JP2000312830A - Photocatalyst composite material and method for producing the same - Google Patents
Photocatalyst composite material and method for producing the sameInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光触媒活性が損なわれず、その光触媒が本来有
している活性が十分に発揮される光触媒複合材、および
その製造方法を提供する。
【解決手段】アルミニウムまたはアルミニウムを含有す
る金属からなる基材1と光触媒層2の間に、光触媒層か
ら基材方向への酸素の拡散を抑止する金属酸化物層3を
有する光触媒複合材。金属酸化物層は、基材に酸化処理
を施すことによって形成されたアルミニウム酸化物であ
ってもよい。この光触媒複合材は、基材表面に、金属酸
化物の微粒子を含むゾル液を塗布し、または金属酸化物
の前駆物質を含む溶液を塗布し、焼成して金属酸化物層
を形成させた後、その表面に光触媒層を形成させること
により製造することができる。
(57) [Problem] To provide a photocatalyst composite material in which photocatalytic activity is not impaired and the activity inherent in the photocatalyst is sufficiently exhibited, and a method for producing the same. A photocatalyst composite material has a metal oxide layer (3) between a substrate (1) made of aluminum or a metal containing aluminum and a photocatalyst layer (2) for suppressing diffusion of oxygen from the photocatalyst layer toward the substrate. The metal oxide layer may be an aluminum oxide formed by subjecting a substrate to an oxidation treatment. This photocatalyst composite material is formed by applying a sol solution containing metal oxide fine particles or a solution containing a metal oxide precursor to the surface of a base material, followed by firing to form a metal oxide layer. And by forming a photocatalytic layer on the surface thereof.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒複合材とそ
の製造方法に関し、特に、光の照射によって、前記複合
材表面への付着物質の分解、脱臭、抗菌、有害物質の分
解等の機能を発現する光触媒複合材およびその製造方法
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photocatalyst composite material and a method for producing the same, and more particularly, to a photocatalytic composite material which, when irradiated with light, has a function of decomposing substances adhered to the composite material surface, deodorizing, antibacterial, decomposing harmful substances, and the like. The present invention relates to a photocatalyst composite material developed and a method for producing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体に光が照射されると、その照射面
に強い還元作用をもつ電子と、強い酸化作用をもつ正孔
が生じる。このような状態の半導体の表面に有害物質等
が接触すると、その物質は半導体の強い酸化還元作用を
受けて分解される。2. Description of the Related Art When a semiconductor is irradiated with light, electrons having a strong reducing action and holes having a strong oxidizing action are generated on the irradiated surface. When a harmful substance or the like comes into contact with the surface of the semiconductor in such a state, the substance is decomposed by the strong oxidation-reduction action of the semiconductor.
【0003】最近、このような半導体の光触媒作用を、
空気中や水中に含まれる有害物質の分解や無害化、生活
空間等における防臭、防汚、殺菌等、様々な環境浄化に
利用する技術の開発が精力的に進められている。このよ
うな目的に使用される半導体光触媒(以下、単に光触媒
という)には、比較的高い光触媒活性を有し、安全性に
優れ、また化学的にも安定な酸化チタン(TiO2 )が
最も多用されている。Recently, the photocatalysis of such semiconductors has been
2. Description of the Related Art Various technologies for purifying the environment, such as decomposition and detoxification of harmful substances contained in air and water, deodorization, antifouling, and sterilization in living spaces and the like, have been vigorously developed. Titanium oxide (TiO 2 ), which has relatively high photocatalytic activity, is excellent in safety, and is chemically stable, is the most frequently used semiconductor photocatalyst (hereinafter, simply referred to as photocatalyst) used for such purpose. Have been.
【0004】光触媒を上述の環境浄化に適用する場合に
は、酸化チタンなどの光触媒を金属、ガラス、セラミッ
クス等の材料からなる基材の表面に薄膜状に固定した状
態で使用するのが一般的である。When a photocatalyst is applied to the above-mentioned environmental purification, it is generally used in a state where a photocatalyst such as titanium oxide is fixed as a thin film on the surface of a substrate made of a material such as metal, glass or ceramics. It is.
【0005】光触媒を基材へ固定化するには、主とし
て、1)光触媒粒子を結着剤を用いて基材に塗布した
後、200℃以下の比較的低温で焼成する方法と、2)
光触媒の前駆体物質を基材に塗布した後、300℃以上
の比較的高温で焼き付ける、いわゆるゾルゲル法などの
方法が用いられている。In order to fix the photocatalyst to the substrate, mainly, 1) a method in which the photocatalyst particles are applied to the substrate using a binder and then fired at a relatively low temperature of 200 ° C. or lower;
A method such as a so-called sol-gel method has been used in which a photocatalyst precursor substance is applied to a substrate and then baked at a relatively high temperature of 300 ° C. or higher.
【0006】従来、ステンレス鋼などの金属やガラス等
の基材に光触媒をゾルゲル法などの方法によって高温で
焼き付けする場合、基材から、不純物元素(例えば、ス
テンレス鋼では、クロムや鉄、ガラスなどでは、ナトリ
ウム)が光触媒に拡散し、光触媒活性を低下させること
があった。そのため、光触媒と基材の間にバリア層を設
ける方法が採られてきた(例えば、特開平9−3101
85号公報)。Conventionally, when a photocatalyst is baked at a high temperature on a substrate such as a metal such as stainless steel or glass by a sol-gel method or the like, an impurity element (for example, chromium, iron, glass, etc. in stainless steel) is removed from the substrate. In some cases, sodium) diffused into the photocatalyst and reduced the photocatalytic activity. Therefore, a method of providing a barrier layer between the photocatalyst and the substrate has been adopted (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-3101).
No. 85).
【0007】一方、アルミニウム系の基材については、
軟化点、融点が低いため、結着剤を利用するものがほと
んどであり(例えば、特開平9−59041号、特開平
10−216528号の各公報)、500℃以上の高温
で焼き付けることはなく、したがって、不純物元素の光
触媒への拡散が問題になることはなかったが、上記のゾ
ルゲル法等を適用することができれば、より優れた光触
媒活性を有し、かつ強度の高い光触媒層を形成させるこ
とが可能となる。しかしながら、ゾルゲル法によってア
ルミニウム基材表面に酸化チタン等の光触媒を固定させ
ると、石英ガラス上に固定させた場合に比べ、光触媒活
性が低下することがあった。On the other hand, for aluminum-based substrates,
Since the softening point and melting point are low, most of them use a binder (for example, JP-A-9-59041 and JP-A-10-216528), and do not bake at a high temperature of 500 ° C. or more. Therefore, diffusion of the impurity element into the photocatalyst did not become a problem, but if the above-mentioned sol-gel method or the like can be applied, a photocatalytic layer having more excellent photocatalytic activity and a high strength is formed. It becomes possible. However, when a photocatalyst such as titanium oxide is fixed on the surface of an aluminum substrate by the sol-gel method, the photocatalytic activity may be lower than when the photocatalyst is fixed on quartz glass.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、アルミニウ
ムまたはアルミニウムを含有する金属を基材としてそれ
に光触媒を固定させた光触媒複合材であって、光触媒活
性が損なわれず十分に発揮される光触媒複合材、および
その製造方法を提供することを課題としてなされたもの
である。The present invention relates to a photocatalyst composite material in which a photocatalyst is fixed to aluminum or a metal containing aluminum, the photocatalyst composite material exhibiting sufficient photocatalytic activity without being impaired. , And a method of manufacturing the same.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記
(1)および(2)の光触媒複合材、ならびに(3)お
よび(4)のその製造方法にある。The gist of the present invention resides in the following photocatalyst composite materials (1) and (2) and the production methods thereof (3) and (4).
【0010】(1)アルミニウムまたはアルミニウムを
含有する金属からなる基材と光触媒層の間に、光触媒層
から基材方向への酸素の拡散を抑止する金属酸化物層を
有する光触媒複合材。(1) A photocatalyst composite material having a metal oxide layer between a photocatalytic layer and a substrate made of aluminum or a metal containing aluminum, which suppresses diffusion of oxygen from the photocatalyst layer toward the substrate.
【0011】(2)基材がアルミニウムを主成分とする
金属であり、金属酸化物層が前記基材に酸化処理を施す
ことによって形成されたアルミニウム酸化物からなる層
である上記(1)に記載の光触媒複合材。(2) The method according to (1), wherein the base material is a metal containing aluminum as a main component, and the metal oxide layer is a layer made of aluminum oxide formed by subjecting the base material to an oxidation treatment. The photocatalyst composite material according to the above.
【0012】(3)基材表面に、金属酸化物の微粒子を
含むゾル液を塗布し、または、金属酸化物の前駆物質を
含む溶液もしくはこの溶液に加水分解処理を施したもの
を塗布し、焼成して金属酸化物層を形成させた後、その
表面に光触媒層を形成させる上記(1)に記載の光触媒
複合材の製造方法。(3) A sol solution containing fine particles of a metal oxide is applied to the surface of the substrate, or a solution containing a precursor of the metal oxide or a solution obtained by subjecting this solution to a hydrolysis treatment is applied. The method for producing a photocatalyst composite material according to the above (1), wherein the photocatalyst layer is formed on the surface after firing to form a metal oxide layer.
【0013】(4)基材に下記式を満たす条件下で酸
化処理を施して金属酸化物層を形成させた後、その表面
に光触媒層を形成させる上記(2)に記載の光触媒複合
材の製造方法。(4) The photocatalyst composite material according to (2), wherein the metal oxide layer is formed by subjecting the substrate to an oxidation treatment under the conditions satisfying the following formula, and then a photocatalyst layer is formed on the surface. Production method.
【0014】 T>590t-0.06 ・・・ ここで、T:酸化処理温度(K) t:処理時間(s) 上記(1)の光触媒複合材において、金属酸化物層が、
酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化ジルコニウムおよび
酸化マグネシウムのうちの1種以上の酸化物からなる層
であれば、光触媒層の光触媒性能をより効果的に発揮さ
せることができる。また、金属酸化物層が、その酸化物
の最安定構造の化学式を基準として酸素欠損割合が20
%以下の酸化物からなる層であれば、光触媒性能の低下
を抑えることができる。T> 590t −0.06 Here, T: oxidation treatment temperature (K) t: treatment time (s) In the photocatalyst composite material of (1), the metal oxide layer
If the layer is made of one or more oxides of aluminum oxide, silicon oxide, zirconium oxide and magnesium oxide, the photocatalytic performance of the photocatalytic layer can be more effectively exhibited. The metal oxide layer has an oxygen deficiency ratio of 20 based on the chemical formula of the most stable structure of the oxide.
% Or less can suppress a decrease in photocatalytic performance.
【0015】本発明者らは、前述した課題を解決するた
め研究を重ねた結果、ゾルゲル法などによってアルミニ
ウムまたはアルミニウムを含有する金属からなる基材上
に酸化チタン等の光触媒層を直接形成させようとする
と、高温での焼成の際、アルミニウムの還元作用によっ
て酸化チタンが還元(脱酸素)され、基材上に形成させ
た層は光触媒活性が極めて低い酸素欠陥構造となること
を知見した。なお、従来から、金属酸化物が溶融状態あ
るいは粉末の状態にある場合はそれがアルミニウムによ
り還元されることはよく知られていたが、上記のように
薄膜の状態にある金属酸化物にアルミニウムの還元作用
が及ぶということはあまり知られていなかった。As a result of repeated studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors will form a photocatalytic layer such as titanium oxide directly on a substrate made of aluminum or a metal containing aluminum by a sol-gel method or the like. Then, during firing at a high temperature, it was found that titanium oxide was reduced (deoxygenated) by the reducing action of aluminum, and the layer formed on the base material had an oxygen-deficient structure with extremely low photocatalytic activity. Conventionally, it has been well known that when a metal oxide is in a molten state or a powder state, it is reduced by aluminum. It was not well known that the reduction effect was exerted.
【0016】これは、アルミナの生成エネルギーが酸化
チタンのそれよりも低いことによるものである。すなわ
ち、光触媒活性の低下は、前述したステンレス鋼などの
金属やガラス等からなる基材の場合は、不純物元素の基
材から光触媒への拡散によるのに対して、アルミニウム
またはアルミニウム含有金属からなる基材の場合は、ア
ルミニウムの脱酸素性に基づく光触媒から基材への酸素
の拡散によるものである。This is because the energy of formation of alumina is lower than that of titanium oxide. That is, the decrease in the photocatalytic activity is caused by the diffusion of the impurity element from the base material to the photocatalyst in the case of the above-described base material made of metal such as stainless steel or glass, whereas the base made of aluminum or an aluminum-containing metal is used. In the case of a material, it is due to diffusion of oxygen from the photocatalyst based on the deoxidizing property of aluminum to the substrate.
【0017】さらに、この光触媒層から基材への酸素の
拡散は、アルミニウムまたはアルミニウム含有金属から
なる基材と光触媒層の間に、酸素の拡散を抑止する金属
酸化物からなる層を設けることにより阻止することがで
き、優れた光触媒作用を有する光触媒複合材を提供でき
ることを知見した。Further, the diffusion of oxygen from the photocatalyst layer to the substrate can be performed by providing a layer made of a metal oxide for suppressing the diffusion of oxygen between the substrate made of aluminum or aluminum-containing metal and the photocatalyst layer. The present inventors have found that a photocatalyst composite material that can prevent such a phenomenon and has an excellent photocatalytic action can be provided.
【0018】上記本発明は、これらの知見に基づきなさ
れたものである。The present invention has been made based on these findings.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の光触媒複合体お
よびその製造方法について説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a photocatalyst composite of the present invention and a method for producing the same will be described.
【0020】図1は、本発明の光触媒複合体の構成を模
式的に示す断面図である。図示するように、この光触媒
複合体は基材1と光触媒層2の間に光触媒層2から基材
1への酸素の拡散を抑止する金属酸化物層3が設けられ
ている。FIG. 1 is a sectional view schematically showing the structure of the photocatalyst composite of the present invention. As shown in the figure, in this photocatalyst composite, a metal oxide layer 3 for suppressing diffusion of oxygen from the photocatalyst layer 2 to the substrate 1 is provided between the substrate 1 and the photocatalyst layer 2.
【0021】(a)基材 基材としては、アルミニウムまたはアルミニウムを含有
する金属を使用することができる。アルミニウムとは、
製造中に不可避的に混入する極微量の不純物を含む程度
の純アルミニウムを言い、アルミニウムを含有する金属
とは、アルミニウム合金、およびアルミニウムを合金元
素として含有する各種の金属材料を意味する。アルミニ
ウム合金としては、JIS H4000に規定される合
金番号1000番台から7000番台のもの、および5
N01、7N01等の種々の合金を用いることができ
る。また、アルミニウムを合金元素として含有する金属
材料としては、例えば、ステンレス鋼でもよいし、ニッ
ケル、銅、チタン等であってもよい。なお、この場合の
アルミニウムの望ましい含有量の下限は、0.2重量%
(以下、単に「%」と記す)である。(A) Substrate As the substrate, aluminum or a metal containing aluminum can be used. What is aluminum?
The term “pure aluminum” includes a very small amount of impurities that are inevitably mixed during the production. The metal containing aluminum means an aluminum alloy and various metal materials containing aluminum as an alloy element. As the aluminum alloys, alloy numbers 1000 to 7000, specified in JIS H4000, and 5
Various alloys such as N01 and 7N01 can be used. The metal material containing aluminum as an alloy element may be, for example, stainless steel, nickel, copper, titanium, or the like. The lower limit of the desirable content of aluminum in this case is 0.2% by weight.
(Hereinafter simply referred to as “%”).
【0022】ただし、上記(2)に記載した光触媒複合
材にあっては、アルミニウムまたはアルミニウムを含有
する金属のうちアルミニウムを主成分とするものを使用
する。アルミニウムを主成分とするものとは、アルミニ
ウムを50%以上含有するものである。アルミニウムの
含有量が50%未満では、酸化処理により酸素の拡散を
効果的に抑止する金属酸化物層が形成されにくいからで
ある。好ましくは90%以上、より好ましくは95%以
上である。具体的には、純アルミニウムや、前記の合金
番号1000番台から7000番台のもの、および5N
01、7N01等の種々の合金を用いることができる。However, in the photocatalyst composite material described in (2) above, aluminum or a metal containing aluminum as a main component is used. A material containing aluminum as a main component is a material containing 50% or more of aluminum. If the content of aluminum is less than 50%, it is difficult to form a metal oxide layer that effectively suppresses the diffusion of oxygen by the oxidation treatment. It is preferably at least 90%, more preferably at least 95%. More specifically, pure aluminum, alloy numbers from 1000 to 7000, and 5N
Various alloys such as 01 and 7N01 can be used.
【0023】基材の形状は、用途などに応じて決めるの
がよい。厚板、薄板等の板状や、箔状、ビーズのような
球状、網状、フィン状、さらには、そのまま製品として
使用される複雑な形状であってもよい。また、より効果
的な光触媒作用を得るために、光触媒複合材を製造した
後、任意の形に成形してもよい。板などの基材の厚さに
ついては何ら制限はない。また、基材の表面は、多孔質
でも緻密質でもよい。The shape of the substrate is preferably determined according to the application. The shape may be a plate shape such as a thick plate or a thin plate, a foil shape, a spherical shape such as a bead, a net shape, a fin shape, or a complicated shape used as a product as it is. Moreover, in order to obtain a more effective photocatalytic action, the photocatalyst composite material may be formed into an arbitrary shape after it is manufactured. There is no restriction on the thickness of the substrate such as a plate. The surface of the substrate may be porous or dense.
【0024】(b)金属酸化物層 金属酸化物層は、光触媒層から基材方向への酸素の拡散
を抑止する役割を担う。(B) Metal Oxide Layer The metal oxide layer has a role of suppressing diffusion of oxygen from the photocatalyst layer toward the substrate.
【0025】前述したように、通常、アルミニウム基材
に酸化チタンなどの光触媒層を形成させようとしても、
高温で焼成する際、アルミニウムの還元作用によって、
酸素が酸化チタンなどの光触媒から基材へ拡散し、光触
媒には多数の酸素欠陥が生じるため、光触媒の活性が低
下する。基材上に光触媒層を形成させた後、室内に放置
した状態等でも少しづつ酸素が拡散し、活性が徐々に低
下する場合もある。特に、ゾルゲル法などにより光触媒
層を形成させる場合、300℃以上の比較的高温での焼
成が必要となるため、その活性の低下は顕著である。こ
のため、基材と光触媒層の間に金属酸化物層を設けて酸
素の拡散を阻止し、光触媒の活性の低下を防いで本来の
光触媒性能を発揮させるのである。As described above, usually, even if an attempt is made to form a photocatalyst layer such as titanium oxide on an aluminum substrate,
When firing at high temperature, the reducing action of aluminum
Oxygen diffuses from the photocatalyst such as titanium oxide to the substrate, and the photocatalyst has a large number of oxygen defects, so that the activity of the photocatalyst decreases. After the photocatalyst layer is formed on the substrate, oxygen may diffuse little by little even in a state where the photocatalyst layer is left indoors, and the activity may gradually decrease. In particular, when a photocatalyst layer is formed by a sol-gel method or the like, the firing at a relatively high temperature of 300 ° C. or more is required, so that the activity is significantly reduced. For this reason, a metal oxide layer is provided between the base material and the photocatalyst layer to prevent diffusion of oxygen, prevent the photocatalytic activity from lowering, and exhibit the original photocatalytic performance.
【0026】金属酸化物層を構成する金属酸化物として
は、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化ジルコニウム、
酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化クロム、酸化銅、
酸化鉄等が利用できる。これらの金属酸化物が重量比率
で50%以上含まれていれば酸素拡散の阻止効果がみら
れるが、金属酸化物のみで構成される金属酸化物層がよ
り好ましい。The metal oxide constituting the metal oxide layer includes aluminum oxide, silicon oxide, zirconium oxide,
Magnesium oxide, titanium oxide, chromium oxide, copper oxide,
Iron oxide and the like can be used. If these metal oxides are contained in a weight ratio of 50% or more, an effect of inhibiting oxygen diffusion is observed, but a metal oxide layer composed of only the metal oxide is more preferable.
【0027】光触媒層の光触媒性能をより効果的に発揮
させるには、金属酸化物として、酸化アルミニウム、酸
化珪素、酸化ジルコニウムおよび酸化マグネシウムのう
ちの1種、または2種以上を主成分とするものが好まし
い。2種以上の場合は、それらが単に混合したものでも
よいし、例えば、アルミノシリケートのような複合酸化
物が少なくとも一部含有されたものでもよい。In order to more effectively exhibit the photocatalytic performance of the photocatalyst layer, a metal oxide containing one or more of aluminum oxide, silicon oxide, zirconium oxide and magnesium oxide as the main component is used. Is preferred. In the case of two or more kinds, they may be simply mixed or, for example, may contain at least a part of a composite oxide such as aluminosilicate.
【0028】金属酸化物の形態は、非晶質でも結晶質で
もよいし、これらが混在したものでもよい。その結晶形
態も、どのようなものであってもよい。また、水酸化物
でもよいし、結晶水が大部分除去された酸化物でもよ
い。例えば、アルミニウム酸化物の場合は、AlOOH
やAl2 O3 のいずれであってもよい。また、次に述べ
るように、上記の金属酸化物層が、その酸化物の最安定
構造(酸素の欠損のない構造をいう)の化学式を基準と
して酸素欠損割合が20%以下の酸化物からなる層であ
れば、金属酸化物層の上に形成される光触媒層の光触媒
性能の低下を抑え、その性能をより効果的に発揮させる
ことができる。The form of the metal oxide may be amorphous or crystalline, or a mixture thereof. The crystal form may be any. Further, it may be a hydroxide or an oxide from which most of the water of crystallization has been removed. For example, in the case of aluminum oxide, AlOOH
Or Al 2 O 3 . Further, as described below, the metal oxide layer is made of an oxide having an oxygen deficiency ratio of 20% or less based on the chemical formula of the most stable structure (a structure having no oxygen deficiency) of the oxide. If it is a layer, the photocatalytic performance of the photocatalytic layer formed on the metal oxide layer can be suppressed from deteriorating, and the performance can be exhibited more effectively.
【0029】基材表面に金属酸化物層が形成される際、
焼成中に、基材に含まれる脱酸素性の強いアルミニウム
やマグネシウム等の影響や、酸素が十分供給されなかっ
たこと等により金属酸化物自体が酸素の欠損した酸素欠
陥型になることがあり、酸素欠損割合が高いと、その上
に光触媒層を形成させても、光触媒層から金属酸化物層
への酸素の拡散が起こって光触媒性能が低下する傾向が
認められる。この場合、酸素欠損割合が金属酸化物の最
安定構造の化学式を基準として20%以下であれば、金
属酸化物層の上に光触媒層を形成させても光触媒層から
金属酸化物層への(すなわち、基材方向への)酸素の拡
散が起こりにくく、高い光触媒活性を保持することがで
きるので、好ましい。When a metal oxide layer is formed on a substrate surface,
During sintering, the effects of strong oxygen and magnesium, etc. contained in the substrate, such as aluminum and magnesium, the metal oxide itself may become oxygen deficient type lacking oxygen due to insufficient supply of oxygen, When the oxygen deficiency ratio is high, even if a photocatalyst layer is formed thereon, oxygen tends to diffuse from the photocatalyst layer to the metal oxide layer, and the photocatalytic performance tends to decrease. In this case, if the oxygen deficiency ratio is 20% or less based on the chemical formula of the most stable structure of the metal oxide, even if the photocatalyst layer is formed on the metal oxide layer, ( That is, it is preferable because diffusion of oxygen (in the direction of the base material) hardly occurs and high photocatalytic activity can be maintained.
【0030】酸素欠損割合が20%以下の金属酸化物と
しては、例えば、金属酸化物が酸化アルミニウムの場
合、Al2 O(3-y) (yは0.6以下)であり、金属
酸化物が珪素酸化物、ジルコニウム酸化物、マグネシウ
ム酸化物の場合は、それぞれSiO(2-z) (zが0.4
以下)、ZrO(2-v) (vが0.4以下)、MgO
(1-w)(wが0.2以下)であればよい。なお、これら
の金属酸化物の酸素欠損割合は、蛍光X線法や二次イオ
ン質量分析法などの元素分析法、光電子分光分析法(E
SCA)やオージェ分光法など表面分析法などの方法に
より知ることができる。The metal oxide having an oxygen deficiency ratio of 20% or less is, for example, Al 2 O (3-y) (y is 0.6 or less) when the metal oxide is aluminum oxide. Is silicon oxide, zirconium oxide or magnesium oxide, SiO 2 (2-z) (z is 0.4
Below), ZrO (2-v) (v is 0.4 or less), MgO
(1-w) (w should be 0.2 or less). The oxygen deficiency ratio of these metal oxides can be determined by elemental analysis such as X-ray fluorescence or secondary ion mass spectrometry, or photoelectron spectroscopy (E
(SCA), Auger spectroscopy, and other surface analysis methods.
【0031】金属酸化物層は、それがアルミニウム酸化
物からなる層であるときは、前記のアルミニウムを主成
分とする基材に後述する酸化処理を施すことによって形
成されたアルミニウム酸化物であってもよい。このよう
にして得られたアルミニウムの酸化物は、基材そのもの
が酸化され酸化物層を形成しているので、基材への密着
性が極めてよく、剥離やピンホールなどの欠陥のない酸
化物層となっており、その上に光触媒層を形成させた
後、曲げ加工を施しても剥がれたりすることがない。When the metal oxide layer is a layer made of aluminum oxide, the metal oxide layer is an aluminum oxide formed by subjecting the above-described base material containing aluminum as a main component to an oxidation treatment described later. Is also good. The aluminum oxide obtained in this manner has an extremely good adhesion to the substrate because the substrate itself is oxidized to form an oxide layer, and has no defects such as peeling or pinholes. After forming the photocatalyst layer thereon, it does not peel off even when subjected to bending.
【0032】この場合、アルミニウム酸化物層の厚さ
は、光触媒層から基材方向への酸素の拡散を効果的に阻
止できるように、2nm以上であるのが好ましい。厚さ
の上限は特に規定しないが、厚すぎると、加工の際、ア
ルミニウム酸化物層の基材からの剥離やクラックなどが
生じやすくなり、また経済的にも不利になるので、10
μm以下が好ましい。より好ましくは、2.0nmから
5.0μmであり、更に好ましくは、5.0nmから
2.0μmである。In this case, the thickness of the aluminum oxide layer is preferably 2 nm or more so that diffusion of oxygen from the photocatalyst layer toward the substrate can be effectively prevented. Although the upper limit of the thickness is not particularly specified, if the thickness is too large, the aluminum oxide layer is likely to peel off or crack from the substrate during processing, and it is economically disadvantageous.
μm or less is preferred. More preferably, it is 2.0 nm to 5.0 μm, and still more preferably, 5.0 nm to 2.0 μm.
【0033】(c)光触媒層 光触媒層を形成する光触媒については、酸化チタン、酸
化亜鉛、酸化タングステン、酸化ジルコニウム、酸化
鉄、酸化ビスマスなどの公知の半導体光触媒を単独でま
たは2種類以上を組み合わせて用いることができる。ま
た、前記の光触媒を光触媒作用を持たない物質、例えば
シリカ、アルミナ、ゼオライトなどの物質上に担持させ
たものでもよい。(C) Photocatalyst Layer The photocatalyst forming the photocatalyst layer may be a known semiconductor photocatalyst such as titanium oxide, zinc oxide, tungsten oxide, zirconium oxide, iron oxide, bismuth oxide, alone or in combination of two or more. Can be used. Further, the above-mentioned photocatalyst may be supported on a substance having no photocatalytic action, for example, a substance such as silica, alumina or zeolite.
【0034】酸化チタンは、活性が比較的高く、安全性
にも優れ、入手も容易であることから、光触媒層を形成
する光触媒として好ましい。酸化チタンの形態として
は、非晶質、結晶質のいずれでもよく、これらが混合し
たものでもよい。また、結晶質の場合は、アナターゼ
型、ルチル型、あるいはそれらが混在したもののいずれ
であってもよい。Titanium oxide is preferred as a photocatalyst for forming a photocatalyst layer because it has a relatively high activity, is excellent in safety, and is easily available. The form of titanium oxide may be either amorphous or crystalline, or a mixture of these. In the case of crystalline, any of anatase type, rutile type, and a mixture thereof may be used.
【0035】さらに活性の高い光触媒複合材を得るに
は、ジルコニウム酸化物、珪素酸化物およびアルミニウ
ム酸化物のいずれかまたは2種類以上を含有するチタン
系酸化物を用いるとよい。このチタン系酸化物は、ジル
コニウム、珪素、アルミニウムの酸化物の所定量を酸化
チタン中に含むもので、その形態は各々の酸化物と酸化
チタンが混合したものであってもよいし、各々の酸化物
と酸化チタンが反応して形成された複合酸化物が少なく
とも部分的に含有されたものでもよい。この際、母体と
なる酸化チタンの結晶形態は非晶質であってもよいし、
結晶質であってもよい。また、含有される金属酸化物
や、複合酸化物についても、その結晶形態は非晶質、結
晶質のいずれであってもよい。In order to obtain a photocatalytic composite material having higher activity, it is preferable to use a titanium-based oxide containing one or more of zirconium oxide, silicon oxide and aluminum oxide. The titanium-based oxide contains zirconium, silicon, and a predetermined amount of an oxide of aluminum in titanium oxide, and the form may be a mixture of each oxide and titanium oxide. It may be one containing at least partially a composite oxide formed by the reaction of an oxide and titanium oxide. At this time, the crystal form of the base titanium oxide may be amorphous,
It may be crystalline. Also, the crystal form of the contained metal oxide or composite oxide may be either amorphous or crystalline.
【0036】前述の光触媒層を形成する光触媒には、そ
の内部および/または表面に、V、Fe、Zn、Ru、
Rh、Pt、Ag、PdおよびCuのうちの少なくとも
1種の金属および/または金属化合物を含有させること
もできる。これらの成分を含有させることにより光触媒
性能はさらに高められ、また、光触媒にこれらの成分自
体の機能(例えば、Zn、Ag、Cuでは抗菌性)を付
与することができる。なお、前記の金属化合物として
は、例えば、金属の酸化物、水酸化物、オキシ水酸化
物、硝酸塩、ハロゲン塩等が挙げられる。The photocatalyst forming the photocatalyst layer has V, Fe, Zn, Ru,
At least one metal and / or metal compound of Rh, Pt, Ag, Pd and Cu may be contained. By including these components, the photocatalytic performance can be further enhanced, and the functions of the components themselves (for example, antibacterial properties with Zn, Ag, and Cu) can be imparted to the photocatalyst. Examples of the metal compound include metal oxides, hydroxides, oxyhydroxides, nitrates, and halogen salts.
【0037】光触媒層の厚さは、20nm〜5.0μm
が好ましい。厚さが20nm未満の場合には、十分な光
触媒活性が得られず、逆に厚さが5.0μmを超えると
光触媒層にクラックが生じたり剥離を起こすことがあ
る。層厚が上記の範囲内であれば、高い光触媒活性を示
し、割れ、剥離などの少ない良好な光触媒複合材を容易
に製造することができる。The thickness of the photocatalyst layer is from 20 nm to 5.0 μm.
Is preferred. When the thickness is less than 20 nm, sufficient photocatalytic activity cannot be obtained, and when the thickness exceeds 5.0 μm, cracks or peeling may occur in the photocatalyst layer. When the layer thickness is in the above range, a high photocatalytic activity is exhibited, and a favorable photocatalyst composite material having few cracks and peeling can be easily produced.
【0038】(d)光触媒複合材の製造方法 上述した光触媒複合材は、基材表面に金属酸化物の微粒
子を含むゾル液を塗布し、焼成して金属酸化物層を形成
させた後、その表面に光触媒層を形成させることによっ
て製造することができる。基材表面に金属酸化物の前駆
物質を含む溶液を塗布し、または前記の前駆物質を含む
溶液に加水分解処理を施した後、それを塗布し、焼成す
る、いわゆるゾルゲル法により金属酸化物層を形成さ
せ、その表面に光触媒層を形成させることによって製造
する方法を用いてもよい。なお、前記の金属酸化物の前
駆物質としては、例えば、その酸化物を構成する金属を
含む有機金属などを用いればよい。(D) Method for Producing Photocatalyst Composite Material The above-mentioned photocatalyst composite material is obtained by applying a sol solution containing fine particles of metal oxide to the surface of a base material and firing it to form a metal oxide layer. It can be produced by forming a photocatalyst layer on the surface. A metal oxide layer is applied by applying a solution containing a precursor of a metal oxide to the surface of the base material, or after subjecting the solution containing the precursor to a hydrolysis treatment, and then applying and baking the solution, a so-called sol-gel method. And a method of manufacturing by forming a photocatalyst layer on the surface thereof. As a precursor of the metal oxide, for example, an organic metal or the like containing a metal constituting the oxide may be used.
【0039】まず、金属酸化物層の形成方法について述
べる。First, a method for forming a metal oxide layer will be described.
【0040】金属酸化物層を形成する際の、金属酸化物
の微粒子を含むゾル液、または金属酸化物の前駆物質を
含む溶液もしくはその溶液に加水分解処理を施したもの
の塗布方法としては、スピンコーティング、ディップコ
ーティング、スプレーコーティング、バーコーティン
グ、ロールコーティング、あるいはスプレー吹き付け等
の方法が挙げられる。いずれの方法を採用するかは、塗
布液の性状を考慮し、基材の形状に合わせて決定すれば
よい。When forming a metal oxide layer, a sol solution containing fine particles of a metal oxide, a solution containing a precursor of a metal oxide, or a solution obtained by subjecting the solution to hydrolysis is applied by a spin coating method. Examples of the method include coating, dip coating, spray coating, bar coating, roll coating, and spraying. Which method is adopted may be determined according to the shape of the base material in consideration of the properties of the coating solution.
【0041】焼成温度については、塗布液の特性、金属
酸化物の形態等に合わせて決めればよいが、アルミニウ
ムまたはアルミニウムを含有する金属からなる基材が軟
化したり、熔解したりしない温度を上限とする必要があ
る。The firing temperature may be determined in accordance with the properties of the coating solution, the form of the metal oxide, and the like. The upper limit is the temperature at which the substrate made of aluminum or a metal containing aluminum does not soften or melt. It is necessary to
【0042】上記の方法の他、さらにCVDやスパッタ
リング等の方法を利用してもよい。In addition to the above method, a method such as CVD or sputtering may be used.
【0043】一方、金属酸化物層が、アルミニウムを主
成分とする基材に酸化処理を施すことによって形成され
たアルミニウム酸化物からなる層であるときは、基材に
下記式を満たす条件下で酸化処理を施して金属酸化物
層を形成させた後、その表面に光触媒層を形成させるこ
とによって製造する。On the other hand, when the metal oxide layer is a layer made of aluminum oxide formed by subjecting a base material containing aluminum as a main component to an oxidation treatment, the base material is subjected to a condition satisfying the following equation. It is manufactured by forming a metal oxide layer by performing an oxidation treatment and then forming a photocatalyst layer on the surface thereof.
【0044】 T>590t-0.06 ・・・ ここで、T:酸化処理温度(K) t:処理時間(s) 式は、後述する実施例4の酸化処理試験の結果に基づ
いて導き出されたものである。T> 590t −0.06 ... Here, T: oxidation treatment temperature (K) t: treatment time (s) The formula is derived based on the result of an oxidation treatment test of Example 4 described later. It is.
【0045】この酸化処理を行うときの雰囲気の酸素分
圧は、40kPa〜5kPaとするのが好ましい。この
範囲内では、酸化処理条件を設定するに当たって上記
式を適用することができ、また、酸化処理雰囲気の調整
も比較的容易である。酸素分圧が40kPaを超える場
合は、酸素の供給のためにコストが嵩み、一方、5kP
aよりも低いと、十分な厚さの金属酸化物層を得るため
に高温かつ長時間の処理が必要となり、いずれも経済上
不利である。It is preferable that the oxygen partial pressure of the atmosphere at the time of performing this oxidation treatment is 40 kPa to 5 kPa. Within this range, the above equation can be applied when setting the oxidation treatment conditions, and the adjustment of the oxidation treatment atmosphere is relatively easy. When the oxygen partial pressure exceeds 40 kPa, the cost increases due to the supply of oxygen, while 5 kP
If it is lower than a, a high-temperature and long-time treatment is required to obtain a metal oxide layer having a sufficient thickness, and both are economically disadvantageous.
【0046】この酸化処理によりアルミニウム酸化物を
形成する方法によれば、金属酸化物層の塗布過程を省略
することができるので、製造上有利である。According to the method of forming an aluminum oxide by this oxidation treatment, the step of applying the metal oxide layer can be omitted, which is advantageous in manufacturing.
【0047】なお、基材を陽極酸化してアルミナ被膜を
形成させて金属酸化物層とする方法を採ってもよい。陽
極酸化によるアルミナ被膜は酸化アルミニウムの微細孔
を多数有する多孔質の層となるので、その上に形成させ
る光触媒層との密着性がよく、表面積の増大による光触
媒活性の向上が見込める。It is to be noted that a method of forming a metal oxide layer by anodizing the substrate to form an alumina film may be employed. Since the alumina film formed by anodic oxidation becomes a porous layer having a large number of fine pores of aluminum oxide, it has good adhesion to a photocatalyst layer formed thereon, and an improvement in photocatalytic activity due to an increase in surface area can be expected.
【0048】次に、光触媒層の形成方法について述べ
る。Next, a method for forming the photocatalyst layer will be described.
【0049】光触媒層の形成は、上記のように形成させ
た金属酸化物層の上に、有機金属などの光触媒の前駆体
物質を溶かした溶液を、必要に応じて部分的に加水分解
などの操作を施して塗布した後、焼成する、いわゆるゾ
ルゲル法で行ってもよいし、光触媒の前駆体物質を含む
懸濁液を塗布した後、焼成する方法や、CVDやスパッ
タリング等の方法を利用してもよい。The photocatalyst layer is formed by dissolving a solution in which a photocatalyst precursor such as an organic metal is dissolved on the metal oxide layer formed as described above, if necessary, by partial hydrolysis or the like. It may be performed by a so-called sol-gel method after application and application, followed by baking, or by applying a suspension containing a photocatalyst precursor substance, followed by baking or a method such as CVD or sputtering. You may.
【0050】その中でも、300℃以上の高温で焼き付
けを行うゾルゲル法を用いるのが最も好ましい。光触媒
活性および光触媒層の強度の大きい光触媒を提供できる
からである。光触媒が酸化チタン系の場合は、それに加
え、透明性に優れた光触媒を提供できる。また、酸化チ
タンの塗布液には一般に触媒として塩酸、硝酸などの酸
が含まれるが、これを塗布して300℃以下の低温で焼
成すると、酸が光触媒中に残留するため基材が腐食し、
外観が損なわれるばかりでなく、光触媒層自体の密着
性、さらには光触媒性能が低下する。300℃以上の高
温で焼き付けを行うゾルゲル法では、酸が揮散、消失す
るので、長期にわたり健全な状態を維持できる。Among them, it is most preferable to use the sol-gel method of baking at a high temperature of 300 ° C. or more. This is because a photocatalyst having high photocatalytic activity and photocatalytic layer strength can be provided. When the photocatalyst is a titanium oxide-based photocatalyst, a photocatalyst excellent in transparency can be provided. In addition, a coating solution of titanium oxide generally contains an acid such as hydrochloric acid or nitric acid as a catalyst. However, if this is applied and baked at a low temperature of 300 ° C. or less, the base material is corroded because the acid remains in the photocatalyst. ,
Not only the appearance is impaired, but also the adhesion of the photocatalyst layer itself and the photocatalytic performance are reduced. In the sol-gel method in which baking is performed at a high temperature of 300 ° C. or more, since the acid volatilizes and disappears, a healthy state can be maintained for a long time.
【0051】特に、前記のアルミニウムを主成分とする
基材に酸化処理を施すことによって形成されたアルミニ
ウム酸化物からなる層の上に上述したゾルゲル法を用い
て光触媒層を形成させた光触媒複合材は、基材と金属酸
化物層との密着性が極めてよい上に、光触媒活性が高
く、優れた複合材である。In particular, a photocatalyst composite material in which a photocatalyst layer is formed by using the above-mentioned sol-gel method on a layer made of aluminum oxide formed by subjecting the above-mentioned aluminum-based substrate to an oxidation treatment. Is an excellent composite material having excellent adhesion between the substrate and the metal oxide layer and high photocatalytic activity.
【0052】なお、ゾルゲル法によって酸化チタンのみ
で光触媒層を形成する場合は、アルコール等の溶媒中
に、チタンイソプロポキシド、チタンブトキシド等のチ
タンアルコキシド、硫酸チタン、四塩化チタン、チタン
アセチルアセトネート等の前駆体物質を加え、必要に応
じて少量の酸、水を加え、加水分解処理を施して得られ
るゾル液を用いればよい。When the photocatalyst layer is formed only by titanium oxide by the sol-gel method, a titanium alkoxide such as titanium isopropoxide or titanium butoxide, titanium sulfate, titanium tetrachloride, titanium acetylacetonate is used in a solvent such as alcohol. A sol solution obtained by adding a precursor substance such as described above, adding a small amount of acid and water as needed, and performing a hydrolysis treatment may be used.
【0053】塗布方法については、スピンコーティン
グ、ディップコーティング、スプレーコーティング、バ
ーコーティング、ロールコーティング、あるいはスプレ
ー吹き付け等の方法があり、いずれの方法を用いるか
は、塗布液の性状、基材の形状に合わせて決定すればよ
い。The coating method includes spin coating, dip coating, spray coating, bar coating, roll coating, spray spraying and the like. Which method is used depends on the properties of the coating solution and the shape of the substrate. What is necessary is just to determine together.
【0054】焼成温度は、塗布液の特性、金属酸化物の
形態に合わせて決めればよいが、基材が軟化したり、熔
解したりしない温度を上限とする必要がある。The firing temperature may be determined according to the properties of the coating solution and the form of the metal oxide, but the upper limit must be a temperature at which the base material does not soften or melt.
【0055】上述した本発明の光触媒複合材は、光触媒
層を形成する光触媒のバンドギャップより高いエネルギ
ーの光が照射されると光触媒作用を発現し、様々な有害
物質、付着物質などの分解、除去、無害化などに優れた
効果を発揮する。前記の有害物質には、NOx 、SO
x 、フロン、アンモニア、硫化水素などの大気中に含ま
れるガスや、アルデヒド類、アミン類、メルカプタン
類、アルコール類、BTX(ベンゼン、トルエン、キシ
レン)、フェノール類等の有機化合物、トリハロメタ
ン、トリクロロエチレン、フロン等の有機ハロゲン化合
物、除草剤、殺菌剤、殺虫剤等の種々の農薬、蛋白質や
アミノ酸等の種々の生物学的酸素要求物質、界面活性剤
のほか、シアン化合物、硫黄化合物等の無機化合物、種
々の重金属イオン、さらには細菌、放線菌、菌類、藻類
等の微生物、および上記物質のうち水中に含まれるもの
が挙げられる。The photocatalyst composite material of the present invention described above exhibits a photocatalytic action when irradiated with light having an energy higher than the band gap of the photocatalyst forming the photocatalyst layer, and decomposes and removes various harmful substances and adhered substances. Demonstrates excellent effects on detoxification. The harmful substances include NO x , SO
x , chlorofluorocarbons, ammonia, hydrogen sulfide and other gases contained in the atmosphere, aldehydes, amines, mercaptans, alcohols, organic compounds such as BTX (benzene, toluene, xylene) and phenols, trihalomethane, trichloroethylene, In addition to organic halogen compounds such as chlorofluorocarbons, herbicides, fungicides, various pesticides such as insecticides, various biological oxygen-requesting substances such as proteins and amino acids, surfactants, and inorganic compounds such as cyanide and sulfur compounds And various heavy metal ions, as well as microorganisms such as bacteria, actinomycetes, fungi, and algae, and those substances contained in water among the above substances.
【0056】付着物質には、光触媒複合材の表面に直接
付着するものが対象となり、例えば、大腸菌、ブドウ球
菌、緑濃菌、カビ等の菌類、油、タバコのヤニ、指紋、
雨筋、泥などがある。The substances adhering directly to the surface of the photocatalytic composite material include, for example, fungi such as Escherichia coli, staphylococci, green bacterium, and mold, oil, tobacco tar, fingerprints, and the like.
There are rain streaks and mud.
【0057】光触媒複合材に照射される光としては、太
陽光や、蛍光灯、ブラックライト、水銀灯、キセノン灯
などからの光が利用できる。光の照射量や照射時間など
は、処理する対象の物質の量などによって最適な条件を
選択するのがよい。As light to be applied to the photocatalyst composite material, sunlight, light from a fluorescent lamp, a black light, a mercury lamp, a xenon lamp, or the like can be used. Optimal conditions such as the amount of light irradiation and the irradiation time are preferably selected depending on the amount of the substance to be processed.
【0058】[0058]
【実施例】(実施例1)本発明の光触媒複合材5種類
(試験No.1〜試験No.5)および比較のための複
合材2種類(試験No.6および試験No.7)を以下
の条件で製造した。EXAMPLES (Example 1) Five types of photocatalyst composite materials of the present invention (Test Nos. 1 to 5) and two types of composite materials for comparison (Test Nos. 6 and 7) are as follows. It was manufactured under the following conditions.
【0059】試験No.1:市販の高純度アルミニウム
板(ニラコ製:厚さ2mm、純度99.999%)を試
験材(基材)として、それにアルミナ微粒子ゾル(日産
化学製、固形分20重量%)にアルコールを同量加えて
調製した塗布液をディップ塗布した(引き上げ速度10
0mm/分)。次いで、100℃で30分間乾燥し、大
気雰囲気下450℃で20分間焼成することによって、
アルミニウム板にアルミナからなる金属酸化物層を形成
させた。このアルミニウム基材について、二次イオン質
量分析法(SIMS)による金属酸化物層の深さ分析を
行い、アルミナ層の厚さを測定した。なお、後述する他
の基材についても同様に金属酸化物層の厚さを測定し
た。Test No. 1: A commercially available high-purity aluminum plate (Nilaco: thickness 2 mm, purity 99.999%) was used as a test material (substrate), and alcohol was added to alumina fine particle sol (Nissan Chemical Industries, solid content 20% by weight). The coating solution prepared by dip coating was applied in a dip coating (pulling speed: 10
0 mm / min). Next, by drying at 100 ° C. for 30 minutes and baking at 450 ° C. for 20 minutes in an air atmosphere,
A metal oxide layer made of alumina was formed on an aluminum plate. About this aluminum base material, the depth analysis of the metal oxide layer was performed by the secondary ion mass spectrometry (SIMS), and the thickness of the alumina layer was measured. In addition, the thickness of the metal oxide layer was similarly measured about the other base material mentioned later.
【0060】さらに、このアルミナ層を形成させたアル
ミニウム基材に、ゾルゲル法により、光触媒層(酸化チ
タン膜)を形成させた。すなわち、チタンテトラブトキ
シド10部をアルコール15部に溶かした溶液に、硝酸
0.4部、水1.0部とアルコール15部の混合液を滴
下して、酸化チタンゾル液を調製し、これを前記の基材
にディップ塗布し、110℃で30分間乾燥し、大気雰
囲気下450℃で20分間焼成することによって、アル
ミニウム基材と酸化チタン光触媒層の間にアルミナから
なる金属酸化物層を有する本発明の光触媒複合材を作製
した。Further, a photocatalyst layer (titanium oxide film) was formed on the aluminum substrate having the alumina layer formed thereon by a sol-gel method. That is, a mixture of 0.4 part of nitric acid, 1.0 part of water and 15 parts of alcohol was added dropwise to a solution of 10 parts of titanium tetrabutoxide dissolved in 15 parts of alcohol to prepare a titanium oxide sol solution, Dip-coated on a base material, dried at 110 ° C. for 30 minutes, and baked at 450 ° C. for 20 minutes in an air atmosphere to obtain a book having a metal oxide layer made of alumina between an aluminum base material and a titanium oxide photocatalyst layer. A photocatalyst composite of the invention was made.
【0061】試験No.2:市販のアルミニウム合金板
(JIS H4000に規定されるA3003、厚さ
0.3mm)を試験材(基材)として、それを5%水酸
化ナトリウム水溶液に2分間浸漬した後、水洗し、続い
て5%硝酸溶液中で2分間浸漬した後、水洗し、真空下
で乾燥させた。この前処理を行ったアルミニウム合金基
材上に試験No.1に記載の方法で、アルミナおよび酸
化チタンをそれぞれ金属酸化物層および光触媒層として
形成させた。Test No. 2: A commercially available aluminum alloy plate (A3003 specified in JIS H4000, thickness: 0.3 mm) was used as a test material (base material), immersed in a 5% aqueous sodium hydroxide solution for 2 minutes, washed with water, and subsequently washed Immersed in a 5% nitric acid solution for 2 minutes, washed with water, and dried under vacuum. The test No. was placed on the aluminum alloy substrate subjected to this pretreatment. Alumina and titanium oxide were formed as a metal oxide layer and a photocatalyst layer, respectively, by the method described in 1.
【0062】試験No.3:試験No.2に記載の方法
で前処理したアルミニウム合金板(同上A3003、厚
さ0.3mm)を試験材(基材)として、酸素分圧20
KPaの気相雰囲気下、200℃で180分間酸化処理
を施し、基材表面にアルミナ層を形成させた。このアル
ミナ層を形成させた基材に試験No.1に記載の方法で
酸化チタン光触媒層を形成させた。Test No. 3: Test No. Using an aluminum alloy plate (A3003, same as above, thickness 0.3 mm) pretreated by the method described in 2 as a test material (substrate), an oxygen partial pressure of 20
An oxidation treatment was performed at 200 ° C. for 180 minutes in a gaseous atmosphere of KPa to form an alumina layer on the substrate surface. Test No. was applied to the substrate on which the alumina layer was formed. A titanium oxide photocatalyst layer was formed by the method described in 1.
【0063】試験No.4:試験No.2に記載の方法
で前処理したアルミニウム合金板(同上A3003、厚
さ0.3mm)を試験材(基材)として、それに硝酸マ
グネシウム6水和物5部を水100部に溶解させた溶液
をディップ塗布した(引き上げ速度50mm/分)。次
いで、100℃で30分間乾燥した後、大気雰囲気下5
00℃で1時間焼成することによって、アルミニウム合
金基材上に酸化マグネシウムからなる金属酸化物層を形
成させた。続いて、この金属酸化物層を形成させた基材
に試験No.1に記載の方法で酸化チタン光触媒層を形
成させた。Test No. 4: Test No. Using an aluminum alloy plate (A3003, same as above, thickness: 0.3 mm) pretreated by the method described in 2 as a test material (base material), a solution in which 5 parts of magnesium nitrate hexahydrate was dissolved in 100 parts of water was used. Dip coating was performed (pulling speed 50 mm / min). Next, after drying at 100 ° C. for 30 minutes,
By firing at 00 ° C. for 1 hour, a metal oxide layer composed of magnesium oxide was formed on the aluminum alloy substrate. Subsequently, Test No. was applied to the substrate on which the metal oxide layer was formed. A titanium oxide photocatalyst layer was formed by the method described in 1.
【0064】試験No.5:試験No.1で用いた市販
の高純度アルミニウム板を試験材(基材)として、チタ
ンテトラブトキシド10部にジルコニウムイソプロポキ
シド0.4部を加える以外は試験No.1に記載の方法
と同じ方法で光触媒ゾル液を調製した。このゾル液を用
い、試験No.1に記載の方法で基材表面にアルミナ層
を形成させ、その上にさらに酸化ジルコニウムを含有す
る酸化チタン光触媒層を形成させた。Test No. 5: Test No. Test No. 1 was carried out using the commercially available high-purity aluminum plate used in Example 1 as a test material (substrate), and adding 0.4 parts of zirconium isopropoxide to 10 parts of titanium tetrabutoxide. A photocatalytic sol solution was prepared in the same manner as described in 1. Using this sol solution, test no. An alumina layer was formed on the substrate surface by the method described in 1, and a titanium oxide photocatalyst layer containing zirconium oxide was further formed thereon.
【0065】試験No.6:試験No.1で用いた市販
の高純度アルミニウム板を試験材(基材)として、アル
ミナ層の形成は行わず、それ以外は試験No.1に記載
の方法と同じ方法で、アルミニウム基材に直接光触媒層
を形成させた光触媒複合材を製造した。Test No. 6: Test No. The commercially available high-purity aluminum plate used in Test No. 1 was used as a test material (base material) without forming an alumina layer. A photocatalyst composite material in which a photocatalyst layer was directly formed on an aluminum substrate was produced in the same manner as described in 1.
【0066】試験No.7:試験No.2で用いた市販
のアルミニウム合金板を試験材(基材)として、アルミ
ナ層の形成は行わず、それ以外は試験No.2に記載の
方法と同じ方法で、アルミニウム合金基材上に直接光触
媒層を形成させた光触媒複合材を製造した。Test No. 7: Test No. The commercially available aluminum alloy plate used in Test No. 2 was used as a test material (base material) without forming an alumina layer. A photocatalyst composite material in which a photocatalyst layer was directly formed on an aluminum alloy substrate was manufactured in the same manner as described in 2.
【0067】上記の本発明の光触媒複合材(試験No.
1〜5)および比較のための複合材(試験No.6およ
び7)について、アセトアルデヒドの分解試験を行って
その光触媒性能を評価した。The photocatalyst composite material of the present invention (Test No.
Acetaldehyde decomposition tests were performed on the composite materials (Test Nos. 1 and 5) and the composite material for comparison (Test Nos. 6 and 7) to evaluate their photocatalytic performance.
【0068】アセトアルデヒドの分解試験は以下のよう
に行った。すなわち、上記各複合材から切り出した評価
用サンプル(50mm角)を石英製反応セルに入れ、閉
鎖循環ラインに接続した(合計内体積約1.0リット
ル)。空気で希釈したアセトアルデヒド(約120pp
m)を系内に導入し、循環させながら250Wの高圧水
銀灯から、UVフィルター(東芝製UV−31)を通し
て光照射を行った。このとき評価用サンプル表面のUV
強度は0.4mW/cm2 であった。濃度の定量はガス
クロマトグラフを用いて行った。光触媒性能は1時間後
のアセトアルデヒドの除去率により評価した。The acetaldehyde decomposition test was performed as follows. That is, an evaluation sample (50 mm square) cut out from each of the above composite materials was placed in a quartz reaction cell, and connected to a closed circulation line (total internal volume of about 1.0 liter). Acetaldehyde diluted with air (about 120 pp
m) was introduced into the system, and light was irradiated from a high-pressure mercury lamp of 250 W through a UV filter (UV-31 manufactured by Toshiba) while circulating. At this time, UV of the sample surface for evaluation
The intensity was 0.4 mW / cm 2 . The concentration was determined using a gas chromatograph. The photocatalytic performance was evaluated by the acetaldehyde removal rate after one hour.
【0069】表1に各複合材の構成(基材、金属酸化物
層および光触媒層)と光触媒性能評価試験の結果(アセ
トアルデヒドの除去率)を示す。Table 1 shows the composition (substrate, metal oxide layer and photocatalyst layer) of each composite material and the results of the photocatalytic performance evaluation test (acetaldehyde removal rate).
【0070】表1に示すように、本発明の光触媒複合材
(試験No.1〜5)では、いずれもアセトアルデヒド
の除去率は80%以上で、高い光触媒性能を示した。As shown in Table 1, all of the photocatalyst composite materials of the present invention (Test Nos. 1 to 5) exhibited a high photocatalytic performance with an acetaldehyde removal ratio of 80% or more.
【0071】一方、比較のための複合材(試験No.6
および7)では、アセトアルデヒドの除去率は40%以
下と不良であった。この原因は、アルミニウム基材また
はアルミニウム合金基材に酸素の拡散を抑止する金属酸
化物層を設けずに光触媒層を形成させると、光触媒層か
ら基材への酸素の拡散が起こるため、光触媒には多数の
酸素欠陥が生じ、光触媒活性が低下したことにある。On the other hand, a composite material for comparison (Test No. 6)
In (7) and (7), the removal rate of acetaldehyde was as poor as 40% or less. This is because, if the photocatalyst layer is formed without providing a metal oxide layer for suppressing diffusion of oxygen on the aluminum base material or aluminum alloy base material, diffusion of oxygen from the photocatalyst layer to the base material occurs. Is that many oxygen vacancies are generated and the photocatalytic activity is reduced.
【0072】なお、酸化チタンの構造はTiO(2-x) と
表されるが、比較例(試験No.6および7)の場合、
酸化チタン層は着色しており、xは1に近い構造となっ
ていた。一方、本発明の光触媒複合材(試験No.1〜
5)では、酸化チタン層は無色あるいは僅かに白色で、
xは0に極めて近く、通常の光触媒に用いられる酸化チ
タン構造(TiO2 )が維持されていた。The structure of titanium oxide is expressed as TiO (2-x ). In the case of the comparative examples (Test Nos. 6 and 7),
The titanium oxide layer was colored, and x had a structure close to 1. On the other hand, the photocatalyst composite material of the present invention (Test No. 1 to No. 1)
In 5), the titanium oxide layer is colorless or slightly white,
x was very close to 0, and the titanium oxide structure (TiO 2 ) used for a normal photocatalyst was maintained.
【0073】[0073]
【表1】 [Table 1]
【0074】(実施例2)本発明の光触媒複合材(試験
No.8および試験No.9)を以下の条件で製造し
た。Example 2 A photocatalyst composite material of the present invention (Test No. 8 and Test No. 9) was produced under the following conditions.
【0075】試験No.8:市販のアルミニウム製網
(材質:JIS H4040に規定されるA5056、
mesh42)から試験材を切り出して基材とし、実施
例1の試験No.2と同様の方法で前処理を行った。こ
れを、アルミナ微粒子ゾル(日産化学製、固形分20重
量%)1部に対してアルコール3部を加えた塗布液に浸
漬し、引き上げた後、ブロワーで余分な塗布液を除去
し、100℃で20分間乾燥した後、450℃で20分
間焼成して、基材表面にアルミナ層を形成させた。この
焼成後の基材の一部について、オージェ分光法によりア
ルミナの組成分析を行った。Test No. 8: Commercially available aluminum mesh (material: A5056 specified in JIS H4040,
mesh42), a test material was cut out to serve as a base material. Pretreatment was performed in the same manner as in Example 2. This was immersed in a coating solution obtained by adding 3 parts of alcohol to 1 part of alumina fine particle sol (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., solid content: 20% by weight). For 20 minutes, followed by baking at 450 ° C. for 20 minutes to form an alumina layer on the substrate surface. A part of the fired substrate was analyzed for the composition of alumina by Auger spectroscopy.
【0076】続いて、このアルミナ層を形成させた基材
に、実施例1の試験No.1に記載の酸化チタンゾル液
を同じ方法で塗布し、110℃で20分間乾燥した後、
450℃で20分間焼成して、酸化チタン光触媒層を形
成させ、光触媒複合材とした。Subsequently, the test No. of Example 1 was applied to the substrate on which the alumina layer was formed. After applying the titanium oxide sol solution described in 1 in the same manner and drying at 110 ° C. for 20 minutes,
The resultant was baked at 450 ° C. for 20 minutes to form a titanium oxide photocatalyst layer, thereby obtaining a photocatalyst composite material.
【0077】試験No.9:上記の試験No.8で用い
た市販のアルミニウム製網から試験材を切り出して基材
とし、アルミナ微粒子ゾルの塗布液に浸漬した後の焼成
を600℃で1時間とする以外は試験No.8に記載の
方法と同じ方法で、基材表面にアルミナ層、酸化チタン
光触媒層を順次形成させ、光触媒複合材とした。なお、
焼成後の基材の一部について、オージェ分光法によって
アルミナの組成分析を行った。Test No. 9: Test No. 9 The test material was cut out from the commercially available aluminum mesh used in Example 8 as a substrate, and baked at 600 ° C. for 1 hour after dipping in a coating solution of alumina fine particle sol. An alumina layer and a titanium oxide photocatalyst layer were sequentially formed on the surface of the substrate by the same method as described in 8, to obtain a photocatalyst composite material. In addition,
For a part of the fired base material, the composition of alumina was analyzed by Auger spectroscopy.
【0078】上記の本発明の光触媒複合材(試験No.
8および9)から光触媒活性評価用サンプル(60mm
角)を切り出し、実施例1と同様の方法でアセトアルデ
ヒドの分解試験を行ってその触媒性能を評価した。The photocatalyst composite material of the present invention (Test No.
8 and 9), a sample (60 mm
Corners) were cut out and subjected to an acetaldehyde decomposition test in the same manner as in Example 1 to evaluate its catalytic performance.
【0079】表2に試験に供した複合材の構成(基材、
アルミナ層および光触媒層)とアセトアルデヒドの除去
率を示す。Table 2 shows the composition (substrate,
(Alumina layer and photocatalyst layer) and acetaldehyde removal rate.
【0080】アルミナ層の組成は、試験No.8ではA
l2 O2.89、試験No.9ではAl2 O2.14であり、酸
素欠損割合はそれぞれ3.7%、28.6%であった。The composition of the alumina layer was determined according to Test No. 8 for A
l 2 O 2.89 , test no. In No. 9, the content was Al 2 O 2.14 , and the oxygen deficiency rates were 3.7% and 28.6%, respectively.
【0081】光触媒性能については、試験No.8の光
触媒複合材は試験No.9のそれよりも高いアセトアル
デヒド除去率を示した。これは、酸素欠損割合が20%
を超えると、その上に形成される酸化チタン光触媒層か
らアルミナ層への酸素の拡散が起こりやすくなり、酸化
チタンの光触媒の性能が幾分低下したことによるもので
ある。この結果から、金属酸化物層は金属酸化物の酸素
欠損割合が20%以下の酸化物からなる層であるのが好
ましいといえる。なお、アセトアルデヒドの除去率が実
施例1に比べて相対的に低いのは、基材として網を用い
ているため受光面積が平板に比べると狭く、分解の効率
が悪かったことによるものである。Regarding the photocatalytic performance, Test No. The photocatalyst composite material of Test No. 8 was a test no. 9 showed a higher rate of acetaldehyde removal. This means that the oxygen deficiency ratio is 20%
This is because when the value exceeds the above, diffusion of oxygen from the titanium oxide photocatalyst layer formed thereon to the alumina layer is likely to occur, and the performance of the titanium oxide photocatalyst is somewhat reduced. From this result, it can be said that the metal oxide layer is preferably a layer made of an oxide in which the oxygen deficiency ratio of the metal oxide is 20% or less. The reason why the removal rate of acetaldehyde was relatively lower than that of Example 1 was that the net was used as the base material, so that the light receiving area was smaller than that of the flat plate, and the decomposition efficiency was poor.
【0082】[0082]
【表2】 [Table 2]
【0083】(実施例3)基材として、純度99.99
%の高純度アルミニウム板を用い、5%水酸化ナトリウ
ム水溶液でアルカリ洗浄し、5%硝酸水溶液で酸洗し、
よく水洗した。その後、酸素分圧20kPa(一部10
kPa)の気相中で、温度350Kで10000秒、5
00Kで100秒、または700Kで1000秒の酸化
処理を行った。なお、酸化処理後の基材の一部について
SIMSによる分析を行い、上記の処理で形成された酸
化物層の厚さを測定した。(Example 3) As a substrate, purity 99.99
Using a 5% sodium hydroxide aqueous solution and a 5% nitric acid aqueous solution,
Washed well. Thereafter, an oxygen partial pressure of 20 kPa (10
kPa) in the gas phase at a temperature of 350K for 10,000 seconds, 5
The oxidation treatment was performed at 00K for 100 seconds or at 700K for 1000 seconds. Note that a part of the base material after the oxidation treatment was analyzed by SIMS, and the thickness of the oxide layer formed by the above treatment was measured.
【0084】次いで、酸化処理後の基材表面に以下に述
べるゾルゲル法により酸化チタン光触媒層を形成させ
た。すなわち、基材に、チタンブトキシドのアルコール
溶液に硝酸および水を少量加えた酸化チタンゾル液をデ
ィップコーティング法で塗布した後、823Kで30分
間保持して、その表面に酸化チタン光触媒層を形成させ
た。この光触媒層の厚さは150nmであった。Next, a titanium oxide photocatalyst layer was formed on the surface of the substrate after the oxidation treatment by the sol-gel method described below. That is, a titanium oxide sol solution obtained by adding a small amount of nitric acid and water to an alcohol solution of titanium butoxide by a dip coating method was applied to the base material, and then held at 823 K for 30 minutes to form a titanium oxide photocatalyst layer on the surface. . The thickness of this photocatalyst layer was 150 nm.
【0085】上記のように作製した光触媒複合材につい
て、メチレンブルーの分解試験を行ってその光触媒性能
を評価した。The photocatalyst composite material produced as described above was subjected to a methylene blue decomposition test to evaluate its photocatalytic performance.
【0086】メチレンブルーの分解試験は以下のように
行った。すなわち、上記の光触媒複合材から光触媒活性
評価用サンプル(8mm×40mm×2mm)を切り出
して基材とし、これをパイレックス製反応器に入れ、そ
れにメチレンブルー水溶液(メチレンブルー:8pp
m)を4cc加えて酸素を10分間吹き込み、蓋をした
後、500Wの超高圧水銀灯から光照射を行った。メチ
レンブルー濃度の定量は分光光度計を用いて波長530
nmでの吸光度を測定することにより行った。光触媒性
能は1時間後のメチレンブルーの分解率により評価し
た。The decomposition test of methylene blue was performed as follows. That is, a photocatalytic activity evaluation sample (8 mm × 40 mm × 2 mm) was cut out from the above photocatalyst composite material to obtain a substrate, which was placed in a Pyrex reactor, and a methylene blue aqueous solution (methylene blue: 8 pp) was added thereto.
m) was added thereto, and oxygen was blown therein for 10 minutes. After closing the lid, light irradiation was performed from a 500 W ultra-high pressure mercury lamp. Methylene blue concentration was determined using a spectrophotometer at a wavelength of 530.
This was done by measuring the absorbance in nm. The photocatalytic performance was evaluated by the decomposition rate of methylene blue after 1 hour.
【0087】表3に、各試験材の酸化処理条件、酸素分
圧、アルミナ層厚およびメチレンブルーの分解率を示
す。なお、前記の式から求めた酸化処理温度Tも併せ
て示した。Table 3 shows the oxidation treatment conditions, oxygen partial pressure, alumina layer thickness, and methylene blue decomposition rate of each test material. The oxidation treatment temperature T obtained from the above equation is also shown.
【0088】表3に示すように、酸化処理を行わなかっ
た場合(試験No.10)、メチレンブルーの分解率は
極めて低かった。一方、酸化処理を行って基材表面にア
ルミナ層を形成させた場合(試験No.11〜14)
は、層厚の増加とともにメチレンブルーの分解率が上昇
し、特に、アルミナ層厚が2nm以上ではメチレンブル
ーの分解率が高かった。酸化処理により基材表面にアル
ミナ層を形成させる場合は、アルミナ層厚を2nm以上
とするのが好ましい。As shown in Table 3, when the oxidation treatment was not performed (Test No. 10), the decomposition rate of methylene blue was extremely low. On the other hand, when an alumina layer was formed on the surface of the substrate by performing an oxidation treatment (Test Nos. 11 to 14)
In Example 2, the decomposition rate of methylene blue increased with an increase in the layer thickness. In particular, when the thickness of the alumina layer was 2 nm or more, the decomposition rate of methylene blue was high. When the alumina layer is formed on the surface of the base material by the oxidation treatment, the thickness of the alumina layer is preferably 2 nm or more.
【0089】[0089]
【表3】 [Table 3]
【0090】(実施例4)基材として、アルミニウム合
金板(JIS H4000に規定されるA3003)を
用い、実施例3に記載の方法で前処理を施した後、酸素
分圧が20kPaの気相中で、温度300〜700Kで
20〜700000秒の酸化処理を行った。(Example 4) An aluminum alloy plate (A3003 specified in JIS H4000) was used as a base material, and pretreatment was performed by the method described in Example 3, and then a gas phase having an oxygen partial pressure of 20 kPa was used. In the inside, oxidation treatment was performed at a temperature of 300 to 700K for 20 to 700,000 seconds.
【0091】次いで、この酸化処理した後の基材表面に
同じく実施例3に記載の方法で酸化チタン光触媒層を形
成させた。Next, a titanium oxide photocatalyst layer was formed on the surface of the substrate after the oxidation treatment in the same manner as in Example 3.
【0092】このように作製した光触媒複合材につい
て、実施例3と同様の方法でメチレンブルーの分解試験
を行ってその触媒性能を評価した。The photocatalyst composite thus produced was subjected to a decomposition test of methylene blue in the same manner as in Example 3 to evaluate its catalytic performance.
【0093】図2に、酸化処理条件と光触媒性能の関係
を示す。図中に示したように、メチレンブルーの分解率
が50%以上であれば良好(○印で表示)とした。本発
明例に該当する。FIG. 2 shows the relationship between the oxidation treatment conditions and the photocatalytic performance. As shown in the figure, when the decomposition rate of methylene blue was 50% or more, it was determined to be good (indicated by a circle). This corresponds to an example of the present invention.
【0094】図示したように、処理温度が低く、短時間
の処理では十分なアルミナ層が形成されないため、メチ
レンブルーの分解率が20%に達せず、十分な光触媒性
能が発揮されなかった。一方、高温で長時間の処理を行
うとメチレンブルーの分解率は上昇した。その境界は、
処理温度をT(K)、処理時間をt(s)とすると、T
=590t-0.06 で表される。酸化処理温度がこの温度
よりも高ければ、基材表面に光触媒の性能が損なわれな
い十分な層厚をもったアルミナ層の形成が可能である。As shown in the figure, since the processing temperature was low and a sufficient alumina layer was not formed in a short time, the decomposition rate of methylene blue did not reach 20%, and sufficient photocatalytic performance was not exhibited. On the other hand, when the treatment was performed at a high temperature for a long time, the decomposition rate of methylene blue increased. The boundary is
Assuming that the processing temperature is T (K) and the processing time is t (s), T
= 590t -0.06 . If the oxidation treatment temperature is higher than this temperature, it is possible to form an alumina layer having a sufficient thickness on the surface of the substrate without impairing the performance of the photocatalyst.
【0095】[0095]
【発明の効果】本発明の光触媒複合材は、アルミニウム
またはアルミニウムを含有する金属を基材とし、光触媒
活性が損なわれず、その光触媒が本来有している光触媒
作用、すなわち、光触媒のバンドギャップより高いエネ
ルギーの光が照射されると、様々な有害物質、付着物質
などの分解、除去、無害化などに対する優れた光触媒作
用が十分に発揮される複合材である。この光触媒複合材
は、本発明の方法により容易に製造することができる。The photocatalyst composite material of the present invention is based on aluminum or a metal containing aluminum, and its photocatalytic activity is not impaired, and the photocatalyst inherent to the photocatalyst, that is, higher than the bandgap of the photocatalyst It is a composite material that, when irradiated with energy light, exhibits an excellent photocatalytic action against decomposition, removal, detoxification, etc. of various harmful substances and attached substances. This photocatalyst composite can be easily manufactured by the method of the present invention.
【図1】本発明の光触媒複合体の構成を模式的に示す断
面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a photocatalyst composite of the present invention.
【図2】基材の酸化処理条件と得られる光触媒複合材の
光触媒性能の関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the conditions for oxidation treatment of a substrate and the photocatalytic performance of a photocatalyst composite material obtained.
1:基材 2:光触媒層 3:金属酸化物層 1: base material 2: photocatalyst layer 3: metal oxide layer
フロントページの続き (72)発明者 梶村 治彦 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号住 友金属工業株式会社内 Fターム(参考) 4F100 AA17C AA20C AA27C AB10A AB31A BA03 BA07 BA10A BA10B EH46 EH462 GB07 JC00 JD02C JL08B JM01C YY00B 4G069 AA03 AA08 AA11 BA01A BA01B BA02A BA04A BA04B BA05A BA05B BA06A BA06B BA18 BA37 BA48A BB04A BC25A BC35A BC60A BC66A CA01 CA10 CA11 CA17 EA07 EA11 EB15Y EC22Y EC27 EC28 FA04 FB08 FB14 FB15 FB17 FB23 FB24 FB30 FB40 FC07 Continued on the front page (72) Inventor Haruhiko Kajimura 4-5-33 Kitahama, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Sumitomo Metal Industries, Ltd. F-term (reference) 4F100 AA17C AA20C AA27C AB10A AB31A BA03 BA07 BA10A BA10B EH46 EH462 GB07 JC00 JD02C JL08B JM01C YY00B 4G069 AA03 AA08 AA11 BA01A BA01B BA02A BA04A BA04B BA05A BA05B BA06A BA06B BA18 BA37 BA48A BB04A BC25A BC35A BC60A BC66A CA01 CA10 CA11 CA17 EA07 EB14 EB11 EB11 EB11 EB11 EB11 EB14 EB11 EB15 EB11 EB11 EB11
Claims (7)
る金属からなる基材と光触媒層の間に、光触媒層から基
材方向への酸素の拡散を抑止する金属酸化物層を有する
ことを特徴とする光触媒複合材。1. A photocatalyst composite comprising, between a photocatalyst layer and a substrate made of aluminum or a metal containing aluminum, a metal oxide layer for suppressing diffusion of oxygen from the photocatalyst layer toward the substrate. Wood.
珪素、酸化ジルコニウムおよび酸化マグネシウムのうち
の1種以上の酸化物からなる層である請求項1に記載の
光触媒複合材。2. The photocatalyst composite material according to claim 1, wherein the metal oxide layer is a layer composed of at least one oxide of aluminum oxide, silicon oxide, zirconium oxide and magnesium oxide.
の化学式を基準として酸素欠損割合が20%以下の酸化
物からなる層である請求項1または2に記載の光触媒複
合材。3. The photocatalyst composite material according to claim 1, wherein the metal oxide layer is a layer made of an oxide having an oxygen deficiency ratio of 20% or less based on the chemical formula of the most stable structure of the oxide.
あり、金属酸化物層が前記基材に酸化処理を施すことに
よって形成されたアルミニウム酸化物からなる層である
請求項1に記載の光触媒複合材。4. The method according to claim 1, wherein the base material is a metal containing aluminum as a main component, and the metal oxide layer is a layer made of aluminum oxide formed by subjecting the base material to an oxidation treatment. Photocatalytic composite.
ル液を塗布し、または、金属酸化物の前駆物質を含む溶
液もしくはこの溶液に加水分解処理を施したものを塗布
し、焼成して金属酸化物層を形成させた後、その表面に
光触媒層を形成させることを特徴とする請求項1に記載
の光触媒複合材の製造方法。5. A sol solution containing fine particles of a metal oxide is applied to the surface of a substrate, or a solution containing a precursor of a metal oxide or a solution obtained by subjecting this solution to a hydrolysis treatment is applied, followed by firing. The method for producing a photocatalyst composite material according to claim 1, wherein a photocatalyst layer is formed on a surface of the metal oxide layer after the metal oxide layer is formed.
を施して金属酸化物層を形成させた後、その表面に光触
媒層を形成させることを特徴とする請求項4に記載の光
触媒複合材の製造方法。 T>590t-0.06 ・・・ ここで、T:酸化処理温度(K) t:処理時間(s)6. The photocatalyst according to claim 4, wherein a photocatalytic layer is formed on the surface of the metal oxide layer after the substrate is subjected to an oxidation treatment under a condition satisfying the following formula. Manufacturing method of composite material. T> 590t -0.06 where T: oxidation temperature (K) t: processing time (s)
を含む溶液またはこの溶液に加水分解処理を施したもの
を塗布し、焼成することにより光触媒層を形成する請求
項6に記載の光触媒複合材の製造方法。7. The photocatalyst layer according to claim 6, wherein a solution containing a photocatalyst precursor substance or a solution obtained by subjecting this solution to a hydrolysis treatment is applied to the surface of the metal oxide layer, followed by baking to form the photocatalyst layer. A method for producing a photocatalytic composite material.
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