担载有铜化合物的氧化钛光催化剂和其制造方法技术

本发明专利技术提供了具有金红石型氧化钛的含量为50摩尔%以上的氧化钛和在所述氧化钛的表面上担载的一价铜化合物和二价铜化合物的、担载有铜化合物的氧化钛光催化剂，以及通过在金红石型氧化钛的含量为50摩尔%以上的氧化钛的表面上担载一价铜化合物和二价铜化合物来制造担载有铜化合物的氧化钛光催化剂的制造方法，由此能够得到光催化剂活性和病毒去活性优异的担载有铜化合物的氧化钛光催化剂和其制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在氧化钛的表面具有铜化合物的、。
技术介绍
使用氧化钛的光催化剂，价格低廉，且化学稳定性优异，具有高催化剂活性，对人体无害，因而作为光催化剂被广泛使用(参照例如、专利文献I和2)。但氧化钛只能在紫外线照射下发挥光催化剂活性，在几乎不含紫外线的室内光下不能表现出充分的催化剂活性。因此，提出了在荧光灯那样的室内光下也可表现出光催化剂活性的可见光响应型光催化剂。例如、专利文献3中，作为可见光响应型光催化剂记载了在晶格中掺杂了氮、碳、硫等原子的二氧化钛。此外，专利文献4中记载了由以Cu0/Ti02(质量％比)=1.0 3.5的范围含有铜的锐钛型氧化钛形成的噬菌体病毒失活化剂。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2007-51263号公报专利文献2:日本特开2006-346651号公报专利文献3:日本特开 2004-143032号公报专利文献4:日本特开2006-232729号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题对于上述可见光响应型光催化剂，期望病毒去活性(下文中有时称作“抗病毒性”)和光催化活性进一步提高。也就是说，专利文献3那样的在氧化钛的晶格中掺杂氮等原子的可见光响应型光催化剂，由于其掺杂量有限，所以光催化活性的提高也有限度，此外，病毒去活性不足。专利文献4那样的由含有二价铜的锐钛型氧化钛形成的可见光响应型光催化剂，病毒去活性不充分，此外，也不能充分提高光催化活性。本专利技术鉴于这样的状况而完成，其目的在于，提供具有可见光响应性(在荧光灯之类的室内光下也能表现光催化活性的性能)，病毒去活性和光催化活性优异的。解决课题的手段本专利技术者为了实现上述目的进行了各种研究，结果发现，在氧化钛的表面具有铜化合物的担载有铜化合物的氧化钛光催化剂，当作为氧化钛使用金红石型氧化钛的含量为50摩尔％以上的氧化钛，并且与二价铜化合物一起使用一价铜化合物作为铜化合物，能够得到病毒去活性(抗病毒性)和光催化剂活性优异的担载有铜化合物的氧化钛光催化剂。本专利技术基于这样的认识而完成。也就是说，本专利技术提供了以下 的方案。, 一种担载有铜化合物的氧化钛光催化剂，含有:金红石型氧化钛的含量为50摩尔％以上的氧化钛、和担载在所述氧化钛的表面上的一价铜化合物和二价铜化合物。,如上述所述的担载有铜化合物的氧化钛光催化剂，相对于一价铜和二价铜的合计，所述一价铜的存在比为20 70摩尔％。,如上述或所述的担载有铜化合物的氧化钛光催化剂，所述一价铜化合物含有氧化亚铜。.如上述 的任一项所述的担载有铜化合物的氧化钛光催化剂,所述二价铜化合物含有氢氧化铜。.如上述 的任一项所述的担载有铜化合物的氧化钛光催化剂,所述氧化钛是由气相法得到的。, 一种担载有铜化合物的氧化钛光催化剂的制造方法，在金红石型氧化钛的含量为50摩尔％以上的氧化钛的表面上担载一价铜化合物和二价铜化合物。,如上述所述的担载有铜化合物的氧化钛光催化剂的制造方法，包含以下 工序:向配合有金红石型氧化钛的含量为50摩尔％以上的氧化钛和二价铜化合物的悬浊液中，添加用于使二价铜还原成一价铜的还原剂。,如上述所述的担载有铜化合物的氧化钛光催化剂的制造方法，包含以下工序:对含有金红石型氧化钛的含量为50摩尔％以上的氧化钛、和担载在所述氧化钛的表面上的二价铜化合物的催化剂前体进行光照射，使所述二价铜化合物的一部分还原成一价铜化合物。,如上述所述的担载有铜化合物的氧化钛光催化剂的制造方法，在含醇的气氛中进行所述光照射。.如上述 的任一项所述的担载有铜化合物的氧化钛光催化剂的制造方法，所述氧化钛是由气相法得到的。专利技术效果本专利技术能够提供病毒去活性(抗病毒性)和光催化剂活性优异的。附图说明图1是实施例1和比较例I 2的Cu-K壳XANES谱图。图2是显示参比样品I 6中的、Cu (I)的存在比和Cu-K壳XANES谱图的标准化值之间的关系的参比线。图3是显示实施例3和比较例I 2的试样中的、CO2发生量的历时变化的曲线图。图4是显示实施例3和比较例I 2的试样中的、噬菌体相对浓度(LOG (N/N0))的历时变化的曲线图。图5是显示在氮气和乙醇气氛下对担载有二价铜化合物的金红石型氧化钛进行光照射时的Cu-K壳XANES谱图变化的曲线图。图6是显示在氮气和乙醇气氛下对担载有二价铜化合物的锐钛型氧化钛进行光照射时的Cu-K壳XANES谱图变化的曲线图。图7是显示在氮气和乙醇气氛下对担载有二价铜化合物的板钛矿型氧化钛进行光照射时的Cu-K壳XANES谱图变化的曲线图。具体实施例方式本专利技术的担载有铜化合物的氧化钛光催化剂具有金红石型氧化钛的含量为50摩尔％以上的氧化钛、和在所述氧化钛的表面上担载的一价铜化合物和二价铜化合物。本专利技术的担载有铜化合物的氧化钛催化剂，由于在氧化钛的表面上担载有二价铜化合物，所以可见光下的光催化剂活性优异。也就是说，氧化钛单体通过紫外线照射引起的光激发而生成电子和空穴。该生成的电子如下述式(I)那样，将吸附在氧化钛表面上的空气或水中的氧气进行一电子还原。O2 + H + + 丨—HO2 (-0.046V vs.SHE、pH = O) (I)需说明的是，式(I)中、SHE表示标准氢电极,vs.SHE表示以SHE为基准测定电位，pH = O表示氢气的实质浓度和氢离子的实质浓度均为I。通过发生上述反应(I)，能够使通过上述光激发而生成的空穴和电子分离，防止两者的再结合，通过空穴的强氧化力和高移动度将有机物氧化分解。为了使氧化钛的氧气这样进行一电子还原，需要将电子光激发到作为其氧化还原电位的-0.046V(pH = O)的高位置。与此相对，用在氧化钛的表面上担载铜化合物的担载铜的氧化钛，即使不将氧化钛中的电子光激发到上述那样高的位置，只要通过可见光将电子光激发到铜离子的氧化还原电位+ 0.16V(ρΗ = 0)，就可以将二价铜还原。然后一价铜通过下面的式(2)、(3)还原氧气，一价铜本身变回二价铜，由此就可以将电子和空穴分离开，防止两者的再结合。由于该空穴具有与以往的氧化钛同样强的氧化力和高移动度，所以能够使有机物氧化分解。O2 + 2H + + 2丨—H2O2 ( + 0.068V vs.SHE、pH = O) (2)O2 + 4H + +4e-— 2H20( + 1.23V vs.SHE、pH = O) (3)此外，本专利技术的担载有铜化合物的氧化钛催化剂，由于含有一价铜化合物和二价铜化合物这两者，所以病毒去活性和光催化剂活性这两者优异。也就是说，本专利技术的担载有铜化合物的氧化钛催化剂，由于含有病毒去活性比二价铜化合物优异的一价铜化合物，所以病毒去活性优异。此外，本专利技术的担载有铜化合物的氧化钛催化剂，由于含有上述的可见光下的光催化剂活性所必要的二价铜化合物，所以可见光下的光催化剂活性优异。需说明的是，本专利技术的担载有铜化合物的氧化钛催化剂，通过紫外光也能够发挥上述光催化剂活性。 进而，本专利技术的担载有铜化合物的氧化钛催化剂，氧化钛的主成分是金红石型氧化钛，所以与以锐钛型氧化钛或板钛矿型氧化钛为主成分的情况相比，病毒去活性和光催化剂活性优异。虽然其理由尚不清楚，但可以推测，这是由于，上述一价铜和二价铜之间的氧化还原反应在金红石型氧化钛的存在下能够更有效地进行的缘故。其中，光催化剂活性是指选自光本文档来自技高网...

【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：桥本和仁，宫内雅浩，邱晓清，砂田香矢乃，黑田靖，细木康弘，李定，下平祥贵，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，国立大学法人东京大学，
类型：
国别省市：