JPWO2005054135A1 - Method for producing titanium oxide, photocatalytically active mixture, method for forming titanium oxide film using them, method for producing titanium oxide coated body, titanium oxide coated body obtained therefrom, and titanium oxide film forming solution used therefor - Google Patents

Method for producing titanium oxide, photocatalytically active mixture, method for forming titanium oxide film using them, method for producing titanium oxide coated body, titanium oxide coated body obtained therefrom, and titanium oxide film forming solution used therefor Download PDF

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Abstract

チタン塩水溶液と過酸化水素との反応物由来であってもよいペルオクソチタン酸イオンをアルカリの存在下で作用させることによる酸化チタンの製造方法であり、この反応を利用して、成膜対象物に対して酸化チタン膜を成膜することができる。例えば、表面にアルカリを有する成膜対象物(例えばセメント)に、噴霧、塗布、或いは浸漬することによりペルオクソチタン酸イオン水溶液(例えばTi(SO4)2aq+H2O2)を付着させて酸化チタン膜を成膜する。アルカリは、表面に噴霧、塗布、或いは浸漬されたアルカリ水溶液によるものでもよい。更に、表面が多孔質物質であればより好適である。酸化チタン膜を高分散化して成膜できるので、使用する酸化チタン量を低減することができる。また、簡易な工程による成膜を可能であり、酸化チタン膜の成膜方法の製造コスト低減が図れる。This is a method for producing titanium oxide by allowing peroxotitanate ions, which may be derived from a reaction product of an aqueous solution of titanium salt and hydrogen peroxide, to act in the presence of an alkali. A titanium oxide film can be formed on the object. For example, a titanium oxide film is formed by attaching a peroxotitanate ion aqueous solution (for example, Ti (SO4) 2aq + H2O2) by spraying, coating, or immersing it on a film formation target (for example, cement) having an alkali on the surface. To do. The alkali may be an alkaline aqueous solution sprayed, applied, or immersed on the surface. Furthermore, it is more suitable if the surface is a porous substance. Since the titanium oxide film can be highly dispersed, the amount of titanium oxide to be used can be reduced. Further, film formation by a simple process is possible, and the manufacturing cost of the titanium oxide film forming method can be reduced.

Description

本発明は酸化チタンの製造方法、光触媒活性混合物、それらを利用した酸化チタン膜の成膜方法、酸化チタン被覆体の製造方法、及びそれらにより得られた酸化チタン被覆体、並びにそれに用いる酸化チタン成膜用溶液に関する。   The present invention relates to a method for producing titanium oxide, a photocatalytically active mixture, a method for forming a titanium oxide film using them, a method for producing a titanium oxide coated body, a titanium oxide coated body obtained therefrom, and a titanium oxide composition used therefor. The present invention relates to a membrane solution.

従来から、酸化チタン(二酸化チタン:TiO2)が光触媒としての機能を有することは知られている。酸化チタンに紫外線が当たると光電効果により電子が励起され、電子と正孔が発生し、酸化チタンの表面に移動する。電子は空気や水の酸素を還元してスーパーオキサイドに変化させ、他方、正孔は表面の水分を酸化して水酸基ラジカルに変化させる。スーパーオキサイドイオンと水酸基ラジカルは活性酸素種と呼ばれ、強力な酸化作用を示す。この状態で酸化チタン表面に、例えば有機物が接触すると、スーパーオキサイドイオンが有機物の炭素を奪い、水酸基ラジカルが水素を奪い、その有機物を分解する。そして、炭素と水素はそれぞれ酸化されて二酸化炭素と水に変化する。Conventionally, it has been known that titanium oxide (titanium dioxide: TiO 2 ) has a function as a photocatalyst. When ultraviolet light hits titanium oxide, electrons are excited by the photoelectric effect, electrons and holes are generated, and move to the surface of titanium oxide. Electrons reduce oxygen in the air or water to change to superoxide, while holes oxidize surface moisture to change to hydroxyl radicals. Superoxide ions and hydroxyl radicals are called active oxygen species and exhibit a strong oxidizing action. In this state, for example, when an organic substance comes into contact with the titanium oxide surface, the superoxide ion takes away carbon of the organic substance, and the hydroxyl radical takes away hydrogen to decompose the organic substance. Carbon and hydrogen are oxidized to carbon dioxide and water, respectively.

また、例えば自動車の排気ガス等に含まれる大気汚染物質のひとつである窒素酸化物(NOx)を酸化チタンに接触させても、紫外線を含む太陽光等の照射により、窒素酸化物を硝酸イオンに酸化し除去することができる。   For example, even if nitrogen oxide (NOx), which is one of the air pollutants contained in automobile exhaust gas, is brought into contact with titanium oxide, nitrogen oxide is converted into nitrate ions by irradiation with sunlight including ultraviolet rays. It can be oxidized and removed.

そして、いわゆるシックハウス症候群の原因物質のひとつであるホルムアルデヒド等の揮発性有機物質の分解や、重油等の油分の分解反応等にも、当然、酸化チタンは光触媒として機能する。   Naturally, titanium oxide also functions as a photocatalyst for decomposition of volatile organic substances such as formaldehyde, which is one of the causative substances of so-called sick house syndrome, and decomposition of oil such as heavy oil.

このように、酸化チタンは紫外線のエネルギーを受けて化学反応を促進するため、紫外線の照射を受ける材料の表面に存在する酸化チタンのみが触媒として機能する。   Thus, since titanium oxide receives the energy of ultraviolet rays and promotes a chemical reaction, only titanium oxide present on the surface of the material that is irradiated with ultraviolet rays functions as a catalyst.

従って、光触媒として酸化チタンを用いる場合には、酸化チタンを材料の表面にのみ設ければ良いと考えられる。   Therefore, when using titanium oxide as a photocatalyst, it is considered that it is only necessary to provide titanium oxide only on the surface of the material.

このため、従来から、材料の表面に酸化チタン膜を形成する方法が考案されている。   For this reason, conventionally, a method of forming a titanium oxide film on the surface of a material has been devised.

その一例として、粉末状の酸化チタンをセメント及び砂と混練して表面層用混練物を生成し、これにより対象物に2mm〜15mmの表面層を形成する酸化チタン膜の形成方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   As an example, a titanium oxide film forming method has been proposed in which powdered titanium oxide is kneaded with cement and sand to produce a surface layer kneaded product, thereby forming a surface layer of 2 mm to 15 mm on the object. (For example, refer to Patent Document 1).

また、酸化チタン粒子を水に高度に分散させて酸化チタン含有スラリーを形成し、この酸化チタン含有スラリーを対象物の表面に含浸させ、これを乾燥することにより酸化チタン膜を形成する方法も提案されている(例えば、特許文献2参照。)。   Also proposed is a method of forming a titanium oxide film by highly dispersing titanium oxide particles in water to form a titanium oxide-containing slurry, impregnating the titanium oxide-containing slurry on the surface of the object and drying it. (For example, see Patent Document 2).

また、このような酸化チタン膜の形成に用いられる酸化チタン膜形成用溶液として、ペルオキソ基で修飾されたアナターゼ微粒子が分散しているアナターゼ分散液や(例えば、特許文献3参照。)、溶液中のチタンイオン、チタン含有イオン及び水素イオン以外の陽イオン濃度がチタン濃度の1/2以下であるチタン酸化物形成用溶液(例えば、特許文献4参照。)、アンモニウムイオンや塩素イオン等を取り除いたチタン酸化物形成用溶液(例えば、特許文献5参照。)が提案されている。   Further, as a solution for forming a titanium oxide film used for forming such a titanium oxide film, an anatase dispersion liquid in which anatase fine particles modified with a peroxo group are dispersed (for example, see Patent Document 3), or in a solution. Titanium oxide, titanium-containing ions and titanium ions forming solution whose cation concentration other than titanium ion is 1/2 or less of titanium concentration (see, for example, Patent Document 4), ammonium ion, chlorine ion, etc. were removed. A solution for forming titanium oxide (for example, see Patent Document 5) has been proposed.

更に、過酸化状態の水酸化チタンを含むチタン酸化物形成用溶液を加熱することによりチタニア膜を形成する方法も提案されている(例えば、特許文献6参照。)。   Furthermore, a method for forming a titania film by heating a titanium oxide forming solution containing peroxidized titanium hydroxide has also been proposed (see, for example, Patent Document 6).

また、水酸化チタンを含むゲル又はゾルに過酸化水素水を加えて得られたチタン酸水溶液を被膜対象物の共存下で加熱して、該被膜対象物の表面に酸化チタン膜を形成する酸化チタン膜形成方法も知られている(例えば、特許文献7及び特許文献8参照。)。
特開平9−268509号公報(第2−3頁、図1) 特開平11−33413号公報(第2−4頁) 特開平10−67516号公報(第2−3頁) 特開2001−48538号公報(第2−4頁) 特開2000−247639号公報(第2−3頁) 特開平9−71418号公報(第2−3頁) 特開平1−224220号公報(第1−3頁) 特開2001−97717号公報(第4−5頁)
In addition, an aqueous titanic acid solution obtained by adding hydrogen peroxide to a gel or sol containing titanium hydroxide is heated in the presence of the coating object to form a titanium oxide film on the surface of the coating object. A titanium film forming method is also known (see, for example, Patent Document 7 and Patent Document 8).
JP-A-9-268509 (page 2-3, FIG. 1) JP 11-33413 A (page 2-4) JP 10-67516 A (page 2-3) JP 2001-48538 A (page 2-4) JP 2000-247639 (page 2-3) JP-A-9-71418 (page 2-3) JP-A-1-224220 (page 1-3) JP 2001-97717 A (page 4-5)

しかしながら、特許文献1に記載の酸化チタン膜の形成方法では、光の照射を受ける成膜対象物の表面に露出した酸化チタン粒子のみが光触媒として機能し、セメント中に埋設された酸化チタンは光触媒機能を発揮し得ない。   However, in the method of forming a titanium oxide film described in Patent Document 1, only the titanium oxide particles exposed on the surface of the film formation target that is irradiated with light function as a photocatalyst, and the titanium oxide embedded in the cement is a photocatalyst. It cannot function.

また、特許文献2記載の酸化チタン含有スラリーを用いる酸化チタン膜の形成方法でも同様に、酸化チタン粒子の内部に存在する酸化チタンが光触媒として機能せず、酸化チタンの一部が無駄になるという課題がある。また、この場合には、酸化チタン粉末を用い被膜対象物の表面上に酸化チタンを高分散させることは困難であった。すなわち、酸化チタン粉末は粒子状の酸化チタンから形成されているが、非常に細かい粒子で安定な分散体を作り出す技術は高度な技術を要する。従って、緻密で密着性が良好な酸化チタン膜を得ることは難しく、前述の表面層用混練物或いは酸化チタン含有スラリーの調整には多量の酸化チタンが必要となってしまう。このため、製造コストが増大してしまう、という問題があった。   Similarly, in the method of forming a titanium oxide film using the titanium oxide-containing slurry described in Patent Document 2, titanium oxide existing inside the titanium oxide particles does not function as a photocatalyst, and part of the titanium oxide is wasted. There are challenges. In this case, it has been difficult to highly disperse titanium oxide on the surface of the coating object using titanium oxide powder. That is, although the titanium oxide powder is formed from particulate titanium oxide, a technique for producing a stable dispersion with very fine particles requires a high level of technique. Therefore, it is difficult to obtain a dense titanium oxide film having good adhesion, and a large amount of titanium oxide is required to adjust the surface layer kneaded material or the titanium oxide-containing slurry. For this reason, there existed a problem that manufacturing cost will increase.

また、特許文献3、4、5及び6に記載のものでは、酸化チタン膜の形成に用いるチタン酸化物被膜形成溶液を得るまでに多くの工程を必要とする。すなわち、水酸化チタンやチタン酸化物を濾過し、洗浄する工程や、陰イオン交換樹脂を用いて陰イオンを除去する工程、ゲル化工程、分離工程等が必要であり、工程が多く煩雑である。このため、製造コストが増大してしまう、という問題があった。   Moreover, in the thing of patent document 3, 4, 5 and 6, many processes are required before obtaining the titanium oxide film formation solution used for formation of a titanium oxide film. That is, a step of filtering and washing titanium hydroxide or titanium oxide, a step of removing anions using an anion exchange resin, a gelation step, a separation step, etc. are necessary, and the steps are complicated. . For this reason, there existed a problem that manufacturing cost will increase.

また、特許文献7及び8に記載のものでは、ペルオキソチタン酸イオンと思われるチタン過酸化物化合物を熱分解して酸化チタンにするため、熱エネルギーを必要とする。このため、特に被膜対象物の形状によっては大きな熱エネルギーが必要となってしまう。更には、加熱できない材料や既存構造物に対しては、チタン酸化物被膜を形成することが困難である、という問題があった。そして、チタン過酸化物化合物を熱分解して酸化チタンにする際に、酸化チタン同士が凝集して粒子が生成してしまう虞や、反応容器の壁面において酸化チタンが析出してしまう虞もある。従って、酸化チタンを余分に必要とし、製造コストの増大を招いてしまう、という問題があった。   Moreover, in the thing of patent document 7 and 8, in order to thermally decompose the titanium peroxide compound considered to be a peroxotitanate ion to a titanium oxide, a thermal energy is required. For this reason, especially big heat energy will be needed depending on the shape of a coating target. Furthermore, there is a problem that it is difficult to form a titanium oxide film for materials that cannot be heated or existing structures. Further, when the titanium peroxide compound is thermally decomposed into titanium oxide, there is a possibility that the titanium oxides aggregate to form particles, and that the titanium oxide may precipitate on the wall surface of the reaction vessel. . Therefore, there is a problem that an extra titanium oxide is required, resulting in an increase in manufacturing cost.

本発明は、従来のこのような課題を解決するためになされたものであり、使用する酸化チタンの量を低減することができ、且つ簡易な工程による成膜を可能とする酸化チタン膜の成膜方法の提供を目的としている。これにより酸化チタン被覆体の製造コストの低減を図ることを目的としている。   The present invention has been made in order to solve the conventional problems as described above, and is capable of reducing the amount of titanium oxide to be used and forming a titanium oxide film that can be formed by a simple process. The purpose is to provide a membrane method. This aims at reducing the manufacturing cost of the titanium oxide coated body.

本発明者は上述の課題を解決するために鋭意研究したところ、ペルオクソチタン酸イオンをアルカリに反応させるという簡易な工程で酸化チタンが生成することを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor has found that titanium oxide is produced by a simple process of reacting peroxotitanate ions with alkali.

また、この反応によれば、微粒子状の酸化チタンを析出できるので、この反応を利用して成膜対象物の表面に酸化チタンを析出させれば、光触媒として機能するに十分な程度に表面に露出した薄膜状態又は高分散化された酸化チタン膜を付与することができることを見出した。   Moreover, since fine titanium oxide can be precipitated by this reaction, if titanium oxide is deposited on the surface of the film formation target using this reaction, the titanium oxide is deposited on the surface sufficiently to function as a photocatalyst. It has been found that an exposed thin film state or a highly dispersed titanium oxide film can be provided.

また、本発明者等の構造解析から、このようにして生成された酸化チタンは、X線回折パターンから非結晶質の二酸化チタンであると同定され、この非結晶質の二酸化チタンが光触媒機能に関与していることが確認された。   Further, from the structural analysis by the present inventors, the titanium oxide thus produced is identified as amorphous titanium dioxide from the X-ray diffraction pattern, and this amorphous titanium dioxide has a photocatalytic function. Confirmed to be involved.

また、上述の反応によれば、例えば、アルカリ土類金属硫酸塩などの水に対して難溶性の塩が副生し、これらの難溶性の塩は生成した二酸化チタンと分離することなく、これらの難溶性塩が混合された状態で、二酸化チタンは光触媒としての機能が発揮されていることが確認された。   In addition, according to the above-described reaction, for example, hardly soluble salts such as alkaline earth metal sulfates are generated as by-products in water, and these hardly soluble salts are separated from the generated titanium dioxide without being separated. It was confirmed that titanium dioxide exhibited a function as a photocatalyst in a state where the hardly soluble salt was mixed.

また、この場合のペルオクソチタン酸イオンは、通常ペルオクソチタン酸イオン水溶液の形態で使用することができるが、例えば、チタン塩水溶液と過酸化水素とを混合すれば、ペルオクソチタン酸イオンが生成するので、ペルオクソチタン酸イオンとしては、(1)ペルオクソチタン酸イオン水溶液の形態、(2)チタン塩水溶液と過酸化水素との併用、いずれでもよいことを見出した。   In addition, the peroxotitanate ion in this case can usually be used in the form of an aqueous peroxotitanate ion solution. For example, if a titanium salt aqueous solution and hydrogen peroxide are mixed, the peroxotitanate ion is As a result, it was found that peroxotitanate ions may be either (1) the form of a peroxotitanate ion aqueous solution or (2) the combined use of a titanium salt aqueous solution and hydrogen peroxide.

また、アルカリ及び、(1)ペルオクソチタン酸イオン水溶液又は(2)チタン塩水溶液と過酸化水素を用いる場合、これらの薬剤は、同一に処理対象物に付与しても、逐次的に付与しても同様に酸化チタンの薄膜を成膜対象物に付与することができる。   In addition, when using alkali and (1) aqueous peroxotitanate ion solution or (2) aqueous titanium salt solution and hydrogen peroxide, these chemicals may be applied sequentially even if applied to the object to be treated. However, a titanium oxide thin film can be similarly applied to the film formation target.

ここで、処理対象物がアルカリと親和性がある場合には、アルカリを成膜対象物に対して付与した後、(1)ペルオクソチタン酸イオン水溶液、又は(2)チタン塩水溶液と過酸化水素とを付与することにより、成膜対象物の表面がアルカリにより均一に濡れた後に、(1)ペルオクソチタン酸イオン水溶液、又は(2)チタン塩水溶液と過酸化水素を噴霧することにより、高分散の酸化チタン皮膜を得ることができる。   Here, if the object to be treated has an affinity for alkali, after the alkali is applied to the object to be formed, (1) a peroxotitanate ion aqueous solution, or (2) a titanium salt aqueous solution and a peroxide. By applying hydrogen, after the surface of the film formation target is uniformly wetted by alkali, (1) by spraying peroxotitanate ion aqueous solution, or (2) titanium salt aqueous solution and hydrogen peroxide, A highly dispersed titanium oxide film can be obtained.

一方、成膜対象物がアルカリよりもペルオクソチタン酸イオンに対しての親和性が高いと予想される場合には、アルカリは後から付与してもよい。これにより、対象物の表面にペルオクソチタン酸イオンが均一に付与された後にアルカリ水溶液を噴霧することにより、高分散の酸化チタン皮膜を得ることができる。   On the other hand, when the film-forming target is expected to have higher affinity for peroxotitanate ions than alkali, the alkali may be added later. Thereby, after peroxotitanate ion is uniformly provided on the surface of the object, a highly dispersed titanium oxide film can be obtained by spraying the alkaline aqueous solution.

また、本発明に従えば、アルカリ源としては、成膜対象物に本来有するアルカリをそのまま利用することができることも見出した。このような成膜対象物の典型例としては、水酸化カルシウムを硬化源とする水硬性無機材料(例えば、セメント材料)が例示できる。しかしながら、このような水硬性無機材料は、長期間、屋外に曝されると、大気中の二酸化炭素と反応してアルカリ源としての水酸化カルシウムが炭酸カルシウムとなり、中性化するという現象が生起し、これによりアルカリ不足となる場合がある。このような場合には、成膜対象物に対して追加的にアルカリを付与してもよい。なお、この場合、成膜対象物に対して、(1)ペルオクソチタン酸イオン水溶液、又は(2)チタン塩水溶液と過酸化水素とを付与することにより、生成する酸化チタン膜の状況を把握しながら、アルカリ不足を感じた場合のみ、追加的にアルカリ水溶液などを噴霧してもよい。それ故、本発明におけるアルカリは、最初から存在していても、後から付与されてもよい。いずれの場合にも、ペルオクソチタン酸イオンと反応して所望の酸化チタン膜を成膜することができる。   In addition, according to the present invention, it has also been found that the alkali inherent in the film formation target can be used as it is as the alkali source. As a typical example of such a film formation target, a hydraulic inorganic material (for example, cement material) using calcium hydroxide as a curing source can be exemplified. However, when such a hydraulic inorganic material is exposed to the outdoors for a long period of time, it reacts with carbon dioxide in the atmosphere, so that calcium hydroxide as an alkali source becomes calcium carbonate and becomes neutralized. However, this may result in a shortage of alkali. In such a case, alkali may be additionally applied to the film formation target. In this case, the state of the titanium oxide film to be generated is grasped by applying (1) a peroxotitanate ion aqueous solution or (2) a titanium salt aqueous solution and hydrogen peroxide to the film formation target. However, an alkaline aqueous solution or the like may be additionally sprayed only when the lack of alkali is felt. Therefore, the alkali in the present invention may be present from the beginning or may be added later. In any case, a desired titanium oxide film can be formed by reacting with peroxotitanate ions.

したがって、本願の請求項1記載の発明は、チタン塩水溶液と過酸化水素との反応物由来であってもよいペルオクソチタン酸イオンをアルカリの存在下で作用させることを特徴とする酸化チタンの製造方法である。   Therefore, the invention according to claim 1 of the present application is characterized in that a peroxotitanate ion, which may be derived from a reaction product of a titanium salt aqueous solution and hydrogen peroxide, is allowed to act in the presence of an alkali. It is a manufacturing method.

このようにして得られた酸化チタンは粒子状の非結晶質の二酸化チタンであり、光触媒としての活性を有する。   The titanium oxide thus obtained is particulate amorphous titanium dioxide and has activity as a photocatalyst.

また、請求項2記載の発明は、チタン塩水溶液と過酸化水素との反応物由来であってもよいペルオクソチタン酸イオンをアルカリの存在下で作用させることを特徴とする酸化チタンを含む光触媒活性混合物である。   The invention according to claim 2 is a photocatalyst containing titanium oxide, characterized in that peroxotitanate ions, which may be derived from a reaction product of a titanium salt aqueous solution and hydrogen peroxide, are allowed to act in the presence of an alkali. Active mixture.

このように構成すれば、チタン塩水溶液と過酸化水素との反応物由来であってもよいペルオクソチタン酸イオンをアルカリの存在下で作用させることにより得られる酸化チタンに加えて副反応生成物を含む混合物を、そのまま光触媒活性混合物として利用することができる。   If comprised in this way, in addition to the titanium oxide obtained by making peroxotitanate ion which may be derived from the reaction material of titanium salt aqueous solution and hydrogen peroxide in presence of an alkali, a side reaction product The mixture containing can be used as a photocatalytically active mixture as it is.

このような副反応物としては、水に対しての難溶性の塩を含み、例えば、難溶性のアルカリ土類金属の硫酸塩混合物が二酸化チタンと同時に析出すると、これらの混合物が光触媒として機能し、かつ、アルカリ土類金属の硫酸塩混合物は、酸化チタン又は酸化チタンと他の物質(例えば、成膜対象物など)とのバインダーとして機能させることもできる。   Examples of such side reaction products include salts that are sparingly soluble in water. For example, when a sparingly soluble alkaline earth metal sulfate mixture is precipitated simultaneously with titanium dioxide, the mixture functions as a photocatalyst. In addition, the alkaline earth metal sulfate mixture can function as a binder between titanium oxide or titanium oxide and another substance (for example, a film formation target).

さらに、この光触媒活性混合物は、本質的には酸化チタンを主体とする粒子状に形成されているので、例えば、分散又は再分散されたスラリーとしての利用が考えられる。   Furthermore, since this photocatalytically active mixture is essentially formed into particles mainly composed of titanium oxide, it can be used as a dispersed or redispersed slurry, for example.

また、請求項3記載の発明は、チタン塩水溶液と過酸化水素との反応物由来であってもよいペルオクソチタン酸イオンをアルカリの存在下で作用させることを特徴とする酸化チタンの成膜方法である。   The invention according to claim 3 is characterized in that a peroxotitanate ion, which may be derived from a reaction product of a titanium salt aqueous solution and hydrogen peroxide, is allowed to act in the presence of an alkali. Is the method.

このように構成すれば、ペルオクソチタン酸イオンとアルカリとが作用して成膜対象物の表面に酸化チタン膜を高分散に成膜することができる。   If comprised in this way, a peroxotitanate ion and an alkali will act, and a titanium oxide film can be formed into a highly dispersed film on the surface of a film-forming object.

本発明に従う酸化チタン膜の成膜方法によれば、高分散化された酸化チタン膜を形成することができるので、使用する酸化チタンの量を低減することができる。また、簡易な工程による成膜が可能であるので、製造コストの低減を図ることができる。   According to the method for forming a titanium oxide film according to the present invention, a highly dispersed titanium oxide film can be formed, so that the amount of titanium oxide to be used can be reduced. In addition, since the film formation by a simple process is possible, the manufacturing cost can be reduced.

また、請求項4記載の発明は、前記ペルオクソチタン酸イオンは、(1)水溶液の形態で前記成膜対象物に付与されるか、又は、(2)チタン塩水溶液と過酸化水素との反応物由来であり、チタン塩水溶液及び過酸化水素の形態で前記成膜対象物に付与されることを特徴とする請求項3記載の酸化チタン膜の成膜方法である。   According to a fourth aspect of the present invention, the peroxotitanate ion is applied to the film formation target in the form of (1) an aqueous solution, or (2) an aqueous solution of a titanium salt and hydrogen peroxide. 4. The method for forming a titanium oxide film according to claim 3, wherein the film is derived from a reactant and applied to the film formation target in the form of an aqueous solution of titanium salt and hydrogen peroxide.

このように構成すれば、ペルオクソチタン酸イオンは、(1)水溶液の形態で成膜対象物に付与するか、又は(2)成膜対象物に対してチタン塩水溶液及び過酸化水素の形態で付与することにより、チタン塩と過酸化水素が作用して生成したペルオクソチタン酸イオンを利用して酸化チタン膜を成膜することができる。   If comprised in this way, peroxotitanate ion is provided to the film-forming target in the form of (1) aqueous solution, or (2) the form of titanium salt aqueous solution and hydrogen peroxide with respect to the film-forming target In this case, a titanium oxide film can be formed using peroxotitanate ions generated by the action of a titanium salt and hydrogen peroxide.

また、請求項5記載の発明は、前記アルカリは、成膜対象物由来及び/又は前記成膜対象物に対して付与されることを特徴とする請求項4に記載の酸化チタン膜の成膜方法である。   The invention according to claim 5 is the film formation of the titanium oxide film according to claim 4, wherein the alkali is derived from the film formation target and / or applied to the film formation target. Is the method.

このように構成すれば、アルカリの付与工程を省略したり、アルカリの付与量を低減させたり、更にはアルカリを呈しない表面に対しても酸化チタン膜を成膜することができる。   If comprised in this way, the provision process of an alkali can be abbreviate | omitted, the provision amount of an alkali can be reduced, and also a titanium oxide film can be formed also on the surface which does not exhibit an alkali.

請求項6記載の発明は、前記アルカリ及びペルオクソチタン酸イオンは、前記成膜対象物に対して同時又は逐次付与されることを特徴とする請求項5に記載の酸化チタン膜の成膜方法である。   The invention according to claim 6 is the method for forming a titanium oxide film according to claim 5, wherein the alkali and peroxotitanate ions are simultaneously or sequentially applied to the object to be formed. It is.

このように構成すれば、アルカリ及びペルオクソチタン酸イオンを成膜対象物に対して同時に付与する場合には、一度の工程で付与できるので、工程を簡略化させることができる。   If comprised in this way, when giving simultaneously alkali and a peroxotitanate ion with respect to the film-forming target object, since it can provide in one process, a process can be simplified.

また、アルカリ及びペルオクソチタン酸イオンを逐次に付与する場合には、酸化チタンの析出が成膜対象物の表面に行われるので、高分散された酸化チタン膜を形成され易いという特徴を備える。これにより、例えば、成膜対象物が微細孔性の多孔質材料である場合にも、その表面又は表面近傍の微細孔内にも、確実に酸化チタン被膜を与えることができる。   In addition, when alkali and peroxotitanate ions are sequentially applied, since titanium oxide is deposited on the surface of the film formation target, a highly dispersed titanium oxide film is easily formed. Thereby, for example, even when the film formation target is a microporous porous material, a titanium oxide film can be reliably applied to the surface or in the micropores in the vicinity of the surface.

請求項7記載の発明は、前記成膜対象物にペルオクソチタン酸イオン水溶液を付与させたのち、アルカリ水溶液を付与することを特徴とする請求項6に記載の酸化チタン膜の成膜方法である。   The invention according to claim 7 is the method for forming a titanium oxide film according to claim 6, wherein after the peroxotitanate ion aqueous solution is applied to the film formation target, an alkaline aqueous solution is applied. is there.

このように構成すれば、ペルオクソチタン酸イオン水溶液を成膜対象物に対して付与した後にアルカリ水溶液を付与することにより、成膜対象物がペルオクソチタン酸イオン水溶液に対して親和性がある場合には、ペルオクソチタン酸イオン水溶液が成膜対象物に対して均一に付与され易く(高分散され)、その後のアルカリの付与により高分散の酸化チタン皮膜を形成できる。   If comprised in this way, a film formation target object has affinity with a peroxotitanate ion aqueous solution by providing alkaline aqueous solution after providing a peroxotitanate ion aqueous solution with respect to a film formation target object. In this case, the peroxotitanate ion aqueous solution is easily applied uniformly to the film formation target (highly dispersed), and a highly dispersed titanium oxide film can be formed by applying alkali thereafter.

また、アルカリが成膜対象物に付与されたときに酸化チタンの析出が始まるので、成膜対象物が微細孔性の多孔質材料である場合にも、各酸化チタン成膜用溶液がその微細孔の表面にも確実に付与されて、微細孔の表面にも確実に酸化チタン被膜を与えることができる。   In addition, since deposition of titanium oxide starts when alkali is applied to the film formation target, each titanium oxide film formation solution has its fineness even when the film formation target is a microporous porous material. It can be reliably applied to the surface of the pores, and a titanium oxide film can be reliably applied to the surface of the micropores.

請求項8記載の発明は、前記成膜対象物にチタン塩水溶液と過酸化水素の混合液を付与させたのち、アルカリ水溶液を付与することを特徴とする請求項6に記載の酸化チタン膜の成膜方法である。   The invention according to claim 8 provides the titanium oxide film according to claim 6, wherein an alkaline aqueous solution is applied after a mixture of a titanium salt aqueous solution and hydrogen peroxide is applied to the film formation target. This is a film forming method.

このように構成すれば、成膜対象物にチタン塩水溶液と過酸化水素の混合液を付与させて生成したペルオクソチタン酸イオンは、最後に付与されるアルカリ水溶液と作用して酸化チタン膜を成膜することができる。   If comprised in this way, the peroxotitanate ion produced | generated by providing the liquid mixture of a titanium salt aqueous solution and hydrogen peroxide to the film-forming target object will act on the alkali aqueous solution provided at the end, and a titanium oxide film will be formed. A film can be formed.

また、成膜対象物が混合液と親和性がある場合には、最初に付与される混合液が成膜対象物に対して均一に付与され易く(高分散され)、最後に付与されるアルカリの作用により高分散の酸化チタン皮膜を形成できる。   In addition, when the film formation target has an affinity with the liquid mixture, the first liquid mixture is easily applied uniformly to the film formation target (highly dispersed), and the alkali applied last. By this action, a highly dispersed titanium oxide film can be formed.

また、アルカリが成膜対象物に付与されたときに酸化チタンの析出が始まるので、成膜対象物が微細孔性の多孔質材料である場合にも、各酸化チタン成膜用溶液がその微細孔の表面にも確実に付与されて、微細孔の表面にも確実に酸化チタン被膜を与えることができる。   In addition, since deposition of titanium oxide starts when alkali is applied to the film formation target, each titanium oxide film formation solution has its fineness even when the film formation target is a microporous porous material. It can be reliably applied to the surface of the pores, and a titanium oxide film can be reliably applied to the surface of the micropores.

請求項9記載の発明は、前記成膜対象物にチタン塩水溶液を付与したのち、過酸化水素水を付与し、さらにそののちアルカリ水溶液を付与することを特徴とする請求項6に記載の酸化チタン膜の成膜方法である。   The invention according to claim 9 is characterized in that after the titanium salt aqueous solution is applied to the film formation target, hydrogen peroxide solution is applied, and then the alkaline aqueous solution is applied. This is a method of forming a titanium film.

このように構成すれば、成膜対象物にチタン塩水溶液を付与したのち、過酸化水素水を付与することにより生成したペルオクソチタン酸イオンは、最後に付与されるアルカリ水溶液と作用して酸化チタン膜を成膜することができる。   According to this structure, after the titanium salt aqueous solution is applied to the film formation target, the peroxotitanate ion generated by applying the hydrogen peroxide solution acts on the alkaline aqueous solution that is finally applied to oxidize. A titanium film can be formed.

また、成膜対象物がチタン塩水溶液と親和性がある場合には、最初に付与されるチタン塩水溶液が成膜対象物に対して均一に付与され易く(高分散され)、最後に付与されるアルカリの作用により高分散の酸化チタン皮膜を形成できる。   Further, when the film formation target has affinity with the titanium salt aqueous solution, the titanium salt aqueous solution applied first is easily applied uniformly (highly dispersed) to the film formation target, and is finally applied. A highly dispersed titanium oxide film can be formed by the action of alkali.

また、アルカリが成膜対象物に付与されたときに酸化チタンの析出が始まるので、成膜対象物が微細孔性の多孔質材料である場合にも、各酸化チタン成膜用溶液がその微細孔の表面にも確実に付与されて、微細孔の表面にも確実に酸化チタン被膜を与えることができる。   In addition, since deposition of titanium oxide starts when alkali is applied to the film formation target, each titanium oxide film formation solution has its fineness even when the film formation target is a microporous porous material. It can be reliably applied to the surface of the pores, and a titanium oxide film can be reliably applied to the surface of the micropores.

請求項10記載の発明は、前記成膜対象物に過酸化水素水を付与したのち、チタン塩水溶液を付与し、さらにそののちアルカリ水溶液を付与することを特徴とする請求項6に記載の酸化チタン膜の成膜方法である。   The invention according to claim 10 is characterized in that after the hydrogen peroxide solution is applied to the film formation target, a titanium salt aqueous solution is applied, and then an alkaline aqueous solution is applied. This is a method of forming a titanium film.

このように構成すれば、成膜対象物に過酸化水素水を付与したのち、チタン塩水溶液を付与することにより生成したペルオクソチタン酸イオンは、最後に付与されるアルカリ水溶液と作用して酸化チタン膜を成膜することができる。   If comprised in this way, the peroxotitanate ion produced | generated by providing a titanium salt aqueous solution after providing hydrogen peroxide water to the film-forming target object will react with the alkaline aqueous solution provided last, and will oxidize. A titanium film can be formed.

また、成膜対象物が過酸化水素水と親和性がある場合には、最初に付与される過酸化水素水が成膜対象物に対して均一に付与され易く(高分散され)、最後に付与されるアルカリの付与により高分散の酸化チタン皮膜を形成できる。   In addition, when the film formation target has affinity with hydrogen peroxide solution, the hydrogen peroxide solution applied first is easily applied uniformly (highly dispersed) to the film formation target, and finally A highly dispersed titanium oxide film can be formed by applying the alkali to be applied.

また、アルカリが成膜対象物に付与されたときに酸化チタンの析出が始まるので、成膜対象物が微細孔性の多孔質材料である場合にも、各酸化チタン成膜用溶液がその微細孔の表面にも確実に付与されて、微細孔の表面にも確実に酸化チタン被膜を与えることができる。   In addition, since deposition of titanium oxide starts when alkali is applied to the film formation target, each titanium oxide film formation solution has its fineness even when the film formation target is a microporous porous material. It can be reliably applied to the surface of the pores, and a titanium oxide film can be reliably applied to the surface of the micropores.

請求項11記載の発明は、前記成膜対象物にペルオクソチタン酸イオン水溶液とアルカリ水溶液とを同時に付与することを特徴とする請求項6に記載の酸化チタン膜の成膜方法である。   The invention according to claim 11 is the method for forming a titanium oxide film according to claim 6, wherein a peroxotitanate ion aqueous solution and an alkaline aqueous solution are simultaneously applied to the film formation target.

このように構成すれば、成膜対象物にペルオクソチタン酸イオン水溶液とアルカリ水溶液とを同時に付与することにより、一度の工程で二液からなる成膜用溶液を付与できるので、工程を簡略化させることができる。   This configuration simplifies the process by simultaneously applying a peroxotitanate ion aqueous solution and an alkaline aqueous solution to the film formation target, thereby providing a film forming solution consisting of two liquids in a single step. Can be made.

請求項12記載の発明は、前記成膜対象物にチタン塩水溶液、過酸化水素水及びアルカリ水溶液を同時に付与することを特徴とする請求項6に記載の酸化チタン膜の成膜方法である。   The invention according to claim 12 is the method for forming a titanium oxide film according to claim 6, wherein a titanium salt aqueous solution, a hydrogen peroxide solution, and an alkaline aqueous solution are simultaneously applied to the film formation target.

このように構成すれば、成膜対象物にチタン塩水溶液、過酸化水素水及びアルカリ水溶液を同時に付与することにより、一度の工程で三液からなる成膜用溶液を付与できるので、工程を簡略化させることができる。   If comprised in this way, the film formation solution which consists of three liquids can be provided in one process by simultaneously providing titanium salt solution, hydrogen peroxide solution, and alkaline solution to the object for film formation, so the process is simplified. It can be made.

また、請求項13に記載の発明は、表面にアルカリを有する成膜対象物にペルオクソチタン酸イオン水溶液を付着させて酸化チタン膜を成膜することを特徴とする酸化チタン膜の成膜方法である。   The invention according to claim 13 is a method for forming a titanium oxide film, characterized in that a titanium oxide film is formed by attaching a peroxotitanate ion aqueous solution to a film formation target having an alkali on the surface. It is.

このように構成すれば、表面にアルカリを有する成膜対象物にペルオクソチタン酸イオン水溶液を付着させるため、アルカリとペルオクソチタン酸イオン水溶液とが反応して酸化チタン(TiO2)が生成し、これにより、酸化チタン膜が成膜する。According to this structure, for attaching pel oxo titanic acid ion aqueous solution film-forming target having an alkali on the surface of titanium oxide by the reaction with alkali and peroxide oxo titanate ion solution (TiO 2) is produced Thereby, a titanium oxide film is formed.

従って、この酸化チタン膜の成膜方法によれば、加熱工程やイオン交換工程を必要とせず、簡易に成膜対象物の表面に酸化チタン膜を成膜することができる。   Therefore, according to this method for forming a titanium oxide film, it is possible to easily form a titanium oxide film on the surface of an object to be formed without requiring a heating step or an ion exchange step.

しかも、ペルオクソチタン酸イオンをアルカリに反応させるようにしたため、酸化チタンを含有する酸化チタン水溶液や酸化チタンゲル等を用いる場合と比し、容易に酸化チタンを高分散させることができる。   In addition, since peroxotitanate ions are reacted with alkali, titanium oxide can be easily highly dispersed as compared with the case of using a titanium oxide aqueous solution or titanium oxide gel containing titanium oxide.

従って、成膜に必要とする酸化チタンの量を低減することができ、製造コストの低減化を図ることができる。   Therefore, the amount of titanium oxide required for film formation can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.

また、請求項14に記載された発明は、前記ペルオクソチタン酸イオン水溶液は、チタン塩水溶液と過酸化水素水との混合水溶液であることを特徴とする請求項13に記載の酸化チタン膜の成膜方法である。   The invention described in claim 14 is characterized in that the peroxotitanate ion aqueous solution is a mixed aqueous solution of a titanium salt aqueous solution and a hydrogen peroxide solution. This is a film forming method.

このように構成すれば、ペルオクソチタン酸イオン水溶液がチタン塩水溶液と過酸化水素水との混合水溶液であるため、チタン塩水溶液と過酸化水素水とを混合するだけで容易にペルオクソチタン酸イオン水溶液を得ることができる。   According to this configuration, the peroxotitanate ion aqueous solution is a mixed aqueous solution of a titanium salt aqueous solution and a hydrogen peroxide solution. An aqueous ionic solution can be obtained.

また、請求項15に記載された発明は、表面にアルカリを有する成膜対象物に、チタン塩水溶液を付着させた後、過酸化水素水を付着させて酸化チタン膜を成膜することを特徴とする酸化チタン膜の成膜方法である。   The invention described in claim 15 is characterized in that a titanium oxide aqueous solution is attached to a film formation target having alkali on the surface, and then a hydrogen peroxide solution is attached to form a titanium oxide film. This is a method for forming a titanium oxide film.

このように構成すれば、チタン塩水溶液を付着させた後、過酸化水素水を付着させるため、まず、チタン塩水溶液と過酸化水素水とによってペルオクソチタン酸イオンが生成される。そして、このペルオクソチタン酸イオンと表面のアルカリとが反応して酸化チタンが生成し、これにより、成膜対象物の表面に酸化チタン膜を成膜することができる。   If comprised in this way, after attaching titanium salt aqueous solution, in order to attach hydrogen peroxide solution, peroxotitanate ion is first produced | generated by titanium salt aqueous solution and hydrogen peroxide solution. This peroxotitanate ion reacts with the alkali on the surface to produce titanium oxide, whereby a titanium oxide film can be formed on the surface of the film formation target.

従って、これらの本発明の酸化チタン膜の成膜方法によれば、加熱工程やイオン交換工程を必要とせず、容易に、酸化チタンが高分散した酸化チタン膜を前記成膜対象物の表面に成膜することができる。   Therefore, according to the method for forming a titanium oxide film of the present invention, a titanium oxide film in which titanium oxide is highly dispersed can be easily formed on the surface of the film formation target without requiring a heating step or an ion exchange step. A film can be formed.

しかも、生成させたペルオクソチタン酸イオンを前記アルカリに反応させるようにしたため、酸化チタンを含有する酸化チタン水溶液や酸化チタンゲル等を用いる場合と比し、容易に酸化チタンを高分散させることができる。   Moreover, since the generated peroxotitanate ions are reacted with the alkali, it is possible to easily disperse titanium oxide easily as compared with the case of using a titanium oxide aqueous solution or titanium oxide gel containing titanium oxide. .

従って、成膜に必要とする酸化チタンの量を低減することができ、製造コストの低減化を図ることができる。   Therefore, the amount of titanium oxide required for film formation can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.

また、請求項16に記載された発明は、前記チタン塩は、硫酸チタン又は塩化チタンであることを特徴とする請求項14又は15に記載の酸化チタン膜の成膜方法である。   The invention described in claim 16 is the method for forming a titanium oxide film according to claim 14 or 15, wherein the titanium salt is titanium sulfate or titanium chloride.

このように構成すれば、チタン塩が硫酸チタン又は塩化チタンであるため、水に容易に溶解させることができ、容易にチタン塩水溶液を得ることができる。   If comprised in this way, since a titanium salt is a titanium sulfate or a titanium chloride, it can be easily dissolved in water and a titanium salt aqueous solution can be obtained easily.

また、請求項17に記載された発明は、前記成膜対象物がアルカリ含有材料からなることを特徴とする請求項13〜16のいずれか1項に記載の酸化チタン膜の成膜方法である。   The invention described in claim 17 is the method for forming a titanium oxide film according to any one of claims 13 to 16, wherein the object to be formed is made of an alkali-containing material. .

このように構成すれば、成膜対象物がアルカリ含有材料からなるため、成膜対象物の表面にアルカリを保持させる別途の工程を必要とせず、酸化チタン膜の成膜工程を削減することができる。   If comprised in this way, since the film-forming target object consists of an alkali containing material, it does not require the separate process of hold | maintaining an alkali on the surface of a film-forming target object, and can reduce the film-forming process of a titanium oxide film. it can.

また、請求項18に記載された発明は、前記表面は、前記成膜対象物に保持されたアルカリ含有材料から形成されていることを特徴とする請求項13〜16のいずれか1項に記載の酸化チタン膜の成膜方法である。   The invention described in claim 18 is characterized in that the surface is formed of an alkali-containing material held on the film formation target. This is a method for forming a titanium oxide film.

このように構成すれば、表面が成膜対象物に保持されたアルカリ含有材料から形成されているため、成膜対象物がアルカリを保持しにくい性質を有するものであっても、アルカリ含有材料を介して成膜対象物に酸化チタン膜を成膜することができる。   If comprised in this way, since the surface is formed from the alkali containing material hold | maintained at the film-forming target object, even if the film-forming target object has a property which is hard to hold | maintain an alkali, Thus, a titanium oxide film can be formed on the object to be formed.

また、請求項19に記載された発明は、前記アルカリ含有材料は、セメント又はフライアッシュであることを特徴とする請求項17又は18に記載の酸化チタン膜の成膜方法である。   The invention described in claim 19 is the method for forming a titanium oxide film according to claim 17 or 18, wherein the alkali-containing material is cement or fly ash.

このように構成すれば、アルカリ含有材料がセメント又はフライアッシュであるため、アルカリ含有材料がセメントであれば、構造物等に容易に酸化チタン膜を成膜することができ、又、アルカリ含有材料がフライアッシュであれば、土壌等に混入した油分等の有機物質を分解することができる粉体を得ることができる。   With this configuration, since the alkali-containing material is cement or fly ash, if the alkali-containing material is cement, a titanium oxide film can be easily formed on a structure or the like. If it is fly ash, the powder which can decompose | disassemble organic substances, such as an oil component mixed in the soil etc., can be obtained.

また請求項21に記載の発明は、前記表面は多孔質物質からなり、該多孔質物質から形成された前記表面に前記アルカリが担持されていることを特徴とする請求項13〜16のいずれか1項に記載の酸化チタン膜の成膜方法である。   The invention according to claim 21 is characterized in that the surface is made of a porous material, and the alkali is supported on the surface formed from the porous material. 2. A method for forming a titanium oxide film according to item 1.

請求項20記載の発明は、前記成膜対象物は多孔質材料からなることを特徴とする請求項3〜19のいずれか1項に記載の酸化チタン膜の成膜方法である。   The invention according to claim 20 is the method for forming a titanium oxide film according to any one of claims 3 to 19, wherein the object to be formed is made of a porous material.

このように構成された請求項21に記載の発明では、成膜対象物が多孔質材料からなるため、多孔質材料の表面開口に向けて酸化チタン膜を成膜すれば、酸化チタン膜の表面積を稼ぐことができる。   In the invention according to claim 21, configured as described above, since the film formation target is made of a porous material, the surface area of the titanium oxide film can be obtained by forming the titanium oxide film toward the surface opening of the porous material. Can earn.

このように構成すれば、表面が多孔質物質からなるため、該多孔質物質が備える多数の空孔にアルカリを担持することができる。   If comprised in this way, since the surface consists of a porous material, an alkali can be carry | supported by many holes with which this porous material is provided.

従って、アルカリを含む水溶液を塗布し、浸漬し、或いは噴霧等することにより、容易に、成膜対象物の表面にアルカリを保持させることができる。   Therefore, by applying an aqueous solution containing an alkali, dipping, spraying, or the like, the alkali can be easily held on the surface of the film formation target.

また、請求項22に記載された発明は、前記多孔質物質が、コンクリート、シリカゲル、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、又は砂のいずれか一つ又は二以上の混合物であることを特徴とする請求項20又は21に記載の酸化チタン膜の成膜方法である。   The invention described in claim 22 is characterized in that the porous substance is any one or a mixture of concrete, silica gel, alumina, talc, calcium carbonate, and sand. The method for forming a titanium oxide film according to 20 or 21.

このように構成すれば、多孔質物質が、コンクリート、シリカゲル、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、又は砂のいずれか一つ又は二以上の混合物であるため、これにより製造されたものが紫外線が照射されないときは窒素酸化物や細菌等を吸着し、紫外線が照射されたときは酸化チタン膜の光触媒機能により窒素酸化物や細菌等を酸化或いは分解することができる。   If comprised in this way, since the porous substance is any one or a mixture of two or more of concrete, silica gel, alumina, talc, calcium carbonate, or sand, the product produced thereby is not irradiated with ultraviolet rays. Sometimes, nitrogen oxides, bacteria, etc. are adsorbed, and when irradiated with ultraviolet rays, nitrogen oxides, bacteria, etc. can be oxidized or decomposed by the photocatalytic function of the titanium oxide film.

また、請求項23に記載された発明は、前記アルカリは、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、又はアンモニアのいずれか一つであることを特徴とする請求項3〜22のいずれか1項に記載の酸化チタン膜の成膜方法である。   In the invention described in claim 23, the alkali is any one of an alkali metal hydroxide, an alkaline earth metal hydroxide, or ammonia. The method for forming a titanium oxide film according to any one of the above items.

また、請求項24に記載された発明は、前記チタン塩が硫酸チタンであり、前記アルカリ土類金属水酸化物が水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウムのいずれか一つであることを特徴とする請求項23に記載の酸化チタン膜の成膜方法である。   In the invention described in claim 24, the titanium salt is titanium sulfate, and the alkaline earth metal hydroxide is any one of calcium hydroxide, strontium hydroxide, and barium hydroxide. 24. The method for forming a titanium oxide film according to claim 23.

このように構成すれば、チタン塩が硫酸チタンであり、アルカリ土類金属水酸化物が水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウムのいずれか一つであるため、酸化チタンを生成させる際に、硫酸カルシウム、硫酸ストロンチウム、或いは硫酸バリウムが生成する。この硫酸カルシウム、硫酸ストロンチウム、或いは硫酸バリウムは、酸化チタン膜の光触媒能をほとんど低下させずに酸化チタン(二酸化チタン)のバインダーとして機能する。しかも、硫酸カルシウム、硫酸ストロンチウム、或いは硫酸バリウムは水に難溶性であるため、酸化チタン膜中の酸化チタンが雨等により溶出し難く、酸化チタン膜の耐久性の向上を図ることができる。   With this configuration, the titanium salt is titanium sulfate, and the alkaline earth metal hydroxide is any one of calcium hydroxide, strontium hydroxide, and barium hydroxide. , Calcium sulfate, strontium sulfate, or barium sulfate is formed. This calcium sulfate, strontium sulfate, or barium sulfate functions as a binder for titanium oxide (titanium dioxide) without substantially reducing the photocatalytic ability of the titanium oxide film. In addition, since calcium sulfate, strontium sulfate, or barium sulfate is hardly soluble in water, titanium oxide in the titanium oxide film is hardly eluted by rain or the like, and the durability of the titanium oxide film can be improved.

また、請求項25に記載された発明は、前記チタン塩が塩化チタンであり、前記アルカリ土類金属水酸化物が水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウムのいずれか一つであることを特徴とする請求項23に記載の酸化チタン膜の成膜方法である。   In the invention described in claim 25, the titanium salt is titanium chloride, and the alkaline earth metal hydroxide is any one of calcium hydroxide, strontium hydroxide, and barium hydroxide. 24. The method for forming a titanium oxide film according to claim 23.

このように構成すれば、チタン塩が塩化チタンであり、アルカリ土類金属水酸化物が水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウムのいずれか一つであるため、酸化チタン膜を成膜させる際に、水溶性の塩化ナトリウム、塩化カルシウム或いは塩化バリウムが生成する。従って、水洗するだけで容易に、塩素(塩素化合物)を除去することができる。   According to this structure, the titanium salt is titanium chloride, and the alkaline earth metal hydroxide is any one of calcium hydroxide, strontium hydroxide, and barium hydroxide. In this case, water-soluble sodium chloride, calcium chloride or barium chloride is formed. Therefore, chlorine (chlorine compound) can be easily removed simply by washing with water.

請求項26記載の発明は、前記チタン塩水溶液と過酸化水素との反応物由来であってもよいペルオクソチタン酸イオンを含む酸化チタン成膜用溶液は、噴霧の形態で成膜対象物に付与されることを特徴とする請求項3〜25のいずれかに記載の酸化チタン膜の成膜方法である。   According to a twenty-sixth aspect of the present invention, a titanium oxide film-forming solution containing peroxotitanate ions, which may be derived from a reaction product of the aqueous titanium salt solution and hydrogen peroxide, is applied as a film formation target in the form of a spray. 26. The method for forming a titanium oxide film according to claim 3, wherein the titanium oxide film is provided.

酸化チタン成膜用溶液は、塗布し、浸漬し、或いは噴霧等の任意の付与方法により付与することができるが、噴霧の形態で付与すれば、成膜対象物に対して一層均一な且つ高分散な酸化チタン膜を成膜することができる。   The titanium oxide film-forming solution can be applied, dipped, or applied by any application method such as spraying, but if applied in the form of a spray, it is more uniform and high for the film-forming target. A dispersed titanium oxide film can be formed.

請求項27記載の発明は、請求項3〜26のいずれかに記載の酸化チタンの成膜方法を用いたことを特徴とする酸化チタン被覆体の製造方法である。   A twenty-seventh aspect of the present invention is a method for manufacturing a titanium oxide coated body, wherein the titanium oxide film forming method according to any of the third to twenty-sixth aspects is used.

請求項28記載の発明は、請求項3〜26のいずれかに記載の酸化チタンの成膜方法又は請求項27に記載の酸化チタン被覆体の製造方法により得られた酸化チタン被覆体である。   A twenty-eighth aspect of the invention is a titanium oxide coated body obtained by the titanium oxide film forming method according to any of the third to twenty-sixth aspects or the titanium oxide coated body manufacturing method according to the twenty-seventh aspect.

請求項29記載の発明は、ペルオクソチタン酸イオン水溶液及びアルカリ水溶液との二液からなる酸化チタン成膜用溶液である。   A twenty-ninth aspect of the present invention is a titanium oxide film-forming solution comprising two liquids, a peroxotitanate ion aqueous solution and an alkaline aqueous solution.

請求項30記載の発明は、チタン塩水溶液及び過酸化水素との混合溶液及びアルカリ溶液との二液からなる酸化チタン成膜用溶液である。   A thirty-third aspect of the invention is a titanium oxide film-forming solution comprising two solutions of a mixed solution of an aqueous solution of titanium salt and hydrogen peroxide and an alkaline solution.

請求項31記載の発明は、チタン塩水溶液、過酸化水素水、及びアルカリ溶液との三液からなる酸化チタン成膜用溶液である。   A thirty-first aspect of the present invention is a titanium oxide film-forming solution comprising three liquids of an aqueous titanium salt solution, a hydrogen peroxide solution and an alkaline solution.

本発明によれば、ペルオクソチタン酸イオンとアルカリとが作用して酸化チタン又は酸化チタンを含む光触媒として機能する混合物を製造することができ、これらの反応を利用して成膜対象物の表面に酸化チタン膜を成膜することができる。この酸化チタン膜の成膜方法は、使用する酸化チタンの量を低減することができ、且つ容易な工程による成膜を可能とし、これにより製造コストの低減を図ることができる。   According to the present invention, peroxotitanate ions and an alkali can act to produce titanium oxide or a mixture that functions as a photocatalyst containing titanium oxide, and the surface of a film formation target can be obtained using these reactions. In addition, a titanium oxide film can be formed. This method for forming a titanium oxide film can reduce the amount of titanium oxide to be used and enables film formation by an easy process, thereby reducing the manufacturing cost.

本発明のひとつである酸化チタン膜の成膜方法によれば、アルカリの存在下に成膜対象物にペルオクソチタン酸イオン水溶液を付着させるため、アルカリとペルオクソチタン酸イオン水溶液とが反応して酸化チタン(TiO2)が生成し、これにより、酸化チタン膜が成膜する。According to the method for forming a titanium oxide film according to one aspect of the present invention, an aqueous peroxotitanate ion solution is attached to a film formation target in the presence of an alkali. As a result, titanium oxide (TiO 2 ) is generated, whereby a titanium oxide film is formed.

また、本発明の他の酸化チタン膜の成膜方法によれば、アルカリの存在下に、チタン塩水溶液を付着させた後、過酸化水素水を付着させるため、まず、チタン塩水溶液と過酸化水素水とによってペルオクソチタン酸イオンが生成する。そして、このペルオクソチタン酸イオンとアルカリとが反応して酸化チタンが生成し、これにより、成膜対象物の表面に酸化チタン膜を成膜することができる。   In addition, according to another method of forming a titanium oxide film of the present invention, after attaching a titanium salt aqueous solution in the presence of alkali, a hydrogen peroxide solution is attached. Peroxotitanate ions are generated by hydrogen water. Then, this peroxotitanate ion reacts with alkali to produce titanium oxide, whereby a titanium oxide film can be formed on the surface of the film formation target.

また、本発明の他の酸化チタン膜の成膜方法によれば、アルカリ及びペルオクソチタン酸イオンを逐次に付与するため、酸化チタンの析出が成膜対象物の表面に行われるので、高分散された酸化チタン膜を形成され易いという特徴を備える。これにより、例えば、成膜対象物が微細孔性の多孔質材料である場合にも、その表面又は表面近傍の微細孔内にも、確実に酸化チタン被膜を与えることができる。   In addition, according to another method of forming a titanium oxide film of the present invention, since alkali and peroxotitanate ions are sequentially applied, titanium oxide is deposited on the surface of the film formation object, so that high dispersion is achieved. The feature is that the formed titanium oxide film is easily formed. Thereby, for example, even when the film formation target is a microporous porous material, a titanium oxide film can be reliably applied to the surface or in the micropores in the vicinity of the surface.

また、本発明の他の酸化チタンの成膜方法によれば、アルカリ及びペルオクソチタン酸イオンを成膜対象物に対して同時に付与するため、一度の工程で付与できるので、工程を簡略化させることができる。   In addition, according to another titanium oxide film forming method of the present invention, alkali and peroxotitanate ions are simultaneously applied to the object to be formed, and therefore can be applied in a single process, thus simplifying the process. be able to.

従って、これらの酸化チタン膜の成膜方法によれば、加熱工程やイオン交換工程を必要とせず、容易に、成膜対象物の表面に酸化チタン膜を成膜することができる。   Therefore, according to these methods for forming a titanium oxide film, a titanium oxide film can be easily formed on the surface of a film formation target without requiring a heating step or an ion exchange step.

しかも、ペルオクソチタン酸イオンをアルカリの存在下に反応させるようにしたため、酸化チタンを含有する酸化チタン水溶液や酸化チタンゲル等を用いる場合と比し、容易に酸化チタンを高分散させることができる。   In addition, since peroxotitanate ions are reacted in the presence of alkali, titanium oxide can be easily highly dispersed as compared with the case of using a titanium oxide aqueous solution or titanium oxide gel containing titanium oxide.

従って、成膜に必要とする酸化チタンの量を低減することができ、製造コストの低減化を図ることができる。   Therefore, the amount of titanium oxide required for film formation can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.

ペルオクソチタン酸イオン水溶液のH22/Ti(モル比)とNO吸着速度との関係を示した図である。It is a diagram showing the relationship between the pel oxo titanate ion aqueous H 2 O 2 / Ti (molar ratio) and NO adsorption rate. ペルオクソチタン酸イオン水溶液のH22/Ti(モル比)とNO光吸着速度との関係を示した図である。It is a diagram showing the relationship between the pel oxo titanate ion aqueous H 2 O 2 / Ti (molar ratio) of NO light adsorption rate. 各種アルカリ毎のNO吸着速度を示した図である。It is the figure which showed NO adsorption | suction speed | velocity | rate for every alkali. 各種アルカリ毎のNO光酸化速度を示した図である。It is the figure which showed the NO photo-oxidation rate for every alkali. 水酸化バリウム及びペルオクソチタン酸イオン水溶液におけるBa(OH)2/Ti(モル比)とNO吸着速度との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between Ba (OH) 2 / Ti (molar ratio) and NO adsorption rate in barium hydroxide and peroxotitanate ion aqueous solution. 水酸化バリウム及びペルオクソチタン酸イオン水溶液におけるBa(OH)2/Ti(モル比)とNO光酸化速度との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between Ba (OH) 2 / Ti (molar ratio) and NO photo-oxidation rate in barium hydroxide and peroxotitanate ion aqueous solution. アルカリ水溶液とペルオクソチタン酸イオン水溶液とを混合することにより生成した沈殿物のX線回折結果を示した図である。It is the figure which showed the X-ray-diffraction result of the deposit produced | generated by mixing alkaline aqueous solution and peroxotitanate ion aqueous solution.

本発明の実施の形態を説明する。   An embodiment of the present invention will be described.

本発明の好ましい実施の形態の一例は、チタン塩水溶液と過酸化水素との反応物由来であってもよいペルオクソチタン酸イオンをアルカリの存在下で作用させることにより、成膜対象物に対して酸化チタン膜を成膜することを特徴とする酸化チタン膜の成膜方法である。   One example of a preferred embodiment of the present invention is that a peroxotitanate ion, which may be derived from a reaction product of a titanium salt aqueous solution and hydrogen peroxide, is allowed to act in the presence of an alkali on a film formation target. And forming a titanium oxide film.

このように構成すれば、ペルオクソチタン酸イオンとアルカリとが作用して成膜対象物の表面に容易に酸化チタン(TiO2)を高分散化することができ、これにより、低コストで酸化チタン膜を成膜することができる。According to this structure, it is possible to highly disperse readily titanium oxide (TiO 2) on the surface of the object to be film and pel oxo titanate ion and alkali acts, thereby, oxidation of low-cost A titanium film can be formed.

ここで、このペルオクソチタン酸イオンは、(1)水溶液の形態で成膜対象物に付与されてもよく、また、(2)チタン塩水溶液と過酸化水素との併用のいずれでもよい。   Here, the peroxotitanate ion may be (1) applied to the film formation target in the form of an aqueous solution, or (2) any of the combined use of a titanium salt aqueous solution and hydrogen peroxide.

(2)併用して付与する場合には、チタン塩水溶液及び過酸化水素の形態でそれぞれ別々に二液として成膜対象物に付与させてもよく、また、チタン塩水溶液と過酸化水素との混合液の形態で一液として付与してもよい。いずれの場合にも、チタン塩水溶液と過酸化水素は作用してペルオクソチタン酸イオンを与え、このペルオクソチタン酸イオンがアルカリと作用して高分散化が可能な酸化チタン膜が形成される。   (2) When applied in combination, it may be applied separately to the film formation target as a two-component solution in the form of an aqueous solution of titanium salt and hydrogen peroxide. You may provide as one liquid with the form of a liquid mixture. In any case, the titanium salt aqueous solution and hydrogen peroxide act to give peroxotitanate ions, and the peroxotitanate ions act with alkali to form a highly dispersible titanium oxide film. .

ここで、高分散化が可能な酸化チタン膜とは、酸化チタンの粒子が被膜対象物の表面で高分散されていることを意味し、表現を変えれば、このような酸化チタンの粒子が被膜対象物の表面で高分散されていることにより、被膜対象物の表面に光を照射させた場合には表面に形成された酸化チタンは効率よく光照射されて、酸化チタンの光触媒としての特性を最大限に発揮することが可能となる。   Here, the titanium oxide film that can be highly dispersed means that the titanium oxide particles are highly dispersed on the surface of the coating object. In other words, such titanium oxide particles are coated. Due to the high dispersion on the surface of the object, when the surface of the coated object is irradiated with light, the titanium oxide formed on the surface is efficiently irradiated with light, and the characteristics of titanium oxide as a photocatalyst are improved. It is possible to make the most of it.

本発明に用いるアルカリは、成膜対象物由来であってもよく、また、後から付与されたアルカリであってもよい。成膜対象由来に基づくアルカリを利用する場合には、アルカリの付与工程を省略したり、アルカリの付与量を低減させることができる。   The alkali used in the present invention may be derived from an object to be formed, or may be an alkali provided later. In the case of using an alkali based on the film formation target, the alkali application step can be omitted or the amount of alkali applied can be reduced.

また、成膜対象物がアルカリ性を呈しない場合には、アルカリは成膜対象物に対して付与してもよく、これにより、アルカリを呈しない成膜対象物の表面に対しても酸化チタン膜を成膜することができる。   Further, when the film formation target does not exhibit alkalinity, the alkali may be imparted to the film formation target, whereby the titanium oxide film is also applied to the surface of the film formation target that does not exhibit alkali. Can be formed.

表面にアルカリを有する成膜対象物にペルオクソチタン酸イオン水溶液を付着させれば、表面のアルカリとペルオクソチタン酸イオンとが反応して酸化チタン(TiO2)が生成し、これにより、成膜対象物の表面に酸化チタン膜を成膜することができる。If a peroxotitanate ion aqueous solution is attached to a film-forming target having an alkali on the surface, the surface alkali and peroxotitanate ions react to produce titanium oxide (TiO 2 ). A titanium oxide film can be formed on the surface of the film object.

また、表面にアルカリを有する成膜対象物に、可溶性チタン塩の水溶液を付着させた後、過酸化水素水(H22水溶液)を付着させるようにしてもよい。この成膜方法によれば、可溶性チタン塩水溶液を付着させた後、過酸化水素水を付着させるため、まず、可溶性チタン塩水溶液と過酸化水素水とによってペルオクソチタン酸イオンが生成する。そして、このペルオクソチタン酸イオンと表面のアルカリとが反応して酸化チタンが生成し、これにより、成膜対象物の表面に酸化チタン膜を成膜することができる。Alternatively, a hydrogen peroxide solution (H 2 O 2 aqueous solution) may be attached after an aqueous solution of a soluble titanium salt is attached to a film formation target having alkali on the surface. According to this film forming method, after attaching the soluble titanium salt aqueous solution, the hydrogen peroxide solution is attached, so that peroxotitanate ions are first generated by the soluble titanium salt aqueous solution and the hydrogen peroxide solution. This peroxotitanate ion reacts with the alkali on the surface to produce titanium oxide, whereby a titanium oxide film can be formed on the surface of the film formation target.

成膜対象物がアルカリ性を呈しない場合、又はアルカリ性を呈するがアルカリ量が十分ではない場合、追加的にアルカリを付与することができる。このような場合には、アルカリ及びペルオクソチタン酸イオンの成膜対象物への付与の順番は特には限定されない。   When the film formation target does not exhibit alkalinity, or exhibits alkalinity but the amount of alkali is not sufficient, alkali can be additionally provided. In such a case, the order of application of alkali and peroxotitanate ions to the film formation target is not particularly limited.

例えば、アルカリ及びペルオクソチタン酸イオンを含む成膜用溶液は、成膜対象物への付与は、同時又は逐次であってもよい。   For example, the film-forming solution containing alkali and peroxotitanate ions may be applied to the film-forming target simultaneously or sequentially.

アルカリ及びペルオクソチタン酸イオンを含む成膜用溶液を成膜対象物に対して同時に付与する場合には、一度の工程で付与できるので、工程を簡略化させることができる。   In the case where a film-forming solution containing an alkali and peroxotitanate ions is simultaneously applied to a film-forming target, the process can be simplified because it can be applied in a single process.

また、アルカリ及びペルオクソチタン酸イオンを逐次に付与する場合には、酸化チタンの析出が成膜対象物の表面に行われるので、高分散された酸化チタン膜を形成され易いという特徴を備える。これにより、例えば、成膜対象物が微細孔性の多孔質材料である場合にも、その表面又は表面近傍の微細孔内にも、確実に酸化チタン被膜を与えることができる。   In addition, when alkali and peroxotitanate ions are sequentially applied, since titanium oxide is deposited on the surface of the film formation target, a highly dispersed titanium oxide film is easily formed. Thereby, for example, even when the film formation target is a microporous porous material, a titanium oxide film can be reliably applied to the surface or in the micropores in the vicinity of the surface.

また、アルカリを含む成膜用溶液を付与した後にペルオクソチタン酸イオンを含む成膜用溶液を成膜対象物に対して逐次に付与する酸化チタンの成膜方法は、成膜対象物がアルカリに対して親和性がある場合には、最初に付与されるアルカリが成膜対象物に対して均一に付与され易く、その後のペルオクソチタン酸イオンを含む成膜用溶液を付与することにより高分散の酸化チタン皮膜を形成できる。   In addition, a titanium oxide film forming method in which a film forming solution containing peroxotitanate ions is sequentially applied to a film forming object after a film forming solution containing an alkali is applied. In the case where there is an affinity for the film, it is easy to uniformly apply the alkali to be applied first to the film formation target. A dispersed titanium oxide film can be formed.

一方、ペルオクソチタン酸イオンを含む成膜用溶液を成膜対象物に対して付与した後にアルカリを含む成膜用溶液を付与する酸化チタンの成膜方法は、成膜対象物がペルオクソチタン酸イオンを含む成膜用溶液に対して親和性がある場合には、ペルオクソチタン酸イオンが成膜対象物に対して均一に付与され易く、その後のアルカリの付与により高分散の酸化チタン皮膜を形成できる。   On the other hand, the titanium oxide film forming method for applying a film forming solution containing alkali after the film forming solution containing peroxotitanate ions is applied to the film forming object is When there is an affinity for a film-forming solution containing acid ions, peroxotitanate ions are easily applied uniformly to the object to be formed, and a highly dispersed titanium oxide film is formed by applying alkali thereafter. Can be formed.

また、チタン塩水溶液と過酸化水素とは混合液の形態で成膜対象に付与させてもよく、この場合には、混合液中で生成したペルオクソチタン酸イオンがその後に付与されるアルカリ水溶液と作用して酸化チタン膜を成膜することができる。   Further, the aqueous solution of titanium salt and hydrogen peroxide may be applied to the film formation target in the form of a mixed solution. In this case, an alkaline aqueous solution to which peroxotitanate ions generated in the mixed solution are subsequently applied. Thus, a titanium oxide film can be formed.

また、成膜対象物にチタン塩水溶液を付与したのち、過酸化水素水を付与し、さらにそののちアルカリ水溶液を付与してもよい。成膜対象物にチタン塩水溶液を付与したのち、過酸化水素水を付与することにより生成したペルオクソチタン酸イオンは、その後に付与されるアルカリ水溶液と作用して酸化チタン膜を成膜することができる。   Moreover, after providing a titanium salt aqueous solution to a film formation target, a hydrogen peroxide solution may be provided, and then an alkaline aqueous solution may be provided. After applying a titanium salt aqueous solution to the film formation target, peroxotitanate ions generated by applying a hydrogen peroxide solution act on an alkali aqueous solution applied thereafter to form a titanium oxide film. Can do.

同様に、成膜対象物に過酸化水素水を付与したのち、チタン塩水溶液を付与し、さらにそののちアルカリ水溶液を付与してもよい。成膜対象物に過酸化水素水を付与したのち、チタン塩水溶液を付与することにより生成したペルオクソチタン酸イオンは、その後に付与されるアルカリ水溶液と作用して酸化チタン膜を成膜することができる。   Similarly, a hydrogen peroxide solution may be applied to a film formation target, a titanium salt aqueous solution may be applied, and then an alkaline aqueous solution may be applied. Peroxotitanate ions generated by applying a hydrogen peroxide solution to a film formation target and then applying a titanium salt aqueous solution act on an alkaline aqueous solution applied thereafter to form a titanium oxide film. Can do.

また、同様に、成膜対象物にペルオクソチタン酸イオン水溶液とアルカリ水溶液とを同時に付与してもよい。成膜対象物にペルオクソチタン酸イオン水溶液とアルカリ水溶液との二液からなる酸化チタン成膜用溶液を同時に付与することにより、一度の工程で二液を付与できるので、工程を簡略化させることができる。   Similarly, a peroxotitanate ion aqueous solution and an alkaline aqueous solution may be simultaneously applied to the film formation target. Simplify the process because two liquids can be applied in one step by simultaneously applying a titanium oxide film forming solution consisting of two liquids, a peroxotitanate aqueous solution and an alkaline aqueous solution, to the film formation target. Can do.

同様に、成膜対象物にチタン塩水溶液、過酸化水素水及びアルカリ水溶液の三液からなる酸化チタン成膜用溶液を同時に付与してもよい。成膜対象物にチタン塩水溶液、過酸化水素水及びアルカリ水溶液を同時に付与することにより、一度の工程で三液を付与できるので、工程を簡略化させることができる。   Similarly, a titanium oxide film-forming solution consisting of three liquids of a titanium salt aqueous solution, a hydrogen peroxide solution, and an alkaline aqueous solution may be simultaneously applied to the film formation target. By simultaneously applying the titanium salt aqueous solution, the hydrogen peroxide solution, and the alkaline aqueous solution to the film formation target, the three liquids can be applied in one step, so that the process can be simplified.

同様に、チタン塩水溶液及び過酸化水素との混合溶液を一液とし、アルカリ溶液を他の一液とする二液からなる酸化チタン成膜用溶液を同時又は逐次に付与してもよい。この場合も、同時に付与すれば、付与工程が簡略化できる。   Similarly, a titanium oxide film-forming solution composed of two liquids in which a mixed solution of a titanium salt aqueous solution and hydrogen peroxide is one liquid and an alkaline solution is the other liquid may be applied simultaneously or sequentially. Also in this case, the application process can be simplified if the application is performed simultaneously.

このような酸化チタン成膜用溶液は、塗布し、浸漬し、或いは噴霧等の任意の付与方法により付与することができるが、噴霧の形態で付与すれば、成膜対象物に対して一層均一な且つ高分散な酸化チタン膜を成膜することができる。   Such a titanium oxide film-forming solution can be applied, immersed, or applied by any application method such as spraying, but if applied in the form of a spray, it is more uniform with respect to the film-forming target. In addition, a highly dispersed titanium oxide film can be formed.

噴霧の場合、それぞれの酸化チタン成膜用溶液は、それぞれ薬液タンク等に保管され、それぞれの薬液の数に応じた複数の噴射口を有する噴射装置を用いて、成膜対象物に向けて薬液を噴霧すればよい。双頭ガン、複数の噴射口を有する噴射装置を用いて同時に成膜対象物に向けて噴霧する場合には、噴射された各薬液は、空中で相互に混合され、酸化チタンが空中で析出する場合も想定されるが、成膜対象物が平滑面であるか、又は多孔質であっても、空中に析出する微粒子状の酸化チタンが付着されるに十分な開口を有していれば、成膜対象物には、高分散された酸化チタン膜が形成される。   In the case of spraying, each titanium oxide film-forming solution is stored in a chemical solution tank or the like, and the chemical solution is directed toward the film formation target by using an injection device having a plurality of injection ports corresponding to the number of each chemical solution. Can be sprayed. When spraying toward a film formation object at the same time using a double-head gun and an injection device having a plurality of injection ports, the injected chemicals are mixed with each other in the air, and titanium oxide is precipitated in the air However, even if the object to be deposited is a smooth surface or a porous object, it can be formed as long as it has sufficient openings to allow fine particulate titanium oxide to be deposited in the air. A highly dispersed titanium oxide film is formed on the film object.

全ての薬液を予め混合して貯蔵する場合には、貯蔵タンク内で酸化チタンが生成される。このような場合には、粒子状の酸化チタンを噴霧した場合、又はゲル状の酸化チタンを噴霧する場合と同様となり、高分散化した酸化チタン膜を形成することが困難となる。   When all the chemicals are mixed and stored in advance, titanium oxide is generated in the storage tank. In such a case, when the particulate titanium oxide is sprayed or when the gelled titanium oxide is sprayed, it is difficult to form a highly dispersed titanium oxide film.

いずれの場合にも、本発明の酸化チタン膜の成膜方法によれば、加熱工程やイオン交換工程を必要とせず、容易に、成膜対象物の表面に酸化チタン膜を成膜することができ、酸化チタンが表面に高分散化された酸化チタン被覆体を製造することができる。   In any case, according to the method for forming a titanium oxide film of the present invention, it is possible to easily form a titanium oxide film on the surface of an object to be formed without requiring a heating step or an ion exchange step. It is possible to produce a titanium oxide coated body in which titanium oxide is highly dispersed on the surface.

しかも、本発明では、ペルオクソチタン酸イオンをアルカリに反応させるようにしたため、粒子状の酸化チタンを含有する酸化チタン水溶液や酸化チタンゲル等を用いる場合と比し、容易に酸化チタンを高分散させることができる。このため、成膜に必要とする酸化チタンの量を低減することができ、製造コストの低減化を図ることができる。そして、酸化チタンが高分散した酸化チタン膜は分解対象物との接触面積が大きいため効率的であり、より高い光触媒能を発揮することができる。   In addition, in the present invention, since peroxotitanate ions are reacted with alkali, titanium oxide is easily highly dispersed as compared with the case of using a titanium oxide aqueous solution or titanium oxide gel containing particulate titanium oxide. be able to. For this reason, the amount of titanium oxide required for film formation can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced. The titanium oxide film in which titanium oxide is highly dispersed is efficient because it has a large contact area with the decomposition target, and can exhibit higher photocatalytic ability.

更に、本発明の成膜方法により酸化チタン膜を成膜したものによれば、紫外線の照射を受けていないときは所定の物質を吸着し、紫外線の照射を受けると光触媒機能を発揮すると考えられる。例えば、本発明の成膜方法により酸化チタン膜を成膜したものを屋外に設ければ、大気汚染物質のひとつである窒素酸化物(NOx)を夜間に吸着し、昼間に太陽光が照射されると光触媒として機能して窒素酸化物を酸化、除去すると考えられる。すなわち、本発明によれば、コンクリート製品やアルカリを保持することのできる各種材料に、大気中の窒素酸化物の吸着及び除去機能を付与することが可能となり、大気環境浄化に寄与することができる。また、このようなコンクリート製品等の表面に付着した有機物を主成分とする汚れ成分を酸化チタン膜により分解することもできると考えられる。   Further, according to the titanium oxide film formed by the film forming method of the present invention, it is considered that a predetermined substance is adsorbed when it is not irradiated with ultraviolet rays and exhibits a photocatalytic function when irradiated with ultraviolet rays. . For example, if a titanium oxide film formed by the film forming method of the present invention is provided outdoors, nitrogen oxide (NOx), which is one of air pollutants, is adsorbed at night, and sunlight is irradiated in the daytime. Then, it is considered that it functions as a photocatalyst to oxidize and remove nitrogen oxides. That is, according to the present invention, it is possible to impart a function of adsorbing and removing nitrogen oxides in the atmosphere to various materials capable of holding concrete products and alkalis, and can contribute to the purification of the air environment. . In addition, it is considered that the soil component mainly composed of organic substances adhering to the surface of such concrete products can be decomposed by the titanium oxide film.

本発明に用いられるペルオクソチタン酸イオン水溶液は、ペルオクソチタン酸(過酸化チタン:TiO3・nH2O)由来のペルオクソチタン酸イオン(化学式)を含有する水溶液であれば良く、製造方法は特に限定されない。例えば、硫酸チタン(Ti(SO42)水溶液や塩化チタン(TiCl4)水溶液等のチタン塩水溶液と過酸化水素水とを混合すれば、ペルオクソチタン酸イオン水溶液を容易に得ることができる。The peroxotitanate ion aqueous solution used in the present invention may be an aqueous solution containing peroxotitanate ions (chemical formula) derived from peroxotitanate (titanium peroxide: TiO 3 · nH 2 O), and the production method Is not particularly limited. For example, a peroxotitanate ion aqueous solution can be easily obtained by mixing a titanium salt aqueous solution such as a titanium sulfate (Ti (SO 4 ) 2 ) aqueous solution or a titanium chloride (TiCl 4 ) aqueous solution with a hydrogen peroxide solution. .

また、このようなチタン塩水溶液に用いるチタン塩としては、硫酸チタンや塩化チタンの他、ペルオクソチタン酸カリウム(K4TiO8・6H2O)、ペルオクソチタン酸ナトリウム(Na4TiO8・2H2O又はNa22・TiO3・3H2O)等を用いることができるが、水に溶けてペルオクソチタン酸イオンを生じる水溶性チタン塩であれば特に限定されない。In addition to titanium sulfate and titanium chloride, titanium salts used in such aqueous titanium salt solutions include potassium peroxotitanate (K 4 TiO 8 · 6H 2 O), sodium peroxotitanate (Na 4 TiO 8 · 2H 2 O or Na 2 O 2 · TiO 3 · 3H 2 O) or the like can be used, but is not particularly limited as long as it is a water-soluble titanium salt that dissolves in water and generates peroxotitanate ions.

また、本発明に用いるアルカリとしては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物等を用いることができ、例えば、水酸化ナトリウム(NaOH)、水酸化カルシウム(Ca(OH)2)、水酸化ストロンチウム(Sr(OH)2)、水酸化バリウム(Ba(OH)2)等を用いることができる。更に、アルカリとしてアンモニア(NH3)等も用いることができる。In addition, as the alkali used in the present invention, alkali metal hydroxide, alkaline earth metal hydroxide, and the like can be used. For example, sodium hydroxide (NaOH), calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), Strontium hydroxide (Sr (OH) 2 ), barium hydroxide (Ba (OH) 2 ) and the like can be used. Furthermore, ammonia (NH 3 ) or the like can also be used as the alkali.

いずれにしても本発明では、アルカリとペルオクソチタン酸イオンとを反応させて酸化チタン膜を成膜するものであり、これにより、成膜対象物の深層部に酸化チタンを生成させることなく、表面にのみ(或いは表層部にのみ)酸化チタン膜を効率良く成膜することができる。すなわち、酸化チタンは紫外線の照射により光触媒機能を発揮することから、成膜対象物の表面に酸化チタン膜を成膜すれば、少量のチタンを用いて、より大きな効果を得ることが可能となる。   In any case, in the present invention, an alkali and peroxotitanate ions are reacted to form a titanium oxide film, thereby generating titanium oxide in the deep layer portion of the film formation target, A titanium oxide film can be efficiently formed only on the surface (or only on the surface layer portion). That is, since titanium oxide exhibits a photocatalytic function when irradiated with ultraviolet rays, if a titanium oxide film is formed on the surface of a film formation target, a greater effect can be obtained using a small amount of titanium. .

更に、アルカリは、どのような態様で成膜対象物の表面に保持されていてもよい。例えば、成膜対象物の材料自体をアルカリ含有材料から形成し、これによりその表面がアルカリを有するように構成してもよいし、又、成膜対象物に別途のアルカリ含有材料を保持させて、これによりその表面がアルカリを有するように構成してもよい。更には、成膜対象物にアルカリ含有液を塗布、噴霧、浸漬等することにより、その表面にアルカリを付着させてもよい。この場合、表面により均一にアルカリを保持させるためには、成膜対象物を多孔質物質から形成すれば好適である。これは、多孔質物質にアルカリ含有液を噴霧等すれば、アルカリが多孔質物質の空孔に担持されるからである。   Furthermore, the alkali may be held on the surface of the film formation target in any manner. For example, the material of the film formation target itself may be formed from an alkali-containing material so that the surface thereof has an alkali. Alternatively, the film formation target may hold a separate alkali-containing material. Thus, the surface may have an alkali. Furthermore, the alkali may be adhered to the surface of the film formation target by applying, spraying, or dipping the alkali-containing liquid. In this case, in order to hold the alkali more uniformly on the surface, it is preferable to form the film formation target from a porous material. This is because if the alkali-containing liquid is sprayed on the porous material, the alkali is supported in the pores of the porous material.

成膜対象物の材料自体をアルカリ含有材料から形成する場合、このアルカリ含有材料としてアルカリ性のセメント、フライアッシュ等の酸化カルシウムCaOを硬化源とする水硬性無機材料等を採用することができる。このようなアルカリ含有材料を成膜対象物として用いれば、特に別途の加工を施すことなく、アルカリを有する表面を形成することができる。特に、粉末状のフライアッシュを成膜対象物として酸化チタン膜を成膜すれば、油分や農薬等の有機物に汚染された土壌等に散布することにより、これらの有機物を分解し、除去することができると考えられる。   In the case where the material of the film formation target itself is formed from an alkali-containing material, a hydraulic inorganic material using calcium oxide CaO such as alkaline cement or fly ash as a curing source can be employed as the alkali-containing material. If such an alkali-containing material is used as a film formation target, a surface having alkali can be formed without any special processing. In particular, if a titanium oxide film is formed using powdered fly ash as a film formation target, the organic substance is decomposed and removed by spraying it on soil contaminated with organic substances such as oil and agricultural chemicals. It is thought that you can.

他方、成膜対象物に別途のアルカリ含有材料を保持させる場合には、例えば、コンクリートからなる成膜対象物に、ペースト状の水酸化カルシウムや水酸化ストロンチウム、セメント等を塗布することにより保持させればよい。このようにしても、保持されたアルカリ含有材料によって成膜対象物の表面を構成して該表面はアルカリを有するものとなる。   On the other hand, when a separate alkali-containing material is held on the film formation target, for example, it is held by applying paste-like calcium hydroxide, strontium hydroxide, cement, etc. to the film formation target made of concrete. Just do it. Even in this case, the surface of the film formation target is constituted by the held alkali-containing material, and the surface has alkali.

また、成膜対象物の表面にアルカリ含有液を付着させる場合、付着させる方法は限定されない。例えば、水酸化ナトリウム水溶液や水酸化バリウム水溶液等を成膜対象物に塗布し、浸漬し、或いは噴霧することにより付着させることができる。例えば、成膜対象物にアルカリをより均一に付着させるためには、噴霧により付着させると好適である。また、塗布により付着させれば、既存の構造物等であっても容易に付着させることができる。また、例えばコンクリートブロック等に製造段階で付着させる場合には、生産効率の観点から浸漬による付着が好適である。   Moreover, when making an alkali containing liquid adhere to the surface of a film-forming target object, the method to make it adhere is not limited. For example, an aqueous solution of sodium hydroxide, an aqueous solution of barium hydroxide, or the like can be applied to a film formation target, immersed, or sprayed to adhere. For example, in order to adhere the alkali more uniformly to the film formation target, it is preferable to deposit it by spraying. Moreover, if it adheres by application | coating, it can be made to adhere easily even if it is an existing structure. For example, when adhering to a concrete block or the like at the manufacturing stage, adhesion by dipping is suitable from the viewpoint of production efficiency.

前述の多孔質物質としては、多数の微細な空孔を備える物質であれば、本発明の効果を奏する範囲内で任意に選択することができる。例えば、コンクリート、シリカゲル、アルミナ、タルク、砂、更に、炭酸カルシウム、窒化カルシウム、炭化カルシウム、ハイドロキシアパタイト等のいずれを用いてもよいし、また、これらの中の任意の二以上の混合物であってもよい。ただし、多孔質物質は有機物質でないことが望ましい。これは、表面に形成した酸化チタンの光触媒機能によって、多孔質物質自体が分解されてしまう虞があるからである。仮に有機物質からなる有機材料を成膜対象物(基材)として用いる場合には、例えば、上述の有機材料に中間層としての無機物質を保持させ、該無機物質により表面を形成すればよい。このようにすれば、基材としての有機材料に酸化チタン膜を成膜することができ、しかも酸化チタンの光触媒機能により有機材料が分解される虞を低減することができる。   As the above-mentioned porous substance, any substance having a large number of fine pores can be arbitrarily selected within the range where the effects of the present invention can be achieved. For example, any of concrete, silica gel, alumina, talc, sand, calcium carbonate, calcium nitride, calcium carbide, hydroxyapatite, etc. may be used, and any two or more of these may be used. Also good. However, the porous material is preferably not an organic material. This is because the porous material itself may be decomposed by the photocatalytic function of titanium oxide formed on the surface. If an organic material made of an organic substance is used as a film formation target (base material), for example, the above-described organic material may be held with an inorganic substance as an intermediate layer, and the surface may be formed with the inorganic substance. In this way, a titanium oxide film can be formed on the organic material as the base material, and the risk of the organic material being decomposed by the photocatalytic function of titanium oxide can be reduced.

また、成膜対象物にペルオクソチタン酸イオン水溶液や、可溶性チタン水溶液、過酸化水素水を付着させる方法は特に限定されず、噴霧、塗布、浸漬等、所望の方法により付着させることができる。成膜対象物に噴霧することにより付着させれば、より均一に且つ高分散に付着させることができる。また、塗布により付着させれば、既存の構造物等であっても容易に付着させることができる。また、例えばコンクリートブロック等に製造段階で付着させる場合には、生産効率の観点から浸漬による付着が好適である。   In addition, a method for attaching a peroxotitanate ion aqueous solution, a soluble titanium aqueous solution, or a hydrogen peroxide solution to a film formation target is not particularly limited, and the film can be attached by a desired method such as spraying, coating, or dipping. If it adheres by spraying on a film-forming target, it can make it adhere more uniformly and highly dispersed. Moreover, if it adheres by application | coating, it can be made to adhere easily even if it is an existing structure. For example, when adhering to a concrete block or the like at the manufacturing stage, adhesion by dipping is suitable from the viewpoint of production efficiency.

以上、この発明の実施の形態を酸化チタン膜の成膜方法を中心に一例として詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限定されない。   As described above, the embodiment of the present invention has been described in detail with an example of the method of forming a titanium oxide film, but the specific configuration is not limited to this embodiment.

例えば、本発明により得られる非結晶性の二酸化チタンは、微粒子状で析出するので、膜としての利用に加えて、微粒子としての機能をそのまま利用してスラリー状態での使用の可能性もある。スラリーを適宜のバインダと混合して又はそのまま対象物に付与することにより、チタン薄膜を付与することができる。この場合の対象物としては、前述の成膜対象物がそのまま採用可能であるが、微細孔を有する多孔質体への付与は、スラリーを採用する場合に比べて、上述の成膜方法による方が、微細孔の内面までの付与が容易であるということは、上述の通りである。   For example, since the amorphous titanium dioxide obtained by the present invention precipitates in the form of fine particles, in addition to the use as a film, there is a possibility of using it in a slurry state by utilizing the function as fine particles as it is. A titanium thin film can be provided by mixing the slurry with an appropriate binder or applying it to an object as it is. As the object in this case, the above-described film formation object can be used as it is, but the application to the porous body having fine pores is more in accordance with the above-described film formation method than in the case of using slurry. However, it is as described above that application to the inner surface of the fine hole is easy.

また、本発明の反応により得られる酸化チタンを含む反応混合物は、そのまま混合物の形態で光触媒として機能するという特徴を備えている。これにより、本発明により生成する酸化チタンは分離精製して利用する必要がない。もちろん、副反応生成物の全てが可溶性の場合などを含めて分離精製が可能である場合又は分離精製が容易である場合などには、二酸化チタンを分離精製した後に利用してもよいことはいうまでもない。   In addition, the reaction mixture containing titanium oxide obtained by the reaction of the present invention is characterized by functioning as a photocatalyst in the form of the mixture as it is. Thereby, the titanium oxide produced | generated by this invention does not need to isolate | separate and refine and utilize. Of course, it can be used after separation and purification of titanium dioxide when separation and purification are possible, including when all of the side reaction products are soluble, or when separation and purification are easy. Not too long.

以下、本発明の効果を実証するために実施例により検証するが、本発明は以下の実施例に制限されるものではない。   Hereinafter, in order to demonstrate the effect of the present invention, verification is made by examples, but the present invention is not limited to the following examples.

(A)試料の製造
下記実施例1乃至5及び比較例1、2により試料1〜試料36を製造した。なお、試料1〜36における各水溶液の濃度や噴霧量は、表1乃至3に従って行った。
(A) Production of Samples Samples 1 to 36 were produced according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 below. In addition, the density | concentration and spraying amount of each aqueous solution in the samples 1-36 were performed according to Tables 1 thru | or 3.

Figure 2005054135
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Figure 2005054135
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Figure 2005054135
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(A−1)実験例1
下記の工程により試料1〜試料15を製造した。
(1)成膜対象物にアルカリ含有材料を保持させる工程
成膜対象物(基材)としてのコンクリートブロック(幅10cm×長さ20cm×厚さ6cm)の表面にペースト状のアルカリ含有材料を塗布した。表1に示すように、このアルカリ含有材料として、試料1〜試料11にはセメントを、試料12及び試料13には水酸化カルシウムを、試料14及び試料15には水酸化ストロンチウムを、それぞれ用いた。
(2)成膜対象物にペルオクソチタン酸イオン水溶液を付着させる工程
試料1〜9及び試料12〜15にはセメントが乾燥して固化した後に、試料10、11にはセメントが乾燥する前に、ペルオクソチタン酸イオン水溶液を噴霧した。表1に示したように、ペルオクソチタン酸イオン水溶液として、試料1〜試料4には塩化チタン水溶液と過酸化水素水との混合溶液を、試料5から試料15には硫酸チタン水溶液と過酸化水素水との混合溶液を、それぞれ用いた。
(3)脱イオン水への浸漬及び乾燥工程
表1に示したように、試料3、11、13、15は脱イオン水に浸漬させた。この工程では、対象試料を脱イオン水1.4l中に1日間浸漬させ、その後に乾燥させた。また、試料4についてはこの浸漬・乾燥工程を二回繰り返した。
(A−2)実験例2
下記の工程により試料16及び試料17を製造した。
(1)成膜対象物にアルカリ含有材料を保持させる工程
成膜対象物としてのコンクリートブロック(実験例1と同様)の表面にペースト状のアルカリ含有材料を塗布した。表1に示すように、このアルカリ含有材料としてはセメントを用いた。
(2)成膜対象物の表面に可溶性チタン塩水溶液を付着させる工程
コンクリートブロックに保持されたセメントの表面に可溶性チタン塩水溶液を噴霧することにより付着させた。ここで、可溶性チタン塩水溶液として硫酸チタン水溶液を用いた。
(3)成膜対象物に過酸化水素水を付着させる工程
硫酸チタン水溶液が付着したセメントの表面に過酸化水素水を噴霧することにより付着させた。
(4)脱イオン水への浸漬及び乾燥工程
表1に示したように、試料17は脱イオン水に浸漬させた。この工程では、対象試料を脱イオン水1.4l中に1日間浸漬させ、その後に乾燥させた。
(A−3)実験例3
下記の工程により試料18を製造した。
(1)成膜対象物にペルオクソチタン酸イオン水溶液を付着させる工程
成膜対象物としてのアルカリ含有材料にペルオクソチタン酸イオン水溶液10gを噴霧することにより付着させた。ここでは、アルカリ含有材料としてフライアッシュ25gを用いた。このフライアッシュはアルカリ性の粉体であり、その表面にアルカリを有している。また、表1に示したように、ペルオクソチタン酸イオン水溶液として硫酸チタン水溶液と過酸化水素水との混合溶液を用いた。
(A-1) Experimental example 1
Samples 1 to 15 were manufactured by the following steps.
(1) Step of holding an alkali-containing material on a film formation target A paste-like alkali-containing material is applied to the surface of a concrete block (width 10 cm × length 20 cm × thickness 6 cm) as a film formation target (base material). did. As shown in Table 1, as the alkali-containing material, cement was used for Sample 1 to Sample 11, calcium hydroxide was used for Sample 12 and Sample 13, and strontium hydroxide was used for Sample 14 and Sample 15, respectively. .
(2) Step of attaching peroxotitanate ion aqueous solution to film formation target Samples 1 to 9 and Samples 12 to 15 were dried and solidified, and samples 10 and 11 were dried before the cement was dried. The peroxotitanate ion aqueous solution was sprayed. As shown in Table 1, as a peroxotitanate ion aqueous solution, Sample 1 to Sample 4 are a mixed solution of a titanium chloride aqueous solution and a hydrogen peroxide solution, and Sample 5 to Sample 15 are a titanium sulfate aqueous solution and a peroxide. Each mixed solution with hydrogen water was used.
(3) Immersion in deionized water and drying step As shown in Table 1, samples 3, 11, 13, and 15 were immersed in deionized water. In this step, the target sample was immersed in 1.4 l of deionized water for 1 day and then dried. For sample 4, this dipping / drying process was repeated twice.
(A-2) Experimental example 2
Sample 16 and Sample 17 were manufactured by the following steps.
(1) Step of holding alkali-containing material on film formation target A paste-like alkali-containing material was applied to the surface of a concrete block (similar to Experimental Example 1) as a film formation target. As shown in Table 1, cement was used as the alkali-containing material.
(2) The process of making the soluble titanium salt aqueous solution adhere to the surface of the film-forming object It made it adhere by spraying the soluble titanium salt aqueous solution on the surface of the cement hold | maintained at the concrete block. Here, a titanium sulfate aqueous solution was used as the soluble titanium salt aqueous solution.
(3) Step of attaching hydrogen peroxide solution to the film formation target The hydrogen peroxide solution was attached to the surface of the cement to which the titanium sulfate aqueous solution was attached by spraying.
(4) Immersion in deionized water and drying step As shown in Table 1, the sample 17 was immersed in deionized water. In this step, the target sample was immersed in 1.4 l of deionized water for 1 day and then dried.
(A-3) Experimental Example 3
Sample 18 was manufactured by the following process.
(1) A process of attaching a peroxotitanate ion aqueous solution to a film formation target object A 10 g of peroxotitanate ion aqueous solution was applied to an alkali-containing material as a film formation target object by spraying. Here, 25 g of fly ash was used as the alkali-containing material. This fly ash is an alkaline powder and has alkali on its surface. Moreover, as shown in Table 1, a mixed solution of a titanium sulfate aqueous solution and a hydrogen peroxide solution was used as the peroxotitanate ion aqueous solution.

また、ペルオクソチタン酸イオン水溶液を噴霧後、乾燥させた。
(2)コンクリートブロックにフライアッシュを堆積させる工程
ペルオクソチタン酸イオン水溶液を付着させたフライアッシュを、コンクリートブロック(実験例1と同様)に堆積させた。
(A−4)実験例4
下記の工程により試料19乃至試料29を製造した。
(1)成膜対象物にアルカリを付着させる工程
成膜対象物としてのコンクリートブロック(実験例1と同様)に、アルカリ水溶液を噴霧することによりその表面に含浸させ、これによりアルカリを付着させた。表2に示したように、アルカリ水溶液として、試料19から試料21には水酸化ナトリウム水溶液を、試料22から試料29には水酸化バリウム水溶液を、それぞれ用いた。
(2)成膜対象物に過酸化水素水を付着させる工程
アルカリ水溶液が付着したコンクリートブロックの表面に過酸化水素水を噴霧することにより付着させた。
(3)脱イオン水への浸漬及び乾燥工程
表2に示したように、試料20、23、26、29は脱イオン水に浸漬させた。この工程では、対象試料を脱イオン水1.4l中に1日間浸漬させ、その後に乾燥させた。また、試料21、24、27についてはこの浸漬・乾燥工程を二回繰り返した。
(A−5)実験例5
下記の工程により試料32乃至試料36を製造した。
(1)チタン含有過酸化水素水とアルカリ水溶液とを混合する工程
表3に示したように、硫酸チタン水溶液又は塩化チタン水溶液に過酸化水素水を添加した水溶液(Ti−H22水溶液)に、水酸化ナトリウム、水酸化バリウム8水和物、若しくは水酸化ストロンチウム8水和物を添加して、淡黄色若しくは白色の沈殿を生成させた。
(2)沈殿物から水溶性成分を取り除く工程
前述の混合して得た水溶液を静置し、上澄み液を除去し、水100mlを混合した。更に、この水溶液を静置し、上澄み液を除去し、水を混合する操作を数回繰り返した。そして、沈殿物を濾過することにより、水溶性成分を取り除いた。
(3)沈殿物を乾燥する工程
得られた沈殿物をシリカゲル入りのデシケータ内で乾燥した後、約107℃に保った電気乾燥機内で乾燥して試料32〜試料36を得た。
(A−6)比較例1
第一の比較例として、酸化チタン含有ゲルを用いる従来の成膜方法によって試料30及び試料31を製造した。
(1)酸化チタン含有ゲルの調製工程
硫酸チタン水溶液と過酸化水素水との混合水溶液にアンモニア水溶液(NH4OH)を添加してpH7とし、これにより、黄色のゲル状物質を含有する懸濁液を得た。
(2)成膜対象物に懸濁液を付着させる工程
懸濁液を成膜対象物としてのコンクリートブロック(実験例1と同様)に付着させた。(3)脱イオン水への浸積及び乾燥工程
表2に示したように、試料31は脱イオン水に浸漬させた。この工程では、対象試料を脱イオン水1.4l中に1日間浸漬させ、その後に乾燥させた。
(A−7)比較例2
第二の比較例として、コンクリートブロック(実験例1と同様)にペースト状のセメントを塗布し、酸化チタン膜を備えていない試料32を製造した。
(B)各試料の光触媒能及び組成の測定実験及び結果
実験例1〜実験例5、及び比較例1及び比較例2で得られた試料1〜36について、下記の実験を行った。
(B−1)一酸化窒素吸着速度測定
(B−1−1)実験方法
(1)試料1を、上面が石英ガラスで形成された測定用容器(長さ10cm×幅20cm×厚さ8cm)にセットした。このとき、表面(酸化チタン膜が成膜された表面)が上方を向くように試料1を配設した。
(2)測定用容器の長手方向の一端から、一酸化窒素を含むガス(NO含有ガス)を0.5l/minで送気し、他端から排出した。NO含有ガスとしては、NO:4.7ppm、O2:10.5vol%、N2:89.5vol%の体積割合を有するガス(以下、「第一のNO含有ガス」という。)、NO:4.7ppm、N2:100.0vol%の体積割合を有するガス(以下、「第二のNO含有ガス」という。)、及び4.7ppmよりNO濃度を高めたガスを用いた。
(3)化学発光法のNO濃度測定装置(TN−7:柳本製作所)を用い、他端から排出されたガス(排出ガス)のNO濃度を測定した。更に、検知管法により、排出ガスの二酸化窒素濃度を測定した。
(4)試料2〜試料32のそれぞれについて、上記(1)〜(3)を行った。
(B−1−2)実験結果
(1)第一のNOガスの通気時には、試料1〜試料31の総てについて、測定用容器からの排出ガスのNO濃度は測定用容器に送気した第一のNOガスのNO濃度(4.7ppm)より低下した。
Moreover, it was made to dry after spraying peroxotitanate ion aqueous solution.
(2) Step of depositing fly ash on concrete block Fly ash to which a peroxotitanate ion aqueous solution was adhered was deposited on a concrete block (similar to Experimental Example 1).
(A-4) Experimental Example 4
Samples 19 to 29 were manufactured by the following steps.
(1) The process of adhering alkali to the film formation target The concrete block (similar to Experimental Example 1) as the film formation target was impregnated on the surface by spraying an aqueous alkali solution, thereby attaching the alkali. . As shown in Table 2, a sodium hydroxide aqueous solution was used for samples 19 to 21 and a barium hydroxide aqueous solution was used for samples 22 to 29 as alkaline aqueous solutions.
(2) Step of attaching hydrogen peroxide solution to the film formation target The hydrogen peroxide solution was attached to the surface of the concrete block to which the alkaline aqueous solution was attached by spraying.
(3) Immersion in deionized water and drying step As shown in Table 2, the samples 20, 23, 26, and 29 were immersed in deionized water. In this step, the target sample was immersed in 1.4 l of deionized water for 1 day and then dried. For samples 21, 24, and 27, this dipping / drying process was repeated twice.
(A-5) Experimental Example 5
Samples 32 to 36 were manufactured by the following steps.
(1) Step of mixing titanium-containing hydrogen peroxide solution and alkaline aqueous solution As shown in Table 3, an aqueous solution in which hydrogen peroxide solution is added to a titanium sulfate aqueous solution or a titanium chloride aqueous solution (Ti-H 2 O 2 aqueous solution) Sodium hydroxide, barium hydroxide octahydrate, or strontium hydroxide octahydrate was added to form a pale yellow or white precipitate.
(2) Step of removing water-soluble component from precipitate The aqueous solution obtained by mixing as described above was allowed to stand, the supernatant was removed, and 100 ml of water was mixed. Furthermore, this aqueous solution was allowed to stand, the supernatant was removed, and the operation of mixing water was repeated several times. And the water-soluble component was removed by filtering a deposit.
(3) Step of drying precipitate After the obtained precipitate was dried in a desiccator containing silica gel, it was dried in an electric dryer maintained at about 107 ° C. to obtain Samples 32 to 36.
(A-6) Comparative Example 1
As a first comparative example, Sample 30 and Sample 31 were manufactured by a conventional film forming method using a titanium oxide-containing gel.
(1) Preparation process of titanium oxide-containing gel Aqueous ammonia (NH 4 OH) is added to a mixed aqueous solution of a titanium sulfate aqueous solution and a hydrogen peroxide solution to adjust the pH to 7, whereby a suspension containing a yellow gel substance A liquid was obtained.
(2) Step of attaching the suspension to the film formation target The suspension was attached to a concrete block as the film formation target (similar to Experimental Example 1). (3) Soaking in deionized water and drying step As shown in Table 2, the sample 31 was immersed in deionized water. In this step, the target sample was immersed in 1.4 l of deionized water for 1 day and then dried.
(A-7) Comparative Example 2
As a second comparative example, a paste-like cement was applied to a concrete block (similar to Experimental Example 1), and a sample 32 without a titanium oxide film was manufactured.
(B) Measurement experiment and result of photocatalytic ability and composition of each sample The following experiments were performed on samples 1 to 36 obtained in Experimental Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2.
(B-1) Nitric Oxide Adsorption Rate Measurement (B-1-1) Experimental Method (1) Measurement container (length 10 cm × width 20 cm × thickness 8 cm) in which sample 1 is formed of quartz glass on the upper surface Set. At this time, the sample 1 was disposed so that the surface (the surface on which the titanium oxide film was formed) faced upward.
(2) A gas containing nitrogen monoxide (NO-containing gas) was supplied at 0.5 l / min from one end in the longitudinal direction of the measurement container and discharged from the other end. As the NO-containing gas, a gas having a volume ratio of NO: 4.7 ppm, O 2 : 10.5 vol%, N2: 89.5 vol% (hereinafter referred to as “first NO-containing gas”), NO: 4 A gas having a volume ratio of 0.7 ppm, N2: 100.0 vol% (hereinafter referred to as “second NO-containing gas”), and a gas having a higher NO concentration than 4.7 ppm were used.
(3) The NO concentration of the gas (exhaust gas) discharged from the other end was measured using a chemiluminescence NO concentration measuring device (TN-7: Yanagimoto Seisakusho). Furthermore, the nitrogen dioxide concentration of the exhaust gas was measured by the detector tube method.
(4) The above (1) to (3) were performed for each of the samples 2 to 32.
(B-1-2) Experimental results (1) During the passage of the first NO gas, the NO concentration of the exhaust gas from the measurement container was the first of the samples 1 to 31 that were supplied to the measurement container. It decreased from the NO concentration (4.7 ppm) of one NO gas.

また、排出ガスからは二酸化窒素は検出されなかった(検出下限値以下であった)。   Further, nitrogen dioxide was not detected from the exhaust gas (below the lower limit of detection).

そして、酸素を含有していない第二のNO含有ガスを通気させても、第一のNO含有ガスと同程度のNO濃度の低下が確認され、且つ、O2濃度は低下しなかった。Then, even if the second NO-containing gas does not contain oxygen is vented, reduction in NO concentration comparable to the first NO-containing gas is confirmed, and, O 2 concentration did not decrease.

更に、4.7ppmよりNO濃度を高めたガスを通気したものでは、NO濃度の低下率が大きくなった。   Furthermore, in the case of ventilating a gas having a higher NO concentration than 4.7 ppm, the rate of decrease in the NO concentration increased.

他方、試料32では、ほとんどNO濃度は低下しなかった。
(2)このようなNO濃度の低下率より、次式によりNO吸着速度を求めた。このNO吸着速度は、各試料が紫外線を照射されていない場合のNOの減少速度に相当するものである。
On the other hand, in the sample 32, the NO concentration hardly decreased.
(2) The NO adsorption rate was obtained from the following formula from the decrease rate of the NO concentration. This NO adsorption rate corresponds to the NO decrease rate when each sample is not irradiated with ultraviolet rays.

NO吸着速度(μmol/h)=通気ガス流量(l・N/h)×(送気ガスNO濃度−排出ガスNO濃度)(ppm)/22.4(l・N/mol)
これにより得た結果を表1及び表2に示した。
(3)また、試料1〜3及び試料5〜9の実験結果より、噴霧したペルオクソチタン酸イオン水溶液のH22/Ti(モル比、以下同じ)とNO吸着速度との関係を図1に示した。
(4)試料6、12、14、19、22の実験結果より、アルカリの種類別に比較したNO吸着速度を図3に示した。
(5)試料22、23、25、26、28、29の実験結果より、噴霧した水酸化バリウム及びペルオクソチタン酸イオン水溶液におけるBa(OH)2/Ti(モル比、以下同じ)とNO吸着速度との関係を図5に示した。
(B−2)一酸化窒素光酸化速度測定
(B−2−1)実験方法
(1)試料1を、上面が石英ガラスで形成された測定用容器(長さ10cm×幅20cm×厚さ8cm)にセットした。このとき、表面(酸化チタン膜が成膜された表面)が上方を向くように試料1を配設した。
(2)測定用容器の長手方向の一端から、第一のNO含有ガスを0.5l/minで送気し、他端から排出した。更に、このように第一のNO含有ガスを通気しつつ、石英ガラスからなる上面から0.6W/cm2で紫外線を照射した。
(3)化学発光法のNO濃度測定装置(TN−7:柳本製作所)を用い、排出ガスのNO濃度を測定した。更に、検知管法により、排出ガスの二酸化窒素濃度を測定した。
(4)試料2〜試料31のそれぞれについて、上記(1)〜(3)を行った。
(B−2−2)実験結果
(1)紫外線の照射を開始するとNO濃度が低下し始め、一定時間を経過すると排出ガス中のNO濃度が一定となった。このように定常状態となった際のNO低下率を用いて、次式によりNO光酸化速度を求め、この結果を表1及び表2に示した。
NO adsorption rate (μmol / h) = aeration gas flow rate (l · N / h) × (air supply gas NO concentration−exhaust gas NO concentration) (ppm) /22.4 (l · N / mol)
The results obtained are shown in Tables 1 and 2.
(3) Further, from the experimental results of Samples 1 to 3 and Samples 5 to 9, the relationship between H 2 O 2 / Ti (molar ratio, the same applies hereinafter) of the sprayed peroxotitanate ion aqueous solution and the NO adsorption rate is illustrated. It was shown in 1.
(4) From the experimental results of Samples 6, 12, 14, 19, and 22, NO adsorption rates compared for each type of alkali are shown in FIG.
(5) Based on the experimental results of samples 22, 23, 25, 26, 28, and 29, Ba (OH) 2 / Ti (molar ratio, the same applies hereinafter) and NO adsorption in sprayed barium hydroxide and peroxotitanate aqueous solutions The relationship with speed is shown in FIG.
(B-2) Nitric Oxide Photooxidation Rate Measurement (B-2-1) Experimental Method (1) Sample 1 was measured using a measuring vessel having an upper surface made of quartz glass (length 10 cm × width 20 cm × thickness 8 cm). ). At this time, the sample 1 was disposed so that the surface (the surface on which the titanium oxide film was formed) faced upward.
(2) The first NO-containing gas was supplied at 0.5 l / min from one end in the longitudinal direction of the measurement container and discharged from the other end. Furthermore, ultraviolet rays were irradiated at 0.6 W / cm 2 from the upper surface made of quartz glass while venting the first NO-containing gas in this way.
(3) The NO concentration of exhaust gas was measured using a chemiluminescence NO concentration measuring device (TN-7: Yanagimoto Seisakusho). Furthermore, the nitrogen dioxide concentration of the exhaust gas was measured by the detector tube method.
(4) The above (1) to (3) were performed for each of the samples 2 to 31.
(B-2-2) Experimental results (1) When the irradiation with ultraviolet rays was started, the NO concentration began to decrease, and after a certain period of time, the NO concentration in the exhaust gas became constant. The NO photooxidation rate was determined by the following equation using the NO reduction rate when the steady state was obtained as described above, and the results are shown in Tables 1 and 2.

NO光酸化速度(μmol/h)=通気ガス流量(l・N/h)×(送気ガスNO濃度−排出ガスNO濃度)(ppm)/22.4(l・N/mol)
(2)また、試料1〜3及び試料5〜9の実験結果より、噴霧したペルオクソチタン酸イオン水溶液のH22/TiとNO光吸着速度との関係を図2に示した。
(3)更に、試料6、12、14、19、22の実験結果より、アルカリの種類によるNO光酸化速度を図4に示した。
(4)試料22、23、25、26、28、29の実験結果より、噴霧した水酸化バリウム及びペルオクソチタン酸イオン水溶液におけるBa(OH)2/TiとNO光酸化速度との関係を図6に示した。
(B−3)光触媒活性成分の同定
(B−3−1)実験方法
(1)試料32〜36のそれぞれについて、X線回折測定を行った。
(2)試料32〜36のそれぞれについて、X線光電子分光法により組成分析を行った(X線光電子分光装置5000型:アルバック・ファイ株式会社)。
(B−3−2)実験結果
(1)試料32〜36のX線回折パターンを図7に示した。
(2)X線光電子分光法の測定結果を表4に示した。
NO photooxidation rate (μmol / h) = aeration gas flow rate (l · N / h) × (air supply gas NO concentration−exhaust gas NO concentration) (ppm) /22.4 (l · N / mol)
(2) From the experimental results of Samples 1 to 3 and Samples 5 to 9, the relationship between the H 2 O 2 / Ti of the sprayed peroxotitanate ion aqueous solution and the NO light adsorption rate is shown in FIG.
(3) Further, from the experimental results of Samples 6, 12, 14, 19, and 22, the NO photooxidation rate depending on the type of alkali is shown in FIG.
(4) From the experimental results of samples 22, 23, 25, 26, 28, and 29, the relationship between Ba (OH) 2 / Ti and NO photooxidation rate in sprayed barium hydroxide and aqueous peroxotitanate ions is shown. This is shown in FIG.
(B-3) Identification of photocatalytic active component (B-3-1) Experimental method (1) X-ray diffraction measurement was performed for each of samples 32-36.
(2) Each of the samples 32-36 was subjected to composition analysis by X-ray photoelectron spectroscopy (X-ray photoelectron spectrometer 5000 type: ULVAC-PHI Co., Ltd.).
(B-3-2) Experimental results (1) The X-ray diffraction patterns of Samples 32-36 are shown in FIG.
(2) Table 4 shows the measurement results of X-ray photoelectron spectroscopy.

Figure 2005054135
Figure 2005054135

(C)考察
(C−1)酸化チタン膜のNO吸着性及びNO光酸化速度
試料1〜試料31の総てについて、測定用容器からの排出ガスのNO濃度は測定用容器に送気したガスのNO濃度(4.7ppm)より低下した。
(C) Consideration (C-1) NO adsorption property and NO photo-oxidation rate of titanium oxide film For all of Samples 1 to 31, the NO concentration of the exhaust gas from the measurement vessel is the gas sent to the measurement vessel NO concentration (4.7 ppm).

そして、排出ガスからは二酸化窒素は検出されなかったこと、及び、酸素を含有していない第二のNO含有ガスを通気させても第一のNO含有ガスと同程度のNO濃度の低下が確認され、且つO2濃度が低下しなかったことから、NO濃度の低下はNOからNO2への変換に基づくものではないことが確認できた。It was confirmed that nitrogen dioxide was not detected from the exhaust gas, and that the NO concentration decreased as much as the first NO-containing gas even when the second NO-containing gas not containing oxygen was vented. In addition, since the O 2 concentration did not decrease, it was confirmed that the decrease in the NO concentration was not based on the conversion from NO to NO 2 .

また、4.7ppmよりNO濃度を高めたガスを通気したものでは、NO濃度の低下率が大きくなった。これにより、NO濃度の低下は酸化チタン膜を有するコンクリートブロック(試料1〜試料31)によるNOの吸着によるものと考えられる。更に、セメントが塗布されただけであり酸化チタン膜を備えていない試料32では、NO濃度はほとんど低下しなかった。従って、NOの吸着は酸化チタン膜に関連しているものと考えられる。   In addition, when the gas having a higher NO concentration than 4.7 ppm was vented, the rate of decrease in the NO concentration increased. Thereby, it is thought that the decrease in NO concentration is due to adsorption of NO by the concrete blocks (sample 1 to sample 31) having a titanium oxide film. Furthermore, in the sample 32 which was only coated with cement and not provided with a titanium oxide film, the NO concentration was hardly lowered. Therefore, NO adsorption is considered to be related to the titanium oxide film.

また、試料30及び試料31においてもNO吸着性能、及びNO光酸化性能が確認できたものの、試料5、16、17、20、21、25、29等と比し、その値は低いものとなっている。このことから、酸化チタンをゲルとして付着させるよりも、本発明の実験例1〜4に基づき酸化チタン膜を成膜したものの方が酸化チタンをより高分散させることができることがわかった。これは、本発明の酸化チタン膜の成膜方法によれば、イオン状のチタン(ペルオクソチタン酸イオン)が溶解した水溶液を用いるため、固体の酸化チタンを含有するゲルを付着させる成膜方法よりも酸化チタンを高分散することができるものと考えられる。
(C−2)NO吸着速度のH22/Ti依存性
図1に示したように、チタン塩として硫酸チタンを用いた場合には、H22/Tiが0.1〜1程度までは略一定であり、H22/Tiが1より大きくなるとNO吸着速度は大きく上昇した。一方、チタン塩として塩化チタンを用いた場合には、H22/Tiが0.1〜2の範囲内ではNO吸着速度が略一定となった。また、脱イオン水に一日間浸漬し乾燥させた試料3、7は、H22/Tiが同等(H22/Ti=1)で脱イオン水に浸漬させていない試料1、6よりも高い吸着速度を示した。
(C−3)アルカリの相違に基づくNO吸着速度
図3に示したように、アルカリとして水酸化カルシウムを用いた試料12や水酸化ストロンチウムを用いた試料14では高いNO吸着速度を示したが、これらを水に浸漬した試料13や試料15ではNO吸着速度は大きく低下している。
Moreover, although the NO adsorption performance and the NO photo-oxidation performance were confirmed also in the sample 30 and the sample 31, the values thereof are lower than those of the samples 5, 16, 17, 20, 21, 25, 29, and the like. ing. From this, it was found that the titanium oxide film formed based on Experimental Examples 1 to 4 of the present invention can disperse titanium oxide more highly than the titanium oxide deposited as a gel. This is because, according to the method for forming a titanium oxide film of the present invention, an aqueous solution in which ionic titanium (peroxotitanate ion) is dissolved is used, so that a gel containing solid titanium oxide is attached. It is considered that titanium oxide can be highly dispersed.
(C-2) H 2 O 2 / Ti dependence of NO adsorption rate As shown in FIG. 1, when titanium sulfate is used as the titanium salt, H 2 O 2 / Ti is about 0.1 to 1. The NO adsorption rate greatly increased when H 2 O 2 / Ti was greater than 1. On the other hand, when titanium chloride was used as the titanium salt, the NO adsorption rate was substantially constant when H 2 O 2 / Ti was in the range of 0.1 to 2 . Samples 3 and 7 immersed in deionized water for one day and dried were samples 1 and 6 having the same H 2 O 2 / Ti (H 2 O 2 / Ti = 1) and not immersed in deionized water. Higher adsorption rate.
(C-3) NO adsorption rate based on alkali difference As shown in FIG. 3, the sample 12 using calcium hydroxide as the alkali and the sample 14 using strontium hydroxide showed a high NO adsorption rate. In the samples 13 and 15 in which these are immersed in water, the NO adsorption rate is greatly reduced.

アルカリとして水酸化バリウムや水酸化ナトリウムを用いた試料19、22の結果によれば、これらを水に浸漬した試料20、23のNO吸着速度と大きな相違は確認できなかった。
(C−4)アルカリの相違に基づくNO光酸化速度
図4に示したように、NO光酸化速度は、アルカリとしてセメントを用いた試料6、7を除き、水に浸漬していない試料12、14、19、22と比し、水に浸漬した試料13、15、20、23の方が同等或いは高い値を示した。これより、セメント以外のアルカリを用いた場合には、少なくとも水に浸漬されることによりNO光酸化速度が著しく低下するような特性の変化はないと考えられる。
(C−5)NO光酸化速度のH22/Ti依存性
図2に示したように、可溶性チタン塩として塩化チタンを用いた場合には、H22/Tiの値に関わらずNO光酸化速度は略一定となった。他方、可溶性チタン塩として硫酸チタンを用いた場合には、H22比率の増加(すなわち、H22/Tiの増大)に伴いNO光酸化速度は増加し、H22/Ti=2程度でその変化は微小となり略一定のNO光酸化速度となった。また、脱イオン水に一日間浸漬し乾燥させた試料3、7は、H22/Tiの値が同等(H22/Ti=1)で脱イオン水に浸漬させていない試料1、6よりNO吸着速度は低くなったものの、NO分解能は残存していることがわかった。
According to the results of Samples 19 and 22 using barium hydroxide or sodium hydroxide as the alkali, it was not possible to confirm a great difference from the NO adsorption rate of Samples 20 and 23 in which these were immersed in water.
(C-4) NO photo-oxidation rate based on alkali difference As shown in FIG. 4, the NO photo-oxidation rate is the sample 12, which is not immersed in water, except for the samples 6 and 7 using cement as an alkali. Compared with 14, 19, and 22, Samples 13, 15, 20, and 23 immersed in water showed the same or higher values. From this, it is considered that when an alkali other than cement is used, there is no change in the characteristics that the NO photooxidation rate is remarkably reduced at least by being immersed in water.
(C-5) Dependence of NO photo-oxidation rate on H 2 O 2 / Ti As shown in FIG. 2, when titanium chloride is used as the soluble titanium salt, regardless of the value of H 2 O 2 / Ti The NO photooxidation rate became substantially constant. On the other hand, in the case of using titanium sulfate as a soluble titanium salt, the increase in H 2 O 2 ratio (i.e., H 2 O 2 / increase of Ti) NO photooxidation rate due to increases, H 2 O 2 / Ti When the value was about 2, the change was minute and the NO photooxidation rate was substantially constant. Samples 3 and 7, which were dipped in deionized water for one day and dried, had the same H 2 O 2 / Ti value (H 2 O 2 / Ti = 1) and were not immersed in deionized water. 6, the NO adsorption rate was lower, but the NO resolution remained.

このような図2の結果より、酸化チタン膜の成膜の際のH22/Tiは、0.1≦H22/Tiであることが好ましく、より少量のチタンを用いて効率的にNOを吸着するためには1.0≦H22/Ti≦2.0であることが好ましいと考えられる。The results of such Figure 2, H 2 O 2 / Ti during the formation of the titanium oxide film is preferably used to be 0.1 ≦ H 2 O 2 / Ti , a smaller amount of titanium efficiency In order to adsorb NO specifically, it is considered that 1.0 ≦ H 2 O 2 /Ti≦2.0 is preferable.

また、表1に示したように、試料16、17も高いNO光酸化速度(4.02μmol/h)を示すことがわかった。すなわち、アルカリ含有材料としてのセメントを保持したコンクリートブロックに硫酸チタン水溶液を噴霧した後、過酸化水素水を噴霧する成膜方法によっても高いNO光酸化速度を示す酸化チタン膜を成膜できることがわかった。しかも、脱イオン水1.4l中に1日間浸漬後乾燥させた試料17についても同等の高いNO光酸化速度(4.02μmol/h)を示したため、この成膜方法によれば、成膜対象物から脱離し難い酸化チタン膜を成膜することができると考えられる。
(C−6)NO吸着速度及びNO光酸化速度とアルカリ/Ti(モル比、以下同じ)との関係
図5に示したように、NO吸着速度はBa(OH)2/Tiの値には大きく依存せず、略一定の値となった。
Further, as shown in Table 1, it was found that Samples 16 and 17 also showed a high NO photooxidation rate (4.02 μmol / h). That is, it is understood that a titanium oxide film showing a high NO photooxidation rate can be formed by a film forming method in which a titanium sulfate aqueous solution is sprayed on a concrete block holding cement as an alkali-containing material and then hydrogen peroxide water is sprayed. It was. Moreover, the sample 17 that had been dipped in 1.4 l of deionized water for 1 day and dried also showed the same high NO photooxidation rate (4.02 μmol / h). It is considered that a titanium oxide film that is difficult to be detached from an object can be formed.
(C-6) Relationship between NO adsorption rate and NO photo-oxidation rate and alkali / Ti (molar ratio, the same shall apply hereinafter) As shown in FIG. 5, the NO adsorption rate depends on the value of Ba (OH) 2 / Ti. The value was almost constant without much dependence.

また、NO光酸化速度は、0.25≦Ba(OH)2/Ti<1の範囲でBa(OH)2/Tiの増加に伴いNO光酸化速度は増加する傾向にあり、Ba(OH)2/Ti=1付近では略一定となった。Further, the NO photooxidation rate tends to increase as Ba (OH) 2 / Ti increases in the range of 0.25 ≦ Ba (OH) 2 / Ti <1, and Ba (OH) Near 2 / Ti = 1, it was substantially constant.

これらの結果より、少なくともアルカリとしてBa(OH)2を用いる場合には、モル比で、0.25≦Ba(OH)2/Ti≦1、好ましくはBa(OH)2/Ti≒1となるようにBa(OH)2/Tiの値を定めることが良いと考えられる。
(C−7)光触媒活性成分の結晶構造
図7を参照すると、Ti(SO42−H22−NaOH系では、幅広なピーク(ブロードピーク)のみが現れていることから、非結晶質成分が生成したものと考えられる。
From these results, when Ba (OH) 2 is used as at least an alkali, the molar ratio is 0.25 ≦ Ba (OH) 2 / Ti ≦ 1, preferably Ba (OH) 2 / Ti≈1. Thus, it is considered good to determine the value of Ba (OH) 2 / Ti.
(C-7) Crystal Structure of Photocatalytically Active Component Referring to FIG. 7, in the Ti (SO 4 ) 2 —H 2 O 2 —NaOH system, only a wide peak (broad peak) appears, so that it is amorphous. It is thought that the quality component was generated.

また、TiCl4−H22−Ca(OH)2系、TiCl4−H22−Sr(OH)2系、及びTiCl4−H22−Ba(OH)2系では、炭酸塩(CaCO3、SrCO3、BaCO3)に由来する回折ピークが検出された。更に、非結晶質に由来するブロードピークも検出された。検出されたこれらの炭酸塩は、試料の製造過程において、空気中に存在するCO2がアルカリ水溶液に吸収されることにより生成したものと推定される。これらの炭酸塩は難水溶性のため、沈殿物中に残存したものと考えられる。この炭酸塩は難水溶性であることから、水に触れても容易には溶出することがなく、非結晶質二酸化チタンを保持して溶出を防ぐバインダーとして機能させることができると考えられる。従って、本発明の酸化チタン膜の成膜方法により酸化チタン膜を成膜する場合において、アルカリとしてCa(OH)2、Sr(OH)2、或いはBa(OH)2を用い、このアルカリが残存する程度のペルオクソチタン酸イオン水溶液を付着させれば、空気との接触により経時的に炭酸塩が生成され、非結晶質二酸化チタンの溶出を防止させて酸化チタン膜の耐久性を高めることができると考えられる。In the TiCl 4 —H 2 O 2 —Ca (OH) 2 system, TiCl 4 —H 2 O 2 —Sr (OH) 2 system, and TiCl 4 —H 2 O 2 —Ba (OH) 2 system, A diffraction peak derived from the salt (CaCO 3 , SrCO 3 , BaCO 3 ) was detected. Furthermore, a broad peak derived from an amorphous substance was also detected. These detected carbonates are presumed to have been produced by the absorption of CO 2 present in the air by the alkaline aqueous solution during the sample production process. These carbonates are considered to remain in the precipitate because of their poor water solubility. Since this carbonate is sparingly water-soluble, it does not easily elute even when it comes into contact with water, and it can be considered that it can function as a binder that retains amorphous titanium dioxide and prevents elution. Therefore, when the titanium oxide film is formed by the titanium oxide film forming method of the present invention, Ca (OH) 2 , Sr (OH) 2 , or Ba (OH) 2 is used as the alkali, and this alkali remains. If the peroxotitanate ion aqueous solution is attached, the carbonate is formed with time by contact with air, and the elution of the amorphous titanium dioxide can be prevented to improve the durability of the titanium oxide film. It is considered possible.

また、チタン塩として塩化チタンを用いたTiCl4−H22−Ca(OH)2系、TiCl4−H22−Sr(OH)2系、及びTiCl4−H22−Ba(OH)2系では、塩化ナトリウム、塩化カルシウム或いは塩化バリウムが生成すると考えられるが、これらは沈殿物からは検出されていない。これは、塩化ナトリウム、塩化カルシウム或いは塩化バリウムが水溶性であるためである。従って、本発明の酸化チタン膜の成膜方法により酸化チタン膜を成膜する場合において、チタン塩として塩化チタンを用い、アルカリ土類金属水酸化物として水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウムのいずれか一つを用いれば、水洗するだけで容易に、塩素(塩素化合物)を除去することができる。Further, TiCl 4 —H 2 O 2 —Ca (OH) 2 system, TiCl 4 —H 2 O 2 —Sr (OH) 2 system, and TiCl 4 —H 2 O 2 —Ba using titanium chloride as a titanium salt. In the (OH) 2 system, it is considered that sodium chloride, calcium chloride or barium chloride is produced, but these are not detected from the precipitate. This is because sodium chloride, calcium chloride or barium chloride is water-soluble. Therefore, when a titanium oxide film is formed by the titanium oxide film forming method of the present invention, titanium chloride is used as the titanium salt, and calcium hydroxide, strontium hydroxide, and barium hydroxide are used as the alkaline earth metal hydroxide. If any one of these is used, chlorine (chlorine compound) can be easily removed only by washing with water.

他方、チタン塩が硫酸チタンであり、アルカリ土類金属水酸化物が水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウムのいずれか一つである本発明の酸化チタン膜の成膜方法によれば、酸化チタンを生成させる際に、硫酸カルシウム、硫酸ストロンチウム、或いは硫酸バリウムが生成する。そして、この硫酸カルシウム、硫酸ストロンチウム、或いは硫酸バリウムは、酸化チタン膜の光触媒能をほとんど低下させずに酸化チタン(二酸化チタン)のバインダーとして機能するため、酸化チタンが雨等により溶出し難く、より耐久性の高い酸化チタン膜を成膜することができる。   On the other hand, according to the method for forming a titanium oxide film of the present invention in which the titanium salt is titanium sulfate and the alkaline earth metal hydroxide is any one of calcium hydroxide, strontium hydroxide, and barium hydroxide, When producing titanium oxide, calcium sulfate, strontium sulfate, or barium sulfate is produced. And since this calcium sulfate, strontium sulfate, or barium sulfate functions as a binder of titanium oxide (titanium dioxide) without substantially reducing the photocatalytic ability of the titanium oxide film, it is difficult for titanium oxide to elute due to rain, etc. A highly durable titanium oxide film can be formed.

また、Ti(SO42−H22−Ba(OH)2系では、難水溶性の硫酸バリウム(Ba(SO42)に由来する明瞭な回折ピークのほか、ブロードピークも検出された。これらの沈殿物のX線回折パターンには、共通してブロードピークが現れている。これより、本発明により成膜した酸化チタン膜は、非結晶質成分がNO光酸化に活性を示す光触媒成分であると推定される。
(C−8)光触媒活性成分の同定
表4を参照すると、Ti(SO42−H22−NaOH系、TiCl4−H22−Ca(OH)2系、TiCl4−H22−Sr(OH)2系、及びTiCl4−H22−Ba(OH)2系では、各沈殿物に、チタン、酸素、アルカリ若しくはアルカリ土類金属が含まれており、更に、炭素が含まれていることが分かった。ここで、これらの各沈殿物のアルカリが総て炭酸塩(MCO3)として存在するとして、残りの酸素とチタンとの原子比を求めると、この比はほぼ2となった(Ti:O≒1:2)。これより、チタンは二酸化チタン(TiO2)として存在するものと推定される。
In addition, in the Ti (SO 4 ) 2 —H 2 O 2 —Ba (OH) 2 system, a broad diffraction peak is detected in addition to a clear diffraction peak derived from poorly water-soluble barium sulfate (Ba (SO 4 ) 2 ). It was done. A broad peak appears in common in the X-ray diffraction patterns of these precipitates. From this, it is presumed that the titanium oxide film formed according to the present invention is a photocatalytic component in which the amorphous component shows activity in NO photooxidation.
When (C-8) Referring to identify tables 4 photocatalytic active component, Ti (SO 4) 2 -H 2 O 2 -NaOH system, TiCl 4 -H 2 O 2 -Ca (OH) 2 system, TiCl 4 -H In the 2 O 2 —Sr (OH) 2 system and the TiCl 4 —H 2 O 2 —Ba (OH) 2 system, each precipitate contains titanium, oxygen, alkali or alkaline earth metal, , Found to contain carbon. Here, assuming that the alkali of each of these precipitates is all present as carbonate (MCO 3 ), the atomic ratio between the remaining oxygen and titanium was found to be almost 2 (Ti: O≈ 1: 2). From this, it is estimated that titanium exists as titanium dioxide (TiO 2 ).

他方、Ti(SO42−H22−Ba(OH)2系では、その沈殿物にチタン、酸素、バリウム、硫黄が含まれていることが分かった。この沈殿物中のバリウムが総て硫酸バリウム(BaSO4)として存在するとして、残りの酸素とチタンとの原子比を求めると、この比はほぼ2.5となった(Ti:O≒2:5)。これより、チタンは二酸化チタン(TiO2)として存在するものと推定される。On the other hand, in the Ti (SO 4 ) 2 —H 2 O 2 —Ba (OH) 2 system, it was found that the precipitate contained titanium, oxygen, barium, and sulfur. Assuming that all the barium in the precipitate exists as barium sulfate (BaSO 4 ), the atomic ratio between the remaining oxygen and titanium was determined to be approximately 2.5 (Ti: O≈2: 5). From this, it is estimated that titanium exists as titanium dioxide (TiO 2 ).

この組成分析の結果及び前述のX線回折分析の結果を合わせて考察すると、本発明の酸化チタン膜の成膜方法では、非結晶質の二酸化チタン(非結晶質二酸化チタン)が生成しており、これがNO光酸化に活性を示す光触媒成分と推認できる。すなわち、本発明の酸化チタン膜の成膜方法によれば、光触媒成分としての非結晶質二酸化チタンを含有する酸化チタン膜を成膜することができる。また、これらの沈殿物には炭酸塩や硫酸バリウムが共存しているが、NOの光酸化速度の測定結果からこれらの共存物質によって非結晶質二酸化チタンの光触媒活性が著しく阻害されるとは考えられない。これら結晶性の共存物質はいずれも難水溶性であることから、水に触れても容易には溶出することがなく、非結晶質二酸化チタンを保持して溶出を防ぐバインダーとして機能すると考えられる。従って、チタン塩が硫酸チタンであり、アルカリ土類金属水酸化物が水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウムのいずれか一つである本発明の酸化チタン膜の成膜方法によれば、酸化チタンを生成させる際に、硫酸カルシウム、硫酸ストロンチウム、或いは硫酸バリウムが生成する。そして、この硫酸カルシウム、硫酸ストロンチウム、或いは硫酸バリウムは、酸化チタン膜の光触媒能をほとんど低下させずに酸化チタン(二酸化チタン)のバインダーとして機能するため、酸化チタンが雨等により溶出し難く、より耐久性の高い酸化チタン膜を成膜することができる。   Considering together the result of the composition analysis and the result of the X-ray diffraction analysis described above, in the method for forming a titanium oxide film of the present invention, amorphous titanium dioxide (amorphous titanium dioxide) is generated. It can be inferred that this is a photocatalytic component active in NO photooxidation. That is, according to the method for forming a titanium oxide film of the present invention, a titanium oxide film containing amorphous titanium dioxide as a photocatalytic component can be formed. In addition, carbonates and barium sulfate coexist in these precipitates, but it is considered that the photocatalytic activity of amorphous titanium dioxide is remarkably inhibited by these coexisting substances from the measurement result of the photooxidation rate of NO. I can't. Since these crystalline coexisting substances are hardly water-soluble, they are not easily eluted even when they come into contact with water, and are considered to function as a binder that retains amorphous titanium dioxide and prevents elution. Therefore, according to the method for forming a titanium oxide film of the present invention in which the titanium salt is titanium sulfate and the alkaline earth metal hydroxide is any one of calcium hydroxide, strontium hydroxide, and barium hydroxide, When producing titanium oxide, calcium sulfate, strontium sulfate, or barium sulfate is produced. And since this calcium sulfate, strontium sulfate, or barium sulfate functions as a binder of titanium oxide (titanium dioxide) without substantially reducing the photocatalytic ability of the titanium oxide film, it is difficult for titanium oxide to elute due to rain, etc. A highly durable titanium oxide film can be formed.

以下の実施例2は、アルカリを付与する時期を変化させた場合においても、光触媒機能を有する酸化チタン被膜が形成されることを実証するための実施例であり、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
(実験例201〜204)
市販のコンクリートブロックの表面(幅10cm×長さ20cm×厚さ6cm)にTi(SO42(0.60% as Ti)とH22(0.43%)を混合した水溶液を噴霧(2g−溶液/200cm2)したのち、水酸化ナトリウムの水溶液を噴霧(2g−水酸化物/200cm2)した(試験201)。
Example 2 below is an example for demonstrating that a titanium oxide film having a photocatalytic function is formed even when the timing of applying alkali is changed, and the present invention includes the following examples. It is not limited.
(Experimental examples 201 to 204)
Spray the surface of a commercially available concrete block (width 10 cm x length 20 cm x thickness 6 cm) with a mixture of Ti (SO 4 ) 2 (0.60% as Ti) and H 2 O 2 (0.43%). After ( 2 g-solution / 200 cm 2 ), an aqueous solution of sodium hydroxide was sprayed ( 2 g-hydroxide / 200 cm 2 ) (Test 201).

試験201と同様にして市販のコンクリートブロックの表面(幅10cm×長さ20cm×厚さ6cm)にTi(SO42(0.60% as Ti)とH22(0.43%)を混合した水溶液を噴霧(2g−溶液/200cm2)したのち、水酸化バリウムの水溶液を噴霧(2g−水酸化物/200cm2)した(試験203)。
このようにしてコンクリートブロック表面に酸化チタン皮膜を形成させたものを上面が開放された容器(長さ10cm×幅20cm×厚さ8cm)に入れたのち、その上面を石英ガラスで覆った。この容器の長手方向の一端より一酸化窒素NOを含むガス(NO: 0.95ppm, O2: 10.5%, N2: 89.5%)を通気し(1L−N/min:通気NO濃度=4.7ppm)、容器の長手方向の他端よりガスを取り出し、化学発光法のNO濃度測定装置にてNO濃度を測定した。
その結果、この容器出口のNO濃度は、容器入口のNO濃度(NO: 0.95ppm)よりも低下したが、これはNOの吸着によるものと考えられ、次式によりNO吸着速度を求めた結果を表5に示した。
Similar to Test 201, Ti (SO 4 ) 2 (0.60% as Ti) and H 2 O 2 (0.43%) were placed on the surface of a commercially available concrete block (width 10 cm × length 20 cm × thickness 6 cm). After spraying ( 2 g-solution / 200 cm 2 ), an aqueous solution of barium hydroxide was sprayed ( 2 g-hydroxide / 200 cm 2 ) (Test 203).
After placing the titanium oxide film on the concrete block surface in a container (length 10 cm × width 20 cm × thickness 8 cm) whose top surface was opened, the top surface was covered with quartz glass. A gas containing NO (0.95 ppm, O 2 : 10.5%, N 2 : 89.5%) is vented from one end in the longitudinal direction of this container (1 L-N / min: vented NO) (Concentration = 4.7 ppm), the gas was taken out from the other end in the longitudinal direction of the container, and the NO concentration was measured by a chemiluminescence NO concentration measuring device.
As a result, the NO concentration at the outlet of the container was lower than the NO concentration at the inlet of the container (NO: 0.95 ppm). This is considered to be due to NO adsorption, and the NO adsorption rate was calculated by the following equation. Are shown in Table 5.

NO吸着速度(μmol/h)=ガス流量(l−N/h)×(容器入口NO濃度 ―容器出口NO濃度)(ppm)/ 22.4(l−N/mol)   NO adsorption rate (μmol / h) = gas flow rate (l−N / h) × (container inlet NO concentration−container outlet NO concentration) (ppm) /22.4 (l−N / mol)

Figure 2005054135
Figure 2005054135

Ti(SO42とH22を混合した水溶液を噴霧したのち、水酸化ナトリウムの水溶液を噴霧した試料(試験201)あるいは水酸化バリウムの水溶液を噴霧した試料(試験203)はそれぞれ0.18および0.16μmol/h のNO吸着速度を示し、NO吸着性能があることがわかった。After spraying an aqueous solution in which Ti (SO 4 ) 2 and H 2 O 2 are mixed, the sample sprayed with an aqueous solution of sodium hydroxide (Test 201) or the sample sprayed with an aqueous solution of barium hydroxide (Test 203) is 0 respectively. .18 and 0.16 μmol / h 2 of NO adsorption rates were shown, indicating NO adsorption performance.

次に、容器にNOを含むガスを通気しながら、容器の石英ガラス上部より紫外線を照射し(0.6W/cm2)、容器出口のNO濃度を測定した。紫外線照射に伴い、NO濃度の低下が始まり、NO濃度は一定値となった。この際のNO濃度の低下率をもとに、次式によりNO光酸化速度を求め、結果を併せて表5に示した。Next, while venting a gas containing NO to the container, ultraviolet light was irradiated from above the quartz glass of the container (0.6 W / cm 2 ), and the NO concentration at the container outlet was measured. With the UV irradiation, the NO concentration began to decrease, and the NO concentration became a constant value. Based on the decrease rate of the NO concentration at this time, the NO photooxidation rate was obtained by the following formula, and the results are shown in Table 5 together.

NO光酸化速度(μmol/h)=ガス流量(l−N/h)×(容器入口NO濃度 ―容器出口NO濃度)(ppm)/ 22.4(l−N/mol)
コンクリートブロックの表面にTi(SO42とH22を混合した水溶液を噴霧したのち、水酸化ナトリウム(試験201)あるいは水酸化バリウム(試験203)の水溶液を噴霧した試料はそれぞれ0.83および0.98μmol/h のNO光酸化速度を示し、NO光酸化性能があることがわかった。
さらに、上記のようにして製作した酸化チタン皮膜を形成させたブロックを水中(脱イオン水、1.4l)に一昼夜浸漬したのち乾燥し、上記と同様にしてNO吸着速度およびNO光酸化速度を求めた(試験202および204)。
NO photooxidation rate (μmol / h) = gas flow rate (1-N / h) × (container inlet NO concentration−container outlet NO concentration) (ppm) /22.4 (l-N / mol)
After spraying an aqueous solution containing Ti (SO 4 ) 2 and H 2 O 2 on the surface of the concrete block, the samples sprayed with an aqueous solution of sodium hydroxide (test 201) or barium hydroxide (test 203) were each 0.00. NO photooxidation rates of 83 and 0.98 μmol / h were shown, indicating NO photooxidation performance.
Furthermore, the block on which the titanium oxide film produced as described above is formed is immersed in water (deionized water, 1.4 l) for a day and then dried, and the NO adsorption rate and the NO photooxidation rate are set in the same manner as described above. Determined (tests 202 and 204).

試験202あるいは試験204のコンクリートブロックのNO吸着速度はそれぞれ0.08および0.08μmol/h、NO光酸化速度は、それぞれ0.59および0.66μmol/hとなり、NO吸着速度、NO光酸化速度はともに水浸漬前より、低下したものの、NO吸着性能およびNO光酸化性能が残存していることがわかった。   The NO adsorption rate of the concrete block of test 202 or test 204 is 0.08 and 0.08 μmol / h, respectively, and the NO photooxidation rate is 0.59 and 0.66 μmol / h, respectively. It was found that NO adsorption performance and NO photooxidation performance remained, although both were lower than before water immersion.

このようなNO吸着速度およびNO光酸化速度の低下は、水浸漬時にコンクリートブロックの表面に保持させた酸化チタンの一部が脱落したためと推定される。
(実験例205〜208)
市販のコンクリートブロックの表面(幅10cm×長さ20cm×厚さ6cm)にTi(SO42(0.60% as Ti)とH22(0.43%)を混合した水溶液の噴霧と水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液の噴霧とを表5に記載の塗布量となる条件で同時噴霧により行った(試験205)。
また、Ti(SO42(0.60% as Ti)とH22(0.43%)を混合した水溶液の噴霧と水酸化バリウム(Ba(OH)2)水溶液の噴霧とを表5に記載の塗布量となる条件で同時噴霧により行った(試験207)。
このようにして酸化チタン皮膜を形成させたブロックについて、上記の実験例201〜204と同様に水浸漬を行った(試験206,208)。
Such a decrease in the NO adsorption rate and the NO photo-oxidation rate is presumed to be because a part of the titanium oxide held on the surface of the concrete block during water immersion dropped off.
(Experimental examples 205-208)
Spraying an aqueous solution in which Ti (SO 4 ) 2 (0.60% as Ti) and H 2 O 2 (0.43%) are mixed on the surface of a commercially available concrete block (width 10 cm × length 20 cm × thickness 6 cm) And spraying with an aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH) were carried out by simultaneous spraying under the conditions shown in Table 5 (application 205).
Further, spraying of an aqueous solution in which Ti (SO 4 ) 2 (0.60% as Ti) and H 2 O 2 (0.43%) are mixed and spraying of an aqueous solution of barium hydroxide (Ba (OH) 2 ) are shown. (Test 207).
Thus, about the block in which the titanium oxide membrane | film | coat was formed, water immersion was performed similarly to said Experimental example 201-204 (test 206,208).

水浸漬前(試験205および207)および水浸漬後(試験206および208)におけるNO吸着速度およびNO光酸化速度を測定した結果を表5に示した。   Table 5 shows the results of measuring the NO adsorption rate and the NO photooxidation rate before water immersion (tests 205 and 207) and after water immersion (tests 206 and 208).

水浸漬前の試料(試験205および207)のNO吸着速度はそれぞれ0.19および0.16μmol/hで、NO光酸化速度はそれぞれ1.18および0.90μmol/hとなり、いずれもNO吸着性能およびNO光酸化性能を持つことがわかった。さらに、これらの試料を水中(脱イオン水)に一昼夜浸漬したのち乾燥した試料(試験206および208)のNO吸着速度はそれぞれ0.0.5および0.06μmol/hで、NO光酸化速度はそれぞれ0.23および0.35μmol/hとなり、いずれもNO吸着性能およびNO光酸化性能が残存していることがわかった。
実験例201〜204での水浸漬後におけるNO吸着速度およびNO光酸化速度の低下に比べ、この場合の水浸漬後におけるNO吸着速度およびNO光酸化速度の低下が大きくなっている。これは、水浸漬時にコンクリートブロックの表面に保持させた酸化チタンの一部が脱落する割合が大きかったためと推定される。
以上の結果から、コンクリートブロックの表面にペルオキシチタン酸水溶液を噴霧したのち、アルカリ水溶液を噴霧する場合に比べ、ペルオキシチタン酸水溶液とアルカリ水溶液を同時に噴霧する場合には、生成する酸化チタン皮膜のコンクリートブロック表面への付着性(固着力)が低くなると考えられる。これは、ペルオキシチタン酸水溶液とアルカリ水溶液を同時に噴霧すると、表面の細孔外で酸化チタンが生成する割合が多くなり、細孔外で生成した酸化チタンは皮膜状の固体となっているので、細孔内には進入できず、水浸漬により脱落しやすいためと考えられる。
一方、ペルオキシチタン酸水溶液を噴霧したのち、アルカリ水溶液を噴霧する場合には、ペルオキシチタン酸水溶液が表面の細孔内に浸透したのち、アルカリ水溶液を供給するので、両者の反応により生成する酸化チタン皮膜は細孔内で形成される割合が高くなり、水浸漬により脱落しにくいものと考えられる。
Samples before water immersion (tests 205 and 207) had NO adsorption rates of 0.19 and 0.16 μmol / h, respectively, and NO photooxidation rates of 1.18 and 0.90 μmol / h, respectively. And NO photooxidation performance. Furthermore, these samples were immersed in water (deionized water) for a day and then dried (tests 206 and 208) had NO adsorption rates of 0.05 and 0.06 μmol / h, respectively, and the NO photooxidation rate was They were 0.23 and 0.35 μmol / h, respectively, and it was found that both NO adsorption performance and NO photooxidation performance remained.
Compared to the decrease in the NO adsorption rate and the NO photooxidation rate after immersion in water in Experimental Examples 201 to 204, the decrease in the NO adsorption rate and the NO photooxidation rate after immersion in water in this case is large. This is presumably because a part of the titanium oxide held on the surface of the concrete block when immersed in water was largely removed.
From the above results, the concrete of the titanium oxide film that is produced when the peroxy titanate aqueous solution and the alkaline aqueous solution are sprayed simultaneously after spraying the peroxy titanate aqueous solution on the surface of the concrete block as compared with the case of spraying the alkaline aqueous solution. It is considered that the adhesion (fixing force) to the block surface is lowered. This is because when the peroxytitanic acid aqueous solution and the alkaline aqueous solution are sprayed at the same time, the proportion of titanium oxide generated outside the pores on the surface increases, and the titanium oxide generated outside the pores is a film-like solid. This is probably because it cannot enter the pores and easily drops off when immersed in water.
On the other hand, when spraying an aqueous solution of peroxytitanic acid and then spraying an aqueous alkaline solution, the aqueous solution of peroxytitanic acid penetrates into the pores of the surface and then the aqueous alkaline solution is supplied. It is considered that the film is formed at a higher rate in the pores and is less likely to fall off when immersed in water.

また、請求項3記載の発明は、チタン塩水溶液と過酸化水素との反応物由来であってもよいペルオクソチタン酸イオンをアルカリの存在下で作用させることを特徴とする酸化チタンの成膜方法である(但し、表面にアルカリを有する成膜対象物にペルオクソチタン酸イオン水溶液を付着させて酸化チタン膜を成膜する酸化チタン膜の成膜方法を除く)。
Further, the invention according to claim 3 is characterized in that a titanium oxide film is formed by allowing peroxotitanate ions, which may be derived from a reaction product of a titanium salt aqueous solution and hydrogen peroxide, to act in the presence of an alkali. It is a method (except for a method of forming a titanium oxide film in which a titanium oxide film is formed by attaching a peroxotitanate ion aqueous solution to a film formation target having an alkali on the surface).

Claims (31)

チタン塩水溶液と過酸化水素との反応物由来であってもよいペルオクソチタン酸イオンをアルカリの存在下で作用させることを特徴とする酸化チタンの製造方法。   A method for producing titanium oxide, comprising reacting peroxotitanate ions, which may be derived from a reaction product of a titanium salt aqueous solution and hydrogen peroxide, in the presence of an alkali. チタン塩水溶液と過酸化水素との反応物由来であってもよいペルオクソチタン酸イオンをアルカリの存在下で作用させることを特徴とする酸化チタンを含む光触媒活性混合物。   A photocatalytically active mixture containing titanium oxide, wherein peroxotitanate ions, which may be derived from a reaction product of a titanium salt aqueous solution and hydrogen peroxide, are allowed to act in the presence of an alkali. チタン塩水溶液と過酸化水素との反応物由来であってもよいペルオクソチタン酸イオンをアルカリの存在下で作用させることを特徴とする酸化チタンの成膜方法。   A method for forming a titanium oxide film, comprising allowing peroxotitanate ions, which may be derived from a reaction product of a titanium salt aqueous solution and hydrogen peroxide, to act in the presence of an alkali. 前記ペルオクソチタン酸イオンは、(1)水溶液の形態で前記成膜対象物に付与されるか、又は、(2)チタン塩水溶液と過酸化水素との反応物由来であり、チタン塩水溶液及び過酸化水素の形態で前記成膜対象物に付与されることを特徴とする請求項3記載の酸化チタン膜の成膜方法。   The peroxotitanate ion is (1) provided to the film formation target in the form of an aqueous solution, or (2) is derived from a reaction product of a titanium salt aqueous solution and hydrogen peroxide, and the titanium salt aqueous solution and The method for forming a titanium oxide film according to claim 3, wherein the film is applied to the object to be formed in the form of hydrogen peroxide. 前記アルカリは、成膜対象物由来及び/又は前記成膜対象物に対して付与されることを特徴とする請求項4に記載の酸化チタン膜の成膜方法。   The method for forming a titanium oxide film according to claim 4, wherein the alkali is derived from a film formation target and / or applied to the film formation target. 前記アルカリ及びペルオクソチタン酸イオンは、前記成膜対象物に対して同時又は逐次付与されることを特徴とする請求項5に記載の酸化チタン膜の成膜方法。   6. The method for forming a titanium oxide film according to claim 5, wherein the alkali and peroxotitanate ions are simultaneously or sequentially applied to the film formation target. 前記成膜対象物にペルオクソチタン酸イオン水溶液を付与させたのち、アルカリ水溶液を付与することを特徴とする請求項6に記載の酸化チタン膜の成膜方法。   The method for forming a titanium oxide film according to claim 6, wherein an aqueous alkaline solution is applied after a peroxotitanate ion aqueous solution is applied to the film formation target. 前記成膜対象物にチタン塩水溶液と過酸化水素の混合液を付与させたのち、アルカリ水溶液を付与することを特徴とする請求項6に記載の酸化チタン膜の成膜方法。   The method of forming a titanium oxide film according to claim 6, wherein an alkaline aqueous solution is applied after applying a mixed solution of a titanium salt aqueous solution and hydrogen peroxide to the film formation target. 前記成膜対象物にチタン塩水溶液を付与したのち、過酸化水素水を付与し、さらにそののちアルカリ水溶液を付与することを特徴とする請求項6に記載の酸化チタン膜の成膜方法。   The method for forming a titanium oxide film according to claim 6, wherein after the titanium salt aqueous solution is applied to the film formation target, a hydrogen peroxide solution is applied, and then an alkaline aqueous solution is applied. 前記成膜対象物に過酸化水素水を付与したのち、チタン塩水溶液を付与し、さらにそののちアルカリ水溶液を付与することを特徴とする請求項6に記載の酸化チタン膜の成膜方法。   The method for forming a titanium oxide film according to claim 6, wherein after the hydrogen peroxide solution is applied to the film formation target, a titanium salt aqueous solution is applied, and then an alkaline aqueous solution is applied. 前記成膜対象物にペルオクソチタン酸イオン水溶液とアルカリ水溶液とを同時に付与することを特徴とする請求項6に記載の酸化チタン膜の成膜方法。   The method for forming a titanium oxide film according to claim 6, wherein a peroxotitanate ion aqueous solution and an alkaline aqueous solution are simultaneously applied to the film formation target. 前記成膜対象物にチタン塩水溶液、過酸化水素水及びアルカリ水溶液を同時に付与することを特徴とする請求項6に記載の酸化チタン膜の成膜方法。   The method for forming a titanium oxide film according to claim 6, wherein a titanium salt aqueous solution, a hydrogen peroxide solution, and an alkaline aqueous solution are simultaneously applied to the film formation target. 表面にアルカリを有する成膜対象物にペルオクソチタン酸イオン水溶液を付着させて酸化チタン膜を成膜することを特徴とする請求項3記載の酸化チタン膜の成膜方法。   4. The method for forming a titanium oxide film according to claim 3, wherein a titanium oxide film is formed by adhering a peroxotitanate ion aqueous solution to a film formation target having an alkali on the surface. 前記ペルオクソチタン酸イオン水溶液は、チタン塩水溶液と過酸化水素水との混合水溶液であることを特徴とする請求項13に記載の酸化チタン膜の成膜方法。   14. The method for forming a titanium oxide film according to claim 13, wherein the peroxotitanate ion aqueous solution is a mixed aqueous solution of a titanium salt aqueous solution and a hydrogen peroxide solution. 表面にアルカリを有する成膜対象物に、チタン塩水溶液を付着させた後、過酸化水素水を付着させて酸化チタン膜を成膜することを特徴とする請求項3記載の酸化チタン膜の成膜方法。   4. The titanium oxide film according to claim 3, wherein a titanium oxide film is formed by attaching a titanium salt aqueous solution to a film formation target having an alkali on the surface and then attaching hydrogen peroxide. Membrane method. 前記チタン塩は、硫酸チタン又は塩化チタンであることを特徴とする請求項14又は15に記載の酸化チタン膜の成膜方法。   The method for forming a titanium oxide film according to claim 14 or 15, wherein the titanium salt is titanium sulfate or titanium chloride. 前記成膜対象物がアルカリ含有材料からなることを特徴とする請求項13〜16のいずれか1項に記載の酸化チタン膜の成膜方法。   The method for forming a titanium oxide film according to claim 13, wherein the object to be formed is made of an alkali-containing material. 前記表面は、前記成膜対象物に保持されたアルカリ含有材料から形成されていることを特徴とする請求項13〜16のいずれか1項に記載の酸化チタン膜の成膜方法。   The method for forming a titanium oxide film according to any one of claims 13 to 16, wherein the surface is formed of an alkali-containing material held by the object to be formed. 前記アルカリ含有材料は、セメント又はフライアッシュであることを特徴とする請求項17又は18に記載の酸化チタン膜の成膜方法。   The method for forming a titanium oxide film according to claim 17 or 18, wherein the alkali-containing material is cement or fly ash. 前記成膜対象物は多孔質材料からなることを特徴とする請求項3〜19のいずれか1項に記載の酸化チタン膜の成膜方法。   The method for forming a titanium oxide film according to claim 3, wherein the object to be formed is made of a porous material. 前記表面は多孔質物質からなり、該多孔質物質から形成された前記表面に前記アルカリが担持されていることを特徴とする請求項13〜16のいずれか1項に記載の酸化チタン膜の成膜方法。   17. The titanium oxide film according to claim 13, wherein the surface is made of a porous material, and the alkali is supported on the surface formed of the porous material. Membrane method. 前記多孔質物質が、コンクリート、シリカゲル、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、又は砂のいずれか一つ又は二以上の混合物であることを特徴とする請求項20又は21に記載の酸化チタン膜の成膜方法。   The film formation of a titanium oxide film according to claim 20 or 21, wherein the porous material is any one of concrete, silica gel, alumina, talc, calcium carbonate, or sand, or a mixture of two or more. Method. 前記アルカリは、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、又はアンモニアのいずれか一つであることを特徴とする請求項3〜22のいずれか1項に記載の酸化チタン膜の成膜方法。   23. The titanium oxide film according to claim 3, wherein the alkali is any one of an alkali metal hydroxide, an alkaline earth metal hydroxide, and ammonia. Membrane method. 前記チタン塩が硫酸チタンであり、前記アルカリ土類金属水酸化物が水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウムのいずれか一つであることを特徴とする請求項23に記載の酸化チタン膜の成膜方法。   24. The titanium oxide film according to claim 23, wherein the titanium salt is titanium sulfate, and the alkaline earth metal hydroxide is any one of calcium hydroxide, strontium hydroxide, and barium hydroxide. The film forming method. 前記チタン塩が塩化チタンであり、前記アルカリ土類金属水酸化物が水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウムのいずれか一つであることを特徴とする請求項23に記載の酸化チタン膜の成膜方法。   24. The titanium oxide film according to claim 23, wherein the titanium salt is titanium chloride, and the alkaline earth metal hydroxide is any one of calcium hydroxide, strontium hydroxide, and barium hydroxide. The film forming method. 前記チタン塩水溶液と過酸化水素との反応物由来であってもよいペルオクソチタン酸イオンを含む酸化チタン成膜用溶液は、噴霧の形態で成膜対象物に付与されることを特徴とする請求項3〜25のいずれかに記載の酸化チタン膜の成膜方法。   The titanium oxide film-forming solution containing peroxotitanate ions, which may be derived from a reaction product of the titanium salt aqueous solution and hydrogen peroxide, is applied to the film-forming object in the form of a spray. The method for forming a titanium oxide film according to claim 3. 請求項3〜26のいずれかに記載の酸化チタンの成膜方法を用いたことを特徴とする酸化チタン被覆体の製造方法。   A method for producing a titanium oxide coated body, wherein the method for forming a titanium oxide film according to any one of claims 3 to 26 is used. 請求項3〜26のいずれかに記載の酸化チタンの成膜方法又は請求項27に記載の酸化チタン被覆体の製造方法により得られた酸化チタン被覆体。   A titanium oxide coated body obtained by the titanium oxide film forming method according to any one of claims 3 to 26 or the titanium oxide coated body manufacturing method according to claim 27. ペルオクソチタン酸イオン水溶液及びアルカリ水溶液との二液からなる酸化チタン成膜用溶液。   A solution for forming a titanium oxide film comprising two solutions of a peroxotitanate ion aqueous solution and an alkaline aqueous solution. チタン塩水溶液及び過酸化水素との混合溶液及びアルカリ溶液との二液からなる酸化チタン成膜用溶液。   A solution for forming a titanium oxide film comprising two solutions of a mixed solution of an aqueous solution of titanium salt and hydrogen peroxide and an alkaline solution. チタン塩水溶液、過酸化水素水、及びアルカリ溶液との三液からなる酸化チタン成膜用溶液。   A titanium oxide film-forming solution comprising three liquids of an aqueous titanium salt solution, a hydrogen peroxide solution, and an alkaline solution.
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