一种用于生产铜离子改性氧化钨光催化剂的分散体的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于生产铜离子改性氧化钨光催化剂的分散体的方法，包括以下步骤：在溶剂中对铜离子改性氧化钨颗粒进行机械研磨处理的步骤；和使得到的研磨颗粒的分散体和氧气或臭氧接触；和一种铜离子改性氧化钨光催化剂，其通过在溶剂中对铜离子改性氧化钨颗粒进行机械研磨处理和然后使得到的研磨颗粒的分散体和氧化气体接触生产，其中通过干燥和氧化气体接触后的分散体得到的光催化剂粉末在700nm的波长下测量时具有75%或更高的漫反射率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，以及铜离子改性氧化钨光催化剂。
技术介绍
氧化钛作为用于环境纯化处理的光催化剂是长久已知的。然而，氧化钨具有宽的因此带隙(band gap)，并且由此由于紫外线量少作为户内使用的光催化剂无法显示足够的性能。因此，人们已经做出了有关通过使用可见光辐射能够激发带隙的可见光响应光催化剂的研究。氧化钨作为可见光响应光催化剂是长久已知的。在试图使氧化钨显示良好的可见 光光活性或者改进它的可见光光活性中，已经提出表面上其负载有助催化剂的氧化钨催化齐U。例如，负载有以铜离子或者氧化铜形式的相对非昂贵的铜的氧化钨在可见光辐射下能够显示出光催化性活性(例如，参见非专利文献I和专利文献I)。除了上述助催化剂的研究外，为了设计具有高分散性和高光催化活性的光催化齐U，人们已经试图将氧化钨研磨为细颗粒。例如在专利文献2中，描述了烘焙偏钨酸或其盐和然后使用水或者过氧化氢洗涤以得到具有高活性的光催化剂。然而，专利文献2中得到的氧化钨颗粒度大并且根据由此制备涂层材料时因此倾向于产生诸如可操作性差的问题。另一方面，在专利文献3中描述了使金属钨升华或者使其燃烧以制备细氧化钨烟(fume)，并且随后热处理以增加其活性(参见专利文献3)。然而，由于需要大规模的设备，专利文献3中描述的该方法是有劣势的。此外，在该方法中，还倾向于产生诸如处理粉末状的纳米材料时必须小心和采取很多措施的问题。引证列表专利文献I JP2008-149312A专利文献2 JP2009-148701A专利文献3 :JP2008_264758A非专利文献I :“Chemical Physics Letter^, 457 (2008), 202-205, Hiroshi Irie,Shuhei Miura, Kazuhide Kamiya 和 Kazuhito Hashimoto。专利技术概沭专利技术所要解决的技术问题迄今，光催化剂很少以粉末的形式使用，而是经常以薄膜的形式使用。因此，光催化剂粉末必须曾经形成溶液或其涂布液。另外，为了缩短作为涂布液的分散体的干燥时间，作为用于该光催化剂粉末的分散体的介质，醇溶剂是比水更适合使用的。出于这种原因，光催化剂粉末必须稳定的分散在溶剂中。然而，由于可商购的氧化钨的颗粒度达到1-100微米，很难形成它们的稳定分散体。因此，在分散体的制备中，氧化钨必须使用球磨机、珠磨机等研磨处理。然而机械研磨处理易于在其中导致不期望的氧化钨结晶结构的变化或者形成晶格缺陷。这导致分散体干燥后得到的粉末或者薄膜的光催化活性方面易于恶化的问题。于是，存在对其上负载了助催化剂和具有高生产率并且当以其干燥的粉末或者薄膜的形式使用时显示高光催化活性的氧化钨光催化剂的醇分散体的开发的日益增长的需求。然而，直到目前也没有得到任何有效的氧化钨光催化剂的醇分散体。·在这些情况下，已经完成了本专利技术以解决上述传统问题。本专利技术的目标之一是提供一种用于制备具有高生产率并且当以其干燥的粉末或薄膜形式使用时显示高光催化剂活性的铜离子改性氧化钨光催化剂分散体的方法，即使使用商购氧化钨作为原材料使用。此外，本专利技术的另一个目标是提供一种具有高光催化活性的铜离子改性氧化钨光催化剂。同时，有时候下文中“铜离子改性氧化钨光催化剂”被称为“铜改性氧化钨光催化剂”。解决所述问题的方法由于对实现上述目标的广泛深入的研究，专利技术人已经发现当在有机溶剂中对铜离子改性氧化钨颗粒进行机械研磨处理，被还原的钨是不期望产生的并且导致它的活性恶化。此外，专利技术人已经发现当使研磨处理后得到的分散体经过具有氧化气体鼓泡处理，使被还原的钨再次被氧化由此制备包含少量被还原物质的铜离子改性氧化钨光催化剂的分散体，并且经干燥分散体(铜改性氧化钨光催化剂)得到的粉末或者薄膜能显示高光催化活性。基于上述发现完成了本专利技术。S卩，本专利技术涉及以下几个方面。 ，包括以下步骤在溶剂中对铜离子改性氧化钨颗粒进行机械研磨处理；和使得到的研磨颗粒的分散体和氧气或臭氧接触。根据上述第方面的用于生产铜离子改性氧化钨光催化剂的分散体的方法，其中溶剂为有机溶剂。根据上述第方面的用于生产铜离子改性氧化钨光催化剂的分散体的方法，其中有机溶剂为醇。根据上述第方面的用于生产铜离子改性氧化钨光催化剂的分散体的方法，其中醇为至少一种选自甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇组成的组的化合物。根据上述第_中任一方面的用于生产铜离子改性氧化钨光催化剂的分散体的方法，其中研磨颗粒的分散体和氧气或臭氧接触的时间为10分钟或更长。 一种铜离子改性氧化钨光催化剂，其通过在溶剂中对铜离子改性氧化钨颗粒进行机械研磨处理和然后使得到的研磨颗粒的分散体和氧化气体接触生产，其中通过干燥和氧化气体接触后的分散体得到的光催化剂粉末在700nm的波长下测量时具有75%或更高的漫反射率。根据上述第方面的铜离子改性氧化钨光催化剂，其中光催化剂粉末具有90%或更高的漫反射率。根据上述第或方面的铜离子改性氧化钨光催化剂，其中光催化剂粉末具有20至100m2/g的比表面积。专利技术效果根据本专利技术，可以提供一种用于制备铜改性氧化钨光催化剂的细颗粒的分散体，其具有高生产率并且当以其干燥的颗粒或者薄膜形式使用时显示高的光催化活性，即使是可商购氧化钨被用作为其原料。此外，还可以提供一种具有高光催化活性的铜改性氧化钨光催化剂。附图简介附图说明图1是显示由干燥实施例1-5和比较例I在常温下制备得到的铜离子改性氧化钨光催化剂的每一个得到的粉末的漫反射光谱。实施本专利技术的优选实施方式在根据本专利技术的用于制备铜离子改性氧化钨光催化剂分散体的方法中，在溶剂中对铜离子改性氧化钨颗粒进行机械研磨处理(溶剂中研磨处理步骤)，和然后使得到的被研磨的氧化钨颗粒的分散体与氧化气体接触(氧化气体接触步骤)。在下文中，分别解释各个步骤。(I)溶剂中研磨处理步骤该步骤中的研磨处理是在使用湿法机械处理装置中进行。该步骤中可使用的湿法机械处理装置的具体的例子包括诸如球磨机、高速旋转研磨机和介质搅拌磨机的研磨机。在这些研磨机中，考虑到良好的可操作性和高研磨效率，优选使用的是湿法珠磨机。珠磨机有利于细研磨颗粒的制备，以至于产生的细颗粒可以改善在溶剂中的可分散性。研磨的时间优选为I小时或更长。当研磨颗粒I小时或更长时，可以得到均一的研磨氧化钨颗粒。溶剂的实例包括水和有机溶剂(诸如，例如，丙酮、醇、醚和酮)。在这些溶剂中，从良好的环境适宜性的观点优选的是水和醇。然而，由于在其中水分子的插入(取决于研磨条件)，作为溶剂水的使用可能导致氧化钨的结晶结构不期望的变化，以至于产生的光催化剂可能无法显示高光催化活性。因此，免于这种风险的醇是特别优选使用的。醇的实例包括甲醇、乙醇、n_丙醇和异丙醇。醚的实例包括二甲基醚、乙基甲基醚和二乙基醚。酮的实例包括甲乙酮、二乙酮和甲基异丁基酮。由机械研磨处理得到的粉末状态的铜离子改性氧化钨优选具有通过BET法测量的20m2/g或更多的比表面积，更优选35m2/g或更多，尽管另外没有特别限制。比表面积为20m2/g或更多的铜离子改性氧化钨在有机溶剂中良好的分散并且可以避免经受相当可观的固液分离的问题。通过柱状图法在颗粒度分布分析中得到的基于散射强度分布确定的50%颗粒度(D50)和90%颗粒度(D9tl)优选分别为250nm或本文档来自技高网...

【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：细木康弘，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：
国别省市：