可见光响应型氧化钛微粒分散体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了可见光响应型氧化钛分散体，其中氧化钛微粒高度稳定地分散，并且其使得具有对可见光响应型的光致催化剂的薄膜易于制备；并且，公开了制备可见光响应型氧化钛分散体的方法。具体公开了：可见光响应型氧化钛微粒分散体，其包含水性分散溶剂和分散在该水性分散溶剂中的氧化钛微粒，并且此外还包含钛过氧化物组分、锡组分以及铁组分和/或铜组分，其中该钛过氧化物组分的含量相对于氧化钛为0.1～20wt％；并且具体公开了制备可见光响应型氧化钛分散体的方法，其中包含步骤：(1)从原料钛化合物、锡化合物和过氧化氢，制备含锡化合物的过氧化钛酸的水溶液；(2)将含锡化合物的过氧化钛酸的水溶液在高压下加热到80～250℃，以制备包含钛过氧化物组分和锡组分的氧化钛微粒分散体；以及(3)将铁化合物和/或铜化合物加入到氧化钛微粒分散体以引起铁化合物和/或铜化合物与该分散体的反应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，更具体地涉及可见光响应型氧化钛微粒分散体，其中氧化钛微粒高度稳定地分散，并且其使得具有对可见光响应型和高透明性的光致催化剂的薄膜易于制备；并且公开了制备该可见光响应型氧化钛分散体的方法。
技术介绍
氧化钛已经用于各种用途如颜料、UV屏蔽剂、催化剂、光致催化剂、催化剂载体、吸附剂、离子交换剂、填料、增强剂、陶瓷原料、复合氧化物例如钙钛矿复合氧化物的前体以及磁带中低涂层剂。 其中，由于通过用光致催化氧化钛微粒分散体涂布各种基材表面而形成的光致催化涂布膜通过氧化钛的光致催化行为将有机物分解而使得膜表面亲水性，因此光致催化氧化钛微粒广泛用于如基材表面的清洁、脱臭和抗菌处理这样的用途。为了提高光致催化活性，需要增大光致催化剂颗粒与待分解的材料之间的接触面积，因此，颗粒的一次粒子直径必须不大于50nm。而且，还要求膜的透明性以为了不使得基材失去设计性。制备氧化钛微粒分散体的方法的实例包括(I)通过使用分散助剂如有机聚合物分散助剂的湿分散机，将氧化钛细粉末分散于分散溶剂中的方法(专利文献I) ；(2)液相分散法，其中，对含钛的化合物的溶液进行水热处理(专利法文献4)。这些制备方法具有以下问题由于具有不大于50nm的平均粒径的超细粒子易于附聚，需要很多劳动将氧化钛微粒分散成一次粒子，并且，不可能将氧化钛微粒分散到一次粒子。此外，尽管在较短波长如阳光的UV区中的光辐照下，氧化钛显示良好的光催化行为，然而，它在室内空间利用大部分由可见光如荧光组成的光源辐照下，无法显示充分的光致催化行为。近年来，氧化钨光致催化剂作为可见光响应型光致催化剂已经引人注意(专利文献4)。但是，由于钨是稀有金属，希望提高基于广用的元素钨的使用来提高可见光活性。现有技术文献专利文献专利文献I JP-A H01-003020专利文献2 JP-A H06-279725专利文献3 JP-A H07-247119专利文献4 JP-A 2009-148700
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术是考虑上述条件而做出的。因此，本专利技术的目的为提供可见光响应型氧化钛微粒分散体，其中氧化钛微粒高度稳定地分散，并且其使得具有对可见光响应型和高透明性的光致催化剂的薄膜易于制备；以及提供制备该可见光响应型氧化钛分散体的方法。解决问题的手段本专利技术人为达到上述目的进行了积极研究。作为研究的结果，本专利技术人发现，当通过使用原料钛化合物制备包含钛化合物、锡化合物和过氧化氢的过氧化钛酸的水溶液，然后，将该过氧化钛酸的水溶液在高压下进行水热反应以得到氧化钛微粒分散体，并接着加入铁化合物和/或铜化合物以使它们与氧化钛微粒分散体进行反应时，可得到含过氧化钛化合物组分、锡组分和铁组分和/或铜组分的氧化钛微粒分散体。还发现，该氧化钛微粒分散体含有高度分散于其中的氧化钛微粒并且使得由其制备具有对可见光响应型以及高透明性的光致催化剂锡膜容易。基于这些发现，本专利技术人完成了本专利技术。因此，根据本专利技术，提供了以下的可见光响应型的氧化钛分散体以及以下的制备 该可见光响应型的氧化钛分散体的方法。.可见光响应型氧化钛微粒分散体,其包含水性分散溶剂和分散在该水性分散溶剂中的氧化钛微粒，并且此外还包含钛过氧化物组分、锡组分以及铁组分和/或铜组分，其中该钛过氧化物组分的含量基于氧化钛为O. I 20wt%。,段落所述的可见光响应型氧化钛微粒分散体，其中铁组分的含量以金属铁计为O. 01 5wt%,基于氧化钛。,段落所述的可见光响应型氧化钛微粒分散体，其中铜组分的含量以金属铜计为O. 01 5wt%,基于氧化钛。, 任意一段所述的可见光响应型氧化钛微粒分散体，其中锡组分的含量以锡组分与氧化钛之间的摩尔比(Ti/Sn)计为I 1000。, 任意一段所述的可见光响应型氧化钛微粒分散体，其中氧化钛微粒具有通过动态散射法测定的不大于50nm的50%累计分布直径(D5tl)。, 任意一段所述的可见光响应型氧化钛微粒分散体的制备方法，其包含步骤(I)从原料钛化合物、锡化合物和过氧化氢，制备含锡化合物的过氧化钛酸的水溶液；(2)将该含锡化合物的过氧化钛酸的水溶液在高压下加热到80 250°C，以制备包含钛过氧化物组分和锡组分的氧化钛微粒分散体；以及(3)将铁化合物和/或铜化合物加入到氧化钛颗粒分散体以引起铁化合物和/或铜化合物与该分散体的反应。技术效果根据本专利技术，可以提供可见光响应型氧化钛微粒分散体，其中氧化钛微粒高度稳定地分散，并且其使得具有对可见光响应型和高透明性的光致催化剂的薄膜易于制备；以及提供制备该可见光响应型氧化钛分散体的方法。具体实施例方式以下将详细说明本专利技术。<可见光响应型氧化钛微粒分散体>根据本专利技术的可见光响应型氧化钛微粒分散体含有高度分散于水性溶剂中的氧化钛颗粒，并且还含有钛过氧化物组分、锡组分和铁和/或铜组分。·水性分散溶剂作为水性分散溶剂，使用水性溶剂。该水性溶剂的实例包括水、水与亲水性有机溶剂的任意比例的混合溶剂。水的优选实例为去离子水和纯水。亲水性有机溶剂的优选实例包括醇如甲醇、乙醇和异丙醇。这种情形下，亲水性有机溶剂的混合比优选基于水性分散溶剂为O 50wt%o·氧化钛微粒分散于该水性分散溶剂中的氧化钛微粒优选具有基于体积基准的不大于50nm、更优选不大于30nm的50%累计分布直径(D5CI%)(以下简称为平均粒径)，其通过使用激光束的动态光散射法测定。通常，直径下限并不特别限制，但是该值优选小于5nm。 从具有要求厚度的光致催化剂薄膜的容易形成的观点来看，二氧化钛微粒的浓度优选为0.01 20wt%、优选O. 5 IOwt %，基于分散体。·钛过氧化物组分文中，“钛过氧化物组分”意指含有Ti-OO-Ti键的钛氧化物，并且包含过通过Ti (VI)与过氧化氢之间的反应制备的过氧化钛酸和过氧化钛络合物。在本专利技术的氧化钛微粒分散体中，过氧化钛组分具有有利于分散钛氧化物的行为。过氧化钛组分的浓度为O. I 20wt%、优选为O. I 5wt %，基于氧化钛微粒。如果该浓度小于O. lwt%,容易发生氧化钛微粒附聚。另一方面,如果该浓度超过20wt%,从该分散体得到光致催化剂薄膜的光致催化效果可能不足。·铁组分铁组分具有提高光致催化剂薄膜的分解活性的行为。铁组分存在的形式不受特别限制；例如，铁组分可以为金属铁、氧化物、氢氧化物、硝酸盐、硫酸盐、卤化物和络合化合物中的任意形式。至少部分的铁组分优选载于氧化钛微粒表面上，并且其余部分优选溶解和/或分散于分散体中。铁组分的含量以金属铁计优选为O. 01 5wt%、特别优选为O. I 2wt%,基于氧化钛颗粒。如果铁组分的含量太高，光致催化活性可能不会充分显示。·铜组分铜组分也具有提高得到的光致催化剂薄膜的分解活性的行为。铜组分存在的形式不受特别限制；例如，铜组分可以为金属铜、氧化物、氢氧化物、硝酸盐、硫酸盐、卤化物和络合化合物中的任意一种。至少部分的铜组分优选载于氧化钛微粒表面上，并且其余部分优选溶解和/或分散于分散体中。铜组分的含量以金属铜计优选为O. 01 5wt%、特别优选为O. I 2wt%,基于氧化钛颗粒。如果铜组分的含量太高，光致催化活性可能不会充分显示。·锡组分锡组分具有提高得到的光致催化剂薄膜的对可见光响应型的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：古馆学，井上友博，荣口吉次，天野正，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：