[發明專利]可見光響應型氧化鈦微粒分散液、其制造方法和在表面具有使用該分散液形成的光催化劑薄膜的構件

有效

• 申請號: 201280055787.0
• 申請日: 2012-10-10
• 公開（公告）號: CN103930209A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 古館學;井上友博;榮口吉次;天野正
• 申請（專利權）人: 信越化學工業株式會社
• 主分類號: B01J35/02
• 分類號: B01J35/02;B01J37/02;B01J37/10
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李英

技術領域

本發明涉及可見光響應型氧化鈦微粒分散液、其制造方法和在表面具有使用該分散液形成的光催化劑薄膜的構件，更詳細地說，涉及即使在室內冷暗處長期放置，氧化鈦微粒的分散穩定性也優異，而且能夠簡便地制作只用可見光(400～800nm)就使光催化劑活性顯現的透明性高的光催化劑薄膜的可見光響應型氧化鈦微粒分散液、其制造方法和在表面具有使用該分散液形成的光催化劑薄膜的構件。

背景技術

氧化鈦在各種用途，例如顏料、紫外線遮蔽劑、催化劑、光催化劑、催化劑載體、吸附劑、離子交換劑、填充劑、補強劑、陶瓷用原料、鈣鈦礦型復合氧化物等復合氧化物的前體和磁帶的底涂劑等中使用。

其中，光催化劑性氧化鈦微粒是在包含400nm以下的紫外光的光線的照射下具有光催化劑作用的物質。所謂光催化劑作用，是通過400nm以下的紫外光激發而生成并在表面擴散開來的空穴和電子與在其表面吸附的分子一起進行氧化還原反應的作用。通過該氧化還原反應而將吸附于氧化鈦表面的有機物分解。

如果將具有該光催化劑作用的氧化鈦微粒涂布于基材表面，形成光催化劑薄膜，通過照射激發光，能夠使吸附的有害有機物分解，因此多用于基材表面的清潔化、除臭、抗菌等用途。為了提高光催化劑活性，要求擴大光催化劑粒子與分解對象物質的接觸面積，而且為了維持涂布對象基材的設計性，要求膜的透明性。為了滿足這些要求，氧化鈦分散液中的氧化鈦微粒的平均粒徑為50nm以下是必要的。

此外，氧化鈦雖然在太陽光等中包含的波長比較短的紫外區域的光(波長10～400nm)的照射下顯示良好的光催化劑作用，但在用如熒光燈那樣可見區域的光(波長400～800nm)占大部分的光源照射的室內空間，有時難以顯現充分的光催化劑作用。近年來，作為可見光響應型光催化劑，氧化鎢光催化劑體(特開2009-148700號公報：專利文獻1)已受到關注，由于鎢是稀少元素，因此希望提高利用了作為通用元素的鈦的光催化劑的可見光活性。

作為氧化鈦微粒的一般的制造方法，工業上可列舉以鈦鐵礦、金紅石礦作為原料的硫酸法、氯法(氧化鈦、技報堂出版：非專利文獻1)，還可列舉水解-燒成法、有機溶劑中的反應、固相法(光催化劑標準研究法、東京圖書：非專利文獻2)等。為了將該氧化鈦微粒涂布于基材表面，并且維持涂布對象基材的設計性，進行在涂布液中的超微分散處理。作為一般的微分散處理方法，可列舉例如使用有機分散劑等分散助劑、采用濕式分散機將合成的氧化鈦微粉末分散于分散介質中的方法(特開平01-003020號公報：專利文獻2、特開平06-279725號公報：專利文獻3、特開平07-247119號公報：專利文獻4、特開2004-182558號公報：專利文獻5)，通過氧化鈦的表面處理在分散介質中穩定地分散的方法(特開2005-170687號公報：專利文獻6、特開2009-179497號公報：專利文獻7)等。但是，這些制法的問題在于如下方面：由于平均粒徑50nm以下的超微粒子容易發生凝聚，為了分散到一次粒子，需要大量的勞力，有時不可能分散到一次粒子；為了增加分散穩定性，進行采用無機成分、有機成分的粒子表面的處理、表面活性劑等分散助劑的添加等，光催化劑表面被它們覆蓋，因此成為光催化劑活性顯現的阻礙因素。

此外，公開了通過對用過氧化氫將氫氧化鈦溶解的過氧鈦酸溶液進行水熱處理，從而制造長期穩定的銳鈦礦型氧化鈦分散液的方法(特開平10-67516號公報：專利文獻8)，金紅石型氧化鈦溶膠的制造方法(特開平02-255532號公報：專利文獻9)，氧化鈦溶膠的制造方法(特開平10-182152號公報：專利文獻10)。這些氧化鈦微粒分散液即使不使用表面處理、分散助劑，也以平均粒徑50nm以下分散，通過涂布于基材而得到的光催化劑性涂布膜顯示優異的透明性、紫外光照射下的活性，但不能獲得充分的可見光活性。

發明內容

發明要解決的課題

本發明鑒于上述實際情況而提出，其目的在于提供即使不進行成為光催化劑活性顯現的阻礙因素的有機分散劑、表面活性劑的添加、氧化鈦粒子的表面處理，氧化鈦微粒的長期分散穩定性也優異，而且能夠簡便地制作只用可見光(400～800nm)就使光催化劑活性顯現的透明性高的光催化劑薄膜的可見光響應型氧化鈦微粒分散液、其制造方法和在表面具有使用該分散液形成的光催化劑薄膜的構件。

用于解決課題的手段