光催化剂的活化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种光催化剂的活化方法，通过波长４２０ｎｍ以上的光的作用，对具有活性的可见光响应性光催化剂照射发光二极管的光。本发明专利技术还涉及在发光二极管基板上具有含可见光响应性光催化剂的层的装置。进一步涉及一种装置，包括发光二极管、可见光响应性光催化剂以及用于将来自前述发光二极管的光转移到可见光响应性光催化剂上的光转移手段。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
光催化剂的活化方法及装置
本专利技术涉及光催化剂的活化方法以及由光催化剂和光源构成的装置。
技术介绍
已知使用由锐钛矿型二氧化钛组成的光催化剂，可以进行抗茵性瓷砖、自洁建材、超亲水性材料、脱臭·除臭材料、水的净化、癌症的治疗等(光クリ-ン革命(藤昭他))，各种用途的开发在活跃地进行。具体地说，例如WO94/11092号公开了利用室内照明下的光催化剂进行空气处理的方法。特开平7-102678号公开了使用光催化剂，防止院内感染的方法。特开平8-67835号公报和特开平8-164334号公报公开了抗茵性涂料。而且WO96/29375公开了超亲水性材料。然而，对于锐钛矿型二氧化碳，作为激发光，需要400nm以下的紫外线。与此相对，在能够成为激发光光源的太阳光和人工光中，含有比紫外线多得多的可见光线。但遗憾的是，对于上述二氧化钛构成的光催化剂，可见光线几乎可以说不能良好地利用，从能量转换效率的观点来看，非常没有效率。而且，该无效率性对于实用化成为很大的障碍。例如，在特开2000-217844号公报中记载了一种牙科用光照射装置，其通过光照射，用于牙周病等口腔内的杀菌·治疗或者牙齿的脱色，该装置是使用沿牙齿的前面弯曲配置的多个发光二极管，对全体牙齿均匀照射光，进行脱色的牙科用照射装置。然而，在牙科用等光照射装置中，如果考虑对人体的不良影响，最好尽可能不含有紫外线。另一方面，用来自不含有紫外线的光源的光，以前的光催化剂几乎不显示出活性，光催化剂的效果非常微弱。因此，本专利技术的目的在于提供使用可见光的含量高或者只含有可见光的发光二极管作为光源的光催化剂的活化方法及装置。专利技术公开本专利技术涉及光催化剂的活化方法，即通过波长420nm以上的光的作用，对具有活性的光催化剂(可见光响应性光催化剂)照射发光二-->极管的光。本专利技术还涉及在发光二极管基板上具有含可见光响应性光催化剂的层的装置，以及包括发光二极管、可见光响应性光催化剂以及用于将来自前述发光二极管的光转移到前述可见光响应性光催化剂上的光转移手段的装置。附图说明图1是本专利技术中使用的可见光响应性光催化剂(参考例1)在真空中、77K下测定的ESR光谱。上段是在黑暗下的光谱，中段是在具有420nm以上波长的光(滤去水银灯光中的低于420nm的光)的照射下的光谱，下段是不滤去低于420nm的光，照射水银灯的光时的光谱。图2是本专利技术中使用的可见光响应性光催化剂(参考例1)在真空中、常温下测定的ESR光谱。上段是在黑暗下的光谱，中段是在具有420nm以上波长的光(滤去水银灯光中的低于420nm的光)的照射下的光谱，下段是不滤去低于420nm的光，照射水银灯的光时的光谱。图3是参考例1的生成物(上段)和水解物(50℃干燥)(下段)的XRD的测定结果。图4表示蓝色发光二极管(BLUE)、绿色发光二极管(GREEN)和白色发光二极管(WHITE)的发光光谱。图5表示实施例3中的蓝色发光二极管引起的异丙醇的氧化结果。图6是参考例4的生成物(可见光响应性光催化剂)在真空中、77K、具有420nm以上波长的光(滤去水银灯光中的低于420nm的光)的照射下测定的ESR光谱。图7是参考例5的生成物(可见光响应性光催化剂)在真空中、77K、具有420nm以上波长的光(滤去水银灯光中的低于420nm的光)的照射下测定的ESR光谱。图8是参考例6的生成物(可见光响应性光催化剂)在真空中、77K、具有420nm以上波长的光(滤去水银灯光中的低于420nm的光)的照射下测定的ESR光谱。实施专利技术的最佳方式[可见光响应性光催化剂]本专利技术中使用的可见光响应性光催化剂至少含有锐钛矿型二氧化钛，且在真空中、77K下，在具有420nm以上波长的光的照射下测定-->的ESR中，观测到g值为2.004～2.007的主信号和g值为1.985～1.986和2.024的2个副信号。而且，对于本专利技术中使用的可见光响应性光催化剂，在真空中、77K、黑暗下，细微观测到或者实质上没有观测到上述3个信号(主信号和2个副信号)。本专利技术中使用的可见光响应性光催化剂优选以锐钛矿型二氧化钛为主要成分，除此之外，也可以含有金红石型二氧化钛和/或非晶质的二氧化钛。另外，锐钛矿型二氧化钛也可以不必具有高的结晶性。本专利技术中使用的可见光响应性光催化剂在真空中、77K下测定的ESR的典型光谱如图1所示。图中，上段是在黑暗下的光谱，中段是在具有420nm以上波长的光(滤去水银灯光中的低于420nm的光)的照射下的光谱，下段是不滤去低于420nm的光，照射水银灯的光时的光谱。另外，上段、中段和下段均是在同一放大系数(GAIN)下测定的结果。将图1的上段和中段的光谱进行比较就可以看出，在中段的光谱中，g值为2.004～2.007的主信号和g值为1.985～1.986和2.024的2个副信号的强度比上段光谱的强度大。另外，将图1的中段和下段的光谱进行比较就可以看出，g值为2.004～2.007的主信号和g值为1.985～1.986和2.024的2个副信号的强度，即使照射光中均不含有420nm以下的光，实质上也没有不同。而且，如图2所示，本专利技术中使用的可见光响应性光催化剂可以是前述3个信号在真空中、常温下、黑暗下以及具有420nm以上波长的光照射下的ESR中也可被测定的物质。图2中，上段是在黑暗下的光谱，中段是在具有420nm以上波长的光(滤去水银灯光中的低于420nm的光)的照射下的光谱，下段是不滤去低于420nm的光，照射水银灯的光时的光谱。另外，上段、中段和下段均是在同一放大系数(GAIN)下测定的结果。另外，认为本专利技术中使用的可见光响应性光催化剂中的前述3个信号归属于补足空穴引起的游离基。这如参考例所示，由作为电子供体分子的异丙醇环境中的ERS光谱和作为电子受体分子的氧气环境中的ERS光谱可知。本专利技术中使用的可见光响应性光催化剂在真空中、77K下，在具有420nm以上波长的光的照射下测定的ESR中，除了上述信号之外，还-->可以进一步具有g值为2.009～2.010的副信号。g值为2.009～2.010的副信号示于图1中段的ESR光谱中。本专利技术中使用的可见光响应性光催化剂可以是Ti(钛)和O(氧)的结合比比2还小的氧缺欠型氧化钛。是否是氧缺欠型氧化钛可以用X射线光电子分光法(XPS)测定。为了确定能够用X射线光电子分光法(XPS)测定、规定的钛和氧的结合状态以及元素的化学剂量比，优选将归属于具有邻近结合能量的氧化钛的Ti-O的530±0.5eV和归属于吸附氧的O-O键的532±0.5eV分离，通过计算求出。从用该方法进行测定和计算的结果可以看出，在下述参考例记载的可见光响应性光催化剂是氧缺欠型。市售的氧化钛催化剂ST-01(石原产业制)以及其它的JRC-IT03(日本触媒学会参照触媒)、P-25(日本アエロジル制)等即使考虑误差，O/Ti的比也为2.0±0.05的值。对于氧缺欠，虽然存在不能根本意义地定义的一面，但最好是1.5～1.95。本专利技术中使用的可见光响应性光催化剂可以把非晶质或者不完全结晶性二氧化钛作为原料来制造，该原料二氧化钛可以是用硫酸法、氯化物法等或以醇化钛为原料的湿式法得到的物质，更具体地说，原料二氧化钛可以是在氢氧化铵存在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光催化剂的活化方法，通过波长４２０ｎｍ以上的光的作用，对具有活性的光催化剂（以下称为可见光响应性光催化剂）照射发光二极管的光。

【技术特征摘要】
JP 2000-12-28 402317/001.一种光催化剂的活化方法，通过波长420nm以上的光的作用，对具有活性的光催化剂(以下称为可见光响应性光催化剂)照射发光二极管的光。2.权利要求1所述的方法，在涂层中含有前述可见光响应性光催化剂，且前述发光二极管的光照射在前述涂层上。3.权利要求1或2所述的方法，可见光响应性光催化剂是至少含有锐钛矿型氧化钛的氧化钛，且在真空中、77K下，在具有420nm以上波长的光的照射下测定的ESR中，可以观测到g值为2.004～2.007的主信号以及g值为1.985～1.986和2.024的2个副信号，且这3个信号在真空中、77K、黑暗下，可以细微观测到或者实质上不能观测到的可见光响应性光催化剂。4.权利要求1～3任一项所述的方法，发光二极管是紫色发光二极管、蓝色发光二极管、绿色发光二极管、黄色发光二极管或者白色发光二极管。5.使用权利要求1～4任一项所述的方法的化学反应方法、环境净化方法、杀菌方法、亲水化方法、细胞培养方法或者防污方法。6.在发光二极管基板上具有含可见光响应性光催化剂的层的装置。7.权利要求6所述的装置，发光二极管基板至少包括发光二极管和在其上设置的光透过性层，在前述光透过性层上设置含前述可见光响应性光...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉原慎一，
申请(专利权)人：有限会社环境设备研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]