可见光响应型光催化剂涂覆材料、涂覆制品、使变应原失活的方法技术

本发明专利技术公开提供一种可见光响应型光催化剂涂覆材料，其可以形成通过可见光的照射显示出优越的使变应原失活的性质的涂膜。所述可见光响应型光催化剂涂覆材料包括以下组成：具有可见光活性的光催化剂材料，其由金属氧化物粒子和负载在其表面上的二价铜盐形成，所述金属氧化物粒子具有光学半导体特性并且所述金属氧化物粒子的价带的电势为3V以上(相对于SHE，pH＝0)；粘合剂组分，其包括具有硅氧烷键的组分或通过反应形成硅氧烷键的组分；和氯离子化合物。当可见光照射到涂膜时，所示金属氧化物粒子在二价铜离子和氯离子的存在下显示出光催化剂活性，由此显示出显著高的使变应原失活性质。另外，可以防止光催化剂涂覆材料与涂膜的分离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含具有可见光活性的光催化剂材料的涂覆材料；使用所述涂覆材料形成的涂覆制品；以及通过使可见光照射到所述涂覆制品以使其表面上的变应原失活的使变应原失活的方法。
技术介绍
近年来，由壁虱排泄物、其尸体、雪松花粉等引起的哮喘或过敏症已作为一个问题得到公认。变应原定义为与人的抗体(指包括糖蛋白的蛋白质)特异性反应的蛋白质。随着对这一问题的认识，日益关注生活环境对人类健康的影响。因而，对于室内制造商或建筑 产品制造商而言，管理家庭变应原的方式已作为主要问题得以公认。期望使用光催化剂材料来处理包含家庭变应原的材料。光催化剂材料通过利用光作为能源而表达出对于一些无机物质如氮氧化物和有机物质的氧化性分解活性。注意，光在其产生成本方面很低并且对环境的负载影响小。因而近来已经进行了许多研究以将光催化剂材料应用于环境净化、脱臭、防污、杀菌等。还预期光催化剂材料变性地分解变应原。氧化钛作为光催化剂已广为人知，其在紫外线照射下显示出活性。然而，光催化剂材料需要在可见光的照射下显示出活性，以在建筑物内部实现其功能，因此，已经研究并开发了这样的光催化剂材料。例如，专利文献I披露了一种显示出可见光活性的光催化剂材料，其由氧原子位点被氮原子部分替代的氧化钛晶体形成。在专利文献I所披露的光催化剂材料中，氧化钛晶体的一部分氧原子位点被氮原子替代以在氧化钛的带隙中制造新的隔离能级，从而使光催化剂材料显示出可见光活性。当暴露于具有比氧化钛的隔离能级和导带之间的带隙能更大能量的光子时，隔离能级中的电子被激发到导带并且在所述隔离能级中产生空穴，由此光催化剂材料显示出活性。专利文献I :日本专利公报第3601532号
技术实现思路
本专利技术要解决的问题然而，上述在氧化钛的带隙中产生的隔离能级具有小的电势，因此通过可见光暴露而由电子激发所产生的空穴显示出差的氧化能力。而且，在隔离能级中产生的空穴的自由迁移受限，因此对于氧化目标基底显示出差的反应性。因此，专利文献I所披露的光催化剂材料尽管具有可见光活性，但显示出差的氧化分解活性。因此，专利文献I的光催化剂材料对于家庭变应原仅仅达到不充分的结果。本专利技术针对以上问题而完成，并且一个目的是提供可见光响应型光催化剂涂覆材料，其通过可见光照射显示出高的使变应原失活的性质；涂覆制品，其利用由所述光催化剂涂覆材料所显示出的这种高的使变应原失活的性质；和利用所述涂覆制品的使变应原失活的方法。解决问题的手段本专利技术的可见光响应型光催化剂涂覆材料的特征在于包括以下组分具有可见光活性的光催化剂材料，其由金属氧化物粒子和负载在所述金属氧化物粒子的表面上的二价铜盐形成，所述金属氧化物粒子具有光学半导体特性并且所述金属氧化物粒子的价带的电势为3V以上(相对于SHE，pH = 0);粘合剂组分，其包括具有硅氧烷键的组分或通过反应形成硅氧烷键的组分；和氯离子化合物。 可见光活性的含义为价带中的电子通过波长为400nm以上的光(包括在可见光范围内)的照射而被激发的光学半导体的特性。因此，当可见光照射到由可见光响应型光催化剂涂覆材料形成的涂膜时，金属氧化物粒子在二价铜离子和氯离子的存在下显示出光催化剂活性，由此显示出显著高的变应原失活性质。此外，因为源自涂膜中的粘合剂组分的硅氧烷键具有高的键能，因而其可以抑制由于光催化剂引起的粘合剂组分的分解。因此，可以防止光催化剂材料与涂膜的分离。在本专利技术中，优选所述金属氧化物粒子包括选自二氧化钛、三氧化钨和金属离子掺杂的二氧化钛中的至少一种的粒子。在这种情况下，涂膜显示出特别高的使变应原失活的性质。在本专利技术中，优选所述粘合剂组分包括选自以通式Si (OR) 4 ( “R”表示相同或不同的烃基或苯基，其碳原子数为I 8)表示的四烷氧基硅烷和其部分水解的缩合聚合物中的至少之一。在这种情况下，因为上述粘合剂组分的亲水性高，因而促进了对水具有高亲和性的变应原对涂膜的吸附，由此进一步促进变应原的失活性质。在本专利技术中，还优选所述氯离子化合物包括盐酸。在这种情况下，因为盐酸充当与粘合剂组分的水解反应的催化剂的作用，因而促进了粘合剂组分的固化。因此，可以改善涂膜的硬度和耐久性。本专利技术的涂覆制品的特征在于对其进行所述可见光响应型光催化剂涂覆材料的涂覆处理。通过向涂覆制品照射包括可激发所述可见光响应型光催化剂的波长的可见光，可以使所述涂覆制品表面上的变应原失活。本专利技术的使变应原失活的方法的特征在于包括使包括可激发所述可见光响应型光催化剂的波长的可见光照射到所述涂覆制品的经涂覆处理的表面上，由此使所述表面上的变应原失活。通过利用该方法，可以使涂覆制品表面上的变应原失活。专利技术效果根据本专利技术，由可见光响应型光催化剂涂覆材料形成的涂膜显示出高的使变应原失活的性质，并且这样的使变应原失活的性质可以长时间得以维持。而且，对其进行了可见光响应型光催化剂涂覆材料的涂覆处理的涂覆制品的表面显示出高的使变应原失活的性质，并且这样的使变应原失活的性质可以长时间得以维持。而且，通过使用该涂覆制品，涂覆制品表面上的变应原可以通过其表面而显著地失活。具体实施例方式以下将描述用于实施本专利技术的最佳方式。可见光响应型光催化剂涂覆材料包括光催化剂材料、粘合剂组分和氯离子化合物。光催化剂材料由其价带电势为3V以上(相对于SHE，pH = 0)并且具有光学半导体特性的金属氧化物粒子与负载在其表面上的二价铜盐形成。其价带电势为3V以上(相对于SHE，pH = 0)并且具有光学半导体特性的金属氧化物粒子作为材料的特征在于，在二价铜盐负载在其表面上的情况下，当照射具有比晶体的价带和导带之间的能隙更大能量的光或者具有比价带和一价铜离子/二价铜离子的氧化-还原电势之间的能隙更大能量的光时，其价带中的电子可以被激发而产生导电电子和空穴。对金属氧化物粒子不作特别限制，只要其价带电子可被波长为400nm以上的光(其包括在可见光范围内)激发即可。简而言之，上述光催化剂材料通过使二价铜盐负载在其价带电势为3V以上(相对于SHE，pH=0)并且具有光学半导体特性的金属氧化物粒子的表面上而形成。所述光催化剂材料具 有可见光活性。上述金属氧化物粒子为这样的材料，即其价带电子甚至可被波长等于或大于400nm的光所激发。金属氧化物粒子的具体实例可以包括金红石型二氧化钛(其价带电势为3V(相对于SHE，pH = 0))、锐钛矿型二氧化钛(其价带电势为3V(相对于SHE，pH =O))、三氧化钨(其价带电势为3. I 3. 2V(相对于SHE，pH = O))、掺杂有金属离子(例如铈)的二氧化钛(掺铈二氧化钛的价带电势为3V(相对于SHE，pH = 0))等。除了铈之外，用于掺杂二氧化钛的金属离子可以包括例如锗、钒、镓、钨。金属氧化物粒子优选呈细小粒子的形状。尽管对金属氧化物粒子的粒径不作特别限制，但优选为Ium以下，进一步优选为500nm以下。金属氧化物粒子的粒径越小，则表面积就越增加。在金属氧化物粒子的表面处施加光催化剂活性，因此其使变应原失活的性质随着粒径的减少而增加。尽管对粒径的下限不作特别限制，但通常为5nm。至于负载在金属氧化物粒子上的二价铜盐的量，优选二价铜盐中的铜含量相对于金属氧化物粒子的比率有利地设置在0.0001重量％至I重量％的范围内。在光催化剂材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.30 JP 2009-2723421.一种可见光响应型光催化剂涂覆材料，包含 具有可见光活性的光催化剂材料，其由金属氧化物粒子和负载在所述金属氧化物粒子的表面上的二价铜盐形成，所述金属氧化物粒子具有光学半导体特性并且所述金属氧化物粒子的价带的电势为3V以上(相对于SHE，pH = 0)； 粘合剂组分，其包括具有硅氧烷键或通过反应形成硅氧烷键的组分；和 氯离子化合物。2.根据权利要求I所述的可见光响应型光催化剂涂覆材料，其中所述金属氧化物粒子包括选自二氧化钛、三氧化钨和金属离子掺杂的二氧化钛中的至少一种的粒子。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：三木慎一郎，高滨孝一，绢川谦作，桥本和仁，砂田香矢乃，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，国立大学法人东京大学，
类型：发明
国别省市：