JPH10244165A - 可視光領域で触媒活性をもつ光触媒 - Google Patents
可視光領域で触媒活性をもつ光触媒Info
- Publication number
- JPH10244165A JPH10244165A JP9053100A JP5310097A JPH10244165A JP H10244165 A JPH10244165 A JP H10244165A JP 9053100 A JP9053100 A JP 9053100A JP 5310097 A JP5310097 A JP 5310097A JP H10244165 A JPH10244165 A JP H10244165A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photocatalyst
- visible light
- catalytic activity
- titanium
- general formula
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 14
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 12
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 8
- SBYHFKPVCBCYGV-UHFFFAOYSA-N quinuclidine Chemical compound C1CC2CCN1CC2 SBYHFKPVCBCYGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 7
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical group [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical group [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 3
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical group [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical group [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 abstract description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 abstract 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 abstract 1
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 12
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 11
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 6
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- PVGBHEUCHKGFQP-UHFFFAOYSA-N sodium;n-[5-amino-2-(4-aminophenyl)sulfonylphenyl]sulfonylacetamide Chemical compound [Na+].CC(=O)NS(=O)(=O)C1=CC(N)=CC=C1S(=O)(=O)C1=CC=C(N)C=C1 PVGBHEUCHKGFQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910017493 Nd 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003916 acid precipitation Methods 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 125000005210 alkyl ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 プロトン交換を行っても可視光照射下で触媒
活性を維持し得る光触媒を提供する。 【解決手段】 一般式(I):ABCO4 において、A
をアルカリ金属元素及び水素からなる群から選択された
1種以上の元素とし、Bをランタノイド及びイットリウ
ムからなる群から選択された1種以上の元素とし、Cを
IVa族元素から選択された1種以上の元素とした、層状
ペロブスカイト構造をとる酸化物を光触媒として用い
る。
活性を維持し得る光触媒を提供する。 【解決手段】 一般式(I):ABCO4 において、A
をアルカリ金属元素及び水素からなる群から選択された
1種以上の元素とし、Bをランタノイド及びイットリウ
ムからなる群から選択された1種以上の元素とし、Cを
IVa族元素から選択された1種以上の元素とした、層状
ペロブスカイト構造をとる酸化物を光触媒として用い
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光で水を分解し、
水素と酸素の少なくとも一方を生成させる複合酸化物か
ら成る光触媒に関する。
水素と酸素の少なくとも一方を生成させる複合酸化物か
ら成る光触媒に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、エネルギー源としては様々なもの
が用いられている。石油や石炭等の化石燃料は、その埋
蔵量は無限ではなく、燃焼させた際に二酸化炭素、窒素
酸化物、硫黄酸化物等が排出される。その結果、二酸化
炭素は地球の温暖化をもたらし、窒素酸化物や硫黄酸化
物は酸性雨の原因となって環境破壊をもたらしている。
又、新しいエネルギー源として原子力発電が実用化され
ているが、安全性や廃棄物処理等の問題を抱えている。
このような状況の下で、エネルギー資源や地球環境の問
題を解決する一方法としてクリーンなエネルギー源の一
つである水素が注目されている。水素は燃焼させても水
になるのみであり、環境汚染を引き起こさない。しか
し、水素を発生させるために化石燃料等を用いたのでは
意味がなくなってしまう。太陽光は無尽蔵にあり、水も
地球には大量にある。太陽光のエネルギーを利用して水
を分解すれば水素が得られるが、この手段の一つとして
水分解用の光触媒がある。光触媒は一種の半導体であ
り、そのバンドギャップ以上のエネルギーを吸収する
と、ホールとエレクトロンを生成し、ホールが水を酸化
して酸素を生成し、エレクトロンが水を還元して水素を
生成する。光触媒の中でも層状構造をもつ物質はバルク
状の物質と違い、層状構造の層間を水分解反応の場とし
て利用することで高い触媒活性が得られるため、有用な
物質として知られている。換言すれば、層状構造の物質
はバルク状の物質と比べてより多数の触媒活性点を有し
ている。更に、層状構造をもたない物質と比較して、ホ
ール及びエレクトロンの移動距離は、特にその移動方向
が層面に垂直な場合には短くなり、その結果、ホール及
びエレクトロンの再結合の割合が減少し、高い触媒活性
が得られるのである。従来、層状のぺロブスカイト構造
をとる物質の中に、高い触媒活性を有するものが知られ
ている。
が用いられている。石油や石炭等の化石燃料は、その埋
蔵量は無限ではなく、燃焼させた際に二酸化炭素、窒素
酸化物、硫黄酸化物等が排出される。その結果、二酸化
炭素は地球の温暖化をもたらし、窒素酸化物や硫黄酸化
物は酸性雨の原因となって環境破壊をもたらしている。
又、新しいエネルギー源として原子力発電が実用化され
ているが、安全性や廃棄物処理等の問題を抱えている。
このような状況の下で、エネルギー資源や地球環境の問
題を解決する一方法としてクリーンなエネルギー源の一
つである水素が注目されている。水素は燃焼させても水
になるのみであり、環境汚染を引き起こさない。しか
し、水素を発生させるために化石燃料等を用いたのでは
意味がなくなってしまう。太陽光は無尽蔵にあり、水も
地球には大量にある。太陽光のエネルギーを利用して水
を分解すれば水素が得られるが、この手段の一つとして
水分解用の光触媒がある。光触媒は一種の半導体であ
り、そのバンドギャップ以上のエネルギーを吸収する
と、ホールとエレクトロンを生成し、ホールが水を酸化
して酸素を生成し、エレクトロンが水を還元して水素を
生成する。光触媒の中でも層状構造をもつ物質はバルク
状の物質と違い、層状構造の層間を水分解反応の場とし
て利用することで高い触媒活性が得られるため、有用な
物質として知られている。換言すれば、層状構造の物質
はバルク状の物質と比べてより多数の触媒活性点を有し
ている。更に、層状構造をもたない物質と比較して、ホ
ール及びエレクトロンの移動距離は、特にその移動方向
が層面に垂直な場合には短くなり、その結果、ホール及
びエレクトロンの再結合の割合が減少し、高い触媒活性
が得られるのである。従来、層状のぺロブスカイト構造
をとる物質の中に、高い触媒活性を有するものが知られ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般に、層状のぺロブ
スカイト構造をとる酸化物は、プロトン交換することに
よって光触媒活性が向上する。すなわち、層状のぺロブ
スカイト構造の層間に位置するイオンがプロトンに置換
されるので、水を層間に引き込みやすくなり、触媒活性
が高まる。
スカイト構造をとる酸化物は、プロトン交換することに
よって光触媒活性が向上する。すなわち、層状のぺロブ
スカイト構造の層間に位置するイオンがプロトンに置換
されるので、水を層間に引き込みやすくなり、触媒活性
が高まる。
【0004】ところで、光触媒の実用化のためには、太
陽光を当てたときに活性が高いことが重要である。太陽
光のエネルギー分布をみると、可視光である 500nm付近
の波長で最も光度が高い。従って、光触媒に可視光を吸
収する元素を含有させればよい。しかし、層間に可視光
を吸収する元素を配置させると、上記のプロトン交換に
よって物質中から可視光吸収元素が失われてしまい、本
来の目的から外れてしまう。
陽光を当てたときに活性が高いことが重要である。太陽
光のエネルギー分布をみると、可視光である 500nm付近
の波長で最も光度が高い。従って、光触媒に可視光を吸
収する元素を含有させればよい。しかし、層間に可視光
を吸収する元素を配置させると、上記のプロトン交換に
よって物質中から可視光吸収元素が失われてしまい、本
来の目的から外れてしまう。
【0005】本発明の目的は、プロトン交換を行っても
可視光照射下で触媒活性を維持できる層状ぺロブスカイ
ト構造をとるチタン系又はジルコニウム系の光触媒を提
供することにある。
可視光照射下で触媒活性を維持できる層状ぺロブスカイ
ト構造をとるチタン系又はジルコニウム系の光触媒を提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、光触媒の
組成を研究した結果、層状ぺロブスカイト構造中の層を
構成する原子として可視光吸収元素を用いることによっ
て本発明を成すに到った。これによって、プロトン交換
を行っても可視光吸収能力は失われない。
組成を研究した結果、層状ぺロブスカイト構造中の層を
構成する原子として可視光吸収元素を用いることによっ
て本発明を成すに到った。これによって、プロトン交換
を行っても可視光吸収能力は失われない。
【0007】本発明の請求項1に記載の発明は、「光で
水を分解し、水素と酸素の少なくとも一方を生成させる
複合酸化物から成る光触媒であって、 一般式(I):ABCO4 で表され、前記一般式(I)
において、Aはアルカリ金属元素及び水素からなる群か
ら選択された1種以上の元素であり、Bはランタノイド
及びイットリウムからなる群から選択された1種以上の
元素であり、CはIVa族元素から選択された1種以上の
元素である」可視光領域で触媒活性をもつ光触媒であ
る。
水を分解し、水素と酸素の少なくとも一方を生成させる
複合酸化物から成る光触媒であって、 一般式(I):ABCO4 で表され、前記一般式(I)
において、Aはアルカリ金属元素及び水素からなる群か
ら選択された1種以上の元素であり、Bはランタノイド
及びイットリウムからなる群から選択された1種以上の
元素であり、CはIVa族元素から選択された1種以上の
元素である」可視光領域で触媒活性をもつ光触媒であ
る。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の光触媒は、層状ぺロブス
カイト構造をとるチタン系またはジルコニウム系の物質
のうち、可視光下で触媒活性のある物質である。本発明
の一般式(I):ABCO4 についてさらに説明を加え
る。Aはナトリウム、カリウム等のアルカリ金属であ
る。これらの元素は、ペロブスカイト構造中で層間に配
位するので、プロトン交換により物質中から失われる。
カイト構造をとるチタン系またはジルコニウム系の物質
のうち、可視光下で触媒活性のある物質である。本発明
の一般式(I):ABCO4 についてさらに説明を加え
る。Aはナトリウム、カリウム等のアルカリ金属であ
る。これらの元素は、ペロブスカイト構造中で層間に配
位するので、プロトン交換により物質中から失われる。
【0009】Bはランタノイドやイットリウムである。
ランタノイドの中では、ユーロピウム、ネオジウム、ガ
ドリニウム、エルビウムは可視光を良く吸収する元素で
ある。CはIVa族から選択される元素であるが、触媒と
して有用な元素であるチタン又はジルコニウムが望まし
い。B及びCは、層状ぺロブスカイト構造中で層を構成
する元素であり、層内に存在するので、プロトン交換を
行っても物質中から失われない。
ランタノイドの中では、ユーロピウム、ネオジウム、ガ
ドリニウム、エルビウムは可視光を良く吸収する元素で
ある。CはIVa族から選択される元素であるが、触媒と
して有用な元素であるチタン又はジルコニウムが望まし
い。B及びCは、層状ぺロブスカイト構造中で層を構成
する元素であり、層内に存在するので、プロトン交換を
行っても物質中から失われない。
【0010】本発明の光触媒は、通常の固相法、すなわ
ち原料となる各金属成分の酸化物又は炭酸塩や硝酸塩等
の塩類を目的組成比で混合し焼成することで合成する
が、それ以外の湿式法あるいは気相法で合成してもよ
い。本発明の光触媒の形状は、光を有効に利用するため
に表面積の大きい粒子であることが望ましく、一般には
粒子の大きさは 0.1〜10μm 、好ましくは 0.1〜 1μm
が適当である。このような粒径を得る慣用的な手段に
は、例えば、ボールミルによる粉砕がある。更に、本発
明の光触媒に対しても、助触媒であるPtやNiOの担
持等の光触媒製造に通常用いられるような修飾を行うこ
とができる。又、水分解反応の場となる層間を有効に利
用するために無機物質の柱を立てたり、アルキルアンモ
ニウムのイオン交換で層間距離を広げることにより、触
媒活性を高めることもできる。
ち原料となる各金属成分の酸化物又は炭酸塩や硝酸塩等
の塩類を目的組成比で混合し焼成することで合成する
が、それ以外の湿式法あるいは気相法で合成してもよ
い。本発明の光触媒の形状は、光を有効に利用するため
に表面積の大きい粒子であることが望ましく、一般には
粒子の大きさは 0.1〜10μm 、好ましくは 0.1〜 1μm
が適当である。このような粒径を得る慣用的な手段に
は、例えば、ボールミルによる粉砕がある。更に、本発
明の光触媒に対しても、助触媒であるPtやNiOの担
持等の光触媒製造に通常用いられるような修飾を行うこ
とができる。又、水分解反応の場となる層間を有効に利
用するために無機物質の柱を立てたり、アルキルアンモ
ニウムのイオン交換で層間距離を広げることにより、触
媒活性を高めることもできる。
【0011】本発明の光触媒により水分解反応を行う際
に、水は純水に限らず、通常、水の分解反応によく用い
られるように、アルコールや銀イオン等の犠牲試薬を用
いても一向に差し支えないし、炭酸塩や炭酸水素塩等の
塩類を混ぜた水を用いてもよい。以下、本発明を具体的
に説明するが、本発明はこれに限られたものではない。 (光触媒の製造方法1)本発明の一般式(I):ABC
O4 において、Aとしてナトリウム、Bとしてユーロピ
ウム、Cとしてチタンを用い、NaEuTiO4 を合成
した。合成は、各成分の酸化物又は硝酸塩を化学量論比
で調合し固相法により行った。すなわち、Na2 CO3
を1.72g、Eu2 O3 を 5.7g、TiO2 を2.59g、そ
れぞれ秤量し、白金ルツボに入れて、空気中で1000℃、
10時間の焼成を行った。焼成終了後、この焼成物を乳鉢
で10μm 以下の大きさに粉砕した。得られた粉末状試料
を粉末X線回折により同定したところ、目的とする層状
ペロブスカイト構造をもつ化合物(複合酸化物)である
ことが確認された。
に、水は純水に限らず、通常、水の分解反応によく用い
られるように、アルコールや銀イオン等の犠牲試薬を用
いても一向に差し支えないし、炭酸塩や炭酸水素塩等の
塩類を混ぜた水を用いてもよい。以下、本発明を具体的
に説明するが、本発明はこれに限られたものではない。 (光触媒の製造方法1)本発明の一般式(I):ABC
O4 において、Aとしてナトリウム、Bとしてユーロピ
ウム、Cとしてチタンを用い、NaEuTiO4 を合成
した。合成は、各成分の酸化物又は硝酸塩を化学量論比
で調合し固相法により行った。すなわち、Na2 CO3
を1.72g、Eu2 O3 を 5.7g、TiO2 を2.59g、そ
れぞれ秤量し、白金ルツボに入れて、空気中で1000℃、
10時間の焼成を行った。焼成終了後、この焼成物を乳鉢
で10μm 以下の大きさに粉砕した。得られた粉末状試料
を粉末X線回折により同定したところ、目的とする層状
ペロブスカイト構造をもつ化合物(複合酸化物)である
ことが確認された。
【0012】(光触媒の製造方法2)本発明の一般式
(I):ABCO4 において、Aとしてナトリウム、B
としてネオジウム、Cとしてチタンを用い、NaNdT
iO4 を合成した。合成は、各成分の酸化物又は硝酸塩
を化学量論比で調合し固相法により行った。すなわち、
Na2 CO3 を3.52g、Nd2 O3 を 11.17g、TiO
2 を5.31g、それぞれ秤量し、白金ルツボに入れて、空
気中で1000℃、10時間の焼成を行った。焼成終了後、こ
の焼成物を乳鉢で10μm 以下の大きさに粉砕した。得ら
れた粉末状試料を粉末X線回折により同定したところ、
目的とする層状ペロブスカイト構造をもつ化合物(複合
酸化物)であることが確認された。
(I):ABCO4 において、Aとしてナトリウム、B
としてネオジウム、Cとしてチタンを用い、NaNdT
iO4 を合成した。合成は、各成分の酸化物又は硝酸塩
を化学量論比で調合し固相法により行った。すなわち、
Na2 CO3 を3.52g、Nd2 O3 を 11.17g、TiO
2 を5.31g、それぞれ秤量し、白金ルツボに入れて、空
気中で1000℃、10時間の焼成を行った。焼成終了後、こ
の焼成物を乳鉢で10μm 以下の大きさに粉砕した。得ら
れた粉末状試料を粉末X線回折により同定したところ、
目的とする層状ペロブスカイト構造をもつ化合物(複合
酸化物)であることが確認された。
【0013】(光触媒の製造方法3)本発明の一般式
(I):ABCO4 において、Aとしてナトリウム、B
としてガドリニウム、Cとしてチタンを用い、NaGd
TiO4 を合成した。合成は、各成分の酸化物又は硝酸
塩を化学量論比で調合し固相法により行った。すなわ
ち、Na2 CO3 を3.37g、Gd2 O3 を 11.54g、T
iO2 を5.09g、それぞれ秤量し、白金ルツボに入れ
て、空気中で1000℃、10時間の焼成を行った。焼成終了
後、この焼成物を乳鉢で10μm 以下の大きさに粉砕し
た。得られた粉末状試料を粉末X線回折により同定した
ところ、目的とする層状ペロブスカイト構造をもつ化合
物(複合酸化物)であることが確認された。
(I):ABCO4 において、Aとしてナトリウム、B
としてガドリニウム、Cとしてチタンを用い、NaGd
TiO4 を合成した。合成は、各成分の酸化物又は硝酸
塩を化学量論比で調合し固相法により行った。すなわ
ち、Na2 CO3 を3.37g、Gd2 O3 を 11.54g、T
iO2 を5.09g、それぞれ秤量し、白金ルツボに入れ
て、空気中で1000℃、10時間の焼成を行った。焼成終了
後、この焼成物を乳鉢で10μm 以下の大きさに粉砕し
た。得られた粉末状試料を粉末X線回折により同定した
ところ、目的とする層状ペロブスカイト構造をもつ化合
物(複合酸化物)であることが確認された。
【0014】(光触媒の製造方法4)本発明の一般式
(I):ABCO4 において、Aとしてナトリウム、B
としてユーロピウム、Cとしてチタンを用い、NaEr
TiO4 を合成した。合成は、各成分の酸化物又は硝酸
塩を化学量論比で調合し固相法により行った。すなわ
ち、Na2 CO3 を3.27g、Er2 O3 を 11.80g、T
iO2 を4.93g、それぞれ秤量し、白金ルツボに入れ
て、空気中で1000℃、10時間の焼成を行った。焼成終了
後、この焼成物を乳鉢で10μm 以下の大きさに粉砕し
た。得られた粉末状試料を粉末X線回折により同定した
ところ、目的とする層状ペロブスカイト構造をもつ化合
物(複合酸化物)であることが確認された。
(I):ABCO4 において、Aとしてナトリウム、B
としてユーロピウム、Cとしてチタンを用い、NaEr
TiO4 を合成した。合成は、各成分の酸化物又は硝酸
塩を化学量論比で調合し固相法により行った。すなわ
ち、Na2 CO3 を3.27g、Er2 O3 を 11.80g、T
iO2 を4.93g、それぞれ秤量し、白金ルツボに入れ
て、空気中で1000℃、10時間の焼成を行った。焼成終了
後、この焼成物を乳鉢で10μm 以下の大きさに粉砕し
た。得られた粉末状試料を粉末X線回折により同定した
ところ、目的とする層状ペロブスカイト構造をもつ化合
物(複合酸化物)であることが確認された。
【0015】(光触媒の製造方法5)本発明の一般式
(I):ABCO4 において、Aとしてナトリウム、B
としてイットリウム、Cとしてチタンを用い、NaYT
iO4 を合成した。合成は、各成分の酸化物又は硝酸塩
を化学量論比で調合し固相法により行った。すなわち、
Na2 CO3 を 10.54g、Y2 O3 を 17.25g、TiO
2 を 12.21g、それぞれ秤量し、白金ルツボに入れて、
空気中で1000℃、10時間の焼成を行った。焼成終了後、
この焼成物を乳鉢で10μm 以下の大きさに粉砕した。得
られた粉末状試料を粉末X線回折により同定したとこ
ろ、目的とする層状ペロブスカイト構造をもつ化合物
(複合酸化物)であることが確認された。
(I):ABCO4 において、Aとしてナトリウム、B
としてイットリウム、Cとしてチタンを用い、NaYT
iO4 を合成した。合成は、各成分の酸化物又は硝酸塩
を化学量論比で調合し固相法により行った。すなわち、
Na2 CO3 を 10.54g、Y2 O3 を 17.25g、TiO
2 を 12.21g、それぞれ秤量し、白金ルツボに入れて、
空気中で1000℃、10時間の焼成を行った。焼成終了後、
この焼成物を乳鉢で10μm 以下の大きさに粉砕した。得
られた粉末状試料を粉末X線回折により同定したとこ
ろ、目的とする層状ペロブスカイト構造をもつ化合物
(複合酸化物)であることが確認された。
【0016】(触媒活性の評価)水分解用の光触媒の触
媒活性の評価は、閉鎖循環系触媒反応装置を用い、犠牲
試薬としてメタノールを添加したメタノール水溶液から
水素を生成させることで行った。上記の合成により製造
した光触媒を1g取り、メタノール水溶液 350ml(水が
300ml とメタノールが50ml)中に入れ、マグネチックス
ターラーで攪拌しながら外部から光を照射した。光源に
は 500Wキセノンランプを用い、反応管としてパイレッ
クスガラス製のものを用いた。又、カットオフフィルタ
ーを用い、420nm以下の波長の光をカットした。生成し
た水素の検出及び定量はガスクロマトグラフィーで行っ
た。以上の実験を上記5種類の光触媒について行い、そ
の測定結果を表1に示す。
媒活性の評価は、閉鎖循環系触媒反応装置を用い、犠牲
試薬としてメタノールを添加したメタノール水溶液から
水素を生成させることで行った。上記の合成により製造
した光触媒を1g取り、メタノール水溶液 350ml(水が
300ml とメタノールが50ml)中に入れ、マグネチックス
ターラーで攪拌しながら外部から光を照射した。光源に
は 500Wキセノンランプを用い、反応管としてパイレッ
クスガラス製のものを用いた。又、カットオフフィルタ
ーを用い、420nm以下の波長の光をカットした。生成し
た水素の検出及び定量はガスクロマトグラフィーで行っ
た。以上の実験を上記5種類の光触媒について行い、そ
の測定結果を表1に示す。
【0017】
【表1】
【0018】尚、本発明の光触媒は、水の分解反応だけ
ではなく、他の化学反応、例えば、有機物の分解反応や
貴金属イオンの還元反応にも適用することができる。
ではなく、他の化学反応、例えば、有機物の分解反応や
貴金属イオンの還元反応にも適用することができる。
【0019】
【発明の効果】以上の通り、本発明の一般式ABCO4
で表わされる光触媒は、可視光の下で光触媒活性を示
す。本発明の光触媒は、層状ぺロブスカイト構造中の層
を構成する原子(層内原子)として可視光を吸収する元
素を配置したので、プロトン交換を行っても物質から失
われることがなく、従って可視光吸収能力が低下しな
い。
で表わされる光触媒は、可視光の下で光触媒活性を示
す。本発明の光触媒は、層状ぺロブスカイト構造中の層
を構成する原子(層内原子)として可視光を吸収する元
素を配置したので、プロトン交換を行っても物質から失
われることがなく、従って可視光吸収能力が低下しな
い。
【0020】本発明の物質は層状構造を有するので、そ
の層間を修飾することによって触媒活性を一層高めるこ
とができる。
の層間を修飾することによって触媒活性を一層高めるこ
とができる。
Claims (6)
- 【請求項1】 光で水を分解し、水素と酸素の少なくと
も一方を生成させる複合酸化物から成る光触媒であっ
て、 一般式(I):ABCO4 で表され、前記一般式(I)
において、Aはアルカリ金属元素及び水素からなる群か
ら選択された1種以上の元素であり、Bはランタノイド
及びイットリウムからなる群から選択された1種以上の
元素であり、CはIVa族元素から選択された1種以上の
元素であることを特徴とする、可視光領域で触媒活性を
もつ光触媒。 - 【請求項2】 前記一般式において、Aはナトリウム、
Bはユーロピウム、Cはチタンであることを特徴とす
る、請求項1に記載の光触媒。 - 【請求項3】 前記一般式において、Aはナトリウム、
Bはネオジウム、Cはチタンであることを特徴とする、
請求項1に記載の光触媒。 - 【請求項4】 前記一般式において、Aはナトリウム、
Bはガドリニウム、Cはチタンであることを特徴とす
る、請求項1に記載の光触媒。 - 【請求項5】 前記一般式において、Aはナトリウム、
Bはエルビウム、Cはチタンであることを特徴とする、
請求項1に記載の光触媒。 - 【請求項6】 前記一般式において、Aはナトリウム、
Bはイットリウム、Cはチタンであることを特徴とす
る、請求項1に記載の光触媒。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9053100A JPH10244165A (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | 可視光領域で触媒活性をもつ光触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9053100A JPH10244165A (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | 可視光領域で触媒活性をもつ光触媒 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10244165A true JPH10244165A (ja) | 1998-09-14 |
Family
ID=12933378
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9053100A Pending JPH10244165A (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | 可視光領域で触媒活性をもつ光触媒 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10244165A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003033663A (ja) * | 2001-07-25 | 2003-02-04 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 可視光領域で触媒活性を有する光触媒 |
WO2003013726A1 (fr) * | 2001-08-08 | 2003-02-20 | Sumitomo Metal Mining Co.,Ltd. | Photocatalyseur ayant une activite catalytique meme dans la region de la lumiere visible |
KR100409185B1 (ko) * | 2001-01-13 | 2003-12-18 | 주식회사 성원인더스트리 | 광촉매 활성을 가지는 다기능성 소재 |
KR100425024B1 (ko) * | 2001-11-01 | 2004-03-27 | 주식회사 성원인더스트리 | 다기능성 복합소재 |
EP1522342A1 (en) * | 2001-08-08 | 2005-04-13 | Sumitomo Metal Mining Company Limited | Photocatalyst exhibiting catalytic activity even in visible light region |
EP1752217A2 (en) | 1998-11-20 | 2007-02-14 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Sol of a modified photocatalyst |
WO2010104146A1 (ja) | 2009-03-11 | 2010-09-16 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | コーティング組成物、塗膜、積層体、及び積層体の製造方法 |
WO2011093495A1 (ja) | 2010-02-01 | 2011-08-04 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | 塗料及び積層体 |
EP2816087A1 (en) | 2005-12-13 | 2014-12-24 | Asahi Kasei Chemicals Corporation | Aqueous organic-inorganic hybrid composition |
WO2017159564A1 (ja) | 2016-03-14 | 2017-09-21 | 旭化成株式会社 | 高耐久防曇塗膜およびコーティング組成物 |
WO2019163918A1 (ja) | 2018-02-23 | 2019-08-29 | 旭化成株式会社 | 高耐久防曇塗膜およびコーティング組成物 |
-
1997
- 1997-03-07 JP JP9053100A patent/JPH10244165A/ja active Pending
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1752217A2 (en) | 1998-11-20 | 2007-02-14 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Sol of a modified photocatalyst |
EP1752218A2 (en) | 1998-11-20 | 2007-02-14 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Sol of a modified photocatalyst |
KR100409185B1 (ko) * | 2001-01-13 | 2003-12-18 | 주식회사 성원인더스트리 | 광촉매 활성을 가지는 다기능성 소재 |
JP4696416B2 (ja) * | 2001-07-25 | 2011-06-08 | 住友金属鉱山株式会社 | 可視光領域で触媒活性を有する光触媒 |
JP2003033663A (ja) * | 2001-07-25 | 2003-02-04 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 可視光領域で触媒活性を有する光触媒 |
EP1468736A1 (en) * | 2001-08-08 | 2004-10-20 | Sumitomo Metal Mining Company Limited | Photocatalyst exhibiting catalytic activity even in visible light region |
EP1522342A4 (en) * | 2001-08-08 | 2005-04-13 | Sumitomo Metal Mining Co | PHOTOCATALYZER WITH CATALYTIC ACTIVITY ALSO IN VISIBLE AREA |
EP1468736A4 (en) * | 2001-08-08 | 2005-02-23 | Sumitomo Metal Mining Co | PHOTOCATALYST HAVING A VERY CATALYTIC ACTIVITY IN THE REGION OF VISIBLE LIGHT |
EP1522342A1 (en) * | 2001-08-08 | 2005-04-13 | Sumitomo Metal Mining Company Limited | Photocatalyst exhibiting catalytic activity even in visible light region |
WO2003013726A1 (fr) * | 2001-08-08 | 2003-02-20 | Sumitomo Metal Mining Co.,Ltd. | Photocatalyseur ayant une activite catalytique meme dans la region de la lumiere visible |
KR100425024B1 (ko) * | 2001-11-01 | 2004-03-27 | 주식회사 성원인더스트리 | 다기능성 복합소재 |
EP2816087A1 (en) | 2005-12-13 | 2014-12-24 | Asahi Kasei Chemicals Corporation | Aqueous organic-inorganic hybrid composition |
US9630208B2 (en) | 2009-03-11 | 2017-04-25 | Asahi Kasei E-Materials Corporation | Coating composition, coating film, laminate, and process for manufacturing the laminate |
US8916266B2 (en) | 2009-03-11 | 2014-12-23 | Asahi Kasei E-Materials Corporation | Coating composition, coating film, laminate, and process for production of laminate |
WO2010104146A1 (ja) | 2009-03-11 | 2010-09-16 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | コーティング組成物、塗膜、積層体、及び積層体の製造方法 |
US9833811B2 (en) | 2009-03-11 | 2017-12-05 | Asahi Kasei E-Materials Corporation | Coating composition, coating film, laminate and process for manufacturing the laminate |
WO2011093495A1 (ja) | 2010-02-01 | 2011-08-04 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | 塗料及び積層体 |
WO2017159564A1 (ja) | 2016-03-14 | 2017-09-21 | 旭化成株式会社 | 高耐久防曇塗膜およびコーティング組成物 |
WO2019163918A1 (ja) | 2018-02-23 | 2019-08-29 | 旭化成株式会社 | 高耐久防曇塗膜およびコーティング組成物 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhao et al. | Oxygen vacancies in the catalyst: Efficient degradation of gaseous pollutants | |
JPH10244165A (ja) | 可視光領域で触媒活性をもつ光触媒 | |
JP3890414B2 (ja) | ペロブスカイト型複合酸化物可視光応答性光触媒とそれを用いた水素の製造方法及び有害化学物質分解方法 | |
Sun et al. | Photocatalytic degradation of gaseous o-xylene over M-TiO 2 (M= Ag, Fe, Cu, Co) in different humidity levels under visible-light irradiation: activity and kinetic study | |
JP3742873B2 (ja) | 光触媒およびこれを用いた水素の製造方法ならびに有害物質の分解方法 | |
JPH09248465A (ja) | 可視光領域で触媒活性をもつ光触媒 | |
CN1905940A (zh) | 可见光应答性复合氧化物系光催化剂及使用它的有害化学物质分解除去方法 | |
JPH0724329A (ja) | 光触媒 | |
JP4528944B2 (ja) | 硝酸イオン存在下の酸化的雰囲気においてIr酸化物系助触媒を担持させた光触媒およびその製造方法 | |
JPH0889804A (ja) | 光触媒 | |
JP3735711B2 (ja) | 可視光応答性稀土類化合物光触媒とそれを用いた水素の製造方法及び有害化学物質分解方法 | |
JP2730111B2 (ja) | 新規な水の光分解触媒 | |
Li et al. | Photo-assisted SCR removal of NO by upconversion CeO2/Pr3+/attapulgite nanocatalyst | |
JPH0889800A (ja) | 光触媒 | |
JPH0889799A (ja) | 光触媒 | |
JP3718710B2 (ja) | 可視光応答性光触媒及びそれを用いた水素製造方法と有害化学物質分解方法 | |
JPH10244164A (ja) | 可視光領域で触媒活性をもつ光触媒 | |
JP3834625B2 (ja) | インジウムバリウム複合酸化物可視光応答性光触媒とこの光触媒を用いた水素の製造方法及び有害化学物質分解方法 | |
JPH1085607A (ja) | 光触媒 | |
JPH1015394A (ja) | 光触媒 | |
Zou et al. | Effect of Ni substitution on the structure and photocatalytic activity of InTaO 4 under visible light irradiation | |
JPH0970533A (ja) | 光触媒 | |
JPH11216366A (ja) | 光触媒 | |
JPH10244163A (ja) | 可視光領域で触媒活性をもつ光触媒 | |
JPH0970541A (ja) | 光触媒 |