本发明专利技术的目的在于提供具有比以往更好的催化效果的光催化材料。光催化材料，它是以通过发出含430～500nm的波长的光的光源被激发的氧化钨粉末为主要成分的光催化材料，其特征在于，以下所示的分解能力在50％以上；[分解能力试验]在容积3升的玻璃制容器中放入质量1g的氧化钨粉末和20ppm的乙醛(量A)，测定照射峰波长460nm±10nm的光2小时后的乙醛(量B)时的分解能力(％)：分解能力(％)＝[(乙醛量A-乙醛量B)/乙醛量A]×100。
【技术实现步骤摘要】
光催化材料和使用该材料的光催化组合物以及光催化制品
[0001 ] 本专利技术涉及光催化材料、光催化组合物以及光催化制品。
技术介绍
众所周知，如果对光催化材料照射具有带隙以上的能量的光，则因光激发而在导带产生电子，在价带产生空穴。其结果是，该电子和空穴扩散至粉末表面，通过与氧和水分接触，电子吸附还原而生成过氧化物阴离子。另一方面，空穴氧化水分而生成羟自由基。这些生成物通过其氧化还原反应，表现出杀菌力、有机分解力、亲水性。另外，作为“具有带隙以上的能量的光”，可以例举例如紫外线、可见光等。作为“光源”，采用例如太阳光、各种灯、发光二极管。目前，作为光催化材料，主要使用氧化钛(TiO2)粉末。然而，如果希望通过太阳光获得氧化钛粉末的带隙能量(380nm以下的波长)，则仅能利用该光的2%左右。于是，近年来，作为替代氧化钛粉末的可以利用作为太阳光的主要波长的可见光区域(400~800nm)的光催化材料，氧化钨(WO3)受到注目。例如，专利文献I中记载了使用通过溅射法形成的氧化钨膜作为光催化剂的内容。另外，光催化剂即使是膜，也可以获得光催化剂的效果。但是，膜无法获取表面积，因此单位体积的催化效果小。此外，溅射法是使用真空的成膜技术，所以装置的规模大，成本高。另外，溅射法中将基材(被成膜材料)暴露于高温下，因此也存在仅能在耐热性高的材料(基材)上成膜。与之相对，如果光催化剂是氧化钨粉末，则具有以下的优点。即，可以将整个粉末表面用作催化面，所以可以使单位体积的催化效果提高。此外，由于可以采用将粉末与树脂混合来涂布的方法，因此不需要将基材暴露于高温下，在任何地方都可以涂布粉末。还有，将粉末制成平均粒径I μ m以下的微粒，可以有效地增大单位体积的催化面。作为获得氧化钨粉末的微粒的方法，已知例如专利文献2。专利文献的段落0008、0009中例举了将仲钨酸铵(以下记作APT)在空气中进行热处理的方法。根据该方法，如果将BET比表面积设为3~5m2/g且氧化钨的比重设为7.3，则可以获得平均粒径0.2~0.3μπι的微粒。另外，作为激发光催化剂的光源，如前所述，可以例举太阳光、各种发光二极管、各种灯等。在这里，光催化剂被规定的波长激发而发挥催化效果。因此，如果光源的波长和光催化剂的激发波长不一致，则无法获得充分的特性。为了改善这样的不足，已知例如专利文献3。专利文献3中揭示了通过混合光催化剂和发光物质(荧光体等)，使得从发光物质放出与光源不同的波长，通过该波长激发光催化剂的方法。根据专利文献3的方法，揭示了即使使用通过可见光几乎不被激发的TiO2粉末，也可以在日光色下(太阳光下)显示出甲醛的分解能力。然而，其分解能力非常差。具体来说，分解50ppm的甲醛需要24小时。另一方面，如前所述氧化钨(WO3)作为在可见光区域(波长400~800nm)使用光催化剂而受到注目。如果采用该光催化剂，可以可靠地在可见光区域获得一定的催化特性。专利文献1:日本专利特开2001-152130号公报专利文献2:日本专利特开2002-293544号公报专利文献3:日本专利特开2002-346394号公报专利文献4:日本专利特公平4-42057号公报专利技术的揭示然而，目前还无法获得充分的特性。例如，专利文献4的实施例1中揭示了，对WO3粉末照射复印用荧光灯(紫外线输出功率2.1ff,波长300~490nm，主波长370nm)而获得乙醛IOppm的90%分解时间24分钟的特性。但是，WO3粉末需要100g之多。对于这样的特性，必须在进行除臭等的场所涂布大量的WO3粉末。本专利技术的目的在于提供具有比以往更好的催化效果的光催化材料、包含该光催化材料的光催化组合物以及使用该光催化材料的可以节省空间并轻量化的光催化制品。为了实现上述目的，本专利技术的光催化材料和使用该材料的光催化组合物以及光催化制品如下。(I)权利要求1所述的光催化材料是以通过发出含430~500nm的波长的光的光源被激发的氧化钨粉末为 主要成分的光催化材料，其特征在于，以下所示的分解能力在50%以上。[分解能力试验]在容积3升的玻璃制容器中放入质量Ig的氧化钨粉末和20ppm的乙醛(量A)，测定照射峰波长460nm± IOnm的光2小时后的乙醛(量B)时的分解能力(％ ):分解能力(％ )=[(乙醒量A-乙醒量B) /乙醒量A] X 100(2)权利要求2所述的光催化材料是上述(I)，其特征在于，上述光源为使用蓝色发光半导体元件的发光二极管。(3)权利要求3所述的光催化材料是上述(I)，其特征在于，上述光源为太阳光。(4)权利要求4所述的光催化材料是上述(I)，其特征在于，上述光源为荧光灯。(5)权利要求5所述的光催化材料是上述(I)~(4)中的任一项，其特征在于，430~500nm的波长的光量在lmW/cm2以上。(6)权利要求6所述的光催化材料是上述(I)~(5)中的任一项，其特征在于，上述分解能力为90%~100%。(7)权利要求7所述的光催化材料是以通过可见光的照射而光催化激发的氧化钨微粒为主要成分的光催化材料，其特征在于，具有如下的分解能力:在容积3升的气密性容器内导入IOppm乙醛，对该容器内的质量0.1g的氧化钨微粒照射蓝色光，30分钟后乙醛的残存率达到50%以下。(8)权利要求8所述的光催化材料是上述(7)，其特征在于，发射蓝色光的光源是在470nm附近具有发光峰的GaN类的发光二极管。(9)权利要求9所述的光催化材料是上述⑴~⑶中的任一项，其特征在于，以单斜晶为主相。(10)权利要求10所述的光催化材料是上述⑴~(9)中的任一项，其特征在于，平均粒径在10 μ m以下。(11)权利要求11所述的光催化组合物的特征在于，包含50质量％以上的上述(I)~(10)中的任一项的光催化材料。(12)权利要求12所述的光催化组合物是上述(11)，其特征在于，包含不足50质量％的氧化钛粉末。(13)权利要求13所述的光催化制品的特征在于，使用上述(11)或(12)中的任一项所述的光催化组合物。(14)权利要求14所述的光催化制品是上述(13)，其特征在于，对有机物、N0x、S0x的至少I种具有催化效果。(15)权利要求15所述的光催化制品是上述(13)或(14)，其特征在于，通过粘合剂使光催化组合物粘结于基体表面。如果采用本专利技术，则提供具有比以往更好的催化效果的光催化材料、包含该光催化材料的光催化组合物以及使用该光催化材料的可以节省空间并轻量化的光催化制品。附图的简单说明图1A表示本专利技术的荧光灯的包含切口截面的截面图。图1B表不作为本专利技术的突光灯的一种结构的光催化膜的模式化截面图。图2A表示本专利技术的除臭单元的简略立体图。图2B表示图2A的简略侧面图。图3表示本专利技术的蓝色发光二极管45的光谱的一例。图4表不二氧化鹤(WO3)的二斜晶系和单斜晶系的X射线衍射图案的一例。图5表示比较三氧化钨的结晶结构不同的情况下的乙醛气体分解效果的特性图。图6表示用于获得图5的特性图的测定装置的简图。图7表示用于形成本专利技术的光催化材料的制造装置的简图。图8是表示 分散后的粒度分布(粒径和频度、通过成分累计的关系)的图。图9是表示WO3分散涂料的粒度分布(粒径和频度、通过成分累计的关系)的图。本文档来自技高网...
【技术保护点】
光催化材料，它是以通过发出含430～500nm的波长、峰波长为460nm±10nm的光量在1－5mW/cm2的光的光源被激发的氧化钨粉末为主要成分的光催化材料，上述氧化钨粉末是平均粒径为0.1μm以下且以单斜晶为主相的氧化钨粉末，其特征在于，以下所示的分解能力在50％以上；[分解能力试验]在容积3升的玻璃制容器中放入质量1g的氧化钨粉末和20ppm的乙醛(量A)，测定照射峰波长460nm±10nm的光量在1－5mW/cm2的光2小时后的乙醛(量B)时的分解能力(％)：分解能力(％)＝[(乙醛量A‑乙醛量B)/乙醛量A]×100。
【技术特征摘要】
2006.02.01 JP 2006-024918;2006.05.31 JP 2006-152681.光催化材料，它是以通过发出含430~500nm的波长、峰波长为460nm土IOnm的光量在I 一 5mW/cm2的光的光源被激发的氧化钨粉末为主要成分的光催化材料，上述氧化钨粉末是平均粒径为0.1ym以下且以单斜晶为主相的氧化钨粉末，其特征在于，以下所示的分解能力在50%以上； [分解能力试验] 在容积3升的玻璃制容器中放入质量Ig的氧化钨粉末和20ppm的乙醛(量A)，测定照射峰波长460nm±10nm的光量在I 一 5mW/cm2的光2小时后的乙醛(量B)时的分解能力(% ): 分解能力(％ )=[(乙醒量A-乙醒量B) /乙醒量A] X 100。2.如权利要求1所述的光催化材料，其特征在于，所述光源为使用蓝色发光半导体元件的发光二极管。3.如权利要求1所述的光催化材料，其特征在于，所述光源为太阳光。4.如权利要求1所述的光催化材料，其特征在于，所述光源为荧光灯。5.如权利要求1~4中的任一项所述的光催化材料，其特征在于，所述分解能力为90%~100%。6.光催化材料，它...
【专利技术属性】
技术研发人员：中野佳代，佐藤光，白川康博，冈村正巳，松田良太郎，蒲仓贵耶，大塚一成，横仓清，大川秀树，石崎有义，
申请(专利权)人：东芝高新材料公司，东芝照明技术株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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