本发明专利技术提供即使在室内冷暗处长期放置，氧化钛微粒的分散稳定性也优异，而且能够简便地制作只用可见光就使光催化剂活性显现的透明性高的光催化剂薄膜的可见光响应型氧化钛微粒分散液等，根据本发明专利技术，由原料钛化合物、钒化合物、锡化合物、碱性物质、过氧化氢和水性分散介质制造含有钒化合物和锡化合物的过氧钛酸溶液，在高压下使其进行水热反应，接下来，在其中混合铜化合物，能够得到可见光响应型氧化钛微粒分散液等。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可见光响应型氧化钛微粒分散液、其制造方法和在表面具有使用该分散液形成的光催化剂薄膜的构件
本专利技术涉及可见光响应型氧化钛微粒分散液、其制造方法和在表面具有使用该分散液形成的光催化剂薄膜的构件，更详细地说，涉及即使在室内冷暗处长期放置，氧化钛微粒的分散稳定性也优异，而且能够简便地制作只用可见光(400?800nm)就使光催化剂活性显现的透明性高的光催化剂薄膜的可见光响应型氧化钛微粒分散液、其制造方法和在表面具有使用该分散液形成的光催化剂薄膜的构件。
技术介绍
氧化钛在各种用途，例如颜料、紫外线遮蔽剂、催化剂、光催化剂、催化剂载体、吸附剂、离子交换剂、填充剂、补强剂、陶瓷用原料、钙钛矿型复合氧化物等复合氧化物的前体和磁带的底涂剂等中使用。其中，光催化剂性氧化钛微粒是在包含400nm以下的紫外光的光线的照射下具有光催化剂作用的物质。所谓光催化剂作用，是通过400nm以下的紫外光激发而生成并在表面扩散开来的空穴和电子与在其表面吸附的分子一起进行氧化还原反应的作用。通过该氧化还原反应而将吸附于氧化钛表面的有机物分解。如果将具有该光催化剂作用的氧化钛微粒涂布于基材表面，形成光催化剂薄膜，通过照射激发光，能够使吸附的有害有机物分解，因此多用于基材表面的清洁化、除臭、抗菌等用途。为了提高光催化剂活性，要求扩大光催化剂粒子与分解对象物质的接触面积，而且为了维持涂布对象基材的设计性，要求膜的透明性。为了满足这些要求，氧化钛分散液中的氧化钛微粒的平均粒径为50nm以下是必要的。此外，氧化钛虽然在太阳光等中包含的波长比较短的紫外区域的光(波长10?400nm)的照射下显示良好的光催化剂作用，但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，有时难以显现充分的光催化剂作用。近年来，作为可见光响应型光催化剂，氧化钨光催化剂体(特开2009-148700号公报:专利文献I)已受到关注，由于钨是稀少元素，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。作为氧化钛微粒的一般的制造方法，工业上可列举以钛铁矿、金红石矿作为原料的硫酸法、氯法(氧化钛、技报堂出版:非专利文献I)，还可列举水解-烧成法、有机溶剂中的反应、固相法(光催化剂标准研究法、东京图书:非专利文献2)等。为了将该氧化钛微粒涂布于基材表面，并且维持涂布对象基材的设计性，进行在涂布液中的超微分散处理。作为一般的微分散处理方法，可列举例如使用有机分散剂等分散助剂、采用湿式分散机将合成的氧化钛微粉末分散于分散介质中的方法(特开平01-003020号公报:专利文献2、特开平06-279725号公报:专利文献3、特开平07-247119号公报:专利文献4、特开2004-182558号公报:专利文献5)，通过氧化钛的表面处理在分散介质中稳定地分散的方法(特开2005-170687号公报:专利文献6、特开2009-179497号公报:专利文献7)等。但是，这些制法的问题在于如下方面:由于平均粒径50nm以下的超微粒子容易发生凝聚，为了分散到一次粒子，需要大量的劳力，有时不可能分散到一次粒子；为了增加分散稳定性，进行采用无机成分、有机成分的粒子表面的处理、表面活性剂等分散助剂的添加等，光催化剂表面被它们覆盖，因此成为光催化剂活性显现的阻碍因素。此外，公开了通过对用过氧化氢将氢氧化钛溶解的过氧钛酸溶液进行水热处理，从而制造长期稳定的锐钛矿型氧化钛分散液的方法(特开平10-67516号公报:专利文献8),金红石型氧化钛溶胶的制造方法(特开平02-255532号公报:专利文献9)，氧化钛溶胶的制造方法(特开平10-182152号公报:专利文献10)。这些氧化钛微粒分散液即使不使用表面处理、分散助剂，也以平均粒径50nm以下分散，通过涂布于基材而得到的光催化剂性涂布膜显示优异的透明性、紫外光照射下的活性，但不能获得充分的可见光活性。
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术鉴于上述实际情况而提出，其目的在于提供即使不进行成为光催化剂活性显现的阻碍因素的有机分散剂、表面活性剂的添加、氧化钛粒子的表面处理，氧化钛微粒的长期分散稳定性也优异，而且能够简便地制作只用可见光(400?800nm)就使光催化剂活性显现的透明性高的光催化剂薄膜的可见光响应型氧化钛微粒分散液、其制造方法和在表面具有使用该分散液形成的光催化剂薄膜的构件。用于解决课题的手段本专利技术人为了实现上述目的而进行了深入研究，结果发现:在水性分散介质中分散了含有过氧化钛成分、钒成分和锡成分的氧化钛微粒、同时含有铜成分的可见光响应型氧化钛微粒分散液有用，为了得到该分散液，通过由原料钛化合物、钒化合物、锡化合物、碱性物质、过氧化氢和水性分散介质制造含有钒化合物和锡化合物的过氧钛酸溶液，在高压下使其进行水热反应，接下来向其中混合铜化合物，从而得到分散了含有过氧化钛成分、钒成分、锡成分的氧化钛微粒、同时含有铜成分的氧化钛微粒分散液，该氧化钛微粒分散液即使在室内冷暗处长期放置，氧化钛微粒的分散稳定性也优异，而且能够简便地制作只用可见光(400?800nm)就使光催化剂活性显现的透明性高的光催化剂薄膜，完成了本专利技术。此外，为了使氧化钛微粒分散液容易涂布于各种构件表面，同时容易使该微粒粘合，优选添加粘结剂成分，作为该粘结剂成分，一般地考虑使用不易受到光催化剂活性的影响的、无机系化合物、有机硅树脂、特氟隆(注册商标)树脂等，也获知从氧化钛微粒的分散稳定性、光催化剂活性的显现、光催化剂薄膜的透明性和耐久性的观点出发，优选在本专利技术的可见光响应型氧化钛微粒分散液中使用硅系化合物。因此，本专利技术提供下述可见光响应型氧化钛微粒分散液、其制造方法和在表面具有使用该分散液形成的光催化剂薄膜的构件。[I]可见光响应型氧化钛微粒分散液，其特征在于，在水性分散介质中，使含有过氧化钛成分、钒成分和锡成分的氧化钛微粒分散的同时，含有铜成分。[2] [I]所述的可见光响应型氧化钛微粒分散液，其特征在于，上述钒成分的含量用与氧化钛的摩尔比(Ti/V)表示，为100?10，000。[3] [I]或[2]所述的可见光响应型氧化钛微粒分散液，其特征在于，上述过氧化钛成分的含量，相对于氧化钛，为0.05?2质量％。[4] [I]?[3]的任一项所述的可见光响应型氧化钛微粒分散液，其特征在于，上述锡成分的含量用与氧化钛的摩尔比(Ti/Sn)表示，为10?1，000。[5] [I]?[4]的任一项所述的可见光响应型氧化钛微粒分散液，其特征在于，上述铜成分的以金属铜换算的含量，相对于氧化钛，为0.01?I质量％。[6] [I]?[5]的任一项所述的可见光响应型氧化钛微粒分散液，其特征在于，上述可见光响应型氧化钛微粒的分散粒径，以采用使用了激光的动态散射法测定的体积基准的50%累积分布粒径(D5tl)计，为5?30nm。[7] [I]?[6]的任一项所述的可见光响应型氧化钛微粒分散液，其特征在于，还添加了粘结剂。[8] [7]所述的可见光响应型氧化钛微粒分散液，其特征在于，粘结剂为硅化合物系粘结剂。[9]构件，其中，在表面具有使用[I]?[8]的任一项所述的氧化钛微粒分散液形成的光催化剂薄膜。[10] [I]?[6]的任一项所述的可见光响应型氧化本文档来自技高网...
【技术保护点】
可见光响应型氧化钛微粒分散液，其特征在于，在水性分散介质中，分散着含有过氧化钛成分、钒成分和锡成分的氧化钛微粒，同时含有铜成分。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.14 JP 2011-248399;2012.08.30 JP 2012-189401.可见光响应型氧化钛微粒分散液，其特征在于，在水性分散介质中，分散着含有过氧化钛成分、钒成分和锡成分的氧化钛微粒，同时含有铜成分。2.权利要求1所述的可见光响应型氧化钛微粒分散液，其特征在于，上述钒成分的含量，以与氧化钛的摩尔比(Ti/V)计，为100?10,000。3.权利要求1或2所述的可见光响应型氧化钛微粒分散液，其特征在于，上述过氧化钛成分的含量，相对于氧化钛，为0.05?2质量％。4.权利要求1?3的任一项所述的可见光响应型氧化钛微粒分散液，其特征在于，上述锡成分的含量，用与氧化钛的摩尔比(Ti/Sn)表示，为10?1，000。5.权利要求1?4的任一项所述的可见光响应型氧化钛微粒分散液,其特征在于,上述铜成分的以金属铜换算的含量，相对于氧化钛，为0.01?I质量％。6.权利要求1?5的任一项所述的可见光响应型氧化钛微粒分散液,其特征在于，上述可见光响应型氧化钛微粒的分散粒径，用采用使用了激光的动态散射法测定的体积基准的50%累积分布粒径...
【专利技术属性】
技术研发人员：古馆学，井上友博，荣口吉次，天野正，
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
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