氧化钨光催化剂制造技术

本发明专利技术提供氧化钨光催化剂，其即使在不照射紫外光的环境下，通过照射可见光也显示高的光催化作用。本发明专利技术的氧化钨光催化剂是在氧化钨颗粒表面以每１００重量份氧化钨颗粒担载０．０３～５重量一次粒径３ｎｍ以上～２０ｎｍ以下的Ｐｔ颗粒而成的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氧化钨光催化剂，涉及即使在照射可见光而不照射紫外 线的环境下，也显示高的光催化活性，可以完全分解乙酸、乙醛等有机 物的光催化剂。
技术介绍
对半导体照射具有能带隙以上的能量的光，则价电子带的电子在传 导带激发，在价电子带产生空穴，在传导带产生电子。它们分别具有强 氧化能力和还原能力，对与半导体接触的分子种有氧化还原作用。这样 的作用称为光催化作用，这样的半导体称为光催化剂。利用光催化剂的有机物的分解反应中，在价电子带产生的空穴直接 氧化分解有机物，空穴氧化水，由此产生的活性氧种氧化分解有机物， 除此之外，在传导带产生的电子还原氧，由此产生的活性氧种氧化分解 有机物。作为这样的光催化剂，已知单独使用氧化钨颗粒的光催化剂。氧化 鴒颗粒可以吸收占屋内空间的光的大部分的可见光，作为可见光应答型 光催化剂受到关注。但是，对单独使用氧化钨颗粒的光催化剂照射可见 光，则通过光激发而在价电子带和传导带分别产生空穴和电子，由于传 导带处于比氧的氧化还原电能级的位置，在传导带被激发的电子中，不 能进行氧的还原，活性氧种的生成量不足。因此，氧化钨在照射可见光 而不照射紫外线的环境下，不显示高的光催化活性。迄今为止，公开了通过在氧化鴒膜上将Pt等贵金属成膜，有效分解 乙醛的分解中间体的光催化剂，但是不能得到足够的光催化活性，而且制备时需要昂贵的装置等，会有不合适(专利文献l:特开2001-038217 号公报(日本专利第3887510号公报))。专利文献1特开2001-038217号公报
技术实现思路
本专利技术的课题在于提供即使在不照射紫外光的环境下，通过照射可见光也可以显示高的光催化作用的氧化鴒光催化剂。 结果完成了本专利技术。 '， ' ''本专利技术提供氧化钨光催化剂，其在氧化钨颗粒表面以每100重量份 氧化鵠颗粒担栽0.03 ~ 5重量一次粒径3nm ~ 20nm的Pt颗粒而成。本专利技术的氧化钨光催化剂在可见光照射下显示高的光催化活性，可 以氧化分解有机化合物。附图说明图1实施例1中得到的氧化鴒光催化剂的扫描型电子显微镜 (SEM)照片。图2图1的SEM照片的部分放大照片。图3实施例1中得到的氧化鴒光催化剂的其它部分的扫描透射型 电子显微镜(STEM)照片。图4比较例2中得到的氧化鵠光催化剂的SEM照片。具体实施方式本专利技术的氧化钨光催化剂是在氧化钨颗粒表面担栽Pt颗粒而成的。Pt颗粒是颗粒状的铂金属，其一次粒径为3nm以上、优选5nm以 上，20nm以下、优选10nm以下。该一次颗粒可以形成凝集颗粒，此时， 凝集颗粒的粒径优选为10nm以上、30nm以下。Pt颗粒的一次粒径小于 3nm时，难以引起电子由氧化钨的传导带向氧的有效迁移，因此光催化 活性变低。Pt颗粒的一次粒径超过20nm时，难于在氧化鵠颗粒表面担 栽Pt,光催化活性降低。每100重量份氧化鴒颗粒，Pt颗粒的担载量为0.03重量份以上、优 选0.05重量份以上、更优选0.1重量份以上，5重量份以下、优选3重 量份以下、更优选1重量份以下。担栽量小于0.03重量份，则担载的 Pt颗粒的量变少，被还原的氣量不足，因此不能得到高的光催化活性。 超过5重量份时，覆盖氧化钨颗粒表面的Pt颗粒变多，由氧化钨颗粒引 起的光吸收量变少，因此光催化活性变低。在氧化鴒颗粒表面至少一部分，Pt颗粒为相互接合的状态，分别独 立并被担栽，优选念珠状地相连。在此，独立并被担栽是指各Pt颗粒分别与氧化鵠颗粒表面接合。这样，由于是念珠状地相连，可以显 示高触媒活性，而且促进光催化反应的分解中间体的分解。构成本专利技术的氧化钨光催化剂的氧化钨颗粒是包括氧化钨的颗粒，以由其凝集粒径的累积粒度分布的微粒侧累积50%的粒径作为D50时， D50为O.Olium以上、优选0.05^im以上，5pm以下、优选l(iim以下。 D50小于O.Olpm时，担载Pt颗粒后，由于在洗涤工序、干燥工序中形 成硬的凝集颗粒，在制造上产生不合适。D50超过5pm时，难以按照本 专利技术规定的一次粒径在氧化钨颗粒上担栽Pt颗粒，得到的氧化钨光催化 剂的光催化活性降低。作为氧化鴒颗粒发粒度分布，分别以由累积粒度分布的微粒侧累积 10%、累积90%的粒径作为DIO、 D90时，D90/D10值为1以上、10以 下，优选6以下。D90/D10超过10时，混有粒径大的氧化鴒颗粒，难 以按照本专利技术规定的粒径在氧化钨颗粒上担栽Pt颗粒，得到的氧化钨光 催化剂的光催化活性降低。氧化鵠颗粒的一次粒径为5nm以上、优选10nm以上，150nm以下、 优选120nm以下。 一次粒径小于5nm时，由于氧化鵠颗粒的结晶性降 低，晶格内易于发生缺陷等，光催化活性降低。超过150nm时，由于氧 化鴒颗粒表面积变小，反应物质在氧化鴒光催化剂表面的吸附量不足， 光催化活性降低。作为构成氧化钨颗粒的氧化钨，已知钨是具有4价和6价之间的价 数的多种，本专利技术中，该氧化钨颗粒中，可以使用单独显示光催化活性 的氧化鴒颗粒，特别优选使用颗粒状W03。作为氧化钨颗粒的制备方法，可以举出将钨酸钠，钨酸钙，钨酸铵 等鴒酸盐的水溶液加热，混合盐酸、硝酸得到鴒酸后，进行洗涤、干燥、 烧成而得到的方法。可以将钨酸铵热分解得到氧化钨颗粒。作为制造本专利技术的氧化钨光催化剂的方法，可以举出如下方法，(a) 在相对于100重量份氧化钨颗粒以Pt计溶解了 0.03 ~ 5重量 份Pt化合物的水溶液中分散氧化钨颗粒、(b) 照射能够光激发氧化钨颗粒的可见光后、(c) 添力口牺斗生剂、(d) 之后，进一步照射可见光。通过该方法，由Pt化合物产生的Pt颗粒以本专利技术规定的一次粒径担栽于氧化鴒颗粒表面，可以得到目标氧化鴒光催化剂。向分散氧化鴒颗粒的Pt化合物的水溶液照射可见光，可以在搅拌该 分散液的同时进行，也可以使该分散液流过透明的玻璃、塑料制的管的 同时进行。作为照射可见光的光源，可以使用能够照射波长410nm以上的可见 光的光源，优选基本上不照射波长小于410nm的紫外光而能够照射上述 可见光的光源。作为该光源，只要是可以照射能光激发氧化鵠颗粒的可 见光，就没有特别限制，可以使用装有遮断波长小于410nm光的滤光器 的氮灯、发光二极管、荧光灯、卣灯、汞灯等。当然也可以通过该滤光 器照射太阳光。由于基本上不照射波长小于410nm紫外光，可以得到 Pt颗粒在氧化鴒颗粒表面的至少一部分上念珠状相连的光催化剂。照射可见光时间通常为30分钟以上、优选l小时以上，通常为24 小时以下、优选6小时以下。可见光的照射时间小于30分钟时，Pt颗 粒的担栽量变小，光催化活性降低。超过24小时时，到那时几乎所有 的Pt化合物变为Pt颗粒而被担栽，不能得到与照射可见光所用成本相 符的光催化活性。上述制造方法中，照射可见光后，添加牺牲剂，之后进一步进行可 见光的照射。使氧化鴒颗粒分散于预先含有牺牲剂的Pt化合物的水溶液 中，照射可见光，则极为迅速地发生Pt在氧化鵠颗粒表面的析出，由于 不能控制Pt颗粒的粒径，得到的氧化鴒光催化剂的光催化活性降低。进一步也已知，将氧化鵠颗粒浸渍在含有Pt化合物的水溶液中，除 去水分后，通过烧成，在氧化钨颗粒表面担栽Pt颗粒的方法。但是，该 方法中由于不能控制Pt颗粒的粒径，得本文档来自技高网...

【技术保护点】
氧化钨光催化剂，其在氧化钨颗粒表面以每１００重量份氧化钨颗粒担载０．０３～５重量份一次粒径３ｎｍ～２０ｎｍ的Ｐｔ颗粒而成。

【技术特征摘要】
JP 2007-3-30 2007-091200;JP 2007-12-12 2007-3205561.氧化钨光催化剂，其在氧化钨颗粒表面以每100重量份氧化钨颗粒担载0.03～5重量份一次粒径3nm～20nm的Pt颗粒而成。2. 权利要求1所述的氧化钨光催化剂，以由上迷氧化钨颗粒的凝集 粒径的累积粒度分布的微粒侧累积50°/。粒径为D50时，D50为0.01|iun~ 5|Lim,上述氧化鴒颗...

【专利技术属性】
技术研发人员：大谷文章，阿部龙，酒谷能彰，村田诚，西峰宏亮，
申请(专利权)人：国立大学法人北海道大学，住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]