[發明專利]一種用于生產銅離子改性氧化鎢光催化劑的分散體的方法

無效

• 申請號: 201180034010.1
• 申請日: 2011-07-08
• 公開（公告）號: CN102985178A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 細木康弘
• 申請（專利權）人: 昭和電工株式會社
• 主分類號: B01J23/888
• 分類號: B01J23/888;B01J35/00;B01J37/00;B01J37/14;B01J35/10
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 彭立兵;林柏楠

技術領域

本發明涉及一種用于生產銅離子改性氧化鎢光催化劑的分散體的方法，以及銅離子改性氧化鎢光催化劑。

背景技術

氧化鈦作為用于環境純化處理的光催化劑是長久已知的。然而，氧化鎢具有寬的因此帶隙(band?gap)，并且由此由于紫外線量少作為戶內使用的光催化劑無法顯示足夠的性能。因此，人們已經做出了有關通過使用可見光輻射能夠激發帶隙的可見光響應光催化劑的研究。

氧化鎢作為可見光響應光催化劑是長久已知的。在試圖使氧化鎢顯示良好的可見光光活性或者改進它的可見光光活性中，已經提出表面上其負載有助催化劑的氧化鎢催化劑。例如，負載有以銅離子或者氧化銅形式的相對非昂貴的銅的氧化鎢在可見光輻射下能夠顯示出光催化性活性(例如，參見非專利文獻1和專利文獻1)。

除了上述助催化劑的研究外，為了設計具有高分散性和高光催化活性的光催化劑，人們已經試圖將氧化鎢研磨為細顆粒。例如在專利文獻2中，描述了烘焙偏鎢酸或其鹽和然后使用水或者過氧化氫洗滌以得到具有高活性的光催化劑。然而，專利文獻2中得到的氧化鎢顆粒度大并且根據由此制備涂層材料時因此傾向于產生諸如可操作性差的問題。

另一方面，在專利文獻3中描述了使金屬鎢升華或者使其燃燒以制備細氧化鎢煙(fume)，并且隨后熱處理以增加其活性(參見專利文獻3)。然而，由于需要大規模的設備，專利文獻3中描述的該方法是有劣勢的。此外，在該方法中，還傾向于產生諸如處理粉末狀的納米材料時必須小心和采取很多措施的問題。

引證列表

[專利文獻]

專利文獻1：JP2008-149312A

專利文獻2：JP2009-148701A

專利文獻3：JP2008-264758A

[非專利文獻]

非專利文獻1：“Chemical?Physics?Letter”，457(2008)，202-205，Hiroshi?Irie，Shuhei?Miura,Kazuhide?Kamiya和Kazuhito?Hashimoto。

發明概述

發明所要解決的技術問題

迄今，光催化劑很少以粉末的形式使用，而是經常以薄膜的形式使用。因此，光催化劑粉末必須曾經形成溶液或其涂布液。另外，為了縮短作為涂布液的分散體的干燥時間，作為用于該光催化劑粉末的分散體的介質，醇溶劑是比水更適合使用的。出于這種原因，光催化劑粉末必須穩定的分散在溶劑中。然而，由于可商購的氧化鎢的顆粒度達到1-100微米，很難形成它們的穩定分散體。因此，在分散體的制備中，氧化鎢必須使用球磨機、珠磨機等研磨處理。然而機械研磨處理易于在其中導致不期望的氧化鎢結晶結構的變化或者形成晶格缺陷。這導致分散體干燥后得到的粉末或者薄膜的光催化活性方面易于惡化的問題。

于是，存在對其上負載了助催化劑和具有高生產率并且當以其干燥的粉末或者薄膜的形式使用時顯示高光催化活性的氧化鎢光催化劑的醇分散體的開發的日益增長的需求。

然而，直到目前也沒有得到任何有效的氧化鎢光催化劑的醇分散體。

在這些情況下，已經完成了本發明以解決上述傳統問題。本發明的目標之一是提供一種用于制備具有高生產率并且當以其干燥的粉末或薄膜形式使用時顯示高光催化劑活性的銅離子改性氧化鎢光催化劑分散體的方法，即使使用商購氧化鎢作為原材料使用。此外，本發明的另一個目標是提供一種具有高光催化活性的銅離子改性氧化鎢光催化劑。

同時，有時候下文中“銅離子改性氧化鎢光催化劑”被稱為“銅改性氧化鎢光催化劑”。

解決所述問題的方法

由于對實現上述目標的廣泛深入的研究，發明人已經發現當在有機溶劑中對銅離子改性氧化鎢顆粒進行機械研磨處理，被還原的鎢是不期望產生的并且導致它的活性惡化。此外，發明人已經發現當使研磨處理后得到的分散體經過具有氧化氣體鼓泡處理，使被還原的鎢再次被氧化由此制備包含少量被還原物質的銅離子改性氧化鎢光催化劑的分散體，并且經干燥分散體(銅改性氧化鎢光催化劑)得到的粉末或者薄膜能顯示高光催化活性。基于上述發現完成了本發明。

即，本發明涉及以下幾個方面。

[1]一種用于生產銅離子改性氧化鎢光催化劑的分散體的方法，包括以下步驟：

在溶劑中對銅離子改性氧化鎢顆粒進行機械研磨處理；和

使得到的研磨顆粒的分散體和氧氣或臭氧接觸。