TW201819042A - 載持鐵化合物之氧化鈦光觸媒 - Google Patents

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Abstract

本發明課題在於提供一種對可見光線及紫外線任一者皆具有優良的應答性之高活性的光觸媒、及其製造方法。
本發明之光觸媒為具有在氧化鈦表面載持鐵化合物之構成的光觸媒，其特徵為，前述氧化鈦的比表面積(藉由BET法測定)為7~55m2/g的範圍，前述氧化鈦係具有金紅石型與銳鈦礦型以30/70~95/5(前者/後者(X光繞射峰強度比))的範圍混合存在之結晶型。前述光觸媒可經由如下步驟來製造：使氯化鐵(III)載持於具有金紅石型與銳鈦礦型以30/70~95/5(前者/後者(X光繞射峰強度比))的範圍混合存在之結晶型，且比表面積(藉由BET法測定)為7~55m2/g的範圍的氧化鈦之步驟。

Description

載持鐵化合物之氧化鈦光觸媒
本發明係有關於載持鐵化合物之氧化鈦光觸媒、其製造方法、含有前述光觸媒之塗覆液、以及具備含有前述光觸媒之塗覆層的光觸媒塗裝體。
氧化鈦一照射到紫外線，便會產生具有強氧化力的自由基，而能夠對有機化合物(例如污垢、惡臭氣體等)的氧化．分解、無機化合物(例如NOx、NH3等)的氧化、病毒、細菌、黴菌等的消滅、失活等發揮效果，因而近年來便持續廣泛應用於環境淨化、除臭、防污、抗菌、防黴等。然而，氧化鈦在太陽光的照射下雖可發揮優良的光觸媒性能，但白熾燈、螢光燈等一般生活空間中的光源所含之紫外線量低至4%左右，其大部分係以可見光線與紅外線所構成，從而有在此種光源下無法發揮充分之光觸媒性能的問題。
作為解決上述問題之方法，已知有藉由使氮或特定的金屬(例如鐵化合物等)載持於氧化鈦，而賦予可見光應答性的方法。專利文獻1中記載：將具有金紅石型與銳鈦礦型混合存在之結晶型的氧化鈦(金紅石型與銳鈦礦型的混合比例(X光繞射峰強度比)=約20/80、商品名「AEROXIDE TiO2 P25」、AEROSIL JAPAN(股)製)浸漬於Fe(acac)3溶液中，使Fe(acac)3錯合物載持於氧化鈦表面，其後，藉由燒成使前述Fe(acac)3錯合物形成氧化鐵所得到的氧化鐵載持氧化鈦，會具有優良的可見光應答性，在照射可見光線、紫外線任一者時皆顯示優良的光觸媒活性。惟，就光觸媒活性而言，仍不夠充分。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本特開2012-153591號公報
因此，本發明目的在於提供一種對可見光線及紫外線任一者皆具有優良的應答性之高活性的光觸媒。
本發明其他目的在於提供一種對可見光線及紫外線任一者皆具有優良的應答性之高活性的光觸媒之製造方法。
本發明其他目的在於提供一種含有對可見光線及紫外線任一者皆具有優良的應答性之高活性的光觸媒的塗覆液。
本發明其他目的在於提供一種具備含有對可見光線及紫外線任一者皆具有優良的應答性之高活性的光觸媒之塗覆層的光觸媒塗裝體。
本案發明人等為解決上述課題而致力進行研究的結果發現，對於使鐵化合物載持於氧化鈦所得到的光觸媒，若使用具有金紅石型與銳鈦礦型以特定的比例混合存在之結晶型的氧化鈦，則可藉由可見光線或紫外線的照射而提升光觸媒活性；更且，在載持鐵化合物時進行激發光的照射，則可藉由可見光線或紫外線的照射而大幅提升光觸媒活性。本發明係基於此等見解而完成者。
此外，於本說明書中，記載為「體積ppm」以外之「ppm」為「重量ppm」。
亦即，本發明係提供一種光觸媒，其為具有在氧化鈦表面載持鐵化合物之構成的光觸媒，其特徵為，前述氧化鈦的比表面積(藉由BET法測定)為7~55m2/g的範圍，前述氧化鈦係具有金紅石型與銳鈦礦型以30/70~95/5(前者/後者(X光繞射峰強度比))的範圍混合存在之結晶型。
本發明又提供一種前述之光觸媒，其中在對反應容器(容量：200mL)中饋入該光觸媒200mg，並使前述反應容器內充滿甲醇氣體(空氣稀釋、800體積ppm)的狀態下，於25℃下，進行照光24小時(光源：405nmLED、照度：2.5W/m2)之際的前述反應容器中之二氧化碳的生成量(濃度換算)為300體積ppm以上。
本發明又提供一種前述之光觸媒，其中以氧化鈦為基準的鐵元素含量為50~2000重量ppm、氯原 子含量為50~1400重量ppm，且鐵元素含量/氯原子含量(重量比)為1.50以下。
本發明又提供一種光觸媒之製造方法，其係經由如下步驟來得到前述之光觸媒：使氯化鐵(III)載持於具有金紅石型與銳鈦礦型以30/70~95/5(前者/後者(X光繞射峰強度比))的範圍混合存在之結晶型，且比表面積(藉由BET法測定)為7~55m2/g的範圍的氧化鈦之步驟。
本發明又提供一種前述之光觸媒之製造方法，其中在使氯化鐵(III)載持於氧化鈦時照射激發光。
本發明又提供一種塗覆液，其係含有前述之光觸媒。
本發明又提供一種光觸媒塗裝體，其係在基材表面具備含有前述之光觸媒的塗覆層。
本發明之光觸媒，藉由吸收紫外線區域至可見光線區域之廣泛波長範圍的光，可於價帶生成電洞、於導帶生成激發電子，將附著於光觸媒表面的各種物質氧化或者還原，而展現環境淨化、除臭、防污、抗菌、或防黴效果。因此，本發明之光觸媒，不僅可利用太陽光，亦可利用白熾燈、螢光燈、及LED燈等一般生活空間中之紫外線量較少的光源而發揮優良的光觸媒性能，能夠在車內或屋內等向來不易充分發揮光觸媒性能的空間中，較佳地使用於環境淨化等。
圖1為表示實施例及比較例中所得之光觸媒的光觸媒活性的圖。
圖2為表示實施例及比較例中所得之光觸媒的光觸媒活性的圖。
實施發明之形態 [光觸媒]
本發明之光觸媒為具有在氧化鈦表面載持鐵化合物之構成的光觸媒，其特徵為，前述氧化鈦的比表面積(藉由BET法測定)為7~55m2/g的範圍，前述氧化鈦係具有金紅石型與銳鈦礦型以30/70~95/5(前者/後者(X光繞射峰強度比))的範圍混合存在之結晶型。
本發明中的氧化鈦係具有金紅石型與銳鈦礦型混合存在之結晶型。本發明中的氧化鈦亦可進一步含有其他類型(例如板鈦礦型等)，惟金紅石型之X光繞射峰強度與銳鈦礦型之X光繞射峰強度的合計在全部氧化鈦之X光繞射峰強度中所佔的比例為例如60%以上，較佳為70%以上，特佳為80%以上，最佳為90%以上。此外，上限為100%。亦即，其他類型的含有比例(含有2種以上時為其合計含有比例)為例如40%以下，較佳為30%以下，特佳為20%以下，最佳為10%以下。
前述氧化鈦中之金紅石型與銳鈦礦型的混合比例(前者/後者(X光繞射峰強度比))為30/70~95/5； 基於進一步提升觸媒活性之觀點，較佳為35/65~90/10，特佳為40/60~85/15，最佳為超過50/50且為85/15以下，尤佳為超過50/50且為80/20以下。金紅石型與銳鈦礦型的混合比例若偏離上述範圍，則觸媒活性會降低而不佳。
此外，於本發明中，氧化鈦中之金紅石型與銳鈦礦型的混合比例係由X光繞射峰強度比表示。而且，X光繞射峰強度比可由金紅石型結晶及銳鈦礦型結晶之最強繞射線的強度比來算出，例如，使用Cu的管球作為X光繞射裝置時，可由2θ=25.3°附近與2θ=27.4°附近所觀察到之兩者的繞射線之峰頂的比來算出。
具有金紅石型與銳鈦礦型以上述範圍混合存在之結晶型的氧化鈦的比表面積(藉由BET法測定)為7~55m2/g的範圍，較佳為7m2/g以上且小於50m2/g，更佳為10~45m2/g，特佳為10~30m2/g，最佳為10m2/g以上且小於30m2/g。比表面積為上述範圍的氧化鈦，其高活性面的露出量較多，可發揮優良的光觸媒性能。此外，氧化鈦的比表面積可根據氮氣吸附法求得。
氧化鈦的比表面積若低於上述範圍，則吸附反應物質的能力會降低而有光觸媒性能降低的傾向。另一方面，氧化鈦的比表面積若高於上述範圍，則激發電子與電洞的分離性降低，而有光觸媒性能降低的傾向。
本發明之光觸媒中，載持於氧化鈦表面的鐵化合物可為鐵離子、鐵單質、鐵鹽、鐵氧化物、鐵氫氧化物、鐵錯合物等任一種狀態。
本發明之光觸媒中以氧化鈦為基準的鐵元素含量為例如50~2000ppm，其上限較佳為1500ppm，更佳為1000ppm，再更佳為800ppm，特佳為500ppm，最佳為400ppm，尤佳為300ppm。又，其下限較佳為100ppm，更佳為150ppm，特佳為200ppm。鐵元素含量若高於上述範圍，激發電子未能有效地作用，而有光觸媒性能降低的傾向。另一方面，鐵元素含量若低於上述範圍，則有可見光應答性降低的傾向。
再者，本發明之光觸媒中以氧化鈦為基準的氯原子含量為例如50~1400ppm，其上限較佳為1200ppm，更佳為1000ppm，再更佳為900ppm，特佳為800ppm，最佳為750ppm，尤佳為700ppm。又，其下限較佳為100ppm，更佳為200ppm，再更佳為400ppm，特佳為500ppm，最佳為550ppm，尤佳為600ppm。氯原子含量若偏離上述範圍，則有觸媒活性降低的傾向。
更且，本發明之光觸媒中以氧化鈦為基準的鐵元素含量/氯原子含量(重量比)為例如1.50以下，較佳為1.40以下，更佳為1.0以下，再更佳為0.8以下，特佳為0.6以下，最佳為0.5以下，尤佳為0.4以下。此外，下限為例如0.05，較佳為0.1，特佳為0.2，最佳為0.25，尤佳為0.3。
再者，本發明之光觸媒亦可載持鐵化合物以外的過渡金屬化合物，惟鐵化合物佔載持於氧化鈦之過渡金屬化合物總量的比例(金屬元素換算)為例如80重量%以上，較佳為90重量%以上，特佳為95重量%以上。 亦即，鐵化合物以外的過渡金屬化合物佔載持於氧化鈦之過渡金屬化合物總量的比例(金屬元素換算)為例如20重量%以下，較佳為10重量%以下，特佳為5重量%以下。其他過渡金屬化合物的載持量若高於上述範圍，則有不易獲得本發明之效果的傾向。
[光觸媒之製造方法]
本發明之光觸媒可例如經由如下步驟來製造：使氯化鐵(III)載持於具有金紅石型與銳鈦礦型以30/70~95/5(前者/後者(X光繞射峰強度比))的範圍混合存在之結晶型，且氧化鈦的比表面積(藉由BET法測定)為7~55m2/g的範圍的氧化鈦之步驟。
使用於本發明之光觸媒的製造的氧化鈦係具有金紅石型與銳鈦礦型混合存在之結晶型，且金紅石型與銳鈦礦型的混合比例(前者/後者(X光繞射峰強度比))為30/70~95/5，較佳為35/65~90/10，特佳為40/60~85/15，最佳為超過50/50且為85/15以下，尤佳為超過50/50且為80/20以下。
具有金紅石型與銳鈦礦型混合存在之結晶型的氧化鈦可例如藉由在燃燒器中燃燒四氯化鈦的方法(氣相法)來製造。又，藉由將以氣相法製造之具有金紅石型與銳鈦礦型混合存在之結晶型的氧化鈦進一步在高溫下進行燒成，使一部分的銳鈦礦型轉換成金紅石型，可調整金紅石型與銳鈦礦型的混合比例。
此外，可藉由使銳鈦礦型氧化鈦在氣相中、500℃以上的溫度下燃燒，使其一部分轉換成金紅石型來 製造；藉由調整燃燒時間可控制金紅石型與銳鈦礦型的比例。再者，銳鈦礦型氧化鈦能以周知慣用之方法(例如下述(I)~(III)之方法)來製造。
(I)使四異丙氧基鈦歷經600~800℃之溫度下的熱分解反應的方法(氣相法)
(II)將以溶膠-凝膠法所得之非晶質氧化鈦，在300~600℃的溫度下進行燒成的方法(液相法)
(III)於高壓釜中，將烷氧化鈦在250~300℃下進行水熱處理的方法(水熱法)
作為使氯化鐵(III)載持於氧化鈦的方法，可例如藉由使氯化鐵(III)含浸於氧化鈦的含浸法來進行。
具體而言，含浸可藉由對氧化鈦的水懸浮液中添加氯化鐵(III)水溶液來進行。氯化鐵(III)水溶液中的氯化鐵(III)濃度為例如10~80重量%左右。就含浸時間，為例如1~48小時左右，較佳為3~24小時，特佳為3~12小時。藉由調整氯化鐵(III)水溶液濃度或含浸時間，可控制所得光觸媒的鐵元素含量或氯原子含量。
再者，於本發明中，使氯化鐵(III)含浸於氧化鈦之際，較佳對系統內添加犧牲劑。藉由添加犧牲劑，可使鐵化合物有效地載持於氧化鈦的表面。作為犧牲劑，較佳使用其本身容易放出電子的有機化合物，可舉出例如甲醇、乙醇等的醇；乙酸等的羧酸；乙二胺四乙酸(EDTA)、三乙醇胺(TEA)等的胺等。
犧牲劑的添加量可適宜調整，例如為氧化鈦的0.5~20.0重量%左右，較佳為1.0~5.0重量%。犧牲劑亦可過量使用。
於本發明中，使氯化鐵(III)載持(或者吸附)於氧化鈦表面之際，較佳照射激發光。可能是因為一照射激發光，載持於氧化鈦的表面之特定部位的鐵離子便會選擇性地剝離，空間上大幅擴展氧化反應與還原反應的反應場，提高激發電子與電洞的分離性，而能夠極力抑制激發電子與電洞的再結合及逆反應的進行，由此可獲得能發揮更優良之光觸媒性能的光觸媒。
激發光的照射可藉由照射例如紫外線等具有帶隙能(band gap energy)以上之能量的光來進行。照射紫外線時，可使用例如中．高壓水銀燈、UV雷射、UV-LED、黑光等的紫外線曝光裝置。就激發光的照射量來說，為例如0.1~300mW/cm2左右，較佳為0.5~100mW/cm2。就激發光的照射時間來說，為例如1~48小時左右，較佳為3~36小時，特佳為6~36小時。
經過上述步驟所得之本發明之光觸媒，較佳以周知慣用之方法加以精製；尤以將經過上述步驟所得之本發明之光觸媒重複水洗至水懸浮液之上澄液的電導率為300μS/cm以下(例如0.5~300μS/cm)，較佳為250μS/cm以下，特佳為200μS/cm以下為佳。藉由水洗至水懸浮液的電導率為上述範圍，可分離．去除光觸媒所含之雜質[例如氧化鈦所含之未反應原料(鈦化合物)、鐵化合物(例如氯化鐵(III)、硝酸鐵(III)、硫酸鐵(III)等 的三價鐵化合物等)、反應中間體(例如二價鐵化合物等)]，而能夠進一步提升光觸媒性能。
作為使用於上述水洗的水，可舉出例如精製水、蒸餾水、離子交換水、純水等。
作為水洗處理方法，可舉出例如重複進行分散於水-水洗-離心分離至離心分離後的上澄液之電導率成為上述範圍的方法、或使用過濾膜重複進行膜過濾至過濾液(或者滲透液)之電導率成為上述範圍的方法。膜過濾包含全部量過濾方式與交叉流方式(與過濾膜面平行地注入被處理水，沿流向之橫向進行過濾的方式)。於本發明中，尤以藉由交叉流方式進行膜過濾，係就可維持本發明之光觸媒的結晶構造及分散性，同時可減少離子性雜質的含量方面來說，較佳。
藉由上述方法所得之本發明之光觸媒係具有極優良的光觸媒活性，在對反應容器(容量：200mL)中饋入該光觸媒200mg，並使前述反應容器內充滿甲醇氣體(空氣稀釋、800體積ppm)的狀態下，於25℃下，進行照光24小時(光源：405nmLED、照度：2.5W/m2)之際的前述反應容器中之二氧化碳的生成量(濃度換算)為例如300體積ppm以上，較佳為400體積ppm以上，更佳為500體積ppm以上，特佳為650體積ppm以上，最佳為700體積ppm以上，尤佳為760體積ppm以上。此外，其上限為1000體積ppm左右。
本發明之光觸媒由於在紫外線區域至可見光線區域的廣泛波長範圍具有優良的應答性，可如上所 述地發揮優良的光觸媒性能，因此，不僅在屋外，在屋內或車內等紫外線量較低的環境下，皆可應用於環境淨化或家電製品的高機能化等。
[塗覆液]
本發明之塗覆液係使用於藉由塗布於任意的塗布對象物，而於該塗布對象物表面形成含有上述光觸媒之塗覆層的用途者，係至少含有上述光觸媒。本發明之塗覆液，除上述光觸媒外，亦可視需求適宜含有例如黏合劑樹脂、著色顏料、分散媒等。
透過使用例如噴霧器、毛刷、輥、凹版印刷等塗布本發明之塗覆液，其後使其乾燥及/或硬化，可形成塗覆層。
[光觸媒塗裝體]
本發明之光觸媒塗裝體係以在基材表面具備1層或2層以上之含有前述光觸媒的塗覆層為特徵。
作為塗覆層的厚度(有2層以上時為其總厚度)，為例如0.1~1μm左右。
由材料而言之前述基材，可舉出例如各種塑膠材料[例如聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等以α-烯烴為單體成分的烯烴系樹脂；聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯等的聚酯系樹脂；聚氯乙烯；乙酸乙烯酯系樹脂；聚苯硫醚；聚醯胺(尼龍)、全芳香族聚醯胺(聚芳醯胺，aramid)等的醯胺系樹脂；聚醯亞胺系樹脂；聚醚醚酮等]、橡膠材料(例如天然橡膠、合成橡膠、矽橡膠 等)、金屬材料(例如鋁、銅、鐵、不鏽鋼等)、紙質材料(例如紙、類紙物質等)、木質材料(例如木材、MDF等的木質板、合板等)、纖維材料(例如不織布、織布等)、皮革材料、無機材料(例如石塊、水泥等)、玻璃材料、瓷器材料等的各種材料。
由用途而言之前述基材，可舉出例如鏡片(例如眼鏡或相機之鏡片等)、稜鏡、汽車或鐵道車輛等的交通工具構件(窗玻璃、照明燈罩、後照鏡等)、建築構件(例如外壁材、內壁材、窗框、窗玻璃等)、機械構件、交通標誌等的各種標示裝置、看板、隔音牆(道路用、鐵道用等)、橋梁、護欄、隧道、絕緣子、太陽電池罩、太陽熱溫水器集熱罩、照明器具、浴室用品、浴室構件(例如鏡子、浴缸等)、廚房用品、廚房構件(例如廚房平台(kitchen panel)、流理台、抽油煙機、通風扇等)、空調、廁所用品、廁所構件(例如便器等)等期望獲得抗菌、防黴、除臭、空氣淨化、水質淨化、防污效果之物品、或用來黏貼於前述物品表面之薄膜、薄片、貼紙等。
本發明之光觸媒塗裝體由於具有含上述光觸媒的塗覆層，不僅在太陽光的照射環境下，在白熾燈、螢光燈等一般生活空間的低照度環境下，亦可發揮優良的抗菌、防黴、除臭、大氣淨化、水質淨化、防污等效果。
[實施例]
以下，根據實施例對本發明更具體地加以說明，惟本發明不受此等實施例所限定。
調製例1
在燃燒器中燃燒四氯化鈦，製成氧化鈦(30)[比表面積：45m2/g、具有金紅石型與銳鈦礦型的混合比例(X光繞射峰強度比)：30/70混合存在之結晶型]。
調製例2
在燃燒器中燃燒四氯化鈦，製成氧化鈦(50)[比表面積：30m2/g、金紅石型與銳鈦礦型的混合比例(X光繞射峰強度比)：50/50]。
調製例3
將調製例1中所得之氧化鈦(30)在大氣中用電爐以1000℃加熱90分鐘，製成氧化鈦(71)[比表面積：20m2/g、金紅石型與銳鈦礦型的混合比例(X光繞射峰強度比)：71/29]。
實施例1
將調製例1中所得之氧化鈦(30)10g與離子交換水90g攪拌混合而得到懸浮液。
對所得懸浮液添加氯化鐵(III)水溶液(氯化鐵(III)濃度：38重量%)0.15g，於25℃攪拌30分鐘。其後，添加甲醇2.3g(相當於氧化鈦的23重量%)，進一步攪拌6小時。
其後，對懸浮液實施粉體洗淨，其係進行水洗至上澄液的電導率為200μS/cm以下，並使用高速離心沉降機(離心力：20000G、離心時間：10~20分)使粉體沉降。
分離取出沉降之粉體，使用真空乾燥機於60℃進行乾燥而得到乾燥粉體。
將所得乾燥粉體以研缽壓碎，而得到光觸媒(1)(Fe/氧化鈦(30)，相對於氧化鈦，鐵元素含量：1820ppm、氯原子含量：1310ppm、鐵元素含量/氯原子含量：1.39)。
實施例2
除使用調製例3中所得之氧化鈦(71)來替代調製例1中所得之氧化鈦(30)以外，係以與實施例1同樣的方式，製得光觸媒(2)(Fe/氧化鈦(71)，相對於氧化鈦，鐵元素含量：1740ppm、氯原子含量：1270ppm、鐵元素含量/氯原子含量：1.37)。
實施例3
除對懸浮液添加氯化鐵(III)水溶液與甲醇後，使用10W的黑光照射紫外線(UV)6小時(UV照射量：10mW/cm2)以外，係以與實施例1同樣的方式，製得光觸媒(3)(Fe/氧化鈦(30)(UV)，相對於氧化鈦，鐵元素含量：230ppm、氯原子含量：650ppm、鐵元素含量/氯原子含量：0.35)。
實施例4
除使用調製例2中所得之氧化鈦(50)來替代調製例1中所得之氧化鈦(30)而得到懸浮液，並對所得懸浮液添加氯化鐵(III)水溶液與甲醇後，使用10W的黑光照射紫外線(UV)6小時(UV照射量：10mW/cm2)以外，係以與實施例1同樣的方式，製得光觸媒(4)(Fe/氧化鈦(50)(UV)，相對於氧化鈦，鐵元素含量：220ppm、氯原子含量：630ppm、鐵元素含量/氯原子含量：0.35)。
實施例5
除使用調製例3中所得之氧化鈦(71)來替代調製例1中所得之氧化鈦(30)而得到懸浮液，並對所得懸浮液添加氯化鐵(III)水溶液與甲醇後，使用10W的黑光照射紫外線(UV)6小時(UV照射量：10mW/cm2)以外，係以與實施例1同樣的方式，製得光觸媒(5)(Fe/氧化鈦(71)(UV)，相對於氧化鈦，鐵元素含量：210ppm、氯原子含量：620ppm、鐵元素含量/氯原子含量：0.34)。
比較例1
除使用氧化鈦(20)(具有金紅石型與銳鈦礦型混合存在之結晶型的氧化鈦、金紅石型與銳鈦礦型的混合比例(X光繞射峰強度比)：20/80、比表面積：50m2/g、商品名「AEROXIDE TiO2 P25」、AEROSIL JAPAN(股)製)來替代調製例1中所得之氧化鈦(30)以外，係以與實施例1同樣的方式，製得光觸媒(7)(Fe/氧化鈦(20)，相對於氧化鈦，鐵元素含量：2120ppm、氯原子含量：1500ppm、鐵元素含量/氯原子含量：1.41)。
<鐵元素含量的測定方法>
光觸媒的鐵元素含量係根據以下方法測定：精秤約20mg的光觸媒，添加1mL的硫酸後，在砂浴上予以加熱溶解。溶解後，添加少量的超純水進行回流後，將其在IWAKI製PP容器中定容至20mL，並進一步實施0.2μm濾器處理而調製成試樣，對其實施ICP發射光譜分析(ICP發射光譜分析裝置：Rigaku(股)製，CIROS)。
又，將除未添加光觸媒以外係以與前述同樣的方式得到的試樣當作空白試驗組來使用。檢量線用之標準液係使用將SPEX公司製ICP-MS用混合標準液XSTC-22以同濃度的硫酸水溶液稀釋調整而成者。
<氯原子含量的測定方法>
光觸媒的氯原子含量係以下述條件測定：燃燒條件
使用儀器：Daia Instruments製AQF-100
試樣：約20mg
燃燒程式：2
吸收液：H2O2150ppm
內部標準液：酒石酸5ppm
吸收液量：10mL
離子層析條件
使用儀器：DIONEX ICS-2000(低濃度分析模式)
主管柱：AS-12
前置管柱：AG-12
洗提液：3.0mM K2CO3+0.3mM EPM
抑制器：ASRS(再循環模式)
流速：1.2mL/分
檢測器：電導率檢測器
管柱溫度：35℃
注入量：100μL
<光觸媒活性評估方法(甲醇氧化法)>
光觸媒(1)~(7)、及氧化鈦(20)的光觸媒活性，係透過將甲醇氧化，測定生成的CO2量來評估光觸媒活性。
亦即，將約200mg的光觸媒在玻璃製器皿中鋪平，置入反應容器(容量：200mL、ANALYTIC-BARRIER，GL Sciences(股)製)中，抽成真空狀態後，吹入125mL的甲醇氣體(空氣稀釋；800體積ppm)至反應容器內。當甲醇氣體對光觸媒的吸附達平衡後，於25℃進行照光(光源：405nmLED、照度：2.5W/m2)。
使用附屬有甲烷轉換器(methanizer，商品名「MT221」，GL Sciences(股)製)之附有氫焰離子化檢測器之氣相層析儀(商品名「GC-14B」，島津製作所製)測定開始照光24小時後之反應容器內的CO2濃度，將以其減去開始照光前之反應用器內的CO2濃度所得的值當作為CO2的生成量。將結果示於圖1、圖2。
由圖1、圖2可知，將鐵化合物載持於具有金紅石型與銳鈦礦型以30/70~95/5(前者/後者(X光繞射峰強度比))的範圍混合存在之結晶型的氧化鈦而成的本發明之光觸媒，與將鐵化合物載持於金紅石型與銳鈦礦型的混合比例偏離前述範圍的氧化鈦而成的光觸媒相比，觸媒活性較為優良。
又，可知就金紅石型與銳鈦礦型的混合比例而言，若於前述範圍內提高金紅石型的含有比例，則有觸媒活性提升的傾向。
再者，可知載持鐵化合物時照射激發光而得到的光觸媒，比起未照射激發光而得到的光觸媒，觸媒活性大幅提升。

Claims (7)

  1. 一種光觸媒，其為具有在氧化鈦表面載持鐵化合物之構成的光觸媒，其特徵為，前述氧化鈦的比表面積(藉由BET法測定)為7~55m 2/g的範圍，前述氧化鈦係具有金紅石型與銳鈦礦型以30/70~95/5(前者/後者(X光繞射峰強度比))的範圍混合存在之結晶型。
  2. 如請求項1之光觸媒，其中在對反應容器(容量：200mL)中饋入該光觸媒200mg，並使前述反應容器內充滿甲醇氣體(空氣稀釋、800體積ppm)的狀態下，於25℃下，進行照光24小時(光源：405nmLED、照度：2.5W/m 2)之際的前述反應容器中之二氧化碳的生成量(濃度換算)為300體積ppm以上。
  3. 如請求項1或2之光觸媒，其中以氧化鈦為基準的鐵元素含量為50~2000重量ppm、氯原子含量為50~1400重量ppm，且鐵元素含量/氯原子含量(重量比)為1.50以下。
  4. 一種光觸媒之製造方法，其係經由如下步驟來得到如請求項1至3中任一項之光觸媒：使氯化鐵(III)載持於具有金紅石型與銳鈦礦型以30/70~95/5(前者/後者(X光繞射峰強度比))的範圍混合存在之結晶型，且比表面積(藉由BET法測定)為7~55m 2/g的範圍的氧化鈦之步驟。
  5. 如請求項4之光觸媒之製造方法，其中在使氯化鐵(III)載持於氧化鈦時照射激發光。
  6. 一種塗覆液，其係含有如請求項1至3中任一項之光觸媒。
  7. 一種光觸媒塗裝體，其係在基材表面具備含有如請求項1至3中任一項之光觸媒的塗覆層。
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