可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物、其分散液、分散液的制造方法、光催化剂薄膜和在表面具有光催化剂薄膜的构件技术

本发明专利技术提供能够简便地制作即使只是可见光(400～800nm)也显现出光催化剂活性的、透明性高的光催化剂薄膜的可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物、其分散液、分散液的制造方法、光催化剂薄膜和在表面具有光催化剂薄膜的构件。可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物，其特征在于，含有将锡成分和提高可见光响应性的过渡金属成分(不过，不包括铁族元素成分)固溶了的第一氧化钛微粒与将铁族元素成分和铬族元素成分固溶了的第二氧化钛微粒这两种氧化钛微粒。

Visible-light-responsive photocatalytic titanium oxide particle mixture, preparation method of its dispersion solution and dispersion solution, photocatalytic film and components with photocatalytic film on the surface

The invention provides a visible-light-responsive photocatalytic titanium oxide particle mixture, a preparation method of its dispersion solution and dispersion solution, a photocatalytic film and a component having a photocatalytic film on the surface, which can be easily fabricated even if only visible light (400-800 nm) exhibits photocatalytic activity and high transparency. The visible-light-responsive photocatalytic titanium oxide particle mixture is characterized by two kinds of titanium oxide particles, i.e. the first titanium oxide particle dissolved in the solid solution of tin component and transition metal component (excluding iron group elements) and the second titanium oxide particle dissolved in the solid solution of iron group elements and chromium group elements.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物、其分散液、分散液的制造方法、光催化剂薄膜和在表面具有光催化剂薄膜的构件
本专利技术涉及可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物、其分散液、分散液的制造方法、使用分散液形成的光催化剂薄膜和形成了光催化剂薄膜的构件，更详细地，涉及能够简便地制作即使只是可见光(400～800nm)也显现光催化剂活性的、透明性高的光催化剂薄膜的可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物、其分散液、分散液的制造方法、光催化剂薄膜和在表面具有光催化剂薄膜的构件。
技术介绍
光催化性氧化钛微粒多用于基材表面的清洁化、除臭、抗菌等用途。所谓光催化反应，是指通过氧化钛吸收光而产生的激发电子和空穴引起的反应。认为有机物的分解主要由于以下的[1]、[2]的机理而发生。[1]生成的激发电子和空穴与吸附于氧化钛表面的氧、水进行氧化还原反应，产生的活性种将有机物分解。[2]利用生成的空穴，将吸附于氧化钛表面的有机物直接氧化分解。最近，就上述这样的光催化作用的应用而言，在进行着不仅是在能够利用紫外线的室外的使用而且使得即使在用如荧光灯那样可见区域的光(波长400～800nm)占大部分的光源照射的室内空间也能够利用的研究。例如，作为可见光响应型光催化剂，开发了氧化钨光催化体(日本特开2009-148700号公报：专利文献1)，但由于钨为稀少元素，因此希望提高利用了作为通用元素的钛的光催化剂的可见光活性。作为利用了氧化钛的光催化剂的可见光活性提高方法，已知在氧化钛微粒、掺杂了金属的氧化钛微粒的表面负载铁、铜的方法(例如日本特开2012-210632号公报：专利文献2、日本特开2010-104913号公报：专利文献3、日本特开2011-240247号公报：专利文献4、日本特开平7-303835号公报：专利文献5)；分别准备将锡和提高可见光活性的过渡金属固溶(掺杂)了的氧化钛微粒和将铜固溶了的氧化钛微粒后进行混合而使用的方法(WO2014/045861号：专利文献6)等。后者(专利文献6)的分别准备将锡和提高可见光活性的过渡金属固溶了的氧化钛微粒和将铜固溶了的氧化钛微粒后进行混合而使用的方法由于在钛以外使用的金属都固溶于氧化钛粒子，因此具有得到稳定而难以改性、耐久性高的光催化剂薄膜的优点。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-148700号公报专利文献2：日本特开2012-210632号公报专利文献3：日本特开2010-104913号公报专利文献4：日本特开2011-240247号公报专利文献5：日本特开平7-303835号公报专利文献6：WO2014/045861号
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术的目的在于通过将固溶有不同的过渡金属等的氧化钛微粒组合地混合从而提供与以往不同的类型的能够获得高可见光活性的可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物、其分散液、分散液的制造方法、使用分散液形成的光催化剂薄膜和在表面具有光催化剂薄膜的构件。用于解决课题的手段本专利技术人作为用于实现上述目的一个方法，通过改变对于专利文献4中使用的作为第一氧化钛微粒的将锡和提高可见光活性的过渡金属固溶了的氧化钛微粒组合的第二氧化钛微粒，从而进行了在只是可见光的条件下显示高的光催化剂活性的新材料的探索。于是，专利文献4中使用的作为第二氧化钛微粒的固溶有铜成分的氧化钛微粒即使在只是可见光(400～800nm)的条件下也显示少许的光催化剂活性，但令人意外地是，在将单独时在只是可见光的条件下几乎不显示光催化剂活性的固溶有铁族元素成分的氧化钛微粒作为第二氧化钛微粒配合的情况下，获知在只是可见光的条件下显示出与将固溶有铜成分的氧化钛微粒组合时同样的高的光催化剂活性。针对将该固溶有铁族元素成分的氧化钛微粒作为第二氧化钛微粒配合的情形，进一步详细地进行了研究，结果在可见光下使空气中所含的乙醛气分解时，即使在对于目前为止的材料而言难以获得的低浓度区域中也获得分解活性，在可见光条件下在有意的时间内能够降低至由厚生劳动省策划制定的室内空气中化学物质的室内浓度指标值(乙醛)即0.03ppm以下。另外，如果对于该固溶有铁族元素成分的氧化钛微粒进一步使铬族元素成分固溶，判明分解活性提高。即，如果使用采用含有将锡和提高可见光活性的过渡金属固溶了的第一氧化钛微粒和将铁族元素成分和铬族元素成分固溶了的第二氧化钛微粒的可见光响应型光催化氧化钛微粒分散液成膜的光催化剂膜，发现在可见光条件下在目前为止困难的分解基质为低浓度的情况下也获得高的分解活性，完成了本专利技术。因此，本专利技术提供下述所示的可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物、其分散液、分散液的制造方法和在表面具有使用分散液形成的光催化剂薄膜的构件。[1]可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物，其特征在于，含有将锡成分和提高可见光响应性的过渡金属成分固溶了的第一氧化钛微粒与将铁族元素成分和铬族元素成分固溶了的第二氧化钛微粒这两种氧化钛微粒，其中，所述过渡金属成分不包括铁族元素成分。[2][1]所述的可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物，其中，第一氧化钛微粒与第二氧化钛微粒的混合比用各自的质量比[(第一氧化钛微粒)/(第二氧化钛微粒)]表示，为99～0.01。[3][1]或[2]所述的可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物，其中，第一氧化钛微粒中含有的锡成分的含量用与钛的摩尔比(Ti/Sn)表示，为1～1000。[4][1]～[3]中任一项所述的可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物，其中，在第一氧化钛微粒中所固溶的过渡金属成分为选自钒、铬、锰、铌、钼、铑、锑、钨、铈中的至少一者。[5][4]所述的可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物，其中，在第一氧化钛微粒中所固溶的过渡金属成分为选自钼、钨、钒中的至少一者。[6][5]所述的可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物，其中，在第一氧化钛微粒中含有的钼或钨成分的含量用与钛的摩尔比(Ti/Mo或W)表示，为1～1000。[7][5]所述的可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物，其中，在第一氧化钛微粒中含有的钒成分的含量用与钛的摩尔比(Ti/V)表示，为10～10000。[8][1]～[7]中任一项所述的可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物，其中，在第二氧化钛微粒中含有的铁族元素成分的含量用与钛的摩尔比(Ti/铁族元素)表示，为1～1000。[9][1]～[8]中任一项所述的可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物，其中，第二氧化钛微粒中固溶的铁族元素成分为铁成分。[10][1]～[9]中任一项所述的可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物，其中，第二氧化钛微粒中含有的铬族元素成分的含量用与钛的摩尔比(Ti/铬族元素)表示，为1～1000。[11][1]～[10]中任一项所述的可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物，其中，第二氧化钛微粒中固溶的铬族元素成分为选自钼、钨成分中的至少一者。[12]可见光响应型光催化氧化钛微粒分散液，其特征在于，在水性分散介质中分散着将锡成分和提高可见光响应性的过渡金属成分(不过，不包括铁族元素成分。)固溶了的第一氧化钛微粒与将铁族元素成分和铬族元素成分固溶了的第二氧化钛微粒这两种氧化钛微粒。[13][12]所述的可见光响应型光催化氧化钛分散液，其还含有粘结剂。[14][13]所述的可见光响应型光催化氧化钛微粒分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物，其特征在于，含有将锡成分和提高可见光响应性的过渡金属成分固溶了的第一氧化钛微粒与将铁族元素成分和铬族元素成分固溶了的第二氧化钛微粒这两种氧化钛微粒，其中，所述过渡金属成分不包括铁族元素成分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.12 JP 2016-1773211.可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物，其特征在于，含有将锡成分和提高可见光响应性的过渡金属成分固溶了的第一氧化钛微粒与将铁族元素成分和铬族元素成分固溶了的第二氧化钛微粒这两种氧化钛微粒，其中，所述过渡金属成分不包括铁族元素成分。2.根据权利要求1所述的可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物，其中，第一氧化钛微粒与第二氧化钛微粒的混合比用各自的质量比[(第一氧化钛微粒)/(第二氧化钛微粒)]表示，为99～0.01。3.根据权利要求1或2所述的可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物，其中，第一氧化钛微粒中含有的锡成分的含量用与钛的摩尔比(Ti/Sn)表示，为1～1000。4.根据权利要求1～3中任一项所述的可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物，其中，在第一氧化钛微粒中所固溶的过渡金属成分为选自钒、铬、锰、铌、钼、铑、锑、钨、铈中的至少一者。5.根据权利要求4所述的可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物，其中，在第一氧化钛微粒中所固溶的过渡金属成分为选自钼、钨、钒中的至少一者。6.根据权利要求5所述的可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物，其中，在第一氧化钛微粒中含有的钼或钨成分的含量用与钛的摩尔比(Ti/Mo或W)表示，为1～1000。7.根据权利要求5所述的可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物，其中，在第一氧化钛微粒中含有的钒成分的含量用与钛的摩尔比(Ti/V)表示，为10～10000。8.根据权利要求1～7中任一项所述的可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物，其中，在第二氧化钛微粒中含有的铁族元素成分的含量用与钛的摩尔比(Ti/铁族元素)表示，为1～1000。9.根据权利要求1～8中任一项所述的可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物，其中，第二氧化钛微粒中固溶的铁族元素成分为铁成分。10.根据权利要求1～9中任一项所述的可见光响应型光催化氧化钛微粒混合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：古馆学，井上友博，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP