TWI398299B - Visible light-responsive photocatalyst powder and photocatalyst material using its visible light response type, photocatalyst coating, photocatalyst products - Google Patents
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Description
本發明係關於可見光應答型光觸媒粉末及使用其之可見光應答型的光觸媒材料、光觸媒塗料、光觸媒製品。
作為防污或消臭等之用途所使用的光觸媒材料,已知有氧化鈦。光觸媒材料係應用於屋外或屋內的建材、及如照明裝置、冷藏庫、空調、廁所之家電機器等之各種區域。惟,因為氧化鈦的激發是在紫外線區域引起,故紫外線少的屋內無法得到充分的光觸媒性能。因此,研究、開發即使可見光亦能顯示出光觸媒性能之可見光應答型光觸媒。
關於作為紫外光應答型光觸媒使用之氧化鈦,為了提高作為可見光應答型光觸媒的性能,亦檢討摻雜氮或硫,及使其擔持金屬等之方法。此等的光觸媒,在一般的屋內照明的照度(數lx~3000lx程度)的光量,因為光觸媒活性與光量成比例,故光觸媒的應用受到期待的實居住空間中,照明光源的附近或正下方以外無法得到充分的性能。
認為光觸媒作用,係吸收光而對1個光子激發一對的電子與電洞,經激發的電子與電洞藉由氧化還原表面所具有的羥基或氧而活性化,活性化所產生的活性氧種氧化分解有機氣體等之作用。因此,光觸媒係在光量少的區域(低照度區域)中觸媒作用亦低,而且,一般而言藉由光觸媒產生的氣體分解量係與光的量(光子數)成比例。被照射的光之量相對於表面所具有的有機物而言為多量時,飽和發生、觸媒作用與光量變得不成比例,但已知的光觸媒在光量少的區域(低照度區域),觸媒作用量與光量成線形的關係。
一般而言可見光應答型光觸媒的性能評估的照度為6000lx以上,可得到在如此高的照度下對於可見光顯示出活性之氧化鈦,但照度的降低的同時光觸媒活性亦急速地降低,故無法在實用環境充分地發揮作為可見光應答型光觸媒的性能。對於室內的消臭或如甲醛之有害氣體的去除,廣面積的觸媒膜有效,但面積寬的天花板或牆壁、地板照度低,故若非低照度下具有效果之材料,則實用性低。
作為可見光應答型光觸媒,已知有氧化鎢。專利文獻1中記載著將氧化鎢濺鍍成膜於基材上之光觸媒材料,主要是使用具有三斜晶系的結晶構造之氧化鎢。因為濺鍍成膜係將基材置於高溫,故依基材的耐熱溫度會有無法應用的情況。濺鍍成膜係步驟管理等為複雜,不僅因為基材的形狀或大小而成本變高,要對建材等之廣範圍進行成膜亦困難。而且,由經濺鍍成膜的氧化鎢所成的可見光應答型光觸媒層雖然親水性優異,但會有對乙醛等之有害氣體的分解性能不足之問題。由在可見光的照射下亦未顯示出親水性數據而言,推測在可見光下無法得到充足的光觸媒性能。
亦檢討使用氧化鎢粉末作為光觸媒,因為只要是粉末,可與樹脂等之黏合劑混合後塗佈於基材,故不需要將基材置於高溫,又對於如建材之廣範圍亦可形成塗膜。作為氧化鎢粉末的製造方法,已知於空氣中加熱仲鎢酸銨(APT)而得到三氧化鎢粉末之方法(參考專利文獻2)。藉由於空氣中加熱APT之方法,可得到粒徑為0.01μm(BET比表面積=82m2
/g)之三斜晶系的三氧化鎢粉末。
於空氣中加熱APT而生成的三氧化鎢(WO3
)粉末,為了提高光觸媒性能必須為微粒子。惟,雖然應用解碎處理可微細化至某程度,但要使粒徑成為例如100nm以下有困難。而且,應用解碎處理而微粉末化,則三氧化鎢(WO3
)微粉末的結晶構造因為解碎處理的應力而產生變化。認為因為發生解碎處理的應力引起電子與電洞再鍵結之缺陷,而導致光觸媒性能的降低。另一方面,專利文獻2所記載的製造方法,為了使BET比表面積安定,必須進行20小時以上的混練,而會有三氧化鎢粉末的製造效率低的問題。
作為有效率地得到微粉末之方法,例如專利文獻3所記載的熱電漿處理。藉由使用熱電漿處理,可得到粒徑為1~200nm的微粉末。藉由熱電漿處理雖然可有效率地得到微粉末,但即使將應用專利文獻3所記載的方法而製作的氧化鎢微粉末直接作為光觸媒使用,亦未必可得到充分的光觸媒特性。認為此仍因為藉由熱電漿法會有氧化鎢微粉末的光學特性或結晶構造非最適當的情況。
氧化鎢,有WO3
(三氧化鎢)、WO2
(二氧化鎢)、WO、W2
O3
、W4
O5
、W4
O11
等種類。此等之中,三氧化鎢(WO3
)因為光觸媒性能優異,於常溫大氣中為安定,故主要作為光觸媒材料使用。惟,三氧化鎢(WO3
)因為結晶構造複雜,容易因為少的應力而變化,故會有光觸媒性能不安定的缺點。此外,即使結晶構造安定,但表面積小則無法得到充分的光觸媒性能。
但是,屋內為紫外線少的環境,而且,屋內的照度即使高亦為3000lx以下,桌上或作業場所以外為數100lx以下。例如屋內的照度係依照JIS-Z-9110(1979)的『照度基準』,依據各場所或作業內容而設立基準。藉此,商店或百貨店等之重點照明或工廠等之進行極細微作業的場所,為1500~3000lx之稍高的照度。
惟,一般的事務所或工廠的一般的製造步驟、住宅進行微細作業之場所的照度為1500lx以下,而且住宅的起居室之團聚時或餐廳的餐桌場所的照度為低的500~150lx。期待可見光應答型光觸媒的應用之天花板、牆壁、地板、家具、家電製品等中,此等被放置的場所的照度為50lx前後,顯著的低。特別是,因為走廊或洗臉室的照明亦暗,故此場所的牆壁附近的照度亦低於50lx。先前技術的光觸媒中,尚未得到在如此低的照度的可見光下顯示出實用的光觸媒性能者。
[專利文獻1]特開2001-152130公報
[專利文獻2]特開2002-293544公報
[專利文獻3]特開2006-102737公報
本發明的目的,係提供即使在工廠、商店、公共設施、住宅等之照度低的環境下亦具有實用的光觸媒性能之可見光應答型光觸媒粉末、與使用其之可見光應答型的光觸媒材料、光觸媒塗料、光觸媒製品。
本發明的第1形態相關的可見光應答型光觸媒粉末,其特徵係在照度為200lx以上2500lx以下範圍的可見光下,有機氣體分解能力相對於照射光量顯示出非線形的應答。
本發明的第1形態相關的可見光應答型光觸媒粉末,係在依據JIS-R-1701-1(2004)的氮氧化物的去除性能(分解能力)評估之流通式裝置中裝入0.2g的試料之狀態下,使初期濃度10ppm的乙醛氣體以140mL/min流動而測量的氣體濃度中,將光照射前的氣體濃度定為A,將光照射起經過15分鐘以上,且已安定時的氣體濃度定為B,由前述氣體濃度A與前述氣體濃度B基於[式:(A-B)/A×100]所算出的值作為氣體分解率(%)時,使用白色螢光燈,使用紫外線阻隔濾光片,僅以波長為380nm以上的光照射照度為2500lx的可見光時的前述氣體分解率為20%以上。
本發明的第1形態相關的可見光應答型光觸媒粉末,係在依據JIS-R-1701-1(2004)的氮氧化物的去除性能(分解能力)評估之流通式裝置中裝入0.2g的試料之狀態下,使初期濃度10ppm的乙醛氣體以140mL/min流動而測量的氣體濃度中,將光照射前的氣體濃度定為A,將光照射起經過15分鐘以上,且已安定時的氣體濃度定為B,由前述氣體濃度A與前述氣體濃度B基於[式:(A-B)/A×100]所算出的值作為氣體分解率(%)時,使用白色LED燈,僅以波長為410nm以上的光照射照度為2500lx的可見光時的前述氣體分解率為20%以上。
本發明的第2形態相關的可見光應答型光觸媒粉末,其特徵係具備氧化鎢粉末或氧化鎢複合材粉末,在依據JIS-R-1701-1(2004)的氮氧化物的去除性能(分解能力)評估之流通式裝置中裝入試料之狀態下,使初期濃度10ppm的乙醛氣體以140mL/min流動而測量的氣體濃度中,將光照射前的氣體濃度定為A,將光照射起經過15分鐘以上,且已安定時的氣體濃度定為B,由前述氣體濃度A與前述氣體濃度B基於[式:(A-B)/A×100]所算出的值作為氣體分解率(%)時,相對於對任意試料量之前述可見光應答型光觸媒粉末,使用白色螢光燈,使用紫外線阻隔濾光片,僅以波長為380nm以上的光照射照度為6000lx的可見光時的前述氣體分解率(G1),對與前述照度為6000lx的可見光的照射時為相同試料量的前述可見光應答型光觸媒粉末,僅以波長為380nm以上的光照射照度為2500lx的可見光時之前述氣體分解率(G2)之比(G2/G1)為74%以上。
本發明的第3形態相關的可見光應答型光觸媒粉末,其特徵係具備氧化鎢粉末或氧化鎢複合材粉末,在依據JIS-R-1701-1(2004)的氮氧化物的去除性能(分解能力)評估之流通式裝置中裝入0.2g的試料之狀態下,使初期濃度10ppm的乙醛氣體以140mL/min流動而測量的氣體濃度中,將光照射前的氣體濃度定為A,將光照射起經過15分鐘以上,且已安定時的氣體濃度定為B,由前述氣體濃度A與前述氣體濃度B基於[式:(A-B)/A×100]所算出的值作為氣體分解率(%)時,使用白色螢光燈,使用紫外線阻隔濾光片,僅以波長為380nm以上的光照射照度為200lx的可見光時的前述氣體分解率為5%以上。
本發明形態相關的可見光應答型光觸媒材料,其特徵係以1質量%以上100質量%以下的範圍含有本發明形態相關的可見光應答型光觸媒粉末。本發明形態相關的可見光應答型光觸媒塗料,其特徵係以0.1質量%以上90質量%以下的範圍含有本發明形態相關的可見光應答型光觸媒材料。本發明形態相關的可見光應答型光觸媒製品,其特徵係本具備發明形態相關的可見光應答型光觸媒材料、或本發明形態相關的可見光應答型光觸媒塗料的塗佈層。
[實施發明之最佳形態]
以下,說明關於實施本發明之形態。本發明的第1形態相關的可見光應答型光觸媒粉末,其特徵係在照度為200lx以上2500lx以下範圍的可見光下,有機氣體分解能力相對於照射光量顯示出非線形的應答。如此的可見光應答型光觸媒粉末,係在以下所示的氣體分解試驗中,第1係僅以波長為380nm以上的光照射照度為2500lx的可見光時,顯示出20%以上的氣體分解率。而且,可見光應答型光觸媒粉末,僅以波長為380nm以上的光照射照度為1000lx的可見光時的氣體分解率為15%以上,僅以波長為380nm以上的光照射照度為600lx的可見光時的氣體分解率為10%以上較佳。
第1實施形態之可見光應答型光觸媒粉末,第2係僅以波長為410nm以上的光照射照度為2500lx的可見光時,顯示出20%以上的氣體分解率。可見光應答型光觸媒粉末,僅以波長為410nm以上的光照射照度為1000lx的可見光時的氣體分解率為15%以上,僅以波長為410nm以上的光照射照度為600lx的可見光時的氣體分解率為10%以上較佳。
用於求得上述的氣體分解率之氣體分解試驗,係使用依據JIS-R-1701-1(2004)的氮氧化物的去除性能(分解能力)評估之流通式的裝置而實施。於流通式裝置中放入0.2g的試料之狀態下,使初期濃度10ppm的乙醛氣體以140mL/min流動而測量氣體濃度。在如此的氣體濃度中,將光照射前的氣體濃度定為A,將光照射起經過15分鐘以上,且已安定時的氣體濃度定為B。然後,由此等氣體濃度A與氣體濃度B基於[式:(A-B)/A×100]所算出的值作為氣體分解率(%)。
一般而言可見光係表示波長為380~830nm的區域之光。為了在與實際使用環境同樣的可見光下評估更優異的性能,此實施形態的第1的性能評估係使用波長僅為380nm以上之可見光者。具體而言,作為光源係使用JIS-Z-9112所規定的白色螢光燈,使用阻隔波長低於380nm的光之紫外線阻隔濾光片,照射波長僅為380nm以上之可見光後進行評估較佳。作為白色螢光燈,例如使用東芝LIGHTING & TECHNOLOGY公司製FL20SS‧W/18或與其同等品。作為紫外線阻隔濾光片,使用日東樹脂工業公司製CLAREX N-169(商品名)或與其同等品。
在主要使用可見光應答型光觸媒之屋內,激發光為照明燈的光與來自窗戶的自然光,但居住空間之低照度的場所,大部份為僅藉由照明用燈之光的場所。一般最常使用之屋內照明光源為白色螢光燈。第1實施形態的可見光應答型光觸媒粉末,第1性能評估係使用白色螢光燈實施,藉此,可得到最接近實用性能之值。
白色LED(Light Emitting Diode)燈,以取代白色螢光燈作為照明器具而受到期待。第1實施形態的可見光應答型光觸媒粉末,在使用白色LED燈的環境下亦顯示出優良的性能。第2性能評估,為了評估在藉由白色LED燈的照明下之性能,可使用僅為波長410nm以上的可見光。具體而言,作為光源係使用組合InGaN系藍色LED與黃色發光螢光體之白色LED燈,照射僅為波長410nm以上之可見光進行評估較佳。作為白色LED燈,例如使用日亞化學公司製NSPW-510CS、或具有與其同等的發光光譜之白色LED燈。
白色LED燈係利用LED晶片之光而產生白色光之元件,依白色光的製作方法可大致分為3種類。一種係組合InGaN系藍色LED與黃色發光螢光體,使藍色光接觸螢光體而發出黃色光,以藍色光與黃色光的混色產生白色光者,現在此種的白色LED燈成為主流。另外1種係使由近紫外LED晶片所發出的光接觸複數的螢光體,使此等發出的光進行混色而成為白色光者。又另1種係使R(紅色)、G(綠色)、B(藍色)之各LED晶片同時發光,使此等所發出的光進行混色而得到白色光者。
第1實施形態的可見光應答型光觸媒粉末,第2性能評估所使用的白色LED燈所發出的白色光,係以JIS-Z-8110(1995)的參考附圖1(系統色名的一般的色度區分)表示之含有帶黃的白、帶綠的白、帶藍的白、帶紫的白、淡粉紅、及白之CIE色度範圍所示的白色較佳。
在主要使用可見光應答型光觸媒之屋內,激發光為照明燈的光與來自窗戶的自然光,但居住空間之低照度的場所,大部份為僅具有藉由照明用燈之光的場所,被照射的光的波長大部份僅為可見光區域之光。第2性能評估,係假設為使用白色LED燈作為照明燈之環境,使用來自白色LED燈之光作為波長僅為410nm以上之可見光實施。白色LED燈,以取代白色螢光燈作為次世帶照明器具而受到期待,藉由使用白色LED燈進行性能評估,可得到藉由如此照明器具之環境下接近實用性能(氣體分解性能)之值。
第1實施形態的可見光應答型光觸媒粉末,第2性能評估係使用組合InGaN系藍色LED晶片與黃色發光螢光體之白色LED燈而實施。惟,實際使用時即使為由組合近紫外LED晶片與複數的螢光體之LED燈所發出的白色光、或使來自R(紅色)、G(藍色)、B(藍色)之各LED晶片之光進行混色之白色光,當然可得到充分的光觸媒性能。
第1實施形態的可見光應答型光觸媒粉末,基於在藉由僅為380nm以上的光的照度為2500lx的可見光、或藉由僅為410nm以上的光的照度為2500lx的可見光的照射下之氣體分解率(20%以上)、且藉由各波長之照度為1000lx的可見光的照射下之氣體分解率(15%以上)、或藉由各波長之照度為照度600lx的可見光的照射下之氣體分解率(10%以上),即使在照度低的室內環境等,可發揮實用的氣體分解性能。
亦即,基於相對於照射光量顯示出非線形的應答之有機氣體分解能力,可低照度下得到實用的氣體分解性能。例如住宅的起居室的團聚時或洗臉室等之200lx程度的照度下,可實現5%以上的氣體分解率。而且,即使在室內之放置牆壁、家具或家電製品等場所之50lx前後之顯著低的照度下,可得到實用範圍內的氣體分解率。
光觸媒作用,係藉由光被激發的電子與電洞,藉由氧化還原表面所具有的羥基或氧而活性化,因為此活性化而產生的活性氧種,氧化分解有機氣體等之作用。而且,一般而言藉由光觸媒產生的氣體分解量係與光的量(光子數)成比例,照度降低則與其成比例之氣體分解量亦減少。
另一方面,第1實施形態的可見光應答型光觸媒粉末,如照度6000lx之顯著高的照度下不僅顯示出高光觸媒性能(氣體分解率=50%以上),照度2500lx的可見光的照射下顯示出20%以上的氣體分解率。與先前技術之可見光應答型光觸媒粉末的性能相異,抑制光觸媒活性隨著照度降低而降低。因此,即使在200lx程度的照度下、且50lx前後之顯著低的照度下,可得到實用的氣體分解性能。故,即使在起居室的團聚時、廁所、洗臉室等之低照度的室內環境下,且在室內設置牆壁、天花板、家具或家電製品場所等之顯著低的照度下,可得到氣體分解性能。如上述,在200lx以下、且如50lx以下之低照度下得到實用的氣體分解性能上,可見光應答型光觸媒粉末係照射照度1000lx的可見光時的氣體分解率為15%以上,且照射照度600lx的可見光時的氣體分解率為10%以上較佳。藉由實現在如此的照度下之氣體分解率,因為更加抑制光觸媒活性隨著照度降低而降低,故可再現性更佳地得到低照度下之實用的氣體分解性能。
對可見光應答型光觸媒粉末照射照度2500lx的可見光時顯示出20%以上的氣體分解率之意,係指不僅在照度6000lx之顯著高的照度的環境下,在白色螢光燈或白色LED燈等之照明的正下方之稍高照度的環境下,可得到優異的氣體分解性能。照射照度1000lx的可見光時的氣體分解率為15%以上,且照射照度600lx的可見光時的氣體分解率為10%以上之意,係指即使事務所或進行微細作業的環境下,及讀書時的環境等,可得到優良的氣體分解性能。依據第1實施形態的可見光應答型光觸媒粉末,在藉由各種的可見光之各種的照度下可發揮氣體分解性能。
對可見光應答型光觸媒粉末照射照度2500lx的可見光時的氣體分解率為45%以上較佳。照射照度1000lx的可見光時的氣體分解率為35%以上,照射照度600lx的可見光時的氣體分解率為25%以上更佳。依據符合如此條件之可見光應答型光觸媒粉末,例如200lx程度的照度下,可實現10%以上的氣體分解率。而且,即使在室內之放置牆壁、家具或家電製品等場所之50lx前後之顯著低的照度下,可實現5%以上的氣體分解率。
具有如上述的氣體分解率之可見光應答型光觸媒粉末,例如以氧化鎢粉末所構成。可見光應答型光觸媒粉末不限定於氧化鎢的單獨粉末,亦可為以氧化鎢複合材粉末所構成。氧化鎢複合材粉末,係使作為主成分之氧化鎢中,以50質量%以下的範圍含有例如由Ti、Fe、Cu、Zr、Ag、Pt、Pd、Mn、Al及Ce所選出的至少1種的金屬元素者。金屬元素的含量超過50質量%,則會有無法充分地發揮氧化鎢所具有的顯著效果之虞。金屬元素的含量為10質量%以下更佳。
於構成可見光應答型光觸媒粉末之氧化鎢複合材粉末中,可使金屬元素以各種的形態存在。氧化鎢複合材粉末,可以金屬元素的單體、含金屬元素之化合物、與氧化鎢的複合化合物等之形態,含有金屬元素。氧化鎢複合材粉末中所含有的金屬元素,其本身亦可與其他元素形成化合物。金屬元素的典型的形態,可列舉氧化物。金屬元素以單體、化合物、複合化合物等的形態與氧化鎢粉末混合,金屬元素亦可擔持於氧化鎢。
作為氧化鎢複合材粉末的具體例子,可列舉以1質量%以上5質量%以下的範圍含有氧化銅粉末之粉末。關於氧化銅粉末以外的金屬氧化物粉末(氧化鈦粉末、氧化鐵粉末等),以1質量%以上5質量%以下的範圍含於氧化鎢複合材粉末中較佳。氧化鎢複合材亦可含有氧化物以外的鎢化合物,例如碳化鎢。碳化鎢係以其粉末在1質量%以上5質量%以下的範圍與氧化鎢粉末混合。
氧化鎢與金屬元素(具體而言由Ti、Fe、Cu、Zr、Ag、Pt、Pd、Mn、Al及Ce所選出的至少1種的元素的單體、化合物、複合化合物)之複合方法,並沒有特別的限制,可應用混合粉末彼此之混合法、含浸法、擔持法等之各種複合法,代表的複合法記載如下述。作為使銅複合於氧化鎢之方法,可列舉混合氧化鎢粉末與氧化銅粉末、硝酸銅粉末、硫酸銅粉末等之方法。此外,硝酸銅或硫酸銅的水溶液或乙醇溶液中加入氧化鎢粉末而混合後,以70~80℃的溫度使其乾燥後以500~550℃的溫度燒成之方法亦有效。
使銅複合於氧化鎢之方法,亦可應用例如使氧化鎢粉末分散於氯化銅水溶液或硫酸銅水溶液,使此分散液乾燥之方法(含浸法)。含浸法不限定於銅的複合方法,亦可應用於使用氯化鐵水溶液之鐵的複合方法、使用氯化銀水溶液之鐵的複合方法、使用氯化鉑酸水溶液之鉑的複合方法、使用氯化鈀水溶液之鈀的複合方法等。而且,亦可使用氧化鈦溶膠或氧化鋁溶膠等之氧化物溶膠,使氧化鎢與金屬元素(氧化物)複合,亦可應用此等以外之各種的複合方法。
構成可見光應答型光觸媒粉末之氧化鎢粉末或氧化鎢複合材粉末(以下將此等粉末總稱為氧化鎢系粉末),藉由控制其粒徑(比表面積)、結晶構造、結晶性、粉末色等,可得到如上述的特性。氧化鎢系粉末係具有4.1~820m2
/g範圍的BET比表面積較佳。氧化鎢系粉末具有1~200nm範圍的平均粒徑較佳。平均粒徑係由SEM或TEM等之照片的畫像解析,基於n=50個以上的粒子的平均粒徑(D50)而求得。平均粒徑(D50)可與由比表面積所換算的平均粒徑一致。
光觸媒粉末的性能,係比表面積大、粒徑小者較高。故,氧化鎢系粉末的BET比表面積低於4.1m2
/g時或平均粒徑超過200nm時,無法得到充分的光觸媒性能。另一方面,氧化鎢系粉末的BET比表面積超過820m2
/g時或平均粒徑低於1nm時,因為粒子變得太小,而作為粉末的操作性差,故實用性降低。氧化鎢系粉末的BET比表面積為8.2~410m2
/g的範圍更佳,平均粒徑為2~100nm的範圍較佳。
氧化鎢系粉末的BET比表面積為11~300m2
/g的範圍較佳,更佳為16~150m2
/g的範圍。平均粒徑為2.7~75nm的範圍較佳,更佳為5.5~51nm的範圍。將氧化鎢系粉末應用於可見光應答型光觸媒塗料等時,粒徑太小則粒子的分散性降低而塗料化變難。為了改善此問題點,使用平均粒徑為5.5nm以上的氧化鎢系粉末較佳。
構成氧化鎢粉末或氧化鎢複合材粉末之氧化鎢,具有三氧化鎢的單斜晶及三斜晶所選出的至少1種的結晶構造、或於前述單斜晶及三斜晶所選出的至少1種中混入斜方晶的結晶構造較佳。使用具有如此的結晶構造之氧化鎢之氧化鎢粉末或氧化鎢複合材粉末,可安定地發揮優異光觸媒性能。雖然要鑑定三氧化鎢的各結晶相的存在比率有困難,但以X線繞射法進行測量,符合下述的(1)~(4)的條件時,可推斷具有上述的結晶構造者。
(1)於X線繞射圖中,2θ為22.5~25°的範圍中具有第1波峰(全波峰之中強度最大的繞射波峰)、第2波峰(強度第2大的繞射波峰)、及第3波峰(強度第3大的繞射波峰)。
(2)於X線繞射圖中,存在於2θ為22.8~23.4°範圍的波峰為A,存在於2θ為23.4~23.8°範圍的波峰為B,存在於2θ為24.0~24.25°範圍的波峰為C,存在於2θ為24.25~24.5°範圍的波峰為D時,波峰A相對於波峰D的強度比(A/D)及波峰B相對於波峰D的強度比(B/D)各目為0.5~2.0的範圍,且波峰C相對於波峰D的強度比(C/D)為0.04~2.5的範圍。
(3)於X線繞射圖中,存在於33.85~34.05°的範圍之波峰為E,存在於2θ為34.05~34.25°的範圍之波峰為F時,波峰E相對於波峰F的強度比(E/F)為0.1~2.0的範圍。
(4)於X線繞射圖中,存在於49.1~49.7°的範圍之波峰為G,存在於2θ為49.7~50.3°的範圍之波峰為H時,波峰G相對於波峰H的強度比(G/H)為0.04~2.0的範圍。
說明關於X線繞射的測量及解析。X線繞射測量係使用Cu標靶、Ni濾鏡進行,使解析不會受到處理條件不同的影響下,僅進行平滑化處理與背景去除,在未進行Kα2去除下進行波峰強度的測量。其中,X線繞射圖的各2θ範圍內之波峰強度的讀取方法,山形很明確時在此範圍內的山形的最高位置為波峰,讀取其高度。山形不明確但有波肩時,將波肩的部分定為此範圍內的波峰,讀取波肩的部分的高度。無山形或波肩之梯度時,讀取此範圍的中間的高度,當做此範圍內的波峰強度。
而且,氧化鎢系粉末的顏色以L*a*b*表色系(L star‧aster‧b star表色系)表示時,氧化鎢系粉末係具有a*為-5以下、b*為5以上、L*為70以上的顏色較佳。L*a*b*表色系係用於表示物體色之方法,1976年經國際照明委員會(CIE)使其規格化,日本則於JIS Z-8729有規定。L*表示明度,以a*與b*表示色調與彩度。L*表示愈大則愈高,a*與b*表示顏色的方向,a*表示紅色方向、-a*表示綠色方向,b*表示黃色方向,-b*表示藍色方向。此外,彩度以(c*)=((a*)2
+(b*)2
)1/2
表示。
氧化鎢系粉末係具有a*為-5以下、b*為5以上、L*為70以上的顏色較佳,且具有a*為-25~-8的範圍、b*為10~45的範圍、L*為85以上的顏色更佳。如此L*a*b*表色系的數值,表示氧化鎢系粉末具有從黃色至綠色附近的色調,且彩度或明度高。氧化鎢系粉末具有如此光學特性時,可提高藉由可見光激發之光觸媒性能。認為氧化鎢粉末的色調,是基於氧缺損等所造成組成變動或光照射等而變化者,具有上述的色調、彩度、明度時,可得到優良的光觸媒性能。具有藍色附近的色調時,可能是氧缺損等多,為如此的色調,則可確認光觸媒性能降低。
藉由使用具有如上述的粒徑(比表面積)、結晶構造、粉末色等,且提高結晶性之氧化鎢系粉末,可得到照射照度2500lx的可見光時的氣體分解率為20%以上,且照射照度1000lx的可見光時的氣體分解率為15%以上,照射照度600lx的可見光時的氣體分解率為10%以上的可見光應答型光觸媒粉末。其中,可見光應答型光觸媒粉末的性能並非僅以比表面積或粒徑即可提高者。
氧化鈦時,藉由摻合氮或硫而提高可見光的吸收性能,可提高可見光應答性。而且,藉由控制熱處理溫度提高結晶性,或使其擔持金屬,防止電子或電洞的再鍵結而可提高光觸媒活性。惟,現狀在顯著高的照度下,雖然亦有發揮高性能之氧化鈦,但隨著照度的降低而性能降低,在日常的150~5001x程度之低照度下顯示出實用的氣體分解性能者並不存在。
相對於此,具有可見光的吸收性能之氧化鎢系粉末應用於可見光應答型光觸媒粉末的同時,如上述藉由控制氧化鎢系粉末的BET比表面積或平均粒徑(D50)、且結晶構造、粉末色等,且提高氧化鎢系粉末的結晶性,在25001x的照度下可實現20%以上的氣體分解率。此仍因為兼具有藉由增大光觸媒粉末的比表面積而氣體吸附量增加,藉此可增加活性部位,且藉由提高結晶性而降低再鍵結的或然率之效果。
氧化鎢的能隙為2.5~2.8eV,氧化鈦因為更小而吸收可見光,故,可實現優異的可見光應答性。而且,因為氧化鎢的代表的結晶構造為ReO3
構造,故持有氧之反應活性高的結晶面易露出於表面最外層,因此,因為藉由吸附水而發揮高的親水性,或,藉由氧化所吸附的水而生成OH自由基,藉此可氧化分子或化合物,故可發揮比氧化鈦的銳鈦礦或金紅石結晶更優異的光觸媒性能。再加上,此實施形態的氧化鎢粉末因為於pH 1~7的水溶液中的ζ電位為負,故分散性優異、因此可薄且無不均勻地塗佈於基材等。
光觸媒性能,可列舉例如分解乙醛或甲醛等的有機氣體之性能、親水性或抗菌˙除菌性能等。此實施形態的可見光應答型光觸媒粉末,照射430~500nm的光時的光觸媒性能優異。作為發出波長430~500nm的光之激發源,可列舉太陽光、螢光燈、藍色發光二極管、藍色雷射等。特別是,藍色發光二極管或藍色雷射,因為可僅釋出波長430~500nm的光,故較佳。
構成可見光應答型光觸媒粉末之氧化鎢系粉末,可含有金屬元素作為雜質。作為雜質元素之金屬元素的含量為2質量%以下較佳。雜質金屬元素,係鎢礦石中一般所含的元素或製造作為原料使用之鎢化合物等時所混入的污染元素等,可列舉例如Fe、Mo、Mn、Cu、Ti、Al、Ca、Ni、Cr、Mg等。使用此等元素作為複合材的構成元素時,並不受此限制。
接著,說明關於本發明的第2實施形態之可見光應答型光觸媒粉末。第2實施形態之可見光應答型光觸媒粉末,具備氧化鎢粉末或氧化鎢複合材粉末。此可見光應答型光觸媒粉末,係具有於以下所示的氣體分解試驗中,相對於對任意的試料量的可見光應答型光觸媒粉末僅以波長為380nm以上的光照射照度為6000lx的可見光時的氣體分解率(G1),對與照度為6000lx的照射時相同的試料量的可見光應答型光觸媒粉末僅以波長為380nm以上的光照射照度2500lx的可見光時的氣體分解率(G2)之比(G2/G1)為74%以上之特性。
用於求得上述的氣體分解率之氣體分解試驗,係使用依據JIS-R-1701-1(2004)的氮氧化物的去除性能(分解能力)評估之流通式的裝置而實施。於流通式裝置中放入任意量的試料之狀態下,使初期濃度10ppm的乙醛氣體以140mL/min流動而測量氣體濃度。在如此的氣體濃度中,將光照射前的氣體濃度定為A,將光照射起經過15分鐘以上,且已安定時的氣體濃度定為B。然後,由此等氣體濃度A與前述氣體濃度B基於[式:(A-B)/A100]所算出的值作為氣體分解率(%)。於各照度中之氣體分解率的測量,係將同一試料量的可見光應答型光觸媒粉末放進流通式裝置而測量者。
一般而言可見光係表示波長為380~830nm的區域之光。為了評估在與使用環境同樣的可見光下的更優異的性能,此實施形態的第2的性能評估係使用波長僅為380nm以上之可見光者。具體而言,作為光源係使用JIS-Z-9112所規定的白色螢光燈,使用阻隔波長低於380nm的光之紫外線阻隔濾光片,照射波長僅為380nm以上之可見光後進行評估較佳。作為白色螢光燈,例如使用東芝LIGHTING & TECHNOLOGY公司製FL20SS.W/18或與其同等品。作為紫外線阻隔濾光片,例如使用日東樹脂工業公司製CLAREX N-169(商品名)或與其同等品。
在主要使用可見光應答型光觸媒之屋內,激發光為照明燈的光與來自窗戶的自然光,但居住空間之低照度的場所,大部份為僅具有藉由照明用燈之光的場所。因為一般最常使用之屋內照明光源為白色螢光燈,故此實施形態的可見光應答型光觸媒粉末的性能測量,係使用白色螢光燈實施。藉此,可得到最接近實用性能之值。第2實施形態的可見光應答型光觸媒粉末,與第1實施形態同樣,使用白色LED燈,照射僅為波長410nm以上的可見光時,顯示出同樣的氣體分解率者。
第2實施形態的可見光應答型光觸媒粉末,基於相對於僅以波長為380nm以上的光照射照度為60001x的可見光時的氣體分解率(G1),僅以波長為380nm以上的光照射照度為25001x的可見光時的氣體分解率(G2)之比(G2/G1)為74%以上之特性,即使於照度低的室內環境等,亦可發揮實用的氣體分解性能。例如住宅的起居室的團聚時或洗臉室等之2001x程度的照度下,可實現優良的氣體分解率。而且,即使在室內之放置天花板、牆壁、家具或家電製品等場所之501x前後的顯著低的照度下,可得到實用範圍內的氣體分解率。
光觸媒作用,係藉由光被激發的電子與電洞,藉由氧化還原表面所具有的羥基或氧而活性化,因為此活性化而產生的活性氧種,氧化分解有機氣體等之作用。而且,一般而言藉由光觸媒產生的氣體分解量,隨著光之量(光子數)降低,亦即隨著照度降低而氣體分解量亦減少。
另一方面,第2實施形態的可見光應答型光觸媒粉末,如照度60001x之顯著高的照度下不僅顯示出優異的氣體分解率(G1),由G2/G1比為74%以上可清楚地知道,即使在照度25001x的可見光的照射下亦顯示出高氣體分解率(G2)。如上述,與先前技術的可見光應答型光觸媒粉末的性能相異,第2實施形態的可見光應答型光觸媒粉末因為隨著照度的降低之光觸媒活性的降低受到抑制,故即使在2001x程度的照度下、甚至501x程度的低照度下,亦可得到實用的氣體分解性能。故,即使在起居室的團聚時、廁所、洗臉室等之低照度的室內環境下,且在室內設置牆壁、天花板、家具或家電製品場所等之顯著低照度的環境下,可得到氣體分解性能。
如上述,在2001x以下、且如501x以下之低照度下得到實用的氣體分解性能上,可見光應答型光觸媒粉末係相對於60001x的照度下之氣體分解率(G1),照射照度10001x的可見光時的氣體分解率(G3)之比(G3/G1)為50%以上,且照射照度6001x的可見光時之氣體分解率(G4)之比(G4/G1)為37%以上較佳。藉由實現在如此的照度下之氣體分解率,因為隨著照度降低之光觸媒活性的降低更加受到抑制,故可再現性更佳地得到在低照度下的實用的氣體分解性能。10001x的照度下之氣體分解率(G3)或6001x的照度下之氣體分解率(G4),皆是以與60001x的照度下之氣體分解率(G1)同一試料量所測量者。
此外,G2/G1比為74%以上之意,係指不僅在照度60001x之顯著高的照度的環境下,即使在螢光燈等等之照明的正下方之如25001x程度的稍高照度的環境下,亦可得到優異的氣體分解性能。G3/G1比為50%以上、且G4/G1比為37%以上之意,係指即使事務所或進行微細作業的照度為10001x程度的環境下,甚至讀書時6001x程度的環境等,可得到優良的氣體分解性能。依據此實施形態的可見光應答型光觸媒粉末,可在各種的照度下發揮氣體分解性能。
對可見光應答型光觸媒粉末照射照度2500lx的可見光時的氣體分解率(G2),相對於6000lx的照度下之氣體分解率(G1)之比為88%以上較佳。相對於6000lx的照度下之氣體分解率(G1),照射照度1000lx的可見光時的氣體分解率(G3)之比為66%以上,照射照度600lx的可見光時的氣體分解率(G4)之比為48%以上更佳。依據如此的可見光應答型光觸媒粉末,200lx程度的照度下可實現優異的氣體分解性能,此外如室內放置牆壁、家具或家電製品等場所之50lx前後的低照度下可得到優良的氣體分解性能。而且,即使在10lx程度之照度顯著低的環境下,亦可發揮氣體分解性能。
具有如上述的氣體分解率比之可見光應答型光觸媒粉末,可藉由控制構成其之氧化鎢粉末或氧化鎢複合材粉末(氧化鎢系粉末)的粒徑(比表面積)、結晶構造、結晶性、粉末色等而得到。其中,氧化鎢複合材粉末,係使作為主成分之氧化鎢中,以50質量%以下的範圍含有例如由Ti、Fe、Cu、Zr、Ag、Pt、Pd、Mn、Al及Ce所選出的至少1種的金屬元素者。氧化鎢複合材粉末的具體的構成(複合形態或複合量等)、複合方法等,與第1實施形態同樣。
第2實施形態的可見光應答型光觸媒粉末中,構成其之氧化鎢系粉末具有4.1~820m2
/g範圍的BET比表面積較佳。此外,氧化鎢系粉末具有1~200nm範圍的平均粒徑較佳。其中,平均粒徑係由SEM或TEM等之照片的畫像解析,基於n=50個以上的粒子的平均粒徑(D50)而求得。平均粒徑(D50)可與由比表面積所換算的平均粒徑一致。
光觸媒粉末的性能,係比表面積大、粒徑小者較高。故,氧化鎢系粉末的BET比表面積低於4.1m2
/g時或平均粒徑超過200nm時,無法得到充分的光觸媒性能。另一方面,氧化鎢系粉末的BET比表面積超過820m2
/g時或平均粒徑低於1nm時,因為粒子變得太小,而作為粉末的操作性差,故實用性降低。氧化鎢系粉末的BET比表面積為8.2~410m2
/g的範圍更佳,平均粒徑為2~100nm的範圍較佳。
氧化鎢系粉末的BET比表面積為11~300m2
/g的範圍較佳,更佳為16~150m2
/g的範圍。平均粒徑為2.7~75nm的範圍較佳,更佳為5.5~51nm的範圍。將氧化鎢系粉末應用於可見光應答型光觸媒塗料等時,粒徑太小則粒子的分散性降低而塗料化變難。為了改善此問題點,使用平均粒徑為5.5nm以上的氧化鎢系粉末較佳。
第2實施形態中構成氧化鎢粉末或氧化鎢複合材粉末之氧化鎢,具有三氧化鎢的單斜晶及三斜晶所選出的至少1種的結晶構造、或於前述單斜晶及三斜晶所選出的至少1種中混入斜方晶的結晶構造較佳。如此的氧化鎢粉末可安定地發揮優異的光觸媒性能。雖然要鑑定三氧化鎢的各結晶相的存在比率有困難,但以X線繞射法進行測量,符合前述的(1)~(4)的條件時,可推斷具有上述的結晶構造者。
而且,氧化鎢系粉末的顏色以L*a*b*表色系(L star.a ster‧b star表色系)表示時,氧化鎢系粉末係具有a*為-5以下、b*為5以上、L*為70以上的顏色較佳。氧化鎢系粉末係具有a*為-5以下、b*為5以上、L*為70以上的顏色較佳,且具有a*為-25~-8的範圍、b*為10~45的範圍、L*為85以上的顏色更佳。如此L*a*b*表色系的數值,表示氧化鎢系粉末具有從黃色至綠色附近的色調,且彩度或明度高。
氧化鎢系粉末具有如此光學特性時,可提高藉由可見光激發之光觸媒性能。認為氧化鎢粉末的色調,是基於氧缺損等所造成組成變動或光的照射等而變化者,具有上述的色調、彩度、明度時,可得到優良的光觸媒性能。具有藍色附近的色調時,可能是氧缺損等多,為如此的色調,則可確認光觸媒性能降低。
藉由使用具有如上述的粒徑(比表面積)、結晶構造、粉末色等,且提高結晶性之氧化鎢系粉末,可再現性佳地實現相對於照度60001x的照射時之氣體分解率(G1),照度25001x的照射時的氣體分解率(G2)之比為74%以上,且照度10001x的照射時的氣體分解率(G3)之比為50%以上,照度6001x的照射時的氣體分解率(G4)之比為37%以上的可見光應答型光觸媒粉末。其中,可見光應答型光觸媒粉末的性能並非僅以比表面積或粒徑即可提高者。
如前述,氧化鈦時,藉由摻合氮或硫而提高可見光的吸收性能,可提高可見光應答性。而且,藉由控制熱處理溫度提高結晶性,或使其擔持金屬,防止電子或電洞的再鍵結而可提高光觸媒活性。惟,現狀雖然亦有在顯著高的照度下,發揮高性能之氧化鈦,但隨著照度的降低而性能降低,在日常的150~500lx程度之低照度則無法得到實用的氣體分解性能。
相對於此,具有可見光的吸收性能之氧化鎢系粉末應用於可見光應答型光觸媒粉末的同時,如上述藉由控制氧化鎢系粉末的BET比表面積或平均粒徑(D50)、且結晶構造、粉末色等,再加上藉由提高氧化鎢系粉末的結晶性,可實現照度6000lx與照度2500lx之氣體分解率比(G2/G1比)為74%以上的特性。此仍因為兼具有藉由增大光觸媒粉末的比表面積而氣體吸附量增加,藉此可增加活性部位,且藉由提高結晶性而降低再鍵結的或然率之效果。
氧化鎢的能隙為2.5~2.8eV,氧化鈦因為更小而吸收可見光,故,可實現優異的可見光應答性。而且,因為氧化鎢的代表的結晶構造為ReO3
構造,故持有氧之反應活性高的結晶面易露出於表面最外層。因此,藉由吸附水而發揮高的親水性。或,因為藉由氧化所吸附的水而生成OH自由基,藉此可氧化分子或化合物,故可發揮比氧化鈦的銳鈦礦或金紅石結晶更優異的光觸媒性能。再加上,此實施形態的氧化鎢粉末因為於pH1~7的水溶液中的ζ電位為負,故分散性優異,因此可薄且無不均勻地塗佈於基材等。
光觸媒性能,可列舉例如分解乙醛或甲醛等的有機氣體之性能、親水性或抗菌‧除菌性能等。此實施形態的可見光應答型光觸媒粉末,照射430~500nm的光時的光觸媒性能優異。作為發出波長430~500nm的光之激發源,可列舉太陽光、螢光燈、藍色發光二極管、藍色雷射等。特別是,藍色發光二極管或藍色雷射,因為可僅釋出波長430~500nm的光,故較佳。
構成可見光應答型光觸媒粉末之氧化鎢粉末,可含有金屬元素作為微量的雜質。作為雜質元素之金屬元素的含量為2質量%以下較佳。雜質金屬元素,係鎢礦石中一般所含的元素或製造作為原料使用之鎢化合物等時所混入的污染元素等,可列舉例如Fe、Mo、Mn、Cu、Ti、Al、Ca、Ni、Cr、Mg等。使用此等元素作為複合材的構成元素時,並不受此限制。
接著,說明關於本發明的第3實施形態之可見光應答型光觸媒粉末。第3實施形態之可見光應答型光觸媒粉末,具備氧化鎢粉末或氧化鎢複合材粉末。如此的可見光應答型光觸媒粉末,係在以下所示的氣體分解試驗中,僅以波長為380nm以上的光照射照度為2001x的可見光時,顯示出5%以上的氣體分解率。而且,可見光應答型光觸媒粉末,僅以波長為380nm以上的光照射照度為1001x的可見光時的氣體分解率為2%以上,僅以波長為380nm以上的光照射照度為501x的可見光時的氣體分解率為1%以上較佳。
用於求得上述的氣體分解率之氣體分解試驗,係使用依據JIS-R-1701-1(2004)的氮氧化物的去除性能(分解能力)評估之流通式的裝置而實施。於流通式裝置中放入0.2g的試料之狀態下,使初期濃度10ppm的乙醛氣體流動而測量氣體濃度。在如此的氣體濃度中,將光照射前的氣體濃度定為A,將光照射起經過15分鐘以上,且已安定時的氣體濃度定為B。然後,由此等氣體濃度A與前述氣體濃度B基於[式:(A-B)/A100]所算出的值作為氣體分解率(%)。
一般而言可見光係表示波長為380~830nm的區域之光。為了評估在與使用環境同樣的可見光下的更優異的性能,此實施形態的評估係使用波長僅為380nm以上之可見光者。具體而言,作為光源係使用JIS-Z-9112所規定的白色螢光燈,使用阻隔波長低於380nm的光之紫外線阻隔濾光片,照射波長僅為380nm以上之可見光後進行評估較佳。作為白色螢光燈,例如使用東芝LIGHTING & TECHNOLOGY公司製FL20SS‧W/18或與其同等品。作為紫外線阻隔濾光片,例如使用日東樹脂工業公司製CLAREX N-169(商品名)或與其同等品。
在主要使用可見光應答型光觸媒之屋內,激發光為照明燈的光與來自窗戶的自然光,但居住空間之低照度的場所,大部份為僅具有藉由照明用燈之光的場所。因為一般最常使用之屋內照明光源為白色螢光燈,故此實施形態的可見光應答型光觸媒粉末的性能測量,係使用白色螢光燈實施。藉此,可得到最接近實用性能之值。第3實施形態的可見光應答型光觸媒粉末,與第1實施形態同樣,使用白色LED燈,照射僅為波長410nm以上的可見光時,顯示出同樣的氣體分解率者。
第3的實施形態的可見光應答型光觸媒粉末,因為在如上述的照度2001x的可見光的照射下、且在照度1001x的可見光的照射下及照度501x的可見光的照射下,顯示出優良的氣體分解率,故在照度低的室內環境等可得到光觸媒性能。亦即,即使在如住宅的起居室的團聚時或洗臉室等之2001x程度的照度下,基於5%以上的氣體分解率可得到優良的光觸媒性能,可提供目前為止未有的高感度的可見光應答型光觸媒粉末。而且,即使在室內之放置天花板、牆壁、家具或家電製品等場所之從1001x至501x程度之顯著低的照度下,基於2%以上(1001x照射)或1%以上(501x照射)的氣體分解率,可得到實用的光觸媒性能。
第3實施形態的可見光應答型光觸媒粉末,在作為其評估而廣泛地被使用的60001x之顯著高的照度下當然發揮高光觸媒性能。而且,即使如事務所或進行微細作業的場所之10001x程度的照度的環境下,如讀書時的6001x程度的日常的亮度的室內環境下,亦發揮優異的光觸媒性能。依據第3實施形態的可見光應答型光觸媒粉末,可在各種的照度下發揮氣體分解性能。
對可見光應答型光觸媒粉末照射照度2001x的可見光時的氣體分解率為15%以上較佳。照射照度1001x的可見光時的氣體分解率為10%以上,照射照度501x的可見光時的氣體分解率為5%以上更佳。依據符合此條件之可見光應答型光觸媒粉末,在住宅的起居室的團聚時或洗臉室等之室內環境下可得到優異的光觸媒性能。而且,即使在室內之放置天花板、牆壁、家具或家電製品場所等之顯著低的照度下,亦可得到優良的光觸媒性能。而且,第3實施形態係即使101x之少許光亦可得到光觸媒性能,可提供具有目前為止未有的特性之可見光應答型光觸媒粉末。
具有如上述的氣體分解率之可見光應答型光觸媒粉末,可藉由控制構成此之氧化鎢粉末或氧化鎢複合材粉末(氧化鎢系粉末)的粒徑(比表面積)、結晶構造、結晶性、粉末色等而得到。其中,氧化鎢複合材粉末,係使作為主成分之氧化鎢中,以50質量%以下的範圍含有例如由Ti、Fe、Cu、Zr、Ag、Pt、Pd、Mn、Al及Ce所選出的至少1種的金屬元素者。氧化鎢複合材粉末的具體的構成(複合形態或複合量等)、複合方法等,與第1實施形態同樣。
第3實施形態的可見光應答型光觸媒粉末中,構成其之氧化鎢系粉末具有4.1~820m2
/g範圍的BET比表面積較佳。此外,氧化鎢系粉末具有1~200nm範圍的平均粒徑較佳。其中,平均粒徑係由SEM或TEM等之照片的畫像解析,基於n=50個以上的粒子的平均粒徑(D50)而求得。平均粒徑(D50)可與由比表面積所換算的平均粒徑一致。
光觸媒粉末的性能,係比表面積大、粒徑小者較高。故,氧化鎢系粉末的BET比表面積低於4.1m2
/g時或平均粒徑超過200nm時,無法得到充分的光觸媒性能。另一方面,氧化鎢系粉末的BET比表面積超過820m2
/g時或平均粒徑低於1nm時,因為粒子變得太小,而作為粉末的操作性差,故實用性降低。氧化鎢系粉末的BET比表面積為8.2~420m2
/g的範圍更佳,平均粒徑為2~100nm的範圍較佳。
氧化鎢系粉末的BET比表面積為11~300m2
/g的範圍較佳,更佳為16~150m2
/g的範圍。平均粒徑為2.7~75nm的範圍較佳,更佳為5.5~51nm的範圍。將氧化鎢系粉末應用於可見光應答型光觸媒塗料等時,粒徑太小則粒子的分散性降低而塗料化變難。為了改善此問題點,使用平均粒徑為5.5nm以上的氧化鎢系粉末較佳。
第3實施形態中構成氧化鎢粉末或氧化鎢複合材粉末之氧化鎢,具有三氧化鎢的單斜晶及三斜晶所選出的至少1種的結晶構造、或於前述單斜晶及三斜晶所選出的至少1種中混入斜方晶的結晶構造較佳。如此的氧化鎢粉末可安定地發揮優異的光觸媒性能。雖然要鑑定三氧化鎢的各結晶相的存在比率有困難,但以X線繞射法進行測量,符合前述的(1)~(4)的條件時,可推斷具有上述的結晶構造者。
而且,氧化鎢系粉末的顏色以L*a*b*表色系(L star‧a ster‧b star表色系)表示時,氧化鎢系粉末係具有a*為-5以下、b*為5以上、L*為70以上的顏色較佳。氧化鎢系粉末係具有a*為-5以下、b*為5以上、L*為70以上的顏色較佳,且具有a*為-25~-8的範圍、b*為10~45的範圍、L*為85以上的顏色更佳。如此L*a*b*表色系的數值,表示氧化鎢系粉末具有從黃色至綠色附近的色調,且彩度或明度高。
氧化鎢系粉末具有如此光學特性時,可提高藉由可見光激發之光觸媒性能。認為氧化鎢粉末的色調,是基於氧缺損等所造成組成變動或光的照射等而變化者,具有上述的色調、彩度、明度時,可得到優良的光觸媒性能。具有藍色附近的色調時,可能是氧缺損等多,為如此的色調,則可確認光觸媒性能降低。
藉由使用具有如上述的粒徑(比表面積)、結晶構造、粉末色等,且提高結晶性之氧化鎢系粉末,可得到照射照度2001x的可見光時的氣體分解率為5%以上,且照射照度1001x的可見光時的氣體分解率為2%以上,照射照度501x的可見光時的氣體分解率為1%以上的可見光應答型光觸媒粉末。其中,可見光應答型光觸媒粉末的性能並非僅以比表面積或粒徑即可提高者。
如前述,氧化鈦時,藉由摻合氮或硫而提高可見光的吸收性能,可提高可見光應答性。而且,藉由控制熱處理溫度提高結晶性,或使其擔持金屬,防止電子或電洞的再鍵結而可提高光觸媒活性。惟,現狀雖然亦有在顯著高的照度下,發揮高性能之氧化鈦,但隨著照度的降低而性能降低,在日常的150~5001x程度之低照度則無法得到實用的光觸媒性能。而且,僅以101x程度的少許的光而顯示出活性者並不存在。
相對於此,具有可見光的吸收性能之氧化鎢系粉末應用於可見光應答型光觸媒粉末的同時,如上述藉由控制氧化鎢系粉末的BET比表面積或平均粒徑(D50)、且結晶構造、粉末色等,且提高氧化鎢系粉末的結晶性,可實現在2001x的照度下之5%以上的氣體分解率。此仍因為兼具有藉由增大光觸媒粉末的比表面積而氣體吸附量增加,藉此可增加活性部位,且藉由提高結晶性而降低再鍵結的或然率之效果。
氧化鎢的能隙為2.5~2.8eV,氧化鈦因為更小而吸收可見光,故,可實現優異的可見光應答性。而且,因為氧化鎢的代表的結晶構造為ReO3
構造,故持有氧之反應活性高的結晶面易露出於表面最外層。因此,藉由吸附水而發揮高的親水性。或,因為藉由氧化所吸附的水而生成OH自由基,藉此可氧化分子或化合物,故可發揮比氧化鈦的銳鈦礦或金紅石結晶更優異的光觸媒性能。再加上,此實施形態的氧化鎢粉末因為於pH1~7的水溶液中的ζ電位為負,故分散性優異,因此可薄且無不均勻地塗佈於基材等。
光觸媒性能,可列舉例如分解乙醛或甲醛等的有機氣體之性能、親水性或抗菌˙除菌性能等。此實施形態的可見光應答型光觸媒粉末,照射430~500nm的光時的光觸媒性能優異。作為發出波長430~500nm的光之激發源,可列舉太陽光、螢光燈、藍色發光二極管、藍色雷射等。特別是,藍色發光二極管或藍色雷射,因為可僅釋出波長430~500nm的光,故較佳。
構成可見光應答型光觸媒粉末之氧化鎢粉末,可含有金屬元素作為微量的雜質。作為雜質元素之金屬元素的含量為2質量%以下較佳。雜質金屬元素,係鎢礦石中一般所含的元素或製造作為原料使用之鎢化合物等時所混入的污染元素等,可列舉例如Fe、Mo、Mn、Cu、Ti、Al、Ca、Ni、Cr、Mg等。使用此等元素作為複合材的構成元素時,並不受此限制。
構成本發明的實施形態的可見光應答型光觸媒粉末之氧化鎢粉末,例如如以下作法所製作。氧化鎢粉末係應用昇華步驟而製作。此外,昇華步驟組合熱處理步驟亦有效。依據應用昇華步驟或昇華步驟與熱處理步驟的組合而製作的三氧化鎢粉末,可安定地實現如上述的結晶構造或BET比表面積。而且,以SEM或TEM評估粉末時,一次粒子的平均粒徑係近似於由BET比表面積所換算的值,可安定地提供粒徑偏差小的粉末。
首先,敍述關於昇華步驟。昇華步驟係藉由使金屬鎢粉末、鎢化合物粉末、或鎢化合物溶液,於氧氣體環境中昇華,得到三氧化鎢粉末之步驟。昇華係指從固相至氣相、或從氣相至固相的狀態變化,在未經過液相下引起的現象。藉由使作為原料之金屬鎢粉末、鎢化合物粉末、或鎢化合物溶液,一邊昇華一邊氧化,可得到微粉末狀態的氧化鎢粉末。
昇華步驟的原料(鎢原料),可使用金屬鎢粉末、鎢化合物粉末、或鎢化合物溶液的任一者。作為原料所使用的鎢化合物,可列舉例如三氧化鎢(WO3
)、二氧化鎢(WO2
)、低級氧化物等之氧化鎢、碳化鎢、鎢酸銨、鎢酸鈣、鎢酸等。
藉由使如上述的鎢原料的昇華步驟在氧氣體環境中進行,使金屬鎢粉末或鎢化合物粉末在瞬間由固相成為氣相,再藉由氧化已成為氣相的金屬鎢蒸氣而得到氧化鎢粉末。使用溶液時,經由鎢氧化物或化合物而成為氣相。如上述,藉由利用於氣相的氧化反應,可得到氧化鎢微粉末,而且,可控制氧化鎢微粉末的結晶構造。
作為昇華步驟的原料,由在氧氣體環境中昇華而得到的氧化鎢粉末中不易含有雜質而言,使用由金屬鎢粉末、氧化鎢粉末、碳化鎢粉末、及鎢酸銨粉末所選出的至少1種較佳。金屬鎢粉末或氧化鎢粉末,由不含以昇華步驟所形成的副生成物(氧化鎢以外的物質)之有害物而言,特別是作為昇華步驟的原料較佳。
作為原料所使用的鎢化合物,以含有鎢(W)與氧(O)之化合物作為其構成元素較佳。含有W及O作為構成成分,則於昇華步驟應用後述之感應偶合型電漿處理等時易瞬間被昇華。作為如此的鎢化合物,可列舉WO3
、W20
O58
、W18
O49
、WO2
等。此外,鎢酸、仲鎢酸銨、偏鎢酸銨之溶液或鹽等亦有效。
作為鎢原料之金屬鎢粉末或鎢化合物粉末,具有0.1~100μm範圍的平均粒徑較佳。鎢原料的平均粒徑為0.3μm~10μm的範圍更佳,再更佳為0.3μm~3μm的範圍,希望為0.3μm~1.5μm的範圍。使用具有上述範圍內的平均粒徑之金屬鎢粉末或鎢化合物粉末,則昇華易發生。
鎢原料的平均粒徑低於0.1μm時,因為原料粉過渡微細,而必須進行原料粉的事前調整,操作性降低,再加上價格變高,故對工業而言並不佳。鎢原料的平均粒徑超過100μm則不易引起均勻的昇華反應。即使平均粒徑大,只要以大的能量處理亦可產生均勻的昇華反應,但對工業而言並不佳。
昇華步驟中使鎢原料於氧氣體環境中昇華之方法,可列舉感應偶合型電漿處理、電弧放電處理、雷射處理、電子線處理、及氣體燃燒器處理所選出的至少1種的處理。此等之中,雷射處理或電子線處理係照射雷射或電子線而進行昇華步驟。雷射或電子線因為照射光點徑小,雖然要一次處理大量的原料則很費時,但具有不需要嚴格地控制原料粉的粒徑或供給量的安定性之優點。
感應偶合型電漿處理或電弧放電處理,雖然電漿或電弧放電的發生區域的調整為必要,但可一次使大量的原料粉於氧氣體環境中進行氧化反應。此外,可控制一次可處理的原料的量。氣體燃燒器處理雖然動力費比較便宜,但很難多量地處理原料粉或原料溶液,因此,氣體燃燒器處理由生產性之觀點而言為較劣的處理。再者,氣體燃燒器處理只要是對於使其昇華具有充分的能量者即可,並沒有特別的限制。可使用丙烷氣體燃燒器或乙炔氣體燃燒器等。
昇華步驟應用感應偶合型電漿處理時,係使用一般使用氬氣體或氧氣體使電漿發生,供給金屬鎢粉末或鎢化合物粉末至此電漿中之方法。供給鎢原料至電漿中之方法,可列舉例如將金屬鎢粉末或鎢化合物粉末與載氣一起吹入之方法、吹入使金屬鎢粉末或鎢化合物粉末分散於所定的液狀分散劑中之分散液之方法等。
作為將金屬鎢粉末或鎢化合物粉末吹入電漿中時所使用的載氣,可列舉例如空氣、氧、包含氧之惰性氣體等。此等之中,空氣因為低成本而較常被使用。載氣之外流入含氧的反應氣體時,或鎢化合物粉末為三氧化鎢時等,反應場所中未含有充分的氧時,可使用氬或氦等之惰性氣體作為載氣。反應氣體中使用氧或含氧的惰性氣體等較佳。使用含氧的惰性氣體時,設定氧量,使必要的氧量可充分地供給至氧化反應較佳。
應用使金屬鎢粉末或鎢化合物粉末與載氣一起吹入之方法的同時,藉由調整氣體流量或反應容器內的壓力等,易控制三氧化鎢粉末的結晶構造。具體而言,易得到具有由單斜晶及三斜晶所選出的至少1種(單斜晶、三斜晶、或單斜晶與三斜晶的混晶)、或於其中混在斜方晶的結晶構造之三氧化鎢粉末。三氧化鎢粉末的結晶構造,為單斜晶與三斜晶之混晶、或單斜晶與三斜晶與斜方晶的混晶更佳。
作為金屬鎢粉末或鎢化合物粉末的分散液的製作所使用的分散劑,可列舉分子中具有氧原子之液狀分散劑。使用分散液則原料粉的操作變容易。作為分子中具有氧原子之液狀分散劑,例如使用含有20容量%以上之由水及醇所選出的至少1種者。作為液狀分散劑使用的醇,例如由甲醇、乙醇、1-丙醇及2-丙醇所選出的至少1種較佳。因為水或醇容易因為電漿的熱而揮發,故不會妨礙原料粉的昇華反應或氧化反應,因為分子中含有氧而易促進氧化反應。
使金屬鎢粉末或鎢化合物粉末分散於分散劑而製作分散液時,金屬鎢粉末或鎢化合物粉末以10~95質量%的範圍含於分散液中較佳,更佳為40~80質量%的範圍。藉由使其以此範圍分散於分散液中,可使金屬鎢粉末或鎢化合物粉末均勻地分散於分散液中。均勻地分散則原料粉的昇華反應易均勻地發生。分散液中的含量低於10質量%,則原料粉的量太少而無法有效率地製造。超過95質量%,則分散液少,原料粉的黏性增大,因為易牢牢地黏住容器而操作性降低。
藉由應用將金屬鎢粉末或鎢化合物粉末製成分散液而吹入至電漿中之方法,易控制三氧化鎢粉末的結晶構造。具體而言,易得到具有單斜晶及三斜晶所選出的至少1種、或於其中混在斜方晶之結晶構造之三氧化鎢粉末。而且,藉由使用鎢化合物溶液作為原料,亦可均勻地進行昇華反應,且三氧化鎢粉末的結晶構造的控制性提高。如上述之使用分散液之方法,對於電弧放電處理亦可應用。
照射雷射或電子線而實施昇華步驟時,使用使金屬鎢或鎢化合物製成顆粒狀者作為原料較佳。雷射或電子線因為照射光點徑小,使用金屬鎢粉末、鎢化合物粉末則供給變困難,但藉由使用製成顆粒狀的金屬鎢或鎢化合物可有效率地使其昇華。雷射只要是對於使金屬鎢或鎢化合物昇華具有充分的能量者即可,並沒有特別的限制,但因為CO2
雷射為高能量而較佳。
對顆粒照射雷射或電子線時,使雷射光或電子線的照射源或顆粒的至少一方移動,則可使其有某程度大小的顆粒的全面有效地昇華。藉此,易得到具有單斜晶及三斜晶所選出的至少1種中混在斜方晶的結晶構造之三氧化鎢粉末。如上述的顆粒亦可應用於感應偶合型電漿處理或電弧放電處理。
構成實施形態的可見光應答型光觸媒粉末之氧化鎢粉末,僅藉由如上述的昇華步驟亦可得到,但對昇華步驟所製作的氧化鎢粉末實施熱處理步驟亦有效。熱處理步驟,係將昇華步驟所得到的三氧化鎢粉末,於氧化氣體環境中以所定的溫度與時間進行熱處理者。即使以昇華步驟的條件控制等,會有無法充分地形成三氧化鎢微粉末的情況,藉由施以熱處理可使氧化鎢粉末中的三氧化鎢微粉末的比例為99%以上,實質上為100%。而且,可以熱處理步驟將三氧化鎢微粉末的結晶構造調整至所定的構造。
作為熱處理步驟所使用的氧化氣體環境,可列舉例如空氣或含氧的氣體。含氧的氣體之意,係指含氧的惰性氣體。熱處理溫度為200~1000℃的範圍較佳,更佳為400~700℃。熱處理時間為10分鐘~5小時較佳,更佳為30分鐘~2小時。藉由使熱處理步驟的溫度及時間為上述範圍內,易由三氧化鎢以外的氧化鎢形成三氧化鎢。此外,為了得到缺陷少之結晶性佳的粉末,熱處理時的昇溫或降溫緩慢地實施較佳。熱處理時的急速的加熱或急冷,會導致結晶性的降低。
熱處理溫度低於200℃時,會有於昇華步驟無法充分得到為了使未變為三氧化鎢的粉末成為三氧化鎢的氧化效果之虞。因為熱處理溫度超過1000℃則氧化鎢微粒子急速地粒成長,故所得到的氧化鎢微粉末的比表面積易降低。而且,藉由以如上述的溫度與時間進行熱處理步驟,可調整三氧化鎢微粉末的結晶構造或結晶性。
氧化鎢粉末係為了光觸媒性能或製品特性、例如氣體分解性能或抗菌性的提昇,亦可含有過渡金屬元素。過渡金屬元素的含量為50質量%以下較佳。過渡金屬元素的含量超過50質量%,則會有作為可見光應答型光觸媒粉末的特性降低之虞。過渡金屬元素的含量為10質量%以下較佳,更佳為2質量%以下。過渡金屬元素係原子序21~29、39~47、57~79、89~109的元素,此等中又以使用由Ti、Fe、Cu,Zr、Ag及Pt所選出的至少1種較佳。過渡金屬元素的含有形態,係金屬,氧化物、複合氧化物、化合物等,使其混合或擔持亦可。此外,與鎢形成化合物亦可。
本發明的實施形態之可見光應答型光觸媒粉末,可直接作為可見光應答型光觸媒使用,或亦可使用使可見光應答型光觸媒粉末混合、擔持、含浸其他的材料等而得到的粉末(或粉末以外的形態的物質)作為可見光應答型光觸媒。此實施形態的可見光應答型光觸媒材料,以1~100質量%的範圍含有可見光應答型光觸媒粉末。可見光應答型光觸媒粉末的含量,依所望的特性而適當地選擇,但低於1質量%則無法充分地得到光觸媒性能。可見光應答型光觸媒粉末,例如與SiO2
、ZrO2
、Al2
O3、TiO2
等粒子混合,或亦可擔持於此等的粒子。此外,亦可使氧化鎢或氧化鎢複合材含浸於沸石等。
本發明的實施形態之可見光應答型光觸媒粉末,藉由與溶媒或添加物等混合,作為可見光應答型光觸媒塗料使用。可見光應答型光觸媒塗料的主成分,換成可見光應答型光觸媒粉末,亦可使用上述的可見光應答型光觸媒材料。可見光應答型光觸媒塗料中之光觸媒粉末或光觸媒材料的含量為0.1~90質量%的範圍。光觸媒粉末或光觸媒材料的含量低於0.1質量%則無法充分地得到光觸媒性能,超過90質量%則作為塗料的特性降低。
作為摻合於可見光應答型光觸媒塗料之溶媒或添加物,可列舉水、醇、分散劑、黏合劑等。黏合劑可為無機黏合劑、有機黏合劑、有機無機複合黏合劑的任一者。作為無機黏合劑,可列舉例如膠體二氧化矽、氧化鋁溶膠、氧化鋯溶膠等。有機無機複合黏合劑,係表示含有Si等之金屬元素作為構成成分之有機物者。作為有機黏合劑或有機無機複合黏合劑的有機成分,可使用聚矽氧烷樹脂等。
本發明的實施形態之可見光應答型光觸媒製品,係具備上述的可見光應答型的光觸媒粉末或光觸媒材料、或具備光觸媒塗料的塗佈層者。光觸媒製品,例如使光觸媒粉末或光觸媒材料附著或含浸於基材的製品、於基材塗佈光觸媒塗料的製品等。亦包含內部含有含浸光觸媒粉末的沸石、活性炭、多孔質陶瓷等的製品。
作為可見光應答型光觸媒製品的具體例子,可列舉空調、空氣清淨機、風扇機、冷藏庫、微波爐、洗碗烘碗機、電鍋、壺、IH加熱器、洗衣機、吸塵器、照明器具(燈、器具本體、燈罩等)、衛生用品、馬桶、洗臉台、鏡、浴室(牆壁、天花板、地板等)、建材(室內牆壁、天花板材、地板、外牆壁)、室內裝飾用品(窗簾、地毯、桌子、椅子、沙發、架、床、寢具等)、玻璃、窗框、扶手、門、把手、衣服、家電製品等所使用的過濾器等。此外,作為可見光應答型光觸媒製品的基材,可列舉玻璃、塑膠、丙烯酸等之樹脂、紙、纖維、金屬、木材等。特別是,於玻璃塗佈光觸媒塗料時,可得到的透明性高的玻璃。
本發明的實施形態之可見光應答型光觸媒製品,可應用於居住空間或汽車的室內空間所使用的零件。因為是高感度的光觸媒,故即使是在室內不易接觸陽光的場所,或低照度的場所,可發揮光觸媒性能。此外,因為汽車使用幾乎不使紫外線通過的玻璃,藉由使用可見光應答型光觸媒製品,對幾乎無紫外線的空間的有機氣體的分解或親水性、防污等發揮效果。即使使用如作為汽車的室內空間的室內裝飾使用的發光二極管或小型燈泡等,照度低的光源時,可發揮光觸媒性能。因此,即使在目前為止因為光源的問題等而有使用疑慮的場所或用途,亦可使用可見光應答型光觸媒製品,其應用範圍擴大。
{實施例]
接著,敍述關於本發明的具體的實施例及其評估結果。再者,以下的實施例係於昇華步驟中應用感應偶合型電漿處理,但本發明並不限定於此。
實施例1
首先,準備作為原料粉末之平均粒徑為0.5μm的三氧化鎢粉末。將此原料粉末與載氣(Ar)一起噴霧於RF電漿,再將作為反應氣體之氧以80L/min的流量流動。如此作法,經由使原料粉末一邊昇華一邊進行氧化反應之昇華步驟,製作氧化鎢粉末。氧化鎢粉末的製造條件列示於表1。
測量所得到的氧化鎢粉末的BET比表面積與平均粒徑(藉由TEM照片的畫像解析)。BET比表面積的測量,使用MOUNTECH公司製比表面積測量裝置Macsorb1201進行。前處理係於氮中以200℃×20分鐘的條件實施。TEM觀察係使用日立公司製H-7100FA,將放大照片施加畫像解析而抽取出粒子50個以上,求得體積基準的累積徑而計算出D50。BET比表面積與平均粒徑的測量結果列示於表2。
此外,實施氧化鎢粉末的X線繞射,X線繞射係使用RIGAKU公司製X線繞射裝置RINT-2000,使用Cu標靶、Ni濾鏡、石墨(002)單色光鏡進行。測量條件係管球電壓:40kV、管球電流:40mA、發散狹縫:1/2°、散射狹縫:自動、受光狹縫:0.15mm、2θ測量範圍:20~70°、掃描速度:0.5°/min、試樣寬:0.004°。當波峰強度的測量,不進行Kα2去除,僅進行平滑化與背景去除的處理。平滑化係使用Savizky-Golay(最小二乘法),製成過濾器測點(filter point)11。背景去除,係於測量範圍內以直線擬合、閾值σ3.0進行。基於X線繞射結果之氧化鎢粉末的結晶構造的鑑定結果列示於表2。
而且,基於L*a*b*表色系測量氧化鎢粉末的顏色。基於L*a*b*表色系之顏色測量,使用KONICA MINOLTA公司製分光測色計CM-2500d進行。L*a*b*的測量結果列示於表2。
接著,作為所得到的氧化鎢粉末的特性,測量乙醛的分解率。乙醛氣體的分解率,使用與JIS-R-1701-1(2004)的氮氧化物的去除性能(分解能力)評估同樣的流通式的裝置,以下述的條件進行。照射照度60001x、25001x、10001x、6001x的可見光時的氣體分解率列示於表3及圖1。實施例1的氧化鎢粉末的照度25001x之氣體分解率為86%,10001x之氣體分解率為66%,6001x的氣體分解率為48%。
而且,為了基於上述的25001x、10001x、6001x的照度下之氣體分解率評估低照度下的氣體分解性能,測量照射照度2001x、501x的可見光時的氣體分解率。此等的結果一併列示於表3及圖1。實施例1的氧化鎢粉末,即使在2001x之低的照度下,亦顯示出20%的氣體分解率,而且即使在501x之照度極低的條件下,亦顯示出7%的氣體分解率。由此等的結果,實施例1的氧化鎢粉末係在照度200~25001x的範圍,照度與氣體分解率顯示出非線形的關係,即使在低照度下亦顯示出實用的氣體分解性能。
乙醛氣體的分解試驗中,乙醛的初期濃度為10ppm、氣體流量為140mL/min、試料量為0.2g。試料的調整係塗佈於5×10cm的玻璃板後使其乾燥。粉末試料時,用水使其展開後使其乾燥。前處理係以黑燈照射12小時。光源使用白色螢光燈(東芝LIGHTING & TECHNOLOGY公司製、FL20SS‧W/18),使用紫外線阻隔濾光片(日東樹脂工業公司製、CLAREX N-169),阻隔低於380nm的波長之光。照度各調整至所定之值。開始時不照射光,等到沒有氣體吸附的安定狀態,安定後開始光照射。在此條件下照射光,測量15分鐘後的氣體濃度而求得到氣體分解率。惟,經過15分鐘後氣體濃度亦不安定時,持續至安定為止後測量濃度。作為氣體分析裝置,使用INOVA公司製Multi gas Monitor1412。
實施例2
除了將作為反應氣體之氬以80L/min、氧以5L/min的流量流動,將反應容器內的壓力調整至35kPa之減壓側以外,經過與實施例1同樣的昇華步驟而製作氧化鎢粉末。而且,將氧化鎢粉末於大氣中在400℃×1.5h的條件下進行熱處理。此時,以0.5h昇溫至熱處理溫度,熱處理後以2h冷卻至室溫為止。關於如此作法所得到的氧化鎢粉末,進行與實施例1同樣的測量、評估。氧化鎢粉末的製作條件列示於表1,粉末特性的測量結果列示於表2,氣體分解率的測量結果列示於表3及圖1。實施例2之氧化鎢粉末係在照度200~25001x的範圍,照度與氣體分解率顯示出非線形的關係,即使在低照度下亦顯示出實用的氣體分解性能。
實施例3~5
實施例3~5係實施與實施例1同樣的昇華步驟。實施例3係使作為反應氣體之氬以40L/min、空氣以40L/min的流量流動而實施昇華步驟,昇華步驟後以500℃×1h的條件實施熱處理步驟。此時,以0.5h昇溫至熱處理溫度,熱處理後以2h冷卻至室溫為止。實施例4係使作為反應氣體之氬以40L/min、空氣以100L/min的流量流動而實施昇華步驟,昇華步驟後以650℃×0.5h的條件實施熱處理步驟。此時,以0.5h昇溫至熱處理溫度,熱處理後以2h冷卻至室溫為止。實施例5係使作為反應氣體之氬以40L/min、氧以40L/min的流量流動而實施昇華步驟,昇華步驟後以850℃×0.25h的條件實施熱處理步驟。此時,以0.5h昇溫至熱處理溫度,熱處理後以2h冷卻至室溫為止。
關於所得到的氧化鎢粉末,進行與實施例1同樣的測量、評估。氧化鎢粉末的製作條件列示於表1,粉末特性的測量結果列示於表2,氣體分解率的測量結果列示於表3及圖1。實施例3~5之氧化鎢粉末係皆在照度200~25001x的範圍,照度與氣體分解率顯示出非線形的關係,即使在低照度下亦顯示出實用的氣體分解性能。
實施例6
除了使作為反應氣體之氬以40L/min、氧以40L/min的流量流動以外,與實施例1同樣作法實施昇華步驟後,於大氣中以950℃×1h的條件實施熱處理步驟。關於所得到的氧化鎢粉末,進行與實施例1同樣的測量、評估。氧化鎢粉末的製作條件列示於表1,粉末特性的測量結果列示於表2,氣體分解率的測量結果列示於表3及圖1。實施例6之氧化鎢粉末係在照度200~2500lx的範圍,照度與氣體分解率顯示出非線形的關係,在200lx的照度下則顯示出5%的氣體分解性率。此外,雖然在600~2500lx的照度下顯示出優良的氣體分解性能,因為結果劣於實施例1~5,故照度降低至50lx,則無法得到氣體分解性能。
比較例1
對經過與實施例5同樣的昇華步驟而製作的氧化鎢粉末,於大氣中以1050℃×0.25h的條件施以熱處理。關於所得到的氧化鎢粉末,進行與實施例1同樣的測量、評估。氧化鎢粉末的製作條件列示於表1,粉末特性的測量結果列示於表2,氣體分解率的測量結果列示於表3及圖1。因為氧化鎢粉末的BET比表面積為稍微小至4m2
/g,平均粒徑稍微大至215nm,故照度600~2500lx之氣體分解率低。而且,因為於200~2500lx範圍的照度與氣體分解率顯示出線形的關係,故50lx未顯示出氣體分解性能。認為此仍因為於高溫的熱處理產生粒成長。
比較例2
使用市售的氧化鎢粉末(RARE METALLIC公司製),作為試藥等,進行與實施例1同樣的測量、評估。粉末特性列示於表2、氣體分解率的測量結果列示於表3及圖1。藉由X線繞射結果推斷結晶系為單斜晶與三斜晶的混晶,BET比表面積為0.7m2
/g、平均粒徑為1210nm。比較例2的氧化鎢粉末因為比表面積小、粒徑顯著的大,雖然於6000lx確認有少許的氣體分解性能,但於2500lx、1000lx、600lx、200lx之任一者皆幾乎未顯示出氣體分解性能。
比較例3
於氧化鈦,為了提高可見光活性而製作擔持Pt的氧化鈦,進行與實施例1同樣的測量、評估。結晶系以外的粉末特性列示於表2、氣體分解率的測量結果列示於表3及圖1。BET比表面積大至210m2
/g、平均粒徑小至7.2nm。於6000lx及2500lx之氣體分解率比較高,但於1000lx、600lx、200lx之氣體分解率為29%、18%、5%,與實施例比較下僅能得到小的數值。因為於200~2500lx範圍的照度與氣體分解率顯示出線形的關係,故50lx未顯示出氣體分解性能,確認低照度則活性低。
比較例4
於氧化鈦,為了提高可見光活性而製作擔持Fe的氧化鈦,進行與實施例1同樣的測量、評估。結晶系以外的粉末特性列示於表2、氣體分解率的測量結果列示於表3及圖1。BET比表面積大至170m2
/g、平均粒徑小至8nm。於6000lx的氣體分解率非常高,於2500lx之氣體分解率比較高,但於1000lx、600lx、200lx之氣體分解率為26%、16%、4%,與實施例比較下僅能得到小的數值。因為於200~2500lx範圍的照度與氣體分解率顯示出線形的關係,故確認50lx幾乎未顯示出氣體分解性能,低照度則活性低。
如上述,得知於照度200~2500lx的範圍之照度與氣體分解率顯示出非線形的關係,於照度2500lx、1000lx、600lx的可見光的照射下顯示出高的氣體分解率之材料,即使於如起居室的團聚時或洗臉室之200lx程度的低照度下亦發揮高光觸媒性能。而且,可提供即使在室內之放置牆壁、家具或家電製品等場所之50lx前後的顯著低的照度下,亦顯示出氣體分解性能之高感度的可見光應答型光觸媒粉末。當然,如此的材料即使在60001x之高照度下亦發揮優異的光觸媒性能。
實施例7
實施例3所得到的氧化鎢粉末中混合1質量%的氧化銅(CuO)粉末。關於如此作法所得到的氧化鎢粉末,進行與實施例1同樣的測量氣體分解率。於照度60001x、25001x、10001x、6001x的照射下之氣體分解率,各高至96%、90%、75%、61%,其結果係於照度2001x、501x的照射下的氣體分解率亦各顯示出36%、16%之優良數值。由此測量結果確認於低照度下顯示出優良的氣體分解性能。
實施例8
添加5質量%實施例3所製作的氧化鎢粉末、0.05質量%膠體二氧化矽而製作水系塗料。藉由將其塗佈於玻璃而使其乾燥,製作具有光觸媒被覆層之玻璃。關於如此的玻璃,與粉末同樣地測量氣體分解率。其結果,確認照度2001x的照射下的氣體分解率顯示出10%之優良數值。
而且,將上述的塗料塗佈於汽車的室內空間的玻璃,結果香煙的臭味降低,又玻璃不易變髒。另外,關於塗佈此塗料的玻璃,評估親水性的結果,接觸角為1°以下,表現出超親水性。此外,使用金黃葡萄球菌、大腸菌或黴菌進行抗菌性的評估的結果,確認皆顯示出優異的抗菌性。實施例的可見光應答型光觸媒粉末,係乙醛等之有機氣體的分解性能優異,此外光觸媒被覆層係透過率高,視覺上不易發生色不均等之問題。因此,適合使用於汽車的室內空間所使用的構件或工廠、商店、公共設施、住宅等所使用的建材、內裝材、家電等。
實施例9、10
實施例3及實施例5所得到的氧化鎢粉末中,各混合15質量%的Pd粉末。關於如此作法所得到的氧化鎢複合材粉末,進行與實施例1同樣的測量氣體分解率。於照度200lx的照射下的氣體分解率各顯示出40%、17%之值,不論粒徑如何,皆顯示出比混合Pd前高的值。惟,因為粉末的顏色黑,故製作塗料時喪失透明性。
實施例11
使實施例3所得到的氧化鎢粉末分散於氯化鐵水溶液。離心分離此分散液,進行2次藉由上澄清的去除與水的追加之洗淨。然後,藉由使上澄清去除後的粉末以110℃乾燥12小時,製作含有1質量%Fe之氧化鎢複合材粉末。與實施例1同樣地測量氧化鎢複合材粉末的氣體分解率。其結果,於照度200lx的可見光的照射下,氣體分解率顯示出35%之高的數值。
實施例12
以與實施例11同樣的方法,使用氯化銅水溶液製作含有0.3質量%Cu之氧化鎢複合材粉末。與實施例1同樣地測量氧化鎢複合材粉末的氣體分解率。其結果,於照度2001x的可見光的照射下,氣體分解率顯示出37%之高的數值。
實施例13
以與實施例11同樣的方法,使用硝酸銀水溶液製作含有0.5質量%Ag之氧化鎢複合材粉末。與實施例1同樣地測量氧化鎢複合材粉末的氣體分解率。其結果,於照度2001x的可見光的照射下,氣體分解率顯示出32%之高的數值。
實施例14~17
以與實施例11同樣的方法,使用氯化鈀水溶液製作各含有2質量%、0.5質量%Pd之氧化鎢複合材粉末,得到實施例14及實施例15的粉末。而且,除了使用實施例1及實施例5所得到的氧化鎢粉末以外,與實施例15同樣地製作氧化鎢複合材粉末,得到實施例16及實施例17的粉末。與實施例1同樣地測量此等粉末的氣體分解率。其結果,於照度2001x的可見光的照射下,氣體分解率各顯示出35%、45%、34%、29%之值,不論粒徑如何,皆顯示出比添加Pd前高的值。惟,Pd的含有率為2質量%者,可能因為Pd過多存在於氧化鎢粒子的周圍,故氣體分解性能低於含有0.5質量%Pd者。
實施例18
使將實施例3所得到的氧化鎢粉末分散於氯化鉑酸水溶液,進行可見光照射與甲醇投入,進行藉由光析出法之擔持。進行離心分離,進行2次之藉由上澄清的去除與水的追加之洗淨後,使上澄清去除後的粉末以110℃乾燥12小時,製作含有0.1質量%Pt之氧化鎢複合材粉末。與實施例1同樣地測量此等粉末的氣體分解率。其結果,於照度2001x的可見光的照射下,氣體分解率顯示出47%之高的數值。
實施例19~21
實施例3所得到的氧化鎢粉末中,以70質量%、40質量%、10質量%的比例混合氧化鈦粉末ST-01(商品名、石原產業公司製),製作實施例19、實施例20及實施例21的氧化鎢複合材粉末。混合係使用乳鉢進行。與實施例1同樣地測量此等粉末的氣體分解率。其結果,於照度2001x的可見光的照射下,氣體分解率各顯示出18%、34%、37%之高的數值。實施例19的氧化鎢複合材粉末,因為氧化鎢過少,故性能稍微落後,但此外顯示出比混合前高的值。
實施例22、23
除了使用實施例1及實施例5所得到的氧化鎢粉末以外,與實施例21同樣的方法混合10質量%氧化鈦粉末,製作實施例22及實施例23的粉末。與實施例1同樣地測量此等粉末的氣體分解率。其結果,於照度2001x的可見光的照射下,氣體分解率各顯示出30%、24%之值,確認氣體分解率比氧化鈦粉末的混合前提高。
實施例24
使實施例3所得到的氧化鎢粉末,分散於氧化鈦溶膠STS-01(商品名、石原產業公司製)後,藉由以110℃使其乾燥12小時,製作含有5質量%TiO2
之氧化鎢複合材粉末。與實施例1同樣地測量此等粉末的氣體分解率。其結果,於照度2001x的可見光的照射下,氣體分解率顯示出39%之高的數值。認為因為比以TiO2
粉末混合時,TiO2
更均勻地分散,故可得到高的性能。
實施例25
以與實施例7同樣的方法,製作於實施例3所得到的氧化鎢粉末中混合20質量%CuO粉末之粉末。與實施例1同樣地測量此等粉末的氣體分解率。其結果,於照度2001x的可見光的照射下,氣體分解率顯示出26%。惟,可能是因為CuO的含量過多,故特性比以1質量%的比例混合的粉末低,此外因為粉末的顏色黑,故製作塗料時喪失透明性。
實施例26
實施例3所得到的氧化鎢粉末中混合0.5質量%的氧化鋯(ZrO2
)粉末。與實施例1同樣地測量此粉末的氣體分解率。其結果,於照度2001x的可見光的照射下,氣體分解率顯示出32%之高的數值。
實施例27
使實施例3所得到的氧化鎢粉末,分散於氧化鋁溶膠,使此分散液以110℃乾燥12小時,製作含有2質量%A12
O3
之粉末。與實施例1同樣地測量此粉末的氣體分解率。其結果,於照度2001x的可見光的照射下,氣體分解率為32%,顯示出與混合前同等以上的特性。
施例28~30
實施例3所得到的氧化鎢粉末中,以10質量%、2質量%、0.5質量%的比例混合碳化鎢(WC)粉末,製作實施例28、實施例29及實施例30的粉末。與實施例1同樣地測量此等粉末的氣體分解率。其結果,於照度2001x的可見光的照射下,氣體分解率各顯示出21%、31%、35%之值。實施例28可能是因為WC過多,變成低於混合前之值,但實施例29及實施例30顯示出與混合前同等以上之值。惟,因為WC的含有率愈高粉末的顏色變愈黑,故製作塗料時喪失透明性。
實施例31
使用實施例3所得到的氧化鎢粉末與水,以玻珠研磨機進行分散處理,製作濃度為10%質量的水系分散液。於其中混合氯化鈰水溶液,製作Ce與WO3
之質量比為1:999的溶液。將此溶液塗佈於玻璃板後,以110℃使其乾燥0.5小時,得到實施例31的試料。為了比較,亦僅用混合氯化鈰前的水分散液製作同樣的試料。與實施例1同樣地測量此等試料的氣體分解率。其結果,於照度2001x的可見光的照射下,氣體分解率顯示出20%之值,為與Ce添加前同等之值。
實施例32
將實施例31所製作的試料,再於大氣中以350℃進行1小時加熱處理。與實施例1同樣地測量此試料的氣體分解率。其結果,於照度2001x的可見光的照射下,氣體分解率各顯示出28%之值,顯示出比僅以110℃乾燥的試料(實施例31)高的值。認為藉由提高加熱溫度,因為多餘的水分或氯化物等減少,故特性提昇。
實施例33
與實施例31同樣地,製作使用實施例3的粉末之氧化鎢10質量%的水系分散液,於其中混合硝酸鎳水溶液,製作Ni與WO3
之質量比為1:999的溶液。將此溶液塗佈於玻璃板後,以110℃使其乾燥0.5小時,再於大氣中以350℃加熱1小時,得到實施例33的試料。與實施例1同樣地測量此試料的氣體分解率。其結果,於照度2001x的可見光的照射下,氣體分解率顯示出25%之值,顯示出與Ni添加前高的值。
實施例34
與實施例33同樣地,製作使用實施例3的粉末之氧化鎢10質量%的水系分散液,於其中混合氯化錳水溶液,製作Mn與WO3
之質量比為1:999的溶液。將此溶液塗佈於玻璃板後,以110℃使其乾燥0.5小時,再於大氣中以350℃加熱1小時,得到實施例33的試料。與實施例1同樣地測量此試料的氣體分解率。其結果,於照度2001x的可見光的照射下,氣體分解率顯示出27%,顯示出比Mn添加前高的值。確認上述的各實施例的試料皆顯示出高的親水性,具有抗菌、抗黴菌性。
實施例35
首先,準備作為原料粉末之平均粒徑為0.5μm的三氧化鎢粉末。將此原料粉末與載氣(Ar)一起噴霧於RF電漿,再將作為反應氣體之氧以80L/min的流量流動。如此作法,經由使原料粉末一邊昇華一邊進行氧化反應之昇華步驟,製作氧化鎢粉末。氧化鎢粉末的製造條件列示於表4。
與實施例1同樣作法測量所得到的氧化鎢粉末的BET比表面積與平均粒徑(藉由TEM照片的畫像解析)。BET比表面積與平均粒徑的測量結果列示於表5。此外,與實施例1同樣地實施氧化鎢粉末的X線繞射。基於X線繞射結果之氧化鎢粉末的結晶構造的鑑定結果列示於表5。而且,與實施例1同樣地基於L*a*b*表色系測量氧化鎢粉末的顏色。L*a*b*的測量結果列示於表5。
接著,作為所得到的氧化鎢粉末的特性,測量乙醛的分解率。乙醛氣體的分解率,使用與JIS-R-1701-1(2004)的氮氧化物的去除性能(分解能力)評估同樣的流通式的裝置,以下述的條件進行。照射照度60001x、25001x、10001x、6001x的可見光時的氣體分解率列示於表6。實施例35的氧化鎢粉末的照度25001x之氣體分解率為86%,10001x之氣體分解率為66%,6001x的氣體分解率為48%。
而且,為了基於上述的25001x、10001x、6001x的照度下之氣體分解率評估低照度下的氣體分解性能,測量照射照度2001x、501x的可見光時的氣體分解率。此等的結果一併列示於表6。實施例35的氧化鎢粉末,即使在2001x之低的照度下,亦顯示出20%的氣體分解率,而且即使在501x之照度極低的條件下,亦顯示出7%的氣體分解率。由此等的結果,確認實施例35的氧化鎢粉末係在照度200~25001x的範圍,照度與氣體分解率顯示出非線形的關係,即使在低照度下亦顯示出實用的氣體分解性能。
乙醛氣體的分解試驗中,乙醛的初期濃度為10ppm、氣體流量為140mL/min、試料量為0.2g。試料的調整係塗佈於5×10cm的玻璃板後使其乾燥。粉末試料時,用水使其展開後使其乾燥。前處理係以黑燈照射12小時。光源使用日亞化學公司製的NSPW-510CS作為白色LED,照度調整至各所定的值。開始時不照射光,等到沒有氣體吸附的安定狀態。安定後開始光照射。在此條件下照射光,測量15分鐘後的氣體濃度而求得到氣體分解率。惟,經過15分鐘後氣體濃度亦不安定時,持續至安定為止後測量濃度。作為氣體分析裝置,使用INOVA公司製Multi gas Monitor1412。
實施例36
除了將作為反應氣體之氬以80L/min、氧以5L/min的流量流動,將反應容器內的壓力調整至35kPa減壓側以外,經過與實施例35同樣的昇華步驟而製作氧化鎢粉末。而且,將氧化鎢粉末於大氣中在400℃×1.5h的條件下進行熱處理。此時,以0.5小時昇溫至熱處理溫度,熱處理後以2小時冷卻至室溫為止。關於如此作法所得到的氧化鎢粉末,進行與實施例35同樣的測量、評估。氧化鎢粉末的製作條件列示於表4,粉末特性的測量結果列示於表5,氣體分解率的測量結果列示於表6。實施例36之氧化鎢粉末係在照度200~25001x的範圍,照度與氣體分解率顯示出非線形的關係,即使在低照度下亦顯示出實用的氣體分解性能。
實施例37~39
實施例37~39係實施與實施例35同樣的昇華步驟。實施例37係使作為反應氣體之氬以40L/min、空氣以40L/min的流量流動而實施昇華步驟,昇華步驟後以500℃×1h的條件實施熱處理步驟。以0.5小時昇溫至熱處理溫度,熱處理後以2小時冷卻至室溫為止。實施例38係使作為反應氣體之氬以40L/min、空氣以100L/min的流量流動而實施昇華步驟,昇華步驟後以650℃×0.5h的條件實施熱處理步驟。以0.5小時昇溫至熱處理溫度,熱處理後以2小時冷卻至室溫為止。實施例39係使作為反應氣體之氬以40L/min、氧以40L/min的流量流動而實施昇華步驟,昇華步驟後以850℃×0.25h的條件實施熱處理步驟。以0.5小時昇溫至熱處理溫度,熱處理後以2小時冷卻至室溫為止。
關於所得到的氧化鎢粉末,進行與實施例35同樣的測量、評估。氧化鎢粉末的製作條件列示於表4,粉末特性的測量結果列示於表5,氣體分解率的測量結果列示於表6。實施例37~39之氧化鎢粉末係在照度200~25001x的範圍,照度與氣體分解率顯示出非線形的關係,即使在低照度下亦顯示出實用的氣體分解性能。
實施例40
除了使作為反應氣體之氬以40L/min、氧以40L/min的流量流動以外,與實施例35同樣作法實施昇華步驟後,於大氣中以950℃×1h的條件實施熱處理步驟。關於所得到的氧化鎢粉末,進行與實施例35同樣的測量、評估。氧化鎢粉末的製作條件列示於表4,粉末特性的測量結果列示於表5,氣體分解率的測量結果列示於表6。實施例40之氧化鎢粉末係在照度200~2500lx的範圍,照度與氣體分解率顯示出非線形的關係,在200lx的照度下則顯示出5%的氣體分解性率。此外,雖然在600~2500lx的照度下顯示出優良的氣體分解性能,因為結果劣於實施例35~39,故照度降低至50lx,則無法得到氣體分解性能。
比較例5
對經過與實施例39同樣的昇華步驟而製作的氧化鎢粉末,於大氣中以1050℃×0.25h的條件施以熱處理。關於所得到的氧化鎢粉末,進行與實施例35同樣的測量、評估。氧化鎢粉末的製作條件列示於表4,粉末特性的測量結果列示於表5,氣體分解率的測量結果列示於表6。因為氧化鎢粉末的BET比表面積為稍微小至4m2
/g,平均粒徑稍微大至215nm,故照度600~2500lx之氣體分解率低。而且,因為於200~2500lx範圍的照度與氣體分解率顯示出線形的關係,故50lx末顯示出氣體分解性能。認為此仍因為於高溫的熱處理產生粒成長。
比較例6
使用市售的氧化鎢粉末(RARE METALLIC公司製),作為試藥等,進行與實施例35同樣的測量、評估。粉末特性列示於表5、氣體分解率的測量結果列示於表6。藉由X線繞射結果推斷結晶系為單斜晶與三斜晶的混晶,BET比表面積為0.7m2
/g、平均粒徑為1210nm。比較例6的氧化鎢粉末因為比表面積小、粒徑顯著的大,雖然於60001x確認有少許的氣體分解性能,但於25001x、10001x、6001x、2001x之任一者皆幾乎未顯示出氣體分解性能。
比較例7
於氧化鈦,為了提高可見光活性而製作擔持Pt的氧化鈦,進行與實施例35同樣的測量、評估。結晶系以外的粉末特性列示於表5、氣體分解率的測量結果列示於表6。BET比表面積大至210m2
/g、平均粒徑小至7.2nm。於60001x及25001x之氣體分解率比較高,但於10001x、6001x、2001x之氣體分解率為20%、13%、3%,與實施例比較下僅能得到小的數值。因為於200~25001x範圍的照度與氣體分解率顯示出線形的關係,故確認501x幾乎未顯示出氣體分解性能,低照度則活性低。
比較例8
於氧化鈦,為了提高可見光活性而製作擔持Fe的氧化鈦,進行與實施例35同樣的測量、評估。結晶系以外的粉末特性列示於表5、氣體分解率的測量結果列示於表6。BET比表面積大至170m2
/g、平均粒徑小至8nm。於6000lx的氣體分解率非常高,於2500lx之氣體分解率亦比較高,但於1000lx、600lx、200lx之氣體分解率為20%、11%、3%,與實施例比較下僅能得到小的數值。因為於200~2500lx範圍的照度與氣體分解率顯示出線形的關係,故確認50lx幾乎未顯示出氣體分解性能,低照度則活性低。
如上述,得知於照度200~2500lx的範圍之照度與氣體分解率顯示出非線形的關係,於照度2500lx、1000lx、600lx的可見光的照射下顯示出高的氣體分解率之材料,即使於如起居室的團聚時或洗臉室之200lx程度的低照度下亦發揮高光觸媒性能。而且,可提供即使在室內之放置牆壁、家具或家電製品等場所之50lx前後的顯著低的照度下,亦顯示出氣體分解性能之高感度的可見光應答型光觸媒粉末。當然,如此的材料即使在6000lx之高照度下亦發揮優異的光觸媒性能。
實施例41
實施例37所得到的氧化鎢粉末中混合1質量%的氧化銅(CuO)粉末。關於如此作法所得到的氧化鎢粉末,進行與實施例1同樣的測量氣體分解率。於照度60001x、25001x、10001x、6001x的照射下之氣體分解率,各高至96%、90%、75%、61%,其結果係於照度2001x、501x的照射下的氣體分解率亦各顯示出36%、16%之優良的數值。由此測量結果確認於低照度下顯示出優良的氣體分解性能。
實施例42
添加5質量%實施例37所製作的氧化鎢粉末、0.05質量%膠體二氧化矽而製作水系塗料。藉由將其塗佈於玻璃而使其乾燥,製作具有光觸媒被覆層之玻璃。關於如此的玻璃,與粉末同樣地測量氣體分解率。其結果,確認照度2001x的照射下的氣體分解率顯示出10%之優良數值。
而且,將上述的塗料塗佈於汽車的室內空間的玻璃,結果香煙的臭味降低,又玻璃不易變髒。另外,關於塗佈此塗料的玻璃,評估親水性的結果,接觸角為1°以下,表現出超親水性。此外,使用金黃葡萄球菌、大腸菌或黴菌進行抗菌性的評估的結果,確認皆顯示出優異的抗菌性。實施例的可見光應答型光觸媒粉末,係乙醛等之有機氣體的分解性能優異,此外光觸媒被覆層係透過率高,視覺上不易發生色不均等之問題。因此,適合使用於汽車的室內空間所使用的構件或工廠、商店、學校、公共設施、醫院、福祉設施、住宿設施、住宅等所使用的建材、內裝材、家電等。製作組入實施例的可見光應答型光觸媒材料與白色LED之空氣清淨機,得到脫臭效果。此外框體使用半透明的樹脂,適度對外部照射白色LED的光之構成,可確認空氣清淨機的運轉狀態,此外裝飾性提昇。
實施例43
使用實施例37、39的氧化鎢粉末,與實施例9~34同樣地製作氧化鎢複合材粉末,與實施例35同樣地評估此等粉末的特性的結果,確認特性的提昇與實施例9~34同樣。
實施例44
準備作為原料粉末之平均粒徑為0.5μm的三氧化鎢粉末,將此原料粉末與載氣(Ar)一起噴霧於RF電漿,再將作為反應氣體之氧以75L/min的流量流動。如此作法,經由使原料粉末一邊昇華一邊進行氧化反應之昇華步驟,製作氧化鎢粉末。氧化鎢粉末的製造條件列示於表7。
與實施例1同樣作法測量所得到的氧化鎢粉末的BET比表面積與平均粒徑(藉由TEM照片的畫像解析)。此外,與實施例1同樣地實施氧化鎢粉末的X線繞射。基於X線繞射結果之氧化鎢粉末的結晶構造的鑑定結果列示於表8。而且,與實施例1同樣地基於L*a*b*表色系測量氧化鎢粉末的顏色,L*a*b*的測量結果列示於表8。
接著,作為所得到的氧化鎢粉末的特性,測量乙醛的分解率。乙醛氣體的分解率,使用與JIS-R-1701-1(2004)的氮氧化物的去除性能(分解能力)評估同樣的流通式的裝置,以下述的條件進行。各自測量照射照度60001x、25001x、10001x、6001x的可見光時的氣體分解率。於25001x、10001x、6001x的氣體分解率相對於照度60001x的氣體分解率之比列示於表9。而且,測量氧化鎢粉末發揮氣體分解性能之最低照度,此等的結果一併列示於表9。
實施例44的氧化鎢粉末,於25001x的氣體分解率(G2)相對於照度60001x之氣體分解率(G1)之比(G2/G1)為88%。實施例44的氧化鎢粉末,相對於照度60001x之氣體分解率(G1),於10001x的氣體分解率(G3)之比(G3/G1)為66%,於6001x的氣體分解率(G4)之比(G4/G1)為48%。如上述,實施例44的氧化鎢粉末係隨著照度的降低,氣體分解率的低下受到抑制,其結果,即使在101x之照度極低的條件下,亦顯示出2%的氣體分解率,確認即使在低照度下亦可得到優良的氣體分解性能。
乙醛氣體的分解試驗中,乙醛的初期濃度為10ppm、氣體流量為140mL/min、試料量為0.2g。試料量為0.2g較佳,但不得已時,可為以同一試料量可進行各照度下的測量者。試料的調整係塗佈於5×10cm的玻璃板後使其乾燥。粉末試料時,用水使其展開後使其乾燥。前處理係以黑燈照射12小時。光源使用白色螢光燈(東芝LIGHTING&TECHNOLOGY公司製、FL20SS.W/18),使用紫外線阻隔濾光片(日東樹脂工業公司製、CLAREX N-169),阻隔低於380nm的波長之光。照度各調整至所定之值。開始時不照射光,等到沒有氣體吸附的安定狀態。安定後開始光照射。在此條件下照射光,測量15分鐘後的氣體濃度而求得到氣體分解率。惟,經過15分鐘後氣體濃度亦不安定時,持續至安定為止後測量濃度。作為氣體分析裝置,使用INOVA公司製Multi gas Monitor1412。
實施例45
除了將作為反應氣體之氬以80L/min、氧以5L/min的流量流動,將反應容器內的壓力調整至35kPa減壓側以外,經過與實施例44同樣的昇華步驟而製作氧化鎢粉末。而且,將氧化鎢粉末於大氣中在400℃×1h的條件下進行熱處理。此時,以0.5小時昇溫至熱處理溫度,熱處理後以2小時冷卻至室溫為止。關於如此作法所得到的氧化鎢粉末,進行與實施例44同樣的測量、評估。氧化鎢粉末的製作條件列示於表7,粉末特性的測量結果列示於表8,氣體分解率的測量結果列示於表9。實施例45的氧化鎢粉末,確認即使在10lx之照度極低的條件下,亦顯示出9%的氣體分解率,即使低照度下亦可得到優良的氣體分解性能。
實施例46~48
實施例46~48係實施與實施例44同樣的昇華步驟。實施例46係使作為反應氣體之氬以40L/min、空氣以40L/min的流量流動而實施昇華步驟,昇華步驟後以500℃×0.75h的條件實施熱處理步驟。以0.5小時昇溫至熱處理溫度,熱處理後以2小時冷卻至室溫為止。實施例47係使作為反應氣體之氬以40L/min、空氣以100L/min的流量流動而實施昇華步驟,昇華步驟後以600℃×1h的條件實施熱處理步驟。以0.5小時昇溫至熱處理溫度,熱處理後以2小時冷卻至室溫為止。實施例48係使作為反應氣體之氬以40L/min、氧以40L/min的流量流動而實施昇華步驟,昇華步驟後以800℃×0.5h的條件實施熱處理步驟。以0.5小時昇溫至熱處理溫度,熱處理後以2小時冷卻至室溫為止。
關於所得到的氧化鎢粉末,進行與實施例44同樣的測量、評估。氧化鎢粉末的製作條件列示於表7,粉末特性的測量結果列示於表8,氣體分解率的測量結果列示於表9。實施例46的氧化鎢粉末,於101x的照度下顯示出7%的氣體分解率,實施例47及實施例48的氧化鎢粉末,各自於同照度下顯示出4%、1%的氣體分解率。由此等的結果,確認實施例46~48即使於低照度下,皆顯示出優良的氣體分解性能。
實施例49
除了使作為反應氣體之氬以40L/min、氧以40L/min的流量流動以外,與實施例44同樣作法實施昇華步驟後,於大氣中以950℃×0.75h的條件實施熱處理步驟。關於所得到的氧化鎢粉末,進行與實施例44同樣的測量、評估。氧化鎢粉末的製作條件列示於表7,粉末特性的測量結果列示於表8,氣體分解率的測量結果列示於表9。實施例49之氧化鎢粉末,於2500~6001x的照度下顯示出優良的氣體分解性能,結果劣於實施例44~48。因此,照度降低至101x,則無法得到氣體分解性能,但於501x的照度下顯示出1%的氣體分解率。
比較例9
對經過與實施例46同樣的昇華步驟而製作的氧化鎢粉末,於大氣中以1050℃×0.25h的條件施以熱處理。關於所得到的氧化鎢粉末,進行與實施例44同樣的測量、評估。氧化鎢粉末的製作條件列示於表7,粉末特性的測量結果列示於表8,氣體分解率的測量結果列示於表9。因為氧化鎢粉末的BET比表面積為稍微小至4m2
/g,平均粒徑稍微大至215nm,相對於60001x的氣體分解率,於25001x的氣體分解率之比低,於10001x及6001x的氣體分解率之比亦低。其結果,2001x顯示少許氣體分解率,但1001x未顯示出氣體分解性能。認為此仍因為於高溫的熱處理產生粒成長。
比較例10
使用市售的氧化鎢粉末(RARE METALLIC公司製),作為試藥等,進行與實施例44同樣的測量、評估。粉末特性列示於表8、氣體分解性能的測量結果列示於表9。藉由X線繞射結果推斷結晶系為單斜晶與三斜晶的混晶,BET比表面積為0.7m2
/g、平均粒徑為1210nm。比較例10的氧化鎢粉末因為比表面積小、粒徑顯著的大,於6000lx顯示出少許的氣體分解率,但於2500lx以下未顯示出氣體分解率。
比較例11
為了提高可見光活性而製作擔持Pt的氧化鈦,進行與實施例44同樣的測量、評估。結晶系以外的粉末特性列示於表8、氣體分解率的測量結果列示於表9。BET比表面積大至210m2
/g、平均粒徑小至7.2nm。相對於6000lx的氣體分解率,於2500lx的氣體分解率之比為89%,比較高,但於1000lx及600lx的氣體分解率之比低至40%、25%。其結果,於100lx停滯於1%之低的氣體分解率,於50lx未顯示出氣體分解性能,確認低照度則活性低。
比較例12
為了提高可見光活性而製作擔持Fe的氧化鈦,進行與實施例44同樣的測量、評估。結晶系以外的粉末特性列示於表8、氣體分解率的測量結果列示於表9。BET比表面積大至170m2
/g、平均粒徑小至8nm。相對於6000lx的氣體分解率,於2500lx的氣體分解率之比低至63%,但於1000lx及600lx的氣體分解率之比亦低至27%、16%。其結果,於200lx停滯於4%之低的氣體分解率,於100lx未顯示出氣體分解性能,確認低照度則活性低。
如上述,得知於照度2500lx、1000lx、600lx的可見光的照射下維持高的氣體分解性能之材料,即使於如起居室的團聚時或洗臉室之200lx程度的低照度下亦發揮高光觸媒性能。而且,可提供即使在室內之放置天花板、牆壁、地板、家具或家電製品等場所之50lx前後的顯著低的照度下,亦顯示出氣體分解性能之高感度的可見光應答型光觸媒粉末。當然,如此的材料即使在6000lx之高照度下亦發揮優異的光觸媒性能。
實施例50
實施例46所得到的氧化鎢粉末中混合1質量%的氧化銅(CuO)粉末。關於如此作法所得到的氧化鎢粉末,進行與實施例44同樣的測量氣體分解率。2500lx、1000lx及600lx的氣體分解率相對於6000lx的氣體分解率之比,各高至94%、78%、64%。其結果,確認即使在10lx之照度下,亦顯示出8%的氣體分解率,即使低照度下亦可得到優良的氣體分解性能。
實施例51
添加5質量%實施例46所製作的氧化鎢粉末、0.05質量%膠體二氧化矽而製作水系塗料。藉由將其塗佈於玻璃而使其乾燥,製作具有光觸媒被覆層之玻璃。關於如此的玻璃,與粉末同樣地測量氣體分解率。其結果,確認即使在50lx之照度下,亦顯示出3%的氣體分解率,即使低照度下亦可得到優良的氣體分解性能。
而且,將上述的塗料塗佈於汽車的室內空間的玻璃,結果香煙的臭味降低,又玻璃不易變髒。另外,關於塗佈此塗料的玻璃,評估親水性的結果,接觸角為1°以下,表現出超親水性。此外,使用金黃葡萄球菌、大腸菌或黴菌進行抗菌性的評估的結果,確認皆顯示出優異的抗菌性。實施例的可見光應答型光觸媒粉末,係乙醛等之有機氣體的分解性能優異,此外光觸媒被覆層係透過率高,視覺上不易發生色不均等之問題。因此,適合使用於汽車的室內空間所使用的構件或工廠、商店、公共施設、住宅等所使用的建材、內裝材、家電等。
實施例52、53
實施例46及實施例48所得到的氧化鎢粉末中,各混合15質量%的Pd粉末。關於如此作法所得到的氧化鎢複合材粉末,進行與實施例44同樣的測量氣體分解率。於照度600lx的照射下的氣體分解率相對於照度6000lx的照射下的氣體分解率之比,各自為79%、40%,不論氧化鎢粉末的粒徑為何,且即使低照度亦顯示出高的氣體分解性能。惟,因為粉末的顏色黑,故製作塗料時失去透明性。
實施例54
使實施例46所得到的氧化鎢粉末分散於氯化鐵水溶液。離心分離此分散液,進行2次藉由上澄清的去除與水的追加之洗淨。然後,藉由使上澄清去除後的粉末以110℃乾燥12小時,製作含有1質量%Fe之氧化鎢複合材粉末。與實施例44同樣地測量此粉末的氣體分解率。於照度600lx的照射下的氣體分解率相對於照度6000lx的照射下的氣體分解率之比為63%,且即使低照度亦顯示出高的氣體分解性能。
實施例55
以與實施例54同樣的方法,使用氯化銅水溶液製作含有0.3質量%Cu之氧化鎢複合材粉末。與實施例44同樣地測量此粉末的氣體分解率。於照度600lx的照射下的氣體分解率相對於照度6000lx的照射下的氣體分解率之比為65%,且即使低照度亦顯示出高的氣體分解性能。
實施例56
以與實施例54同樣的方法,使用硝酸銀水溶液製作含有0.5質量%Ag之氧化鎢複合材粉末。與實施例1同樣地測量此粉末的氣體分解率。於照度600lx的照射下的氣體分解率相對於照度6000lx的照射下的氣體分解率之比為63%,且即使低照度亦顯示出高的氣體分解性能。
實施例57~60
以與實施例54同樣的方法,使用氯化鈀水溶液製作各含有2質量%、0.5質量%Pd之氧化鎢複合材粉末,得到實施例57及實施例58的粉末。而且,除了使用實施例44及實施例47所得到的氧化鎢粉末以外,與實施例58同樣地製作氧化鎢複合材粉末,得到實施例59及實施例60的粉末。與實施例44同樣地測量此等粉末的氣體分解率。於照度600lx的照射下的氣體分解率相對於照度6000lx的照射下的氣體分解率之比,各自顯示出79%、81%、62%、52%之值。不論氧化鎢粉末的粒徑為何,且即使低照度亦顯示出高的氣體分解性能。惟,Pd的含有率為2質量%者,可能因為Pd過多存在於氧化鎢粒子的周圍,氣體分解性能低於含有0.5質量%Pd者。
實施例61
使將實施例46所得到的氧化鎢粉末分散於氯化鉑酸水溶液,進行可見光照射與甲醇投入,進行藉由光析出法之擔持。進行離心分離,進行2次之藉由上澄清的去除與水的追加之洗淨後,使上澄清去除後的粉末以110℃乾燥12小時,製作含有0.1質量%Pt之氧化鎢複合材粉末。與實施例44同樣地測量此粉末的氣體分解率。於照度600lx的照射下的氣體分解率相對於照度6000lx的照射下的氣體分解率之比為84%之高的數值,且即使低照度亦顯示出高的氣體分解性能。
實施例62~64
實施例46所得到的氧化鎢粉末中,以70質量%、40質量%、10質量%的比例混合氧化鈦粉末ST-01(商品名、石原產業公司製),製作實施例62、實施例63及實施例64的氧化鎢複合材粉末。混合係使用乳鉢進行。與實施例44同樣地測量此等粉末的氣體分解率。於照度600lx的照射下的氣體分解率相對於照度6000lx的照射下的氣體分解率之比,各自顯示出41%、63%、65%之值。實施例62的粉末,因為氧化鎢過少,故性能稍微落後,但即使低照度皆顯示出高的分解性能。
實施例65、66
除了使用實施例44及實施例48所得到的氧化鎢粉末以外,與實施例63同樣的方法混合10質量%氧化鈦粉末,製作實施例65及實施例66的粉末。與實施例44同樣地測量此等粉末的氣體分解率。於照度600lx的照射下的氣體分解率相對於照度6000lx的照射下的氣體分解率之比各自為63%、49%,且即使低照度亦顯示出高的氣體分解性能。
實施例67
使實施例46所得到的氧化鎢粉末,分散於氧化鈦溶膠STS-01(商品名、石原產業公司製)後,藉由以110℃使其乾燥12小時,製作含有5質量%TiO2
之氧化鎢複合材粉末。與實施例44同樣地測量此粉末的氣體分解率。於照度600lx的照射下的氣體分解率相對於照度6000lx的照射下的氣體分解率之比為66%之值。認為因為比以TiO2
粉末混合時,TiO2
更均勻地分散,故可得到高的性能。
實施例68
以與實施例50同樣的方法,製作於實施例46所得到的氧化鎢粉末中混合20質量%CuO粉末之粉末。與實施例44同樣地測量此粉末的氣體分解率。於照度600lx的照射下的氣體分解率相對於照度6000lx的照射下的氣體分解率之比為61%之值。惟,可能是因為CuO的含量過多,故於低照度的氣體分解性能比以1質量%的比例混合的粉末低,此外因為粉末的顏色黑,故製作塗料時喪失透明性。
實施例69
實施例46所得到的氧化鎢粉末中混合0.5質量%的氧化鋯(ZrO2
)粉末。與實施例44同樣地測量此粉末的氣體分解率。於照度600lx的照射下的氣體分解率相對於照度6000lx的照射下的氣體分解率之比為65%,且即使低照度亦顯示出高的氣體分解性能。
實施例70
使實施例46所得到的氧化鎢粉末,分散於氧化鋁溶膠,使此分散液以110℃乾燥12小時,製作含有2質量%Al2
O3
之粉末。與實施例44同樣地測量此粉末的氣體分解率。於照度600lx的照射下的氣體分解率相對於照度6000lx的照射下的氣體分解率之比為63%,且即使低照度亦顯示出高的氣體分解性能。
實施例71~73
實施例46所得到的氧化鎢粉末中,以10質量%、2質量%、0.5質量%的比例混合碳化鎢(WC)粉末,製作實施例71、實施例72及實施例73的粉末。與實施例44同樣地測量此等粉末的氣體分解率。於照度600lx的照射下的氣體分解率相對於照度6000lx的照射下的氣體分解率之比,各自顯示出46%、62%、65%之值。實施例71的複合材粉末,因為WC的含量過多,故性能稍微落後,但即使低照度皆顯示出高的分解性能。惟,因為WC的含有率愈高粉末的顏色變愈黑,故製作塗料時喪失透明性。
實施例74
使用實施例46所得到的氧化鎢粉末與水,以玻珠研磨機進行分散處理,製作濃度為10%質量的水系分散液。於其中混合氯化鈰水溶液,製作Ce與WO3
之質量比為1:999的溶液。將此溶液塗佈於玻璃板後,以110℃使其乾燥0.5小時而製作試料。為了比較,亦僅用混合氯化鈰前的水分散液製作同樣的試料。與實施例44同樣地測量此等試料的氣體分解率。於照度600lx的照射下的氣體分解率相對於照度6000lx的照射下的氣體分解率之比為47%,與Ce添加前為同等之值。
實施例75
將實施例74所製作的試料,再於大氣中以350℃進行1小時加熱處理。與實施例44同樣地測量此試料的氣體分解率。於照度600lx的照射下的氣體分解率相對於照度6000lx的照射下的氣體分解率之比為57%,顯示出比僅以110℃經乾燥的試料(實施例74)高的值。認為藉由提高加熱溫度,因為多餘的水分或氯化物等減少,故特性提昇。
實施例76
與實施例74同樣地,製作使用實施例46的粉末之氧化鎢10質量%的水系分散液,於其中混合硝酸鎳水溶液,製作Ni與WO3
之質量比為1:999的溶液。將此溶液塗佈於玻璃板後,以110℃使其乾燥0.5小時,再於大氣中以350℃加熱1小時而製作的試料。與實施例44同樣地測量此試料的氣體分解率。於照度600lx的照射下的氣體分解率相對於照度6000lx的照射下的氣體分解率之比為54%,且即使低照度亦顯示出高的氣體分解性能。
實施例77
與實施例76同樣,製作使用實施例46的粉末之氧化鎢10質量%的水系分散液,於其中混合氯化錳水溶液,製作Mn與WO3
之質量比為1:999的溶液。將此溶液塗佈於玻璃板後,以110℃使其乾燥0.5小時,再於大氣中以350℃加熱1小時而製作的試料。與實施例44同樣地測量此試料的氣體分解率。於照度600lx的照射下的氣體分解率相對於照度6000lx的照射下的氣體分解率之比為54%,且即使低照度亦顯示出高的氣體分解性能。確認上述的各實施例的試料皆顯示出高的親水性,具有抗菌、抗黴菌性。
實施例78
準備作為原料粉末之平均粒徑為0.5μm的三氧化鎢粉末。將此原料粉末與載氣(Ar)一起噴霧於RF電漿,再將作為反應氣體之氧以80L/min的流量流動。如此作法,經由使原料粉末一邊昇華一邊進行氧化反應之昇華步驟,製作氧化鎢粉末。氧化鎢粉末的製造條件列示於表10。
與實施例1同樣作法測量所得到的氧化鎢粉末的BET比表面積與平均粒徑(藉由TEM照片的畫像解析)。BET比表面積與平均粒徑的測量結果列示於表11。此外,與實施例1同樣地實施氧化鎢粉末的X線繞射。基於X線繞射結果之氧化鎢粉末的結晶構造的鑑定結果列示於表11。而且,與實施例1同樣地基於L*a*b*表色系測量氧化鎢粉末的顏色。L*a*b*的測量結果列示於表11。
接著,作為所得到的氧化鎢粉末的特性,測量乙醛的分解率。乙醛氣體的分解率,使用與JIS-R-1701-1(2004)的氮氧化物的去除性能(分解能力)評估同樣的流通式的裝置,以下述的條件進行。照射照度6000lx、2500lx、1000lx、600lx、200lx、100lx、50lx、10lx的可見光時的氣體分解率列示於表12。實施例53的氧化鎢粉末之於照度200lx的氣體分解率為21%。此外,於照度100lx的氣體分解率為11%,於照度50lx的氣體分解率為7%。確認實施例53的氧化鎢粉末,50lx的照度為止顯示出優良的氣體分解率,且即使在10lx之極低的照度,亦顯示出氣體分解性能。
乙醛氣體的分解試驗中,乙醛的初期濃度為10ppm、氣體流量為140mL/min、試料量為0.2g。試料的調整係塗佈於5×10cm的玻璃板後使其乾燥。粉末試料時,用水使其展開後使其乾燥。前處理係以黑燈照射12小時。光源使用白色螢光燈(東芝LIGHTING & TECHNOLOGY公司製、FL20SS‧W/18),使用紫外線阻隔濾光片(日東樹脂工業公司製、CLAREX N-169),阻隔低於380nm的波長之光。照度各調整至所定之值。開始時不照射光,等到沒有氣體吸附的安定狀態。安定後開始光照射。在此條件下照射光,測量15分鐘後的氣體濃度而求得到氣體分解率。惟,經過15分鐘後氣體濃度亦不安定時,持續至安定為止後測量濃度。作為氣體分析裝置,使用INOVA公司製Multi gas Monitor1412。
實施例79
除了將作為反應氣體之氬以80L/min、氧以5L/min的流量流動,將反應容器內的壓力調整至35kPa減壓側以外,經過與實施例53同樣的昇華步驟而製作氧化鎢粉末。而且,將氧化鎢粉末於大氣中在450℃×0.5h的條件下進行熱處理。此時,以0.5小時昇溫至熱處理溫度,熱處理後以2小時冷卻至室溫為止。關於如此作法所得到的氧化鎢粉末,進行與實施例78同樣的測量、評估。氧化鎢粉末的製作條件列示於表10,粉末特性的測量結果列示於表11,氣體分解率的測量結果列示於表12。確認實施例79之氧化鎢粉末,即使於低照度下亦顯示出優良的氣體分解性能。而且,確認即使於照度10lx下亦顯示出活性。
實施例80~82
實施例80~82係實施與實施例78同樣的昇華步驟。實施例80係使作為反應氣體之氬以40L/min、空氣以40L/min的流量流動而實施昇華步驟,昇華步驟後以500℃×1h的條件實施熱處理步驟。以0.5小時昇溫至熱處理溫度,熱處理後以2小時冷卻至室溫為止。實施例81係使作為反應氣體之氬以40L/min、氧以100L/min的流量流動而實施昇華步驟,昇華步驟後以600℃×0.5h的條件實施熱處理步驟。以0.5小時昇溫至熱處理溫度,熱處理後以2小時冷卻至室溫為止。實施例82係使作為反應氣體之氬以40L/min、氧以40L/min的流量流動而實施昇華步驟,昇華步驟後以800℃×0.5h的條件實施熱處理步驟。以0.5小時昇溫至熱處理溫度,熱處理後以2小時冷卻至室溫為止。
關於所得到的氧化鎢粉末,進行與實施例78同樣的測量、評估。氧化鎢粉末的製作條件列示於表10,粉末特性的測量結果列示於表11,氣體分解率的測量結果列示於表12。確認實施例80~82之氧化鎢粉末,即使於低照度下亦皆顯示出優良的氣體分解性能。而且,確認實施例80~82即使於照度10lx下亦皆顯示出活性。
實施例83
除了使作為反應氣體之氬以40L/min、氧以40L/min的流量流動以外,與實施例78同樣作法實施昇華步驟後,於大氣中以950℃×0.75h的條件實施熱處理步驟。關於所得到的氧化鎢粉末,進行與實施例78同樣的測量、評估。氧化鎢粉末的製作條件列示於表10,粉末特性的測量結果列示於表11,氣體分解率的測量結果列示於表12。實施例83之氧化鎢粉末,於200~50lx的照度下顯示出優良的氣體分解性能,結果劣於實施例78~82。因此,照度降低至10lx,則無法得到氣體分解性能,但於200lx的照度下顯示出5%的氣體分解率。
比較例13
對經過與實施例80同樣的昇華步驟而製作的氧化鎢粉末,於大氣中以1050℃×0.25h的條件施以熱處理。關於所得到的氧化鎢粉末,進行與實施例78同樣的測量、評估。氧化鎢粉末的製作條件列示於表10,粉末特性的測量結果列示於表11,氣體分解率的測量結果列示於表12。因為氧化鎢粉末的BET比表面積為稍微小至4m2
/g,平均粒徑稍微大至215nm,故於200lx的氣體分解率低,100lx或50lx則未顯示出氣體分解性能。認為此仍因為於高溫的熱處理產生粒成長。
比較例14
使用市售的氧化鎢粉末(RARE METALLIC公司製),作為試藥等,進行與實施例78同樣的測量、評估。粉末特性列示於表11、氣體分解率的測量結果列示於表12。藉由X線繞射結果推斷結晶系為單斜晶與三斜晶的混晶,BET比表面積為0.7m2
/g、平均粒徑為1210nm。比較例14的氧化鎢粉末因為比表面積小、粒徑顯著的大,於6000lx顯示出少許的氣體分解性能,但於2500lx以下未顯示出氣體分解性能。
比較例15
為了提高可見光活性而製作擔持Pt的氧化鈦,進行與實施例78同樣的測量、評估。結晶系以外的粉末特性列示於表11、氣體分解率的測量結果列示於表12。BET比表面積大至210m2
/g、平均粒徑小至7.2nm。於6000lx及2500lx之氣體分解率比較高,但於1000lx、600lx、200lx之氣體分解率為29%、18%、5%,與實施例比較下僅能得到小的數值。其結果,於100lx的氣體分解性率僅少許,於50lx未顯示出氣體分解性能,確認低照度則活性低。
比較例16
為了提高可見光活性而製作擔持Fe的氧化鈦,進行與實施例78同樣的測量、評估。結晶系以外的粉末特性列示於表11、氣體分解率的測量結果列示於表12。BET比表面積大至170m2
/g、平均粒徑小至8nm。於6000lx或2500lx之氣體分解率比較高,但於1000lx及600lx之氣體分解率為26%、16%,與實施例比較下僅能得到小的數值。其結果,於200lx的氣體分解性率僅少許,100lx以下則未顯示出氣體分解性能,確認低照度則活性低。
如上述,得知具備各實施例的氧化鎢粉末之可見光應答型光觸媒粉末,即使在如起居室的團聚時或洗臉室之200lx程度的低照度下亦發揮高光觸媒性能,此外室內放置牆壁、家具或家電製品等場所之50lx程度顯著低的照度下,亦顯示出光觸媒性能。而且,以200~50lx顯示出比較的高光觸媒性能之材料,即使如10lx之少許的光亦顯示出活性,為具有先前技術未有的特性者。當然,如此的材料不僅於6000lx顯著高的照度,即使於2500lx、1000lx、600lx的照度下亦顯示出優異的光觸媒性能。因此,可提供只要是有光的環境,在任何場所皆可使用之可見光應答型光觸媒。
實施例84
實施例80所得到的氧化鎢粉末中混合1質量%的氧化銅(CuO)粉末。關於如此作法所得到的氧化鎢粉末,進行與實施例78同樣的測量氣體分解率。照射照度6000lx、2500lx、1000lx、600lx、200lx、100lx、50lx的照射下的氣體分解率,各自顯示出96%、90%、74%、60%、35%、18、13%之優異值。而且,確認即使於照度10lx下亦顯示出3%的氣體分解率,發揮光觸媒性能。
實施例85
添加5質量%實施例80所製作的氧化鎢粉末、0.05質量%膠體二氧化矽而製作水系塗料。藉由將其塗佈於玻璃而使其乾燥,製作具有光觸媒被覆層之玻璃。關於如此的玻璃,與粉末同樣地測量氣體分解率。其結果,確認照度200lx的照射下的氣體分解率顯示出11%之優良數值。
而且,將上述的塗料塗佈於汽車的室內空間的玻璃,結果香煙的臭味降低,又玻璃不易變髒。另外,關於塗佈此塗料的玻璃,評估親水性的結果,接觸角為1°以下,表現出超親水性。此外,使用金黃葡萄球菌、大腸菌或黴菌進行抗菌性的評估的結果,確認皆顯示出優異的抗菌性。而且,在以往黴菌易生長的一般家庭的洗臉室及其周邊塗佈上述的塗料的結果,確認即使在照明不易照到的場所,黴菌亦不易生長。
實施例86、87
實施例80及實施例82所得到的氧化鎢粉末中,各混合15質量%的Pd粉末。關於如此作法所得到的氧化鎢複合材粉末,進行與實施例78同樣的測量氣體分解率。於照度50lx的照射下的氣體分解率各顯示出23%、6%之值,不論粒徑如何,皆顯示出比Pd混合前高的值。惟,因為粉末的顏色黑,故製作塗料時失去透明性。
實施例88
使實施例80所得到的氧化鎢粉末分散於氯化鐵水溶液。離心分離此分散液,進行2次藉由上澄清的去除與水的追加之洗淨。然後,藉由使上澄清去除後的粉末以110℃乾燥12小時,製作含有1質量%Fe之氧化鎢複合材粉末。與實施例78同樣地測量氧化鎢複合材粉末的氣體分解率。其結果,於照度50lx的可見光的照射下,氣體分解率顯示出18%之高的數值。
實施例89
以與實施例88同樣的方法,使用氯化銅水溶液製作含有0.3質量%Cu之氧化鎢複合材粉末。與實施例78同樣地測量氧化鎢複合材粉末的氣體分解率。其結果,於照度50lx的可見光的照射下,氣體分解率顯示出17%之高的數值。
實施例90
以與實施例88同樣的方法,使用硝酸銀水溶液製作含有0.5質量%Ag之氧化鎢複合材粉末。與實施例78同樣地測量氧化鎢複合材粉末的氣體分解率。其結果,於照度50lx的可見光的照射下,氣體分解率顯示出15%之高的數值。
實施例91~94
以與實施例88同樣的方法,使用氯化鈀水溶液製作各含有2質量%、0.5質量%Pd之氧化鎢複合材粉末,得到實施例91及實施例92的粉末。而且,除了使用實施例78及實施例82所得到的氧化鎢粉末以外,與實施例92同樣地製作氧化鎢複合材粉末,得到實施例93及實施例94的粉末。與實施例78同樣地測量此等粉末的氣體分解率。其結果,於照度50lx的可見光的照射下,氣體分解率各顯示出17%、22%、20%、10%之值,不論粒徑如何,皆顯示出比添加Pd前高的值。惟,Pd的含有率為2質量%者,可能因為Pd過多存在於氧化鎢粒子的周圍,故氣體分解性能低於含有0.5質量%Pd者。
實施例95
使將實施例80所得到的氧化鎢粉末分散於氯化鉑酸水溶液,進行可見光照射與甲醇投入,進行藉由光析出法之擔持。進行離心分離,進行2次之藉由上澄清的去除與水的追加之洗淨後,使上澄清去除後的粉末以110℃乾燥12小時,製作含有0.1質量%Pt之氧化鎢複合材粉末。與實施例78同樣地測量此粉末的氣體分解率。其結果,於照度50lx的可見光的照射下,氣體分解率顯示出25%之高的數值。
實施例96~98
實施例80所得到的氧化鎢粉末中,以70質量%、40質量%、10質量%的比例混合氧化鈦粉末ST-01(商品名、石原產業公司製),製作實施例96、實施例97及實施例98的氧化鎢複合材粉末。混合係使用乳鉢進行。與實施例78同樣地測量此等粉末的氣體分解率。其結果,於照度50lx的可見光的照射下,氣體分解率各顯示出6%、15%、18%之值。實施例96的氧化鎢複合材粉末,因為氧化鎢過少,故性能稍微落後,但此外顯示出比混合前高的值。
實施例99、100
除了使用實施例78及實施例82所得到的氧化鎢粉末以外,與實施例97同樣的方法混合10質量%氧化鈦粉末,製作實施例99及實施例100的粉末。與實施例78同樣地測量此等粉末的氣體分解率。其結果,於照度50lx的可見光的照射下,氣體分解率各顯示出12%、9%之值,確認氣體分解率比氧化鈦粉末的混合前提高。
實施例101
使實施例80所得到的氧化鎢粉末,分散於氧化鈦溶膠STS-01(商品名、石原產業公司製)後,藉由以110℃使其乾燥12小時,製作含有5質量%TiO2
之氧化鎢複合材粉末。與實施例78同樣地測量此粉末的氣體分解率。其結果,於照度50lx的可見光的照射下,氣體分解率顯示出19%之高的數值。認為因為比以TiO2
粉末混合時,TiO2
更均勻地分散,故可得到高的性能。
實施例102
以與實施例84同樣的方法,製作於實施例80所得到的氧化鎢粉末中混合20質量%CuO粉末之粉末。與實施例78同樣地測量此粉末的氣體分解率。其結果,於照度50lx的可見光的照射下,氣體分解率顯示出8%。惟,可能是因為CuO的含量過多,故特性比以1質量%的比例混合的粉末低,此外因為粉末的顏色黑,故製作塗料時喪失透明性。
實施例103
實施例80所得到的氧化鎢粉末中混合0.5質量%的氧化鋯(ZrO2
)粉末。與實施例78同樣地測量此粉末的氣體分解率。其結果,於照度50lx的可見光的照射下,氣體分解率顯示出14%之高的數值。
實施例104
使實施例80所得到的氧化鎢粉末,分散於氧化鋁溶膠,使此分散液以110℃乾燥12小時,製作含有2質量%Al2
O3
之粉末。與實施例78同樣地測量此粉末的氣體分解率。其結果,於照度50lx的可見光的照射下,氣體分解率為12%,顯示出與混合前同等以上的特性。
實施例105~107
實施例80所得到的氧化鎢粉末中,以10質量%、2質量%、0.5質量%的比例混合碳化鎢(WC)粉末,製作實施例105、實施例106及實施例107的粉末。與實施例78同樣地測量此等粉末的氣體分解率。其結果,於照度50lx的可見光的照射下,氣體分解率各顯示出7%、13%、15%之值。實施例105可能是因為WC過多,變成低於混合前之值,但實施例106及實施例107顯示出與混合前同等以上之值。惟,因為WC的含有率愈高粉末的顏色變愈黑,故製作塗料時喪失透明性。
實施例108
使用實施例80所得到的氧化鎢粉末與水,以玻珠研磨機進行分散處理,製作濃度為10%質量的水系分散液。於其中混合氯化鈰水溶液,製作Ce與WO3
之質量比為1:999的溶液。將此溶液塗佈於玻璃板後,以110℃使其乾燥0.5小時,得到實施例108的試料。為了比較,亦僅用混合氯化鈰前的水分散液製作同樣的試料。與實施例1同樣地測量此等試料的氣體分解率。其結果,於照度50lx的可見光的照射下,氣體分解率顯示出4%之值,與Ce添加前同等之值。
實施例109
將實施例108所製作的試料,再於大氣中以350℃進行1小時加熱處理。與實施例78同樣地測量此試料的氣體分解率。其結果,於照度50lx的可見光的照射下,氣體分解率為7%之值,顯示出比僅以110℃乾燥的試料(實施例108)高的值。認為藉由提高加熱溫度,因為多餘的水分或氯化物等減少,故特性提昇。
實施例110
與實施例108同樣地,製作使用實施例80的粉末之氧化鎢10質量%的水系分散液,於其中混合硝酸鎳水溶液,製作Ni與WO3
之質量比為1:999的溶液。將此溶液塗佈於玻璃板後,以110℃使其乾燥0.5小時,再於大氣中以350℃加熱1小時,得到實施例110的試料。與實施例78同樣地測量此試料的氣體分解率。其結果,於照度50lx的可見光的照射下,氣體分解率顯示出8%之值,顯示出與Ni添加前高的值。
實施例111
與實施例110同樣地,製作使用實施例80的粉末之氧化鎢10質量%的水系分散液,於其中混合硝酸鎳水溶液,製作Mn與WO3
之質量比為1:999的溶液。將此溶液塗佈於玻璃板後,以110℃使其乾燥0.5小時,再於大氣中以350℃加熱1小時而製作的試料。與實施例78同樣地測量此試料的氣體分解率。其結果,於照度50lx的可見光的照射下,氣體分解率顯示出7%,顯示出比Mn添加前高的值。確認上述的各實施例的試料皆顯示出高的親水性,具有抗菌、抗黴菌性。
本發明形態相關的可見光應答型光觸媒粉末,即使於低照度的環境下亦發揮實用的光觸媒性能。故,藉由應用如此的可見光應答型光觸媒粉末,可提供於照度低的日常的室內環境等,藉由可見光顯示出實用的的光觸媒性能之可見光應答型的光觸媒材料、光觸媒塗料、光觸媒製品。
[圖1]係表示對本發明的實施例之可見光應答型光觸媒粉末照射可見光(白色螢光燈)時的照射照度與氣體分解率的關係之圖。
Claims (55)
- 一種可見光應答型光觸媒粉末,其係由具有6.5 m2 /g以上820 m2 /g以下範圍之BET比表面積之氧化鎢粉末或氧化鎢複合材粉末所構成之可見光應答型光觸媒粉末,其特徵為,依據JIS-R-1701-1(2004)之氮氧化物的去除性能(分解能力)評估之流通式裝置中裝入0.2g試料之狀態下,使初期濃度10ppm的乙醛氣體以140mL/min流動而測量的氣體濃度中,將光照射前之氣體濃度定為A,將光照射起經過15分鐘以上且已安定時的氣體濃度定為B,由前述氣體濃度A與前述氣體濃度B基於[式:(A-B)/A×100]所算出之值作為氣體分解率(%)時,使用白色螢光燈,使用紫外線阻隔濾光片,僅以波長為380nm以上之光照射照度為2500lx之可見光時之前述氣體分解率為20%以上,僅以波長為380nm以上之光照射照度為1000lx之可見光時之前述氣體分解率為15%以上,僅以波長為380nm以上之光照射照度為600lx之可見光時之前述氣體分解率為10%以上;或使用白色LED燈,僅以波長為410nm以上之光照射照度為2500lx之可見光時之前述氣體分解率為20%以上,僅以波長410nm以上之光照射照度為1000lx之可見光時之前述氣體分解率為15%以上,僅以波長為410nm以上之光照射照度為600lx之可見光時之前述氣體分解率為10%以上。
- 如申請專利範圍第1項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述氧化鎢粉末或前述氧化鎢複合材粉末具有8.2m2 /g以上410m2 /g以下範圍的BET比表面積。
- 如申請專利範圍第1項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述氧化鎢粉末或前述氧化鎢複合材粉末具有1nm以上200nm以下範圍的平均粒徑(D50)。
- 如申請專利範圍第1項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述氧化鎢粉末或前述氧化鎢複合材粉末具有2nm以上100nm以下範圍的平均粒徑(D50)。
- 如申請專利範圍第1項之可見光應答型光觸媒粉末,其中構成前述氧化鎢粉末或前述氧化鎢複合材粉末之氧化鎢,具有三氧化鎢的單斜晶及三斜晶所選出的至少1種的結晶構造、或於前述單斜晶及三斜晶所選出的至少1種中混入斜方晶的結晶構造。
- 如申請專利範圍第1項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述氧化鎢粉末或前述氧化鎢複合材粉末的顏色以L*a*b*表色系表示時,前述氧化鎢粉末或前述氧化鎢複合材粉末係具有a*為-5以下、b*為5以上、L*為70以上的顏色。
- 如申請專利範圍第1項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述氧化鎢複合材粉末係以50質量%以下的範圍含有由Ti、Fe、Cu、Zr、Ag、Pt、Pd、Mn、Al及Ce所選出的至少1種的金屬元素。
- 如申請專利範圍第7項之可見光應答型光觸媒粉 末,其中前述氧化鎢複合材粉末係以10質量%以下的範圍含有前述金屬元素。
- 如申請專利範圍第7項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述金屬元素係以單體、化合物、及與氧化鎢的複合化合物所選出的至少1種的形態,存在於前述氧化鎢複合材粉末中。
- 如申請專利範圍第7項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述金屬元素係以氧化物存在於前述氧化鎢複合材粉末中。
- 如申請專利範圍第9項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述金屬元素係以前述形態混合或擔持於氧化鎢。
- 如申請專利範圍第1項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述氧化鎢複合材粉末係以1質量%以上5質量%以下的範圍含有氧化銅粉末。
- 如申請專利範圍第1項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述氧化鎢複合材粉末係以1質量%以上5質量%以下的範圍含有碳化鎢粉末。
- 一種可見光應答型光觸媒粉末,其係由具有6.5 m2 /g以上820 m2 /g以下範圍之BET比表面積之氧化鎢粉末或氧化鎢複合材粉末所構成之可見光應答型光觸媒粉末,其特徵為,依據JIS-R-1701-1(2004)的氮氧化物的去除性能(分解能力)評估之流通式裝置中裝入試料之狀態下,使初期濃 度10ppm的乙醛氣體以140mL/min流動而測量的氣體濃度中,將光照射前的氣體濃度定為A,將光照射起經過15分鐘以上,且已安定時的氣體濃度定為B,由前述氣體濃度A與前述氣體濃度B基於[式:(A-B)/A×100]所算出的值作為氣體分解率(%)時,相對於對任意試料量之前述可見光應答型光觸媒粉末,使用白色螢光燈,使用紫外線截止濾光片,僅以波長為380nm以上的光照射照度為6000lx的可見光時的前述氣體分解率(G1),對與前述照度為6000lx的可見光的照射時為相同試料量的前述可見光應答型光觸媒粉末,僅以波長為380nm以上的光照射照度為2500lx的可見光時之前述氣體分解率(G2)之比(G2/G1)為74%以上。
- 如申請專利範圍第14項之可見光應答型光觸媒粉末,其係相對於對前述任意的試料量的可見光應答型光觸媒粉末,僅以波長為380nm以上的光照射照度為6000lx的可見光時的前述氣體分解率(G1),對與前述照度為6000lx的可見光的照射時相同試料量的前述可見光應答型光觸媒粉末,僅以波長為380nm以上的光照射照度為1000lx的可見光時之前述氣體分解率(G3)之比(G3/G1)為50%以上。
- 如申請專利範圍第14項之可見光應答型光觸媒粉末,其係相對於對前述任意的試料量的可見光應答型光觸媒粉末,僅以波長為380nm以上的光照射照度為6000lx的可見光時的前述氣體分解率(G1),對與前述照度 為6000lx的可見光的照射時相同試料量的前述可見光應答型光觸媒粉末,僅以波長為380nm以上的光照射照度為600lx的可見光時之前述氣體分解率(G4)之比(G4/G1)為37%以上。
- 如申請專利範圍第14項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述氧化鎢粉末或前述氧化鎢複合材粉末具有8.2m2 /g以上410m2 /g以下範圍的BET比表面積。
- 如申請專利範圍第14項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述氧化鎢粉末或前述氧化鎢複合材粉末具有1nm以上200nm以下範圍的平均粒徑(D50)。
- 如申請專利範圍第14項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述氧化鎢粉末或前述氧化鎢複合材粉末具有2nm以上100nm以下範圍的平均粒徑(D50)。
- 如申請專利範圍第14項之可見光應答型光觸媒粉末,其中構成前述氧化鎢粉末或前述氧化鎢複合材粉末之氧化鎢,具有三氧化鎢的單斜晶及三斜晶所選出的至少1種的結晶構造、或於前述單斜晶及三斜晶所選出的至少1種中混入斜方晶的結晶構造。
- 如申請專利範圍第14項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述氧化鎢粉末或前述氧化鎢複合材粉末的顏色以L*a*b*表色系表示時,前述氧化鎢粉末或前述氧化鎢複合材粉末係具有a*為-5以下、b*為5以上、L*為70以上的顏色。
- 如申請專利範圍第14項之可見光應答型光觸媒 粉末,其中前述氧化鎢複合材粉末,係以50質量%以下的範圍含有由Ti、Fe、Cu、Zr、Ag、Pt、Pd、Mn、Al及Ce所選出的至少1種的金屬元素。
- 如申請專利範圍第22項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述氧化鎢複合材粉末係以10質量%以下的範圍含有前述金屬元素。
- 如申請專利範圍第22項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述金屬元素係以單體、化合物、及與氧化鎢的複合化合物所選出的至少1種的形態,存在於前述氧化鎢複合材粉末中。
- 如申請專利範圍第22項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述金屬元素係以氧化物存在於前述氧化鎢複合材粉末中。
- 如申請專利範圍第24項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述金屬元素係以前述形態混合或擔持於氧化鎢。
- 如申請專利範圍第14項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述氧化鎢複合材粉末係以1質量%以上5質量%以下的範圍含有氧化銅粉末。
- 如申請專利範圍第14項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述氧化鎢複合材粉末係以1質量%以上5質量%以下的範圍含有碳化鎢粉末。
- 一種可見光應答型光觸媒粉末,其係由具有6.5 m2 /g以上820 m2 /g以下範圍之BET比表面積之氧化鎢粉 末或氧化鎢複合材粉末所構成之可見光應答型光觸媒粉末,其特徵為,依據JIS-R-1701-1(2004)的氮氧化物的去除性能(分解能力)評估之流通式裝置中裝入0.2g的試料之狀態下,使初期濃度10ppm的乙醛氣體以140mL/min流動而測量的氣體濃度中,將光照射前的氣體濃度定為A,將光照射起經過15分鐘以上,且已安定時的氣體濃度定為B,由前述氣體濃度A與前述氣體濃度B基於[式:(A-B)/A×100]所算出的值作為氣體分解率(%)時,使用白色螢光燈,使用紫外線阻隔濾光片,僅以波長為380nm以上的光照射照度為200lx的可見光時的前述氣體分解率為5%以上。
- 如申請專利範圍第29項之可見光應答型光觸媒粉末,其中僅以波長為380nm以上的光照射照度為100lx的可見光時的前述氣體分解率為2%以上。
- 如申請專利範圍第29項之可見光應答型光觸媒粉末,其中僅以波長為380nm以上的光照射照度為50lx的可見光時的前述氣體分解率為1%以上。
- 如申請專利範圍第29項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述氧化鎢粉末或前述氧化鎢複合材粉末具有8.2m2 /g以上410m2 /g以下範圍的BET比表面積。
- 如申請專利範圍第29項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述氧化鎢粉末或前述氧化鎢複合材粉末具有1nm以上200nm以下範圍的平均粒徑(D50)。
- 如申請專利範圍第29項之可見光應答型光觸媒 粉末,其中前述氧化鎢粉末或前述氧化鎢複合材粉末具有2nm以上100nm以下範圍的平均粒徑(D50)。
- 如申請專利範圍第29項之可見光應答型光觸媒粉末,其中構成前述氧化鎢粉末或前述氧化鎢複合材粉末之氧化鎢,具有三氧化鎢的單斜晶及三斜晶所選出的至少1種的結晶構造、或於前述單斜晶及三斜晶所選出的至少1種中混入斜方晶的結晶構造。
- 如申請專利範圍第29項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述氧化鎢粉末或前述氧化鎢複合材粉末的顏色以L*a*b*表色系表示時,前述氧化鎢粉末或前述氧化鎢複合材粉末係具有a*為-5以下、b*為5以上、L*為70以上的顏色。
- 如申請專利範圍第29項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述氧化鎢複合材粉末,係以50質量%以下的範圍含有由Ti、Fe、Cu、Zr、Ag、Pt、Pd、Mn、Al及Ce所選出的至少1種的金屬元素。
- 如申請專利範圍第37項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述氧化鎢複合材粉末係以10質量%以下的範圍含有前述金屬元素。
- 如申請專利範圍第37項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述金屬元素係以單體、化合物、及與氧化鎢的複合化合物所選出的至少1種的形態,存在於前述氧化鎢複合材粉末中。
- 如申請專利範圍第37項之可見光應答型光觸媒 粉末,其中前述金屬元素係以氧化物存在於前述氧化鎢複合材粉末中。
- 如申請專利範圍第39項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述金屬元素係以前述形態混合或擔持於氧化鎢粉末。
- 如申請專利範圍第29項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述氧化鎢複合材粉末係以1質量%以上5質量%以下的範圍含有氧化銅粉末。
- 如申請專利範圍第29項之可見光應答型光觸媒粉末,其中前述氧化鎢複合材粉末係以1質量%以上5質量%以下的範圍含有碳化鎢粉末。
- 一種可見光應答型光觸媒材料,其特徵係以1質量%以上100質量%以下的範圍含有申請專利範圍第1項之可見光應答型光觸媒粉末。
- 一種可見光應答型光觸媒塗料,其特徵係以0.1質量%以上90質量%以下的範圍含有申請專利範圍第44項之可見光應答型光觸媒材料。
- 一種可見光應答型光觸媒製品,其特徵係具備申請專利範圍第44項之可見光應答型光觸媒材料。
- 一種可見光應答型光觸媒製品,其特徵係具備申請專利範圍第45項之可見光應答型光觸媒塗料的塗佈層。
- 一種可見光應答型光觸媒材料,其特徵係以1質量%以上100質量%以下的範圍含有申請專利範圍第14項 之可見光應答型光觸媒粉末。
- 一種可見光應答型光觸媒塗料,其特徵係以0.1質量%以上90質量%以下的範圍含有申請專利範圍第48項之可見光應答型光觸媒材料。
- 一種可見光應答型光觸媒製品,其特徵係具備申請專利範圍第48項之可見光應答型光觸媒材料。
- 可見光應答型光觸媒製品,其特徵係具備申請專利範圍第49項之可見光應答型光觸媒塗料的塗佈層。
- 一種可見光應答型光觸媒材料,其特徵係以1質量%以上100質量%以下的範圍含有申請專利範圍第29項之可見光應答型光觸媒粉末。
- 一種可見光應答型光觸媒塗料,其特徵係以0.1質量%以上90質量%以下的範圍含有申請專利範圍第52項之可見光應答型光觸媒材料。
- 一種可見光應答型光觸媒製品,其特徵係其備申請專利範圍第52項之可見光應答型光觸媒材料。
- 一種可見光應答型光觸媒製品,其特徵係其備申請專利範圍第53項之可見光應答型光觸媒塗料的塗佈層。
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