负载有过渡金属化合物的氧化钛制造技术

本发明专利技术提供一种对可见光的响应性优异，且发挥优异的光催化剂能力的负载有过渡金属化合物的氧化钛。本发明专利技术的负载有过渡金属化合物的氧化钛在结晶性氧化钛负载有过渡金属化合物，其特征为，平均短径为50nm以下，平均长宽比(长径/短径)为1.5以上。作为上述结晶性氧化钛，优选具有结晶面(110)及结晶面(111)的金红石型氧化钛和/或具有结晶面(110)、结晶面(111)及结晶面(001)的金红石型氧化钛。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】负载有过渡金属化合物的氧化钛
本专利技术涉及在氧化钛上负载过渡金属化合物而得到的负载有过渡金属化合物的氧化钛。上述负载有过渡金属化合物的氧化钛对可见光的响应性优异，能够发挥优异的光催化剂能力。
技术介绍
负载有过渡金属化合物的氧化钛具有光催化剂能力，通过照射可见光或紫外线等光，能够发挥强氧化力而将有害化学物质分解为水或二氧化碳，通过对负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液进行涂布或混合，能够对被涂布的物体或被混合物质赋予抗菌、防霉、除臭、空气净化、水质净化及防污效果等。而且，已知在负载有过渡金属化合物的氧化钛含有卤素离子等离子性杂质的情况下，对紫外线及可见光的响应性会下降。已知有负载有过渡金属化合物的氧化钛可经由下述工序进行制造(参照专利文献1、2等)。1.氧化钛制造工序：对钛化合物进行水热处理而得到氧化钛悬浮液；2.负载过渡金属化合物的工序：通过将过渡金属化合物添加在氧化钛悬浮液中而得到负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液；3.精制工序：通过对负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液施加使用全量过滤方式的加压或减压过滤、或者离心分离等处理而使固液分离从而降低离子性杂质的含量；但是，就上述方法而言，在精制工序中由于固液分离而使负载有过渡金属化合物的氧化钛发生压紧化从而使高活性面的露出量下降，因此，存在不能得到具有足够光催化剂能力的负载有过渡金属化合物的氧化钛的问题。进而，一旦发生了压紧化的负载有过渡金属化合物的氧化钛即使之后实施粉碎处理等而再分散，仍然还是不能得到充分的光催化剂能力。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平10-158015号公报专利文献2：日本特开昭62-235215号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题因此，本专利技术的目的在于，提供一种对可见光的响应性优异，且发挥优异的光催化剂能力的负载有过渡金属化合物的氧化钛。用于解决问题的技术方案本专利技术人为解决上述问题而进行了潜心的研究，结果发现：棒状的负载有过渡金属化合物的氧化钛一旦通过施加离心分离等固液分离处理而发生压紧化时，即使之后通过粉碎而再分散，棒状的晶体结构也会被切断，且因为下述1、2等理由，可见光区域的光催化剂能力显著下降。1.负载有过渡金属化合物的氧化钛的平均长宽比变小，成为更接近球状的形状，所以氧化反应场和还原反应场的分离性下降，无法避免逆反应或副反应的进行；2.由于棒状晶体结构被切断，会产生未负载过渡金属化合物的氧化钛片，该氧化钛片不能发挥可见光响应性。而且，在纯化工序中，当采用利用横流过滤方式进行的膜过滤处理代替离心分离等固液分离处理时，负载有过渡金属化合物的氧化钛就不会发生压紧化，能够在维持棒状晶体结构的状态下高效地除去离子性杂质，可得到离子性杂质的含量极低，且棒状的负载有过渡金属化合物的氧化钛。还发现：在进行水热处理时对反应体系内进行搅拌时，就会得到平均短径极小，且平均长宽比大的负载有过渡金属化合物的氧化钛。并且发现：如上所述得到的负载有过渡金属化合物的氧化钛对可见光的响应性优异，能够发挥优异的光催化剂能力。本专利技术是基于这些见解而完成的。即，本专利技术提供一种负载有过渡金属化合物的氧化钛，其在结晶性氧化钛上负载有过渡金属化合物，所述负载有过渡金属化合物的氧化钛平均短径为50nm以下，平均长宽比(长径/短径)为1.5以上。作为上述结晶性氧化钛，优选具有结晶面(110)及结晶面(111)的金红石型氧化钛和/或具有结晶面(110)、结晶面(111)及结晶面(001)的金红石型氧化钛。比表面积优选为10m2/g以上。本专利技术还提供一种氧化钛，其平均短径为50nm以下，平均长宽比(长径/短径)为1.5以上。专利技术效果本专利技术的负载有过渡金属化合物的氧化钛的平均短径为50nm以下，且平均长宽比(长径/短径)为1.5以上。因此，对可见光的响应性优异，能够吸收太阳光或白炽灯、萤光灯、LED等通常生活空间的光，并将有害化学物质分解为水或二氧化碳。即，本专利技术的负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液可优选用作LED照明下用光催化剂。而且，能够应用于抗菌防霉、除臭、空气净化、水净化等各种用途，且能够应用于以室内的壁纸或家具为主的家庭内或医院、学校等公共设施内的环境净化、家电制品的高功能化等广范的范围。附图说明图1是示出利用横流方式进行的膜过滤的一个例子的概要图；图2是示出利用横流方式进行的膜过滤的逆清洗的一个例子的概要图；图3是具有结晶面(110)(111)的棒状金红石型氧化钛、以及具有结晶面(110)(111)(001)的棒状金红石型氧化钛的立体图；图4是使用电场发射型扫描电子显微镜拍摄到的实施例2中得到的负载有铁化合物的氧化钛的照片(×200000，比例尺：100nm)。具体实施方式[负载有过渡金属化合物的氧化钛]本专利技术的负载有过渡金属化合物的氧化钛的特征在于，过渡金属化合物负载在结晶性氧化钛上，负载有过渡金属化合物的氧化钛的平均短径为50nm以下，平均长宽比(长径/短径)为1.5以上。负载有过渡金属化合物的氧化钛的平均短径为50nm以下，优选为5～40nm，特别优选为5～30nm，最优选为10～25nm。当平均短径大于上述范围时，氧化反应场和还原反应场的分离性会下降，无法避免逆反应或副反应的进行，且光催化剂能力下降，因此不优选。另外，负载有过渡金属化合物的氧化钛的平均长宽比(长径/短径)为1.5以上，优选为1.5～100，更优选为1.5～50，特别优选为1.5～20，最优选为2～15。当平均长宽比小于上述范围时，氧化反应场和还原反应场的分离性会下降，无法避免逆反应或副反应的进行，且光催化剂能力下降，因此不优选。另外，在本专利技术中，平均短径及平均长宽比是对用下述调节方法得到的样品用下述测定方法求得的值。＜样品制备方法＞1.将少量(挖耳勺尺寸的药勺的一半左右)的负载有过渡金属化合物的氧化钛装入9mL的玻璃制样品瓶，且加入7mL乙醇，利用超声波清洗器，施加5分钟的超声波，使其分散到乙醇中从而得到乙醇分散液。2.将得到的乙醇分散液用玻璃制滴管吸取1滴，滴落于SEM用试样台上，在使其自然干燥以后，进行30秒钟的铂蒸镀。＜测定方法＞使用场发射型扫描电子显微镜(商品名“FE-SEMJSM-6700F”，日本电子(株)制造，加速电压：15kV，WD：约3mm，倍率：20万倍)，随机观察结晶粒子，提取代表性的三处，在提取的SEM照片整体中，提取位于中间且轮廓清晰的30个下述粒子：观察到的尺寸不极端大也不极端小的大小平均的粒子，拍摄到OHP薄片上，对这些粒子，利用图像分析软件(商品名“WinROOFVersion5.6”，三谷商事(株)制造)求出各短径(与最大长径正交的宽度)，对这些值进行平均作为平均短径。另外，用同样的方法求出平均长径(最大长径)，将两者之比(平均长径/平均短径)作为平均长宽比。作为上述结晶性氧化钛，例如可举出：金红石型氧化钛、锐钛矿型氧化钛、板钛型氧化钛等。在本专利技术中，从在露出稳定的结晶面的观点出发，优选为金红石型氧化钛或锐钛矿型氧化钛，从能够发挥更优异的光催化剂能力的观点出发，更优选为金红石型氧化钛，特别优选为具有结晶面(110)及结晶面(111)的金红石型氧化钛和/或具有结晶面(110)、结晶面(111)及结晶面(001)的金红石型氧化钛。过渡金属化合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负载有过渡金属化合物的氧化钛，其在结晶性氧化钛上负载有过渡金属化合物而成，所述负载有过渡金属化合物的氧化钛的平均短径为50nm以下，平均长宽比(长径/短径)为1.5以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.09.19 JP 2012-2062591.一种负载有过渡金属化合物的氧化钛，其在结晶性氧化钛上负载有过渡金属化合物而成，所述负载有过渡金属化合物的氧化钛的平均短径为10～25nm，平均长宽比即长径/短径为1.5以上，结晶性氧化钛为具有结晶面(110)及结晶面(111)的金红石型...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边仁志，松冈美绪，
申请(专利权)人：株式会社大赛璐，
类型：发明
国别省市：日本;JP