光催化剂结构体、光催化剂结构体组合物、光催化剂包覆材料、光催化剂结构体的制造方法以及醛类的分解方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种能有效地抑制光催化剂粒子的凝聚，能长期地维持良好的光催化功能的光催化剂结构体。该光催化剂结构体的特征在于，具备：多孔质结构的载体，其由沸石型化合物构成；以及至少一种光催化剂物质，其存在于所述载体内，所述载体具有相互连通的通道，所述光催化剂物质是金属氧化物微粒，且存在于所述载体的至少所述通道。

Photocatalyst structure, photocatalyst structure composition, photocatalyst coating material, manufacturing method of photocatalyst structure and decomposition method of aldehydes

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光催化剂结构体、光催化剂结构体组合物、光催化剂包覆材料、光催化剂结构体的制造方法以及醛类的分解方法
本专利技术涉及光催化剂结构体、光催化剂结构体组合物、光催化剂包覆材料、光催化剂结构体的制造方法以及醛类的分解方法。
技术介绍
光催化剂在光照射下显示出分解有机物、表面超亲水化的作用，因此被用于环境净化、防污、抗菌、防雾等用途。作为像这样的光催化剂，例如由氧化钛等金属氧化物构成的光催化剂，因为光催化活性高，价格便宜，化学稳定性高等理由，在光催化剂市场中被广泛地利用。一般，催化剂的活性面越多，催化活性越优异，因此，理想的是：使催化剂粒子的粒径尽量小，关于这一点，光催化剂也是同样。但是，例如在氧化钛等金属氧化物的纳米粒子的情况下，粒子彼此容易无秩序地凝聚，这样的凝聚(烧结)成为导致光催化功能降低的一个原因。对于像这样的凝聚问题，在专利文献1中，公开了使用氧化钛纳米晶体规则排列的中等尺寸(具体而言，1μm～10μm左右)的结晶性超结构体(氧化钛介晶)作为光催化剂的方法。根据像这样的氧化钛介晶，能抑制纳米粒子或纳米晶体无秩序地凝聚。但是，氧化钛介晶自身是纳米晶体规则排列的大尺寸(1μm以上)的晶体，因此其比表面积与一般的氧化钛纳米粒子(作为代表性的光催化剂的氧化钛纳米粒子P25的比表面积为约50m2/g左右)相比较小，催化活性与高分散的纳米晶体粒子的催化活性相比较差。此外，氧化钛介晶是较大尺寸的晶体，与纳米粒子相比难以凝聚，但在氧化钛介晶的情况下，粒子彼此接触的情况没有变化，在长时间使用时，有时会凝聚。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2013/115213号
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的目的在于提供能有效地抑制光催化剂粒子的凝聚，能长期地维持良好的光催化功能的光催化剂结构体、光催化剂结构体组合物、光催化剂包覆材料、光催化剂结构体的制造方法以及醛类的分解方法。技术方案本专利技术人等为了达成上述目的进行了深入研究，结果发现了如下事实，并基于该发现而完成了本专利技术，即，可得到一种光催化剂结构体，其具备：多孔质结构的载体，其由沸石型化合物构成；以及至少一种光催化剂物质，其存在于所述载体内，所述载体具有相互连通的通道，所述光催化剂物质是金属氧化物微粒，且存在于所述载体的至少所述通道，由此能有效地抑制光催化剂粒子的凝聚，能长期地维持良好的光催化功能。即，本专利技术的主旨构成如下。[1]一种光催化剂结构体，其特征在于，具备：多孔质结构的载体，其由沸石型化合物构成；以及至少一种光催化剂物质，其存在于所述载体内，所述载体具有相互连通的通道，所述光催化剂物质是金属氧化物微粒，且存在于所述载体的至少所述通道。[2]根据[1]所述的光催化剂结构体，其特征在于，所述通道具有扩径部，并且，所述光催化剂物质至少存在于所述扩径部。[3]根据[2]所述的光催化剂结构体，其中，所述扩径部使构成所述一维孔、所述二维孔以及所述三维孔中的任一种的多个孔彼此连通。[4]根据[1]至[3]中任一项所述的光催化剂结构体，其特征在于，所述金属氧化物微粒包含钛或含钛的合金氧化物。[5]根据[1]至[4]中任一项所述的光催化剂结构体，其特征在于，所述金属氧化物微粒的平均粒径大于所述通道的平均内径，并且小于等于所述扩径部的内径。[6]根据[1]至[5]中任一项所述的光催化剂结构体，其特征在于，相对于所述催化剂结构体，含有0.5质量％～2.5质量％的所述金属氧化物微粒的金属元素(M)。[7]根据[1]至[6]中任一项所述的光催化剂结构体，其特征在于，所述金属氧化物微粒的平均粒径为0.1nm～50nm。[8]根据[7]所述的光催化剂结构体，其特征在于，所述金属氧化物微粒的平均粒径为0.45nm～14.0nm。[9]根据[1]至[8]中任一项所述的光催化剂结构体，其特征在于，所述金属氧化物微粒的平均粒径相对于所述通道的平均内径的比例为0.06～500。[10]根据[9]所述的光催化剂结构体，其特征在于，所述金属氧化物微粒的平均粒径相对于所述通道的平均内径的比例为0.1～45。[11]根据[10]所述的光催化剂结构体，其特征在于，所述金属氧化物微粒的平均粒径相对于所述通道的平均内径的比例为1.7～4.5。[12]根据[1]至[11]中任一项所述的光催化剂结构体，其特征在于，所述通道具有：由所述沸石型化合物的骨架结构划定的一维孔、二维孔以及三维孔中的任一种；以及与所述一维孔、所述二维孔以及所述三维孔中的任一种均不同的扩径部，所述通道的平均内径为0.1nm～1.5nm，所述扩径部的内径为0.5nm～50nm。[13]根据[1]至[12]中任一项所述的光催化剂结构体，其特征在于，还具备保持于所述载体的外表面的至少一种其他的光催化剂物质。[14]根据[13]所述的光催化剂结构体，其特征在于，存在于所述载体内的所述至少一种光催化剂物质的含量多于保持于所述载体的外表面的所述至少一种其他的光催化剂物质的含量。[15]根据[1]至[14]中任一项所述的光催化剂结构体，其特征在于，所述沸石型化合物为硅酸盐化合物。[16]根据[1]至[15]中任一项所述的光催化剂结构体，其特征在于，所述光催化剂结构体分散于分散介质中。[17]一种光催化剂结构体组合物，其特征在于，含有[1]至[16]中任一项所述的光催化剂结构体，以及粘合剂材料。[18]根据[17]所述的光催化剂结构体组合物，其特征在于，所述粘合剂材料为有机系粘合剂。[19]一种光催化剂包覆材料，其特征在于，具备基材以及形成于该基材上的光催化剂层，所述光催化剂层含有[1]至[16]中任一项所述的光催化剂结构体。[20]根据[19]所述的光催化剂包覆材料，其特征在于，所述基材为建材。[21]一种光催化剂结构体的制造方法，其特征在于，具有：烧成工序，其对使含金属溶液含浸于前体材料(A)而得到的前体材料(B)进行烧成，所述前体材料(A)用于得到由沸石型化合物构成的多孔质结构的载体；以及水热处理工序，其对烧成所述前体材料(B)而得到的前体材料(C)进行水热处理。[22]根据[21]所述的光催化剂结构体的制造方法，其特征在于，在所述烧成工序之前，相对于所述前体材料(A)，添加50质量％～500质量％的非离子性表面活性剂。[23]根据[21]或[22]所述的光催化剂结构体的制造方法，其特征在于，在所述烧成工序之前，通过在所述前体材料(A)中分多次添加所述含金属溶液而使所述含金属溶液含浸于所述前体材料(A)。[24]根据[21]至[23]中任一项所述的光催化剂结构体的制造方法，其特征在于，在所述烧成工序之前使所述含金属溶液含浸于所述前体材料(A)时，调整添加于所述前体材料(A)中的所述含金属溶液的添加量，以使换算成构成所述前体材料(A)的硅(Si)与添加于所述前体材料(A)中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光催化剂结构体，其特征在于，具备：/n多孔质结构的载体，其由沸石型化合物构成；和/n至少一种光催化剂物质，其存在于所述载体内，/n所述载体具有相互连通的通道，/n所述光催化剂物质是金属氧化物微粒，并且存在于所述载体的至少所述通道。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170531 JP 2017-108636;20170531 JP 2017-108637;201.一种光催化剂结构体，其特征在于，具备：
多孔质结构的载体，其由沸石型化合物构成；和
至少一种光催化剂物质，其存在于所述载体内，
所述载体具有相互连通的通道，
所述光催化剂物质是金属氧化物微粒，并且存在于所述载体的至少所述通道。


2.根据权利要求1所述的光催化剂结构体，其特征在于，
所述通道具有扩径部，并且，
所述光催化剂物质至少存在于所述扩径部。


3.根据权利要求2所述的光催化剂结构体，其中，
所述扩径部使构成所述一维孔、所述二维孔以及所述三维孔中的任一种的多个孔彼此连通。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的光催化剂结构体，其特征在于，
所述金属氧化物微粒包含钛或含钛的合金氧化物。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的光催化剂结构体，其特征在于，
所述金属氧化物微粒的平均粒径大于所述通道的平均内径，并且小于等于所述扩径部的内径。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的光催化剂结构体，其特征在于，
相对于所述催化剂结构体，含有0.5质量％～2.5质量％的所述金属氧化物微粒的金属元素(M)。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的光催化剂结构体，其特征在于，
所述金属氧化物微粒的平均粒径为0.1nm～50nm。


8.根据权利要求7所述的光催化剂结构体，其特征在于，
所述金属氧化物微粒的平均粒径为0.45nm～14.0nm。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的光催化剂结构体，其特征在于，
所述金属氧化物微粒的平均粒径相对于所述通道的平均内径的比例为0.06～500。


10.根据权利要求9所述的光催化剂结构体，其特征在于，
所述金属氧化物微粒的平均粒径相对于所述通道的平均内径的比例为0.1～45。


11.根据权利要求10所述的光催化剂结构体，其特征在于，
所述金属氧化物微粒的平均粒径相对于所述通道的平均内径的比例为1.7～4.5。


12.根据权利要求1至11中任一项所述的光催化剂结构体，其特征在于，
所述通道具有：由所述沸石型化合物的骨架结构划定的一维孔、二维孔以及三维孔中的任一种；以及与所述一维孔、所述二维孔以及所述三维孔中的任一种均不同的扩径部，
所述通道的平均内径为0.1nm～1.5nm，
所述扩径部的内径为0.5nm～50nm。


13.根据权利要求1至12中任一项所述的光催化剂结构体，其特征在于，
还具备保持于所述载体的外表面的至少一种其他的光催...

【专利技术属性】
技术研发人员：增田隆夫，中坂佑太，吉川琢也，加藤祯宏，福岛将行，高桥寻子，马场祐一郎，关根可织，
申请(专利权)人：古河电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP