or on the water surface to purify water.

【0061】[0061]

【作用】本発明の光触媒組成物は、太陽光等の一般住環
境下で得られる光エネルギでもって励起され、高い触媒
活性を示す。光エネルギ源としては、一般の室内照明灯
である蛍光灯の発する光においても有効である。さらに
ブラックライト、フィラメントランプ、キセノンラン
プ、水銀灯からの光等に対しても有効である。
The photocatalyst composition of the present invention is excited by light energy obtained in a general living environment such as sunlight and exhibits high catalytic activity. As a light energy source, it is also effective for light emitted from a fluorescent lamp which is a general indoor lighting lamp. It is also effective against light from a black light, a filament lamp, a xenon lamp, a mercury lamp, and the like.

【0062】本発明の光触媒組成物は、光エネルギの取
込みと触媒活性作用を機能的に結び付け、高効率の光触
媒作用を発現している。
The photocatalyst composition of the present invention functionally combines the capture of light energy with the catalytic activity, and exhibits a highly efficient photocatalytic action.

【0063】触媒がその機能を発現するためには、a)
光エネルギを吸収する、b)吸収したエネルギで励起子
を形成する、c)励起子は反応の場に移動してその触媒
機能を発現する、といった経路を経る。酸化チタンは現
在最も実用的で優れた光触媒であると考えられている。
In order for the catalyst to exhibit its function, a)
Light energy is absorbed, b) excitons are formed by the absorbed energy, and c) excitons move to a reaction field to exhibit their catalytic function. Titanium oxide is currently considered to be the most practical and excellent photocatalyst.

【0064】しかもバンドギャップに相当するエネルギ
を持つ光の波長が400nm前後であることから、酸化
チタン微粒子は、太陽光からも充分な励起エネルギを吸
収し、形成された励起子が表面に移動して触媒作用を発
現する。
Further, since the wavelength of light having energy corresponding to the band gap is about 400 nm, the titanium oxide fine particles absorb sufficient excitation energy from sunlight, and the formed excitons move to the surface. To exert a catalytic action.

【0065】本発明の光触媒組成物を構成する第1成分
である酸化チタン粒子は、酸化チタン粒子の持つ光活性
を損なうことなく固定化されたもので、かかる作用を担
い、きわめて高い触媒効果を発揮する。
The titanium oxide particles, which are the first component of the photocatalyst composition of the present invention, are immobilized without impairing the photoactivity possessed by the titanium oxide particles. Demonstrate.

【0066】一方、本発明の光触媒組成物を構成する第
2成分である酸化チタンは、第1成分である酸化チタン
粒子を利用しようとする位置、形態に固定する作用を担
っている。しかも第2成分の酸化チタンは、従来有効に
その触媒活性を引出せなかった薄膜形状にあっても、高
活性を発現する。
On the other hand, the titanium oxide as the second component constituting the photocatalyst composition of the present invention has a function of fixing the titanium oxide particles as the first component at the position and the form in which the titanium oxide particles are to be used. Moreover, the second component, titanium oxide, exhibits high activity even in the form of a thin film from which the catalytic activity could not be effectively brought out conventionally.

【0067】これは、第1成分の酸化チタン粒子が薄膜
中の第2成分の酸化チタンと相互作用し、活性化させた
ためと判断される。すなわち前記の経路c)における励
起子は、粒子/膜界面に移動して膜中の第2成分の酸化
チタンに作用し、新たな励起子を形成する。かかる励起
子が膜表面に移動し、高い触媒活性を発現する。
This is because the titanium oxide particles of the first component interacted with the titanium oxide of the second component in the thin film and activated. That is, the exciton in the above-mentioned route c) moves to the particle / membrane interface and acts on the second component titanium oxide in the film to form a new exciton. Such excitons move to the film surface, and exhibit high catalytic activity.

【0068】[0068]

【実施例】【Example】

(実施例1)1リットルの冷水を撹拌しながら、これ
に、予め冷却しておいた20gの四塩化チタンを少量ず
つ加えた。次に所定量の29%アンモニア水を加えて中
和した後、室温下に静置したら、酸化チタン水和物の沈
殿を生じた。この沈殿物を濾過して取出し、よく水洗
後、純水中に超音波を照射しながら分散させて、酸化チ
タン濃度2重量%の分散液200gを得た。これに30
%の過酸化水素水28.1gを加え、70℃にて3時間
撹拌後耐圧容器に移し、95℃にて2日間処理して、酸
化チタン濃度1.72重量%のペルオキソポリチタン酸
の水溶液(A)を得た。
Example 1 While stirring 1 liter of cold water, 20 g of titanium tetrachloride which had been cooled in advance was added little by little. Next, a predetermined amount of 29% aqueous ammonia was added to neutralize the mixture, and the mixture was allowed to stand at room temperature, whereby precipitation of titanium oxide hydrate occurred. The precipitate was taken out by filtration, washed well with water, and dispersed in pure water while irradiating ultrasonic waves to obtain 200 g of a dispersion having a titanium oxide concentration of 2% by weight. 30
28.1 g of an aqueous solution of hydrogen peroxide, stirred at 70 ° C. for 3 hours, transferred to a pressure-resistant container, and treated at 95 ° C. for 2 days to obtain an aqueous solution of peroxopolytitanic acid having a titanium oxide concentration of 1.72% by weight. (A) was obtained.

【0069】(A)の12gに、pH10、平均粒径1
0nm、酸化チタン濃度15.1重量%(いずれもカタ
ログ記載値)であるチタニアゾル(a)〔多木化学
(株)製〕の3.19gを加えて混合、撹拌し、酸化チ
タン膜形成剤(1)を得た。
In 10 g of (A), pH 10, average particle size 1
3.19 g of titania sol (a) (manufactured by Taki Kagaku Co., Ltd.) having a thickness of 0 nm and a titanium oxide concentration of 15.1% by weight (all listed in the catalog) were added, mixed and stirred, and a titanium oxide film forming agent ( 1) was obtained.

【0070】この(1)を市販のフロートガラスにスピ
ンコートして100℃で乾燥後、500℃で10分間焼
成すると、(A)から形成された酸化チタンマトリクス
中に(a)から形成された酸化チタン粒子(平均粒径2
5〜35nm)が均質に配置され、膜厚が110nmで
ある、透明酸化チタン膜付きガラスを得た。
This (1) was spin-coated on a commercially available float glass, dried at 100 ° C., and then baked at 500 ° C. for 10 minutes, whereby the titanium oxide matrix formed from (A) was formed from (a). Titanium oxide particles (average particle size 2
(35-35 nm) were uniformly arranged, and a glass with a transparent titanium oxide film having a thickness of 110 nm was obtained.

【0071】(実施例2)実施例1の(a)の代りに、
pH1.5、平均粒径7nm、酸化チタン濃度30重量
%(いずれもカタログ記載値)であるチタニアゾル
(b)の1.6gを用いたことを除き、実施例1と同様
にして酸化チタン膜形成剤(2)を得た。
(Embodiment 2) Instead of (a) of Embodiment 1,
A titanium oxide film was formed in the same manner as in Example 1 except that 1.6 g of titania sol (b) having a pH of 1.5, an average particle diameter of 7 nm, and a titanium oxide concentration of 30% by weight (all values described in the catalog) was used. Agent (2) was obtained.

【0072】この(2)を実施例1と同様にして市販の
フロートガラスにスピンコートし、膜厚が150nmで
ある、曇りガラス調の酸化チタン膜付きガラスを得た。
This (2) was spin-coated on a commercially available float glass in the same manner as in Example 1 to obtain a glass having a thickness of 150 nm and a fogged glass-like glass with a titanium oxide film.

【0073】(実施例3)チタンイソプロポキシドを2
8g含有するイソプロパノール溶液80gに、7gの水
を含有するイソプロパノール溶液40gを加えて混合、
撹拌した後、室温下に静置したら、酸化チタン水和物の
沈殿を生じた。この沈殿物をよく洗浄した後、超音波照
射しながら水に分散させて、酸化チタン濃度1.9重量
%の分散液200gを得た。これに30%の過酸化水素
水26.5gを加え、70℃にて3時間撹拌後耐圧容器
に移し、95℃にて2日間処理して、酸化チタン濃度
1.66重量%のペルオキソポリチタン酸の溶液(B)
を得た。
Example 3 Titanium isopropoxide was added to 2
To 80 g of isopropanol solution containing 8 g, 40 g of isopropanol solution containing 7 g of water were added and mixed,
After stirring and standing at room temperature, precipitation of titanium oxide hydrate occurred. After thoroughly washing the precipitate, the precipitate was dispersed in water while irradiating with ultrasonic waves to obtain 200 g of a dispersion having a titanium oxide concentration of 1.9% by weight. To this, 26.5 g of 30% hydrogen peroxide solution was added, stirred at 70 ° C. for 3 hours, transferred to a pressure-resistant container, and treated at 95 ° C. for 2 days to obtain a peroxopolytitanium having a titanium oxide concentration of 1.66% by weight. Acid solution (B)
I got

【0074】実施例1の(A)の代りに、この(B)の
12.4gを用いたことを除き、実施例1と同様にし
て、酸化チタン膜形成剤(3)を得た。そして、実施例
1と同様にして、(B)から形成された酸化チタンマト
リクス中に(a)から形成された酸化チタン粒子(平均
粒径25〜35nm)が均質に配置され、膜厚100n
mの透明酸化チタン膜付きガラスを得た。
A titanium oxide film forming agent (3) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 12.4 g of (B) was used instead of (A) of Example 1. Then, in the same manner as in Example 1, the titanium oxide particles (average particle diameter: 25 to 35 nm) formed from (a) are uniformly arranged in the titanium oxide matrix formed from (B), and the film thickness is 100 n.
m of glass with a transparent titanium oxide film was obtained.

【0075】(実施例4)25.6gのチタンイソプロ
ポキシド、3.3gのジルコニウムノルマルプロポキシ
ド、および少量の1ープロパノールを含有するイソプロ
パノールの溶液100gに、7.2gの水を含有するイ
ソプロパノール溶液40gを加えて混合、撹拌した後、
室温下に静置したら、白色の沈殿を生じた。この沈殿物
をよく洗浄した後、超音波を照射しながら水に分散さ
せ、固形分濃度2.1重量%の分散液200gを得た。
これに30%の過酸化水素水28.3gを加え、70℃
にて3時間撹拌後耐圧容器に移し、95℃にて2日間処
理して、固形分濃度1.85重量%の、ジルコニウムを
含有したペルオキソチタン酸の水溶液(C)を得た。
Example 4 An isopropanol solution containing 7.2 g of water in a solution of 25.6 g of titanium isopropoxide, 3.3 g of zirconium normal propoxide and 100 g of isopropanol containing a small amount of 1-propanol After adding 40 g and mixing and stirring,
Upon standing at room temperature, a white precipitate formed. After thoroughly washing the precipitate, the precipitate was dispersed in water while being irradiated with ultrasonic waves to obtain 200 g of a dispersion having a solid content of 2.1% by weight.
To this, 28.3 g of 30% hydrogen peroxide solution was added, and 70 ° C.
After stirring for 3 hours at, the mixture was transferred to a pressure vessel and treated at 95 ° C for 2 days to obtain an aqueous solution (C) of zirconium-containing peroxotitanic acid having a solid concentration of 1.85% by weight.

【0076】この(C)の15gに、pH11.5、平
均粒径20nm、酸化チタン濃度35重量%(いずれも
カタログ記載値)であるチタニアゾル(c)〔石原産業
(株)製〕の0.8gを加えて混合、撹拌し、酸化チタ
ン膜形成剤(4)を得た。
To 15 g of this (C), titania sol (c) (manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) having a pH of 11.5, an average particle diameter of 20 nm, and a titanium oxide concentration of 35% by weight (all listed in the catalog) was added. 8 g was added, mixed and stirred to obtain a titanium oxide film forming agent (4).

【0077】実施例1の(1)の代りに(4)を用いた
ことを除き、実施例1と同様にして、(C)から形成さ
れた酸化チタンマトリクス中に(c)から形成された酸
化チタン粒子(平均粒径50〜60nm)が均質に配置
され、膜厚130nmの、ジルコニウムを含有した透明
酸化チタン膜付きガラスを得た。
In the same manner as in Example 1 except that (4) was used instead of (1) in Example 1, the titanium oxide matrix formed from (C) was formed from (c) in the titanium oxide matrix formed from (C). A glass with a transparent titanium oxide film containing zirconium and having a thickness of 130 nm was obtained in which titanium oxide particles (average particle diameter: 50 to 60 nm) were uniformly arranged.

【0078】(実施例5)22.7gのチタンイソプロ
ポキシド、5.3gのテトラプロポキシシランを含有す
るイソプロパノールの溶液150gに、9gの水を含有
するイソプロパノール溶液50gを加えて混合、撹拌し
た後、室温下に静置したら、白色の沈殿を生じた。この
沈殿物をよく洗浄した後、超音波を照射しながら水に分
散させ、固形分濃度2.3重量%の分散液200gを得
た。これに30%の過酸化水素水35gを加え、70℃
にて3時間撹拌後耐圧容器に移し、95℃にて2日間処
理して、固形分濃度1.98重量%の、シリコンを含有
したペルオキソチタン酸の水溶液(D)を得た。
Example 5 To 150 g of a solution of isopropanol containing 22.7 g of titanium isopropoxide and 5.3 g of tetrapropoxysilane was added 50 g of an isopropanol solution containing 9 g of water, followed by mixing and stirring. Upon standing at room temperature, a white precipitate formed. After thoroughly washing the precipitate, the precipitate was dispersed in water while irradiating ultrasonic waves to obtain 200 g of a dispersion having a solid content of 2.3% by weight. 35% of 30% hydrogen peroxide solution was added to this,
After stirring for 3 hours at, the mixture was transferred to a pressure vessel and treated at 95 ° C for 2 days to obtain an aqueous solution (D) of silicon-containing peroxotitanic acid having a solid content of 1.98% by weight.

【0079】この(D)の12.9gに(a)の0.4
5gを加えて混合、撹拌し、酸化チタン膜形成剤(5)
を得た。
The 12.9 g of (D) was added to the 0.4 of (a).
5 g is added, mixed and stirred, and a titanium oxide film forming agent (5)
I got

【0080】この(5)を市販のフロートガラスにスピ
ンコートして100℃で乾燥後、650℃で焼成して、
膜厚25nmの透明酸化チタン膜付きガラスを得た。
This (5) is spin-coated on a commercially available float glass, dried at 100 ° C., and baked at 650 ° C.
A glass with a transparent titanium oxide film having a thickness of 25 nm was obtained.

【0081】(実施例6)(A)の15gに(a)の
0.3gを加えて混合、撹拌し、酸化チタン膜形成剤
(6)を得た。
Example 6 0.3 g of (a) was added to 15 g of (A), mixed and stirred to obtain a titanium oxide film forming agent (6).

【0082】実施例5の(5)の代りに(6)を用いた
ことを除き、実施例5と同様にして、膜厚30nmの透
明酸化チタン膜付きガラスを得た。
A glass with a transparent titanium oxide film having a thickness of 30 nm was obtained in the same manner as in Example 5, except that (6) was used in place of (5) in Example 5.

【0083】(実施例7)(B)の15gに(a)の
0.58gを加えて混合、撹拌し、酸化チタン膜形成剤
(7)を得た。
(Example 7) To 15 g of (B), 0.58 g of (a) was added, mixed and stirred to obtain a titanium oxide film forming agent (7).

【0084】実施例5の(5)の代りに(7)を用いた
ことを除き、実施例5と同様にして、膜厚30nmの透
明酸化チタン膜付きガラスを得た。
A glass with a transparent titanium oxide film having a thickness of 30 nm was obtained in the same manner as in Example 5, except that (7) was used instead of (5) in Example 5.

【0085】(比較例1)実施例1の(1)の代りに、
(A)をそのまま用いたことを除き、実施例1と同様に
して、膜厚100nmの透明酸化チタン膜付きガラスを
得た。
(Comparative Example 1) Instead of (1) in Example 1,
A glass with a transparent titanium oxide film having a thickness of 100 nm was obtained in the same manner as in Example 1 except that (A) was used as it was.

【0086】(比較例2)比較例1の(A)の代りに、
実施例3の(B)をそのまま用いたことを除き、比較例
1と同様にして、膜厚110nmの透明酸化チタン膜付
きガラスを得た。
(Comparative Example 2) Instead of (A) in Comparative Example 1,
A glass with a transparent titanium oxide film having a thickness of 110 nm was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that (B) of Example 3 was used as it was.

【0087】(比較例3)比較例1の(A)の代りに、
実施例4の(C)をそのまま用いたことを除き、比較例
1と同様にして、膜厚100nmの、ジルコニウムを含
有した透明酸化チタン膜付きガラスを得た。
(Comparative Example 3) Instead of (A) in Comparative Example 1,
A zirconium-containing glass with a transparent titanium oxide film having a thickness of 100 nm was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that (C) of Example 4 was used as it was.

【0088】(比較例4)酸化チタン膜を付けない市販
のフロートガラスを用意した。
Comparative Example 4 A commercially available float glass without a titanium oxide film was prepared.

【0089】以上の実施例1〜4および比較例1〜4の
ガラスについて、防汚特性と光触媒活性を調べ、表1に
示した。
The antifouling properties and photocatalytic activity of the glasses of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were examined and are shown in Table 1.

【0090】防汚特性は、市販水溶性染料の5%エタノ
ール溶液でマーク後、10時〜16時の6時間太陽光下
に暴露し、次式で求めた汚染物除去率で評価した。
The antifouling properties were evaluated with a 5% ethanol solution of a commercially available water-soluble dye, exposed to sunlight for 6 hours from 10:00 to 16:00, and evaluated based on the contaminant removal rate determined by the following equation.

【0091】汚染物除去率(%)=(△E1 −△E2
/△E1 ×100、ここで△E1 は汚染物マークガラス
の膜付きガラスに対する色差、△E2 は汚染物マークガ
ラスを6時間太陽光下に暴露した後の膜付きガラスに対
する色差を示す。
Contaminant removal rate (%) = (ΔE 1 −ΔE 2 )
/ ΔE 1 × 100, where ΔE 1 indicates the color difference of the contaminant mark glass with respect to the film-coated glass, and ΔE 2 indicates the color difference between the contaminant mark glass and the film-coated glass after exposing the contaminant mark glass to sunlight for 6 hours. .

【0092】光触媒活性は、アセトアルデヒドの分解速
度から評価した。測定は、密閉容器に所定量のアセトア
ルデヒドを充填し、ブラックライトを30分間照射した
後の濃度を測定して求めた。
The photocatalytic activity was evaluated from the decomposition rate of acetaldehyde. The measurement was determined by filling a predetermined amount of acetaldehyde in a closed container and measuring the concentration after irradiation with black light for 30 minutes.

【0093】また、実施例1、3〜7および比較例1〜
4のガラスについて水の接触角を測定し、表2に示し
た。測定は、1ヶ月間室温に放置した試験片にブラック
ライトを1時間照射後、協和界面化学(株)製の接触角
メーターで測定した。
Further, Examples 1, 3 to 7 and Comparative Examples 1 to
The contact angle of water was measured for the glass No. 4 and shown in Table 2. The measurement was performed using a contact angle meter manufactured by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd. after irradiating the test piece left at room temperature for one month with black light for one hour.

【0094】表1より明らかなように、本発明の光触媒
組成物からなる膜付きガラスは高い汚染物除去率と光触
媒活性を持ち、優れた防汚、防臭性能、大気浄化性能を
有していた。さらに表2より、本発明の光触媒組成物か
らなる膜付きガラスは高い親水性表面を呈し、優れた防
曇性も有していた。
As is clear from Table 1, the glass with the film comprising the photocatalyst composition of the present invention had a high contaminant removal rate and photocatalytic activity, and had excellent antifouling, deodorizing and air purifying performance. . Further, as shown in Table 2, the film-coated glass comprising the photocatalyst composition of the present invention exhibited a highly hydrophilic surface and also had excellent antifogging properties.

【0095】また、以上の評価とは別に、抗菌性、基材
への密着性、強度、耐久性についても評価した結果、実
施例1〜7のガラスは、いずれの性能も実用上問題ない
十分な性能を有することが確認された。
In addition to the above evaluations, the antibacterial properties, adhesion to the substrate, strength, and durability were also evaluated. As a result, the glasses of Examples 1 to 7 had sufficient performance without any practical problems. It was confirmed that it had excellent performance.

【0096】[0096]

【表1】 [Table 1]

【0097】[0097]

【表2】 [Table 2]

【0098】[0098]

【発明の効果】本発明の光触媒組成物形成剤を用いる
と、酸化チタン粒子の固定化が容易にでき、活性が高
く、実用的な光触媒組成物を製造できる。また、透明膜
の製造が容易であり、種々の形状への加工も可能であ
る。さらに得られる組成物の基材への密着性も高く、強
度、耐久性等にも優れている。
According to the photocatalyst composition-forming agent of the present invention, titanium oxide particles can be easily fixed, and a high activity and practical photocatalyst composition can be produced. Further, the production of a transparent film is easy, and processing into various shapes is possible. Further, the obtained composition has high adhesion to a substrate, and is excellent in strength, durability and the like.

【0099】また、本発明の光触媒組成物は、太陽光や
室内照明光の下で、優れた防汚、防臭、防曇、抗菌性お
よび耐久性を有する。
The photocatalyst composition of the present invention has excellent antifouling, deodorizing, antifogging, antibacterial, and durability properties under sunlight or indoor lighting.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】水性酸化チタンゾルと、酸化チタン前駆体
化合物の水溶液および/または水分散液とが混合されて
なる光触媒組成物形成剤。
1. A photocatalyst composition forming agent comprising a mixture of an aqueous titanium oxide sol and an aqueous solution and / or aqueous dispersion of a titanium oxide precursor compound.
【請求項2】酸化チタン前駆体化合物が、ペルオキソチ
タン酸および/またはペルオキソチタン酸の部分縮合体
である請求項1の光触媒組成物形成剤。
2. The photocatalyst composition-forming agent according to claim 1, wherein the titanium oxide precursor compound is peroxotitanic acid and / or a partial condensate of peroxotitanic acid.
【請求項3】請求項1または2の光触媒組成物形成剤を
用いて形成された光触媒組成物。
3. A photocatalyst composition formed using the photocatalyst composition forming agent according to claim 1.
【請求項4】前記光触媒組成物の形態が膜状の形態であ
る請求項3の光触媒組成物。
4. The photocatalyst composition according to claim 3, wherein said photocatalyst composition is in the form of a film.
【請求項5】ガラス基体上に、請求項1または2の光触
媒組成物形成剤が塗布され形成された光触媒組成物付き
ガラス物品。
5. A glass article with a photocatalyst composition formed by applying the photocatalyst composition-forming agent according to claim 1 on a glass substrate.
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