光催化剂分散液和使用其的光催化功能产品制造技术

本发明专利技术涉及光催化剂分散液和使用其的光催化功能产品。本发明专利技术提供一种光催化剂分散液，其至少具有通过硫酸法得到的硫酸成分换算成Ｓ元素的含量以干燥重量计为１０００ｐｐｍ以下的氧化钛粒子、氧化钨粒子和使这些粒子分散的分散介质，上述氧化钛粒子和上述氧化钨粒子的含量以质量比计为１∶８～８∶１，进而，本发明专利技术提供一种具备使用该光催化剂分散液形成的光催化剂层的光催化功能产品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含有氧化钛粒子和氧化钨粒子的光催化剂分散液。
技术介绍
当对半导体照射具有不低于能带间隙的能量的光时，价电子带的电子被激发到导 带，在价电子带生成空穴，在导带生成电子。由于所述空穴和电子分别具有强的氧化力和还 原力，所以使与半导体接触的物质遭受氧化还原作用。该氧化还原作用被称为光催化作用， 能够显示该光催化作用的半导体被称为光催化剂。作为这样的光催化剂，可举出氧化钛粒 子和氧化钨粒子，已知通过使这样的粒子相互接触地来使用，可显示光激发下的协同效果， 光催化作用得到提高(日本特开2003-265954号公报)。但是，氧化钛粒子和氧化钨粒子通常分别单独分散在分散介质中，各自作为单独 的光催化剂分散液用于单独的光催化剂层的形成，停留于该技术层面，尚没有获得氧化钛 粒子和氧化钨粒子共存的光催化剂分散液。其原因是存在如下缺点即使使氧化钛粒子和 氧化钨粒子分散在分散介质中，也会由于氧化钛粒子和氧化钨粒子的等电点不同，而导致 粒子相互凝集从而容易发生固液分离。因此，对于氧化钛粒子和氧化钨粒子的混合物，通常使这些粒子分散在溶胶中，作 为光催化剂分散溶胶用于形成光催化剂层。例如，公开了一种使氧化钛粒子和氧化钨粒子 分散在溶胶中而得到的光催化剂分散溶胶(日本特开2005-231935号公报)。通过将光催化剂分散溶胶涂布在基材的表面，可以在基材表面形成含有氧化钛粒 子和氧化钨粒子、显示光催化作用的光催化剂层。但是，光催化剂分散溶胶的触变性高，通 过涂布等方式将分散溶胶涂布在基材上形成光催化剂层时，不能形成良好的膜，其结果会 招致不能赋予充分的光催化作用这样的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的课题在于提供一种粒子的凝集受到抑制而不易引起固液分离的光 催化剂分散液。本专利技术人为了解决上述课题，反复进行了深入研究。其结果发现，在使硫酸成分换 算成S元素的含量以干燥重量计为IOOOppm以下的氧化钛粒子和氧化钨粒子分散在分散介 质中而得到的分散液中，粒子的凝集受到抑制，没有显示出触变性。本专利技术是基于这些认识 而完成的。S卩，本专利技术提供以下方案。(1) 一种光催化剂分散液，其特征在于，至少具有氧化钛粒子，其通过硫酸法得到，硫酸成分换算成S元素的含量以干燥重量计为 IOOOppm 以下；氧化钨粒子；和使上述氧化钛粒子和氧化钨粒子分散的分散介质，其中，上述氧化钛粒子和上述氧化钨粒子的含量以质量比计为1 8 8 1。(2)如上述(1)所述的光催化剂分散液，其中，上述氧化钛粒子为偏钛酸粒子。(3)如上述⑴或⑵所述的光催化剂分散液，其中，含有吸电子性物质或其前体。(4)如上述(3)所述的光催化剂分散液，其中，对上述前体照射光。(5)如上述(3)或(4)所述的光催化剂分散液，其中，上述吸电子性物质或其前体 是选自Cu、Pt、Au、Pd、Ag、Fe、Nb、Ru、Ir、Rh和Co中的一种以上金属或其化合物。(6) 一种光催化功能产品，其是在表面具备光催化剂层的光催化功能产品，其特征 在于，上述光催化剂层使用上述(1) (5)中任一项所述的光催化剂分散液形成。根据本专利技术，能够得到粒子的凝集受到抑制而不易引起固液分离的光催化剂分散 液。而且，如果使用该光催化剂分散液，则可以在不含分散剂等的情况下容易地形成显示高 光催化作用的光催化剂层。以下，详细说明上述和进一步的方案和特征。 具体实施例方式(光催化剂分散液)本专利技术的光催化剂分散液是通过使具有光催化作用的光催化剂即氧化钛粒子和 氧化钨粒子分散在分散介质中而得到的。对于上述氧化钛粒子，硫酸成分换算成S元素的 含量为IOOOppm以下。硫酸成分通常作为硫酸根离子存在于粒子的间隙等中。硫酸成分换 算成S元素的含量超过IOOOppm时，该硫酸根离子发挥例如凝集剂这样的作用，所得到的光 催化剂分散液的粘度增高，显示出触变性，分散粒径增大，变得难以处理。本专利技术的氧化钛粒子只要是显示光催化作用的粒子状氧化钛，就没有特别限制， 例如可举出偏钛酸粒子、晶体型为锐钛矿型、板钛矿型、金红石型等的二氧化钛〔Ti02〕粒子 等。需要说明的是，氧化钛粒子既可以单独使用，也可以将两种以上合用，上述的粒子中特 别优选使用偏钛酸粒子。作为本专利技术的氧化钛粒子使用的偏钛酸粒子例如可以通过以下的方法得到。可举出如下方法通过将钛矿石、钛铁矿石、天然金红石等在浓硫酸中进行加热而 溶解，得到含有硫酸钛的反应混合物，将该反应混合物进行加热水解的方法。由于加热水解 后的反应混合物通常为浆料状，所以通过将加热水解后的反应混合物过滤能够滤得偏钛酸 粒子。在该阶段，硫酸成分换算成S元素的含量以干燥重量计通常为1 3%左右。将所得 到的偏钛酸粒子添加到氢氧化钠水溶液等中制成碱性，清洗去硫酸成分，过滤得到偏钛酸 粒子。进行过滤时，可以对偏钛酸粒子添加硝酸形成中性，由此能够容易地进行过滤操作。 对滤得的偏钛酸粒子通常用纯水等清洗。在该阶段，硫酸成分换算成S元素的含量以干燥 重量计通常为1200 2000ppm左右。为了使硫酸成分换算成S元素的含量以干燥重量计 为IOOOppm以下，再次将偏钛酸粒子添加到氢氧化钠水溶液等中形成碱性，清洗去硫酸成 分，过滤得到偏钛酸粒子。进行过滤时，可以对偏钛酸粒子添加硝酸形成中性，由此能够容 易地进行过滤操作。对滤得的偏钛酸粒子通常用纯水等清洗。这样得到的偏钛酸粒子中硫 酸成分换算成S元素的含量以干燥重量计通常为IOOOppm以下。作为本专利技术的氧化钛粒子使用的二氧化钛粒子可以通过将上述得到的偏钛酸粒 子烧制而得到。通过调整烧制时的烧制温度、烧制时间，能够将得到的二氧化钛粒子制成锐钛矿型、板钛矿型或金红石型等所期望的晶体型。作为本专利技术的氧化钛粒子，优选使用偏钛酸粒子。偏钛酸粒子的表面积大于其他 粒子的表面积，所以对乙醛、甲醛等挥发性有机物的反应基质的吸附性优异。此外，由于偏 钛酸粒子是微粒，所以容易通过珠磨机等的分散处理进行分散，能够减少对晶体的损伤。由 此，能够减轻因分散处理导致的光催化作用的降低，容易通过分散处理进行微细粉碎，通过 使该氧化钛粒子担载于氧化钨粒子的表面或与表面接触来使用，可呈现光激发下的协同效 果，能够得到比以往更高的光催化作用。从光催化作用和分散性的方面出发，上述氧化钛粒子的BET比表面积为40 500m2/g，优选为 250 400m2/g。本专利技术的氧化钨粒子只要是显示光催化作用的粒子状氧化钨，就没有特别限制， 例如可举出三氧化钨〔wo3〕粒子等。另外，氧化钨粒子既可以单独使用，也可以合用两种以 上。三氧化钨粒子例如可以通过下述方法得到(i)通过在钨酸盐的水溶液中加入酸 从而得到作为沉淀物的钨酸，将所得到的钨酸进行烧制的方法；(ii)通过加热偏钨酸铵、 仲钨酸铵来进行热分解的方法等。从光催化作用的方面出发，上述氧化钨粒子的BET比表面积为2 100m2/g，优选 为 5 50m2/go本专利技术的光催化剂分散液中所含的粒子(氧化钛粒子和氧化钨粒子)的平均分散 粒径从分散性的方面出发为50nm 3μπι，优选为60 500nm，更优选为80 150nm。本专利技术的光催化剂分散液中，上述氧化钛粒子与上述氧化钨粒子的比(氧化钛粒 子氧化钨粒子)以质量比计为1 8 8 1，优选为2 3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光催化剂分散液，其含有：氧化钛粒子，其通过硫酸法得到，硫酸成分换算成Ｓ元素的含量以干燥重量计为１０００ｐｐｍ以下；氧化钨粒子；和使上述氧化钛粒子和氧化钨粒子分散的分散介质，其中，上述氧化钛粒子和上述氧化钨粒子的含量以质量比计为１∶８～８∶１。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：曾我部康平，奥迫显仙，酒谷能彰，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP