JPH1171137A - 貴金属微粒子担持光触媒薄膜の製造法 - Google Patents

貴金属微粒子担持光触媒薄膜の製造法

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JPH1171137A
JPH1171137A JP9242242A JP24224297A JPH1171137A JP H1171137 A JPH1171137 A JP H1171137A JP 9242242 A JP9242242 A JP 9242242A JP 24224297 A JP24224297 A JP 24224297A JP H1171137 A JPH1171137 A JP H1171137A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 各種汚染物質に対する分解活性を有する貴金
属微粒子を、容易にかつ有効に担持せしめた光触媒薄膜
の製造法を提供する。 【解決手段】 光触媒機能を有する薄膜上に貴金属微粒
子コロイドを塗布した後、還元性雰囲気中約400〜600℃
で加熱処理して貴金属微粒子担持光触媒薄膜を製造す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、貴金属微粒子担持
光触媒薄膜の製造法に関する。更に詳しくは、汚染物質
に対する分解活性を有する貴金属微粒子を有効に担持せ
しめた光触媒薄膜の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】合成洗剤、農薬等の化学物質による生活
環境の汚染や化石燃料の大量消費による大気汚染などが
問題となっており、こうした問題を解決する手段とし
て、TiO2、Fe2O3等の光触媒による汚染物質の分解とい
うことが考えられる。
【0003】光触媒による分解方法は、化学物質を直接
に用いないためクリーンであり、また特別のエネルギー
を必要とはせず、無尽蔵の太陽エネルギーのみを利用す
るため、最近特に注目されている方法である。しかしな
がら、光触媒を用いる分解方法は、反応効率が極めて低
いという欠点を有しており、これを実用化するためには
反応効率を改善することが不可欠となっている。
【0004】これの反応効率を向上させるための対策と
して、光触媒を薄膜状に成形したり、更にこの薄膜上に
Ag、Pt等の貴金属を微粒子状として担持させることなど
が行われている。しかしながら、光触媒薄膜上への貴金
属微粒子の担持が有効に行われない場合には、分解活性
の経時的な安定性が望めず、またこの経時的安定性を向
上させようとすると、担持工程が複雑化してしまうのを
避けることができない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、化学
物質、大気汚染等による各種汚染物質に対する分解活性
を有する貴金属微粒子を、容易にかつ有効に担持せしめ
た光触媒薄膜の製造法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
光触媒機能を有する薄膜上に貴金属微粒子コロイドを塗
布した後、還元性雰囲気中約400〜600℃で加熱処理して
貴金属微粒子担持光触媒薄膜を製造することによって達
成される。
【0007】
【発明の実施の形態】TiO2、Fe2O3等の光触媒機能を有
する物質からの薄膜の形成は、ガラス板、金属板等の基
質上に公知のゾル・ゲル法あるいはMO-CVD法などを適用
することにより、数ミクロンオーダーの膜厚で形成させ
ることによって行われる。
【0008】これらの光触媒薄膜上に塗布される貴金属
微粒子コロイドは、高級アルキルナフタレン中等への真
空蒸着法(特開昭61-39369号公報)あるいは公知の塩化物
還元法等によって行われる。
【0009】真空蒸着法の場合には、高級アルキルナフ
タレン等の分散媒体100ml当り約1〜25g、好ましくは約5
〜15gのAg、Pt等の貴金属を分散せしめる。貴金属の分
散は、真空蒸着装置内で蒸発させた貴金属微粒子を分散
媒体中に導くことによって行われる。
【0010】また、塩化物の還元による方法では、貴金
属の塩化物、例えばH2PtCl4、AgCl2等を濃度約1〜5重量
%、好ましくは約2〜3重量%の水溶液として調製し、これ
にほぼ同濃度、同容積の還元剤水溶液を添加することに
より、貴金属の微粒子の水性分散液を形成させる。還元
剤としては、ヒドラジン、水素化ホウ素ナトリウム等が
用いられる。
【0011】これらの方法によって生成した貴金属微粒
子分散液の安定性を高めるために、界面活性剤を添加す
ることが好ましい。界面活性剤の添加は、一般に貴金属
微粒子の生成以前の段階で行われるが、必要に応じてそ
れの生成後であってもよい。その添加割合は、分散媒体
に対して約1〜20重量%、好ましくは約5〜15重量%であ
る。
【0012】界面活性剤としては、真空蒸着法の場合に
は、次の一般式で表わされるN-ポリアルキレンポリアミ
ン置換アルケニルコハク酸 R:炭素数12〜24の炭化水素基、分子量約300〜2000のポ
リブテニル基 R´:炭素数1〜6のアルキレン基、R´が2個以上くり返
される時互いに同一または異なり得る n:1〜5 m:0〜4 またはオレイン酸等の任意の油溶性のものが用いられ
る。また、塩化物還元法では、オレイン酸ナトリウム、
ドデシル硫酸ナトリウム等の任意の水溶性のものが用い
られる。
【0013】このようにして、粒径が約20〜400Å、好
ましくは約50〜100Åの貴金属コロイドを調製すること
ができ、この貴金属コロイドを光触媒薄膜上に浸漬、噴
霧等の任意の塗布手段で塗布する。塗布は、必要な貴金
属微粒子塗布量となるように一般に複数回行われ、次い
で約50〜200℃の温度に加熱して分散媒体を蒸発させ
る。
【0014】その後、水素またはこれとアルゴン、窒素
等の不活性ガスとの混合ガスよりなる還元性雰囲気中
で、約400〜600℃、好ましくは約500℃付近での加熱処
理が行われる。混合ガス中の水素分圧は、約0.2〜1気
圧、好ましくは約0.4〜0.8気圧である。その加熱時間
は、約0.5〜4時間、好ましくは約1〜2時間である。
【0015】
【作用】および
【発明の効果】貴金属微粒子コロイドに添加された界面
活性剤の作用により、貴金属微粒子は光触媒薄膜表面に
強く付着された状態となり、微粒子の脱離が有効に防止
される。これに続く、還元性雰囲気中での加熱処理によ
って界面活性剤は還元され、ほぼ消失するが、それが薄
膜と微粒子との界面にわずかな炭素として残り、バイン
ダーとして作用するため、貴金属微粒子は光触媒薄膜に
強く固定されるようになり、そのため触媒機能が長期間
にわたり保持されるようになる。
【0016】
【実施例】次に、実施例について本発明を説明する。
【0017】実施例 テトライソプロピルオルトチタネートの10重量%エタノ
ール溶液に塩酸を添加した溶液を、ガラス基板(2×5cm)
上に塗布した後500℃で焼成し、ガラス基板上にTiO2
膜を形成させた。
【0018】Ag 15gを真空蒸着装置内で蒸発させ、高級
アルキルナフタレン100ml中に分散させた銀コロイド溶
液に、ポリブテニルコハク酸イミドテトラエチレンペン
タミン10gを界面活性剤として加え、そのコロイド溶液
中にTiO2薄膜を形成させたガラス基板を浸漬し、それを
引き上げる操作を5回行った後、200℃に加熱した溶媒
を除去すると共に薄膜を乾燥させた。
【0019】この薄膜を、水素と窒素の混合ガス雰囲気
中、水素分圧を0.6気圧に設定して、500℃で1時間加熱
すると、TiO2薄膜表面に担持されたAg微粒子密度(透過
型電子顕微鏡観察により測定)は1016個/m2(微粒子粒径
約80Å)であった。
【0020】比較例 実施例で形成させたTiO2薄膜上に、真空蒸着法によっ
て、Ag微粒子密度がほぼ同一のAg担持TiO2薄膜を製造し
た。
【0021】以上の実施例および比較例でそれぞれ得ら
れたAg担持TiO2薄膜について、ドデシル硫酸ナトリウム
の5重量%水溶液による洗浄を行ったところ、比較例の
ものは担持されたAg微粒子が容易に脱離したのに対し、
実施例のものは殆んど脱離がみられなかった。
【0022】また、濃度3ppmのメチルメルカプタン水溶
液500mlをビーカー中に入れ、実施例および比較例のAg
担持TiO2薄膜をその水溶液中に浸漬し、約30日間の日光
照射を行い、メチルメルカプタン濃度の経時変化を調べ
た。本発明のものの場合には、メルカプタン濃度が初期
濃度の1/100以下になったが、比較例のものの場合には1
/50程度にとどまり、またAg微粒子の脱離が認められ
た。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C09D 5/00 C09D 5/00 Z

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光触媒機能を有する薄膜上に貴金属微粒
    子コロイドを塗布した後、還元性雰囲気中約400〜600℃
    で加熱処理することを特徴とする貴金属微粒子担持光触
    媒薄膜の製造法。
  2. 【請求項2】 界面活性剤を添加し、安定化させた貴金
    属微粒子コロイドが用いられる請求項1記載の貴金属微
    粒子担持光触媒薄膜の製造法。
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