JP2001096154A - バナジウム酸化物／チタニアハイブリッド光触媒とその製造方法 - Google Patents
バナジウム酸化物／チタニアハイブリッド光触媒とその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エネルギーミニマム型環境浄化システムを構
築するため、チタニアより高効率に汚染物質を分解除去
でき、化学的安定性や安全性に優れ、取扱いが容易な光
触媒を得る。 【解決手段】 チタニアより高効率に汚染物質を分解除
去できる光触媒は、取扱いが容易な形態を有するチタニ
アにバナジウム酸化物が固溶されたバナジウム酸化物／
チタニアハイブリッド光触媒である。このような光触媒
は、繊維、多孔質体、多孔質薄膜、薄膜、鱗片状、顆粒
状のいずれかであるチタニア、あるいは、基材の表面に
多孔質体、多孔質薄膜、薄膜のいずれかの形態のチタニ
アを形成する第一の工程と、このチタニアにバナジウム
化合物を含浸する第二の工程と、バナジウム化合物を酸
化分解してチタニアにバナジウム酸化物を固溶させる第
三の工程とを経ることにより製造する。
築するため、チタニアより高効率に汚染物質を分解除去
でき、化学的安定性や安全性に優れ、取扱いが容易な光
触媒を得る。 【解決手段】 チタニアより高効率に汚染物質を分解除
去できる光触媒は、取扱いが容易な形態を有するチタニ
アにバナジウム酸化物が固溶されたバナジウム酸化物／
チタニアハイブリッド光触媒である。このような光触媒
は、繊維、多孔質体、多孔質薄膜、薄膜、鱗片状、顆粒
状のいずれかであるチタニア、あるいは、基材の表面に
多孔質体、多孔質薄膜、薄膜のいずれかの形態のチタニ
アを形成する第一の工程と、このチタニアにバナジウム
化合物を含浸する第二の工程と、バナジウム化合物を酸
化分解してチタニアにバナジウム酸化物を固溶させる第
三の工程とを経ることにより製造する。
Description
【０００１】本発明は、エネルギーミニマム型環境浄化
システム用の光触媒モジュールなどの開発の目的で、高
効率に環境汚染物質を分解できる光触媒に関し、チタニ
アにバナジウム酸化物を固溶させることにより、チタニ
アより高効率での環境汚染物質の分解を可能としたバナ
ジウム酸化物／チタニアハイブリッド光触媒に関する。
システム用の光触媒モジュールなどの開発の目的で、高
効率に環境汚染物質を分解できる光触媒に関し、チタニ
アにバナジウム酸化物を固溶させることにより、チタニ
アより高効率での環境汚染物質の分解を可能としたバナ
ジウム酸化物／チタニアハイブリッド光触媒に関する。
【０００２】
【従来の技術】光触媒は、太陽光を利用し環境汚染物質
を分解除去できるため、エネルギーミニマム型環境浄化
材料として期待されている。これまで、大気や水などを
対象とした環境浄化材料としての光触媒は種々検討され
ているが、化学的安定性や安全性の観点からチタニアに
優るものはないとされ、これについて環境浄化材料への
応用が活発に検討されている。しかし、優れた性能のチ
タニアはいずれも微粉末であり、取扱いが困難であるば
かりか、環境浄化システムとして使用するためには、気
相では流動層で、水系では懸濁させて使用するため、装
置が大掛かりになったり、触媒の回収が困難である。こ
れを解決するために基材に固定化して用いられている
が、一般的に困難であり、実用的な固定化としてはフッ
素樹脂やコンクリートに練りこむ方法と塗料があるにす
ぎず、その場合には性能の低下がまぬがれないという欠
点があった。
を分解除去できるため、エネルギーミニマム型環境浄化
材料として期待されている。これまで、大気や水などを
対象とした環境浄化材料としての光触媒は種々検討され
ているが、化学的安定性や安全性の観点からチタニアに
優るものはないとされ、これについて環境浄化材料への
応用が活発に検討されている。しかし、優れた性能のチ
タニアはいずれも微粉末であり、取扱いが困難であるば
かりか、環境浄化システムとして使用するためには、気
相では流動層で、水系では懸濁させて使用するため、装
置が大掛かりになったり、触媒の回収が困難である。こ
れを解決するために基材に固定化して用いられている
が、一般的に困難であり、実用的な固定化としてはフッ
素樹脂やコンクリートに練りこむ方法と塗料があるにす
ぎず、その場合には性能の低下がまぬがれないという欠
点があった。
【０００３】一方、性能の向上を目指した研究も多く行
われ、チタニアに白金、パラジウム、ロジウムなどを担
持して光触媒中の酸化・還元サイトを分離する試みや、
イオン注入法でクロムやバナジウム原子を打ち込み、可
視光を利用する試みが行われている。しかし、これらの
方法は高価な貴金属を使用したり、特殊な装置を必要と
することから大量製造には不向きであり環境浄化システ
ムを考えると実用性に乏しい。
われ、チタニアに白金、パラジウム、ロジウムなどを担
持して光触媒中の酸化・還元サイトを分離する試みや、
イオン注入法でクロムやバナジウム原子を打ち込み、可
視光を利用する試みが行われている。しかし、これらの
方法は高価な貴金属を使用したり、特殊な装置を必要と
することから大量製造には不向きであり環境浄化システ
ムを考えると実用性に乏しい。
【０００４】また、酸化物イオンをドープしたチタニア
やバナジウム酸化物の光触媒活性がチタニアと比較され
ているが、検討された光触媒活性は水の分解効率、有機
化合物の異性化、可視光の利用率などであり、環境汚染
物質の分解除去高率でチタニアに優る結果は得られてい
ない。
やバナジウム酸化物の光触媒活性がチタニアと比較され
ているが、検討された光触媒活性は水の分解効率、有機
化合物の異性化、可視光の利用率などであり、環境汚染
物質の分解除去高率でチタニアに優る結果は得られてい
ない。
【０００５】
【発明が解決しようとしている課題】環境浄化材料とし
て最も優れた性能を有するチタニアでも、３８０ｎｍ以
下の波長の紫外線を光反応に利用している。これは全太
陽光エネルギーの４％にすぎず、本来低濃度の汚染物質
を分解除去することしかできない。したがって、実用的
なエネルギーミニマム型環境浄化システムに使用する光
触媒に求められる特性としては、第一に、できるだけ高
効率に汚染物質を分解除去できシステムが小型化できる
こと、第二に、化学的安定性や安全性、第三に、取扱い
が容易であることが要求される。
て最も優れた性能を有するチタニアでも、３８０ｎｍ以
下の波長の紫外線を光反応に利用している。これは全太
陽光エネルギーの４％にすぎず、本来低濃度の汚染物質
を分解除去することしかできない。したがって、実用的
なエネルギーミニマム型環境浄化システムに使用する光
触媒に求められる特性としては、第一に、できるだけ高
効率に汚染物質を分解除去できシステムが小型化できる
こと、第二に、化学的安定性や安全性、第三に、取扱い
が容易であることが要求される。
【０００６】しかしながら、従来のチタニアは、化学的
安定性や安全性は十分な性能を有しているものの、取扱
いが容易で、しかも、高効率に汚染物質を分解除去でき
るとは言えない。
安定性や安全性は十分な性能を有しているものの、取扱
いが容易で、しかも、高効率に汚染物質を分解除去でき
るとは言えない。
【０００７】そこで本発明は、前記チタニアにおける課
題と前記のエネルギーミニマム型環境浄化システムに求
められる特性に鑑み、チタニアより高効率に汚染物質を
分解除去でき、化学的安定性や安全性に優れ、取扱いが
容易で、しかも重油燃焼火力発電所の煙灰から回収され
るバナジウム回収資源を利用することができるバナジウ
ム酸化物／チタニアハイブリッド光触媒とその製造方法
を提案するものである。
題と前記のエネルギーミニマム型環境浄化システムに求
められる特性に鑑み、チタニアより高効率に汚染物質を
分解除去でき、化学的安定性や安全性に優れ、取扱いが
容易で、しかも重油燃焼火力発電所の煙灰から回収され
るバナジウム回収資源を利用することができるバナジウ
ム酸化物／チタニアハイブリッド光触媒とその製造方法
を提案するものである。
【０００８】
【発明が解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明では、従来最も優れた光触媒とされるチタニ
アを取扱いが容易な形態としたマトリックスとして採用
し、これにバナジウム酸化物を固溶させた。
め、本発明では、従来最も優れた光触媒とされるチタニ
アを取扱いが容易な形態としたマトリックスとして採用
し、これにバナジウム酸化物を固溶させた。
【０００９】すなわち、本発明によるバナジウム酸化物
／チタニアハイブリッド光触媒は、チタニアを主体とす
るが、このチタニアにバナジウム酸化物を含有させるこ
とにより、チタニア単体より高効率に環境汚染物質を分
解除去することを特徴とする。
／チタニアハイブリッド光触媒は、チタニアを主体とす
るが、このチタニアにバナジウム酸化物を含有させるこ
とにより、チタニア単体より高効率に環境汚染物質を分
解除去することを特徴とする。
【００１０】バナジウム酸化物の含有率は、チタニアに
対して０．０１〜５ｗｔ％が最適である。基材となるチ
タニアは、繊維、多孔質体、多孔質薄膜、薄膜、鱗片
状、顆粒状のいずれかの形態のものか、或いは別の基材
の表面に多孔質体、多孔質薄膜、薄膜のいずれかの形態
でチタニアを形成することもできる。
対して０．０１〜５ｗｔ％が最適である。基材となるチ
タニアは、繊維、多孔質体、多孔質薄膜、薄膜、鱗片
状、顆粒状のいずれかの形態のものか、或いは別の基材
の表面に多孔質体、多孔質薄膜、薄膜のいずれかの形態
でチタニアを形成することもできる。
【００１１】このバナジウム酸化物／チタニアハイブリ
ッド光触媒では、バナジウム酸化物が実質的にチタニア
の表面近傍に偏在化している。このバナジウム酸化物
は、実質的にチタニアの表面近傍に固溶し、水に不溶で
ある。
ッド光触媒では、バナジウム酸化物が実質的にチタニア
の表面近傍に偏在化している。このバナジウム酸化物
は、実質的にチタニアの表面近傍に固溶し、水に不溶で
ある。
【００１２】前記のようなバナジウム酸化物／チタニア
ハイブリッド光触媒は、繊維、多孔質体、多孔質薄膜、
薄膜、鱗片状、粉末のいずれかであるチタニア、あるい
は、基材の表面に多孔質体、多孔質薄膜、薄膜のいずれ
かの形態のチタニアを形成する第一の工程と、このチタ
ニアにバナジウム化合物を含浸する第二の工程と、バナ
ジウム化合物を酸化分解してチタニアにバナジウム酸化
物を固溶させる第三の工程とを有する製造方法により製
造することができる。
ハイブリッド光触媒は、繊維、多孔質体、多孔質薄膜、
薄膜、鱗片状、粉末のいずれかであるチタニア、あるい
は、基材の表面に多孔質体、多孔質薄膜、薄膜のいずれ
かの形態のチタニアを形成する第一の工程と、このチタ
ニアにバナジウム化合物を含浸する第二の工程と、バナ
ジウム化合物を酸化分解してチタニアにバナジウム酸化
物を固溶させる第三の工程とを有する製造方法により製
造することができる。
【００１３】例えば、繊維、多孔質体、多孔質薄膜、薄
膜、鱗片状、顆粒状のいずれかであるチタニアは、チタ
ンアルコキシドを原料として得られた前駆体を有機基材
に含浸した後、酸化分解して合成することにより得る。
また、基材の表面に形成された多孔質体、多孔質薄膜、
薄膜のいずれかの形態のチタニアは、多孔質体、多孔質
薄膜、薄膜のいずれかの形態のチタニアを、チタンアル
コキシドを原料として得られた前駆体を無機基材に含浸
した後、酸化分解して基材表面に合成することにより得
る。
膜、鱗片状、顆粒状のいずれかであるチタニアは、チタ
ンアルコキシドを原料として得られた前駆体を有機基材
に含浸した後、酸化分解して合成することにより得る。
また、基材の表面に形成された多孔質体、多孔質薄膜、
薄膜のいずれかの形態のチタニアは、多孔質体、多孔質
薄膜、薄膜のいずれかの形態のチタニアを、チタンアル
コキシドを原料として得られた前駆体を無機基材に含浸
した後、酸化分解して基材表面に合成することにより得
る。
【００１４】特に、チタニア繊維は、チタンアルコキシ
ドとβ−ジケトンを原料として得られた無機高分子を紡
糸した後、酸化分解して合成することができる。チタニ
アにバナジウム化合物を含浸する第二の工程は、例え
ば、五酸化バナジウムをエチレンジアミン、ジエチレン
トリアミンなどの有機塩基水溶液に溶解して含浸する。
ドとβ−ジケトンを原料として得られた無機高分子を紡
糸した後、酸化分解して合成することができる。チタニ
アにバナジウム化合物を含浸する第二の工程は、例え
ば、五酸化バナジウムをエチレンジアミン、ジエチレン
トリアミンなどの有機塩基水溶液に溶解して含浸する。
【００１５】バナジウム化合物を酸化分解してチタニア
にバナジウム酸化物を固溶させる第三の工程において
は、４００〜８００℃の温度でバナジウム化合物を酸化
分解してチタニアにバナジウム酸化物を固溶させる。さ
らに、この第三の工程の後に、第四の工程として水洗
後、乾燥を行うことが好ましい。
にバナジウム酸化物を固溶させる第三の工程において
は、４００〜８００℃の温度でバナジウム化合物を酸化
分解してチタニアにバナジウム酸化物を固溶させる。さ
らに、この第三の工程の後に、第四の工程として水洗
後、乾燥を行うことが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、具体的且つ詳細に説明する。前述したように、本発
明による光触媒は、取扱いが容易な形態を有するチタニ
アにバナジウム酸化物を固溶させたものである。
て、具体的且つ詳細に説明する。前述したように、本発
明による光触媒は、取扱いが容易な形態を有するチタニ
アにバナジウム酸化物を固溶させたものである。
【００１７】このようなバナジウム酸化物／チタニアハ
イブリッド光触媒は、繊維、多孔質体、多孔質薄膜、薄
膜、鱗片状、顆粒状のいずれかであるチタニア、あるい
は、基材の表面に多孔質体、多孔質薄膜、薄膜のいずれ
かの形態のチタニアを形成する第一の工程と、このチタ
ニアにバナジウム化合物を含浸する第二の工程と、バナ
ジウム化合物を酸化分解してチタニアにバナジウム酸化
物を固溶させる第三の工程とを経ることにより製造する
ことができる。
イブリッド光触媒は、繊維、多孔質体、多孔質薄膜、薄
膜、鱗片状、顆粒状のいずれかであるチタニア、あるい
は、基材の表面に多孔質体、多孔質薄膜、薄膜のいずれ
かの形態のチタニアを形成する第一の工程と、このチタ
ニアにバナジウム化合物を含浸する第二の工程と、バナ
ジウム化合物を酸化分解してチタニアにバナジウム酸化
物を固溶させる第三の工程とを経ることにより製造する
ことができる。
【００１８】本発明の第一の工程で合成される繊維、多
孔質体、多孔質薄膜、薄膜、鱗片状、顆粒状のいずれか
の形態を有するチタニアは、チタンアルコキシドを原料
として得られた前駆体を有機基材に含浸した後、酸化分
解して合成することができる。チタンアルコキシドを原
料として得られる前駆体は、例えばチタンテトライソプ
ロポキシド、チタンテトラ−ｎ−ブトキシドなどのヘキ
サンやベンゼン溶液、あるいはゾル−ゲル法を利用して
合成される無機高分子を利用することができる。有機基
材は、繊維、多孔質体、多孔質薄膜、薄膜、鱗片状、顆
粒状のいずれかの形態を有する有機高分子を利用するこ
とができ、セルロース、ポリウレタン、フェノール樹
脂、ポリビニルアルコールなど酸化分解により残留物が
ないものが好適である。
孔質体、多孔質薄膜、薄膜、鱗片状、顆粒状のいずれか
の形態を有するチタニアは、チタンアルコキシドを原料
として得られた前駆体を有機基材に含浸した後、酸化分
解して合成することができる。チタンアルコキシドを原
料として得られる前駆体は、例えばチタンテトライソプ
ロポキシド、チタンテトラ−ｎ−ブトキシドなどのヘキ
サンやベンゼン溶液、あるいはゾル−ゲル法を利用して
合成される無機高分子を利用することができる。有機基
材は、繊維、多孔質体、多孔質薄膜、薄膜、鱗片状、顆
粒状のいずれかの形態を有する有機高分子を利用するこ
とができ、セルロース、ポリウレタン、フェノール樹
脂、ポリビニルアルコールなど酸化分解により残留物が
ないものが好適である。
【００１９】また、チタニア繊維は一般的にゾル−ゲル
法を利用して合成されるが、チタンアルコキシドとβ−
ジケトンを原料として得られた無機高分子を紡糸した
後、酸化分解して合成する方法が好適である。該無機高
分子は本発明の第一の工程で他の形態のチタニアの合成
にも利用することができる。
法を利用して合成されるが、チタンアルコキシドとβ−
ジケトンを原料として得られた無機高分子を紡糸した
後、酸化分解して合成する方法が好適である。該無機高
分子は本発明の第一の工程で他の形態のチタニアの合成
にも利用することができる。
【００２０】基材の表面の多孔質体、多孔質薄膜、薄膜
のいずれかの形態を有するチタニアは、チタンアルコキ
シドを原料として得られた前駆体を無機基材に含浸した
後、酸化分解して合成することができる。その外に、熱
ＣＶＤ法や低温プラズマＣＶＤ法なども多孔質薄膜ある
いは薄膜の製造に利用できる。無機基材は、繊維、多孔
質体、鱗片状、顆粒状などの形態を有するセラミックス
を利用することができ、シリコンカーバイド、シリカ、
ジルコニア、アルミナなどが好適である。
のいずれかの形態を有するチタニアは、チタンアルコキ
シドを原料として得られた前駆体を無機基材に含浸した
後、酸化分解して合成することができる。その外に、熱
ＣＶＤ法や低温プラズマＣＶＤ法なども多孔質薄膜ある
いは薄膜の製造に利用できる。無機基材は、繊維、多孔
質体、鱗片状、顆粒状などの形態を有するセラミックス
を利用することができ、シリコンカーバイド、シリカ、
ジルコニア、アルミナなどが好適である。
【００２１】前記第二の工程では、バナジウム化合物溶
液をチタニアに含浸する。バナジウム化合物としては、
五酸化バナジウムなどのバナジウム酸化物、メタバナジ
ン酸アンモニウム、オキシ塩化バナジウム、オキシ硫酸
バナジウム、トリイソプロポキシバナジル、トリ−ｎ−
ブトキシバナジルなどのアルコキシド、酸化バナジウム
アセチルアセトナートなどを使用することができる。こ
れらの化合物は、水溶液、或いは有機溶媒に溶解して使
用される。
液をチタニアに含浸する。バナジウム化合物としては、
五酸化バナジウムなどのバナジウム酸化物、メタバナジ
ン酸アンモニウム、オキシ塩化バナジウム、オキシ硫酸
バナジウム、トリイソプロポキシバナジル、トリ−ｎ−
ブトキシバナジルなどのアルコキシド、酸化バナジウム
アセチルアセトナートなどを使用することができる。こ
れらの化合物は、水溶液、或いは有機溶媒に溶解して使
用される。
【００２２】五酸化バナジウムとメタバナジン酸アンモ
ニウムは、重油燃焼火力発電所の煙灰から回収されるバ
ナジウム回収資源である上に、これらを水、アンモニア
水、あるいは有機塩基水溶液に溶解してチタニアに含浸
した場合によい結果が得られることが見出された。特に
五酸化バナジウムをエチレンジアミン、ジエチレントリ
アミンなどの有機塩基水溶液に溶解して調製した溶液は
長時間にわたって安定で均一な含浸が可能である。
ニウムは、重油燃焼火力発電所の煙灰から回収されるバ
ナジウム回収資源である上に、これらを水、アンモニア
水、あるいは有機塩基水溶液に溶解してチタニアに含浸
した場合によい結果が得られることが見出された。特に
五酸化バナジウムをエチレンジアミン、ジエチレントリ
アミンなどの有機塩基水溶液に溶解して調製した溶液は
長時間にわたって安定で均一な含浸が可能である。
【００２３】トリイソプロポキシバナジル、トリ−ｎ−
ブトキシバナジルなどのアルコキシド、酸化バナジウム
アセチルアセトナートなどはアルコールなどの有機溶媒
に可溶であり、適度な加水分解によりゾルを形成するの
で、均一な含浸には好適であるが、高価であり長時間に
わたって安定なゾルを得ることは困難である。
ブトキシバナジルなどのアルコキシド、酸化バナジウム
アセチルアセトナートなどはアルコールなどの有機溶媒
に可溶であり、適度な加水分解によりゾルを形成するの
で、均一な含浸には好適であるが、高価であり長時間に
わたって安定なゾルを得ることは困難である。
【００２４】上述のバナジウム化合物溶液の濃度は、１
〜５０％でよいが、特にこの範囲に限定されるものでは
ない。含浸後、余分なバナジウム化合物溶液はろ過など
により除去されるが、チタニアの形態により含浸量が決
まるので、バナジウム酸化物がチタニアに対して０．０
１〜５ｗｔ％含有されるようにバナジウム化合物溶液の
濃度を決めることができる。
〜５０％でよいが、特にこの範囲に限定されるものでは
ない。含浸後、余分なバナジウム化合物溶液はろ過など
により除去されるが、チタニアの形態により含浸量が決
まるので、バナジウム酸化物がチタニアに対して０．０
１〜５ｗｔ％含有されるようにバナジウム化合物溶液の
濃度を決めることができる。
【００２５】前記の第三の工程では、含浸したバナジウ
ム化合物を酸化分解してチタニアにバナジウム酸化物を
固溶させる。酸化分解は大気中あるいは酸素雰囲気中で
必要により水分を添加しながら、４００〜８００℃で焼
成することにより行うことができる。焼成温度が４００
℃より低い場合にはバナジウム酸化物の固溶が十分でな
かったり、炭素成分が残留して光触媒機能が低下する。
また、８００℃より高温での焼成ではチタニアの結晶相
がアナターゼからルチルに転換し始め、やはり光触媒機
能が低下するので好ましくない。
ム化合物を酸化分解してチタニアにバナジウム酸化物を
固溶させる。酸化分解は大気中あるいは酸素雰囲気中で
必要により水分を添加しながら、４００〜８００℃で焼
成することにより行うことができる。焼成温度が４００
℃より低い場合にはバナジウム酸化物の固溶が十分でな
かったり、炭素成分が残留して光触媒機能が低下する。
また、８００℃より高温での焼成ではチタニアの結晶相
がアナターゼからルチルに転換し始め、やはり光触媒機
能が低下するので好ましくない。
【００２６】さらにこの第三の工程の後、必要により第
四の工程として水洗後、乾燥を行うことができる。本発
明のバナジウム酸化物／チタニアハイブリッド光触媒は
チタニアにバナジウム酸化物を固溶さるためバナジウム
酸化物が分離したり水中に溶出することはないが、含浸
量が多い場合にはチタニア表面にバナジウム酸化物が偏
析し、それが分離したり水中に溶出することがある。そ
こで、その様な場合には第三の工程の後、第四の工程と
して水洗を行なった後、乾燥して、チタニア表面に偏析
したバナジウム酸化物を除去することができる。
四の工程として水洗後、乾燥を行うことができる。本発
明のバナジウム酸化物／チタニアハイブリッド光触媒は
チタニアにバナジウム酸化物を固溶さるためバナジウム
酸化物が分離したり水中に溶出することはないが、含浸
量が多い場合にはチタニア表面にバナジウム酸化物が偏
析し、それが分離したり水中に溶出することがある。そ
こで、その様な場合には第三の工程の後、第四の工程と
して水洗を行なった後、乾燥して、チタニア表面に偏析
したバナジウム酸化物を除去することができる。
【００２７】このようにして製造されたバナジウム酸化
物／チタニアハイブリッド光触媒はチタニアに対してバ
ナジウム酸化物が０．０１〜５ｗｔ％含有されている。
図１は、五酸化バナジウムと５ｗｔ％バナジウム酸化物
を含有したチタニア多孔質体のＸ線回折図形を示す。こ
の図１の双方のＸ線回折図形を比較しても明らかな通
り、バナジウム酸化物が５ｗｔ％含有されているチタニ
ア多孔質体のＸ線回折図形には五酸化バナジウムのピー
クは検出されず、固溶している。
物／チタニアハイブリッド光触媒はチタニアに対してバ
ナジウム酸化物が０．０１〜５ｗｔ％含有されている。
図１は、五酸化バナジウムと５ｗｔ％バナジウム酸化物
を含有したチタニア多孔質体のＸ線回折図形を示す。こ
の図１の双方のＸ線回折図形を比較しても明らかな通
り、バナジウム酸化物が５ｗｔ％含有されているチタニ
ア多孔質体のＸ線回折図形には五酸化バナジウムのピー
クは検出されず、固溶している。
【００２８】チタニアに対するバナジウム酸化物の含有
量は、特に、環境汚染物質の分解効率に影響を与える。
チタニアに対してバナジウム酸化物が０．０１ｗｔ％よ
り小さいと効果が現れず、５ｗｔ％より多く含有させる
とチタニアより反応効率が低くなる。
量は、特に、環境汚染物質の分解効率に影響を与える。
チタニアに対してバナジウム酸化物が０．０１ｗｔ％よ
り小さいと効果が現れず、５ｗｔ％より多く含有させる
とチタニアより反応効率が低くなる。
【００２９】前述のバナジウム酸化物／チタニアハイブ
リッド光触媒の製造方法において、第一の工程と第二の
工程を逆にしてバナジウム酸化物をチタニア内部にのみ
含有させた場合には、バナジウム酸化物を含有させた効
果はまったく見られなかったことから、実質的にチタニ
アの表面近傍に偏在化しているバナジウム酸化物が有効
であることがわかる。
リッド光触媒の製造方法において、第一の工程と第二の
工程を逆にしてバナジウム酸化物をチタニア内部にのみ
含有させた場合には、バナジウム酸化物を含有させた効
果はまったく見られなかったことから、実質的にチタニ
アの表面近傍に偏在化しているバナジウム酸化物が有効
であることがわかる。
【００３０】バナジウム酸化物が０．０１〜５ｗｔ％含
有されている場合にチタニアより反応効率が高くなる理
由は必ずしも明らかではないが、バナジウム酸化物／チ
タニアハイブリッド光触媒がわずかに着色していること
から可視光が光反応に利用されること、比表面積の拡
大、有害物質の吸着サイトの増加、酸化−還元サイト分
離などの効果が相乗的に作用していると推定される。
有されている場合にチタニアより反応効率が高くなる理
由は必ずしも明らかではないが、バナジウム酸化物／チ
タニアハイブリッド光触媒がわずかに着色していること
から可視光が光反応に利用されること、比表面積の拡
大、有害物質の吸着サイトの増加、酸化−還元サイト分
離などの効果が相乗的に作用していると推定される。
【００３１】このようなバナジウム酸化物／チタニアハ
イブリッド光触媒は、実質的に光が照射される表面が１
００％の光触媒である。その形態は取扱いが容易な繊
維、多孔質体、多孔質薄膜、薄膜、鱗片状、顆粒状のい
ずれかであり、このままでモジュール化して環境浄化シ
ステムに組み込むことができるいわゆる自立型光触媒で
ある。
イブリッド光触媒は、実質的に光が照射される表面が１
００％の光触媒である。その形態は取扱いが容易な繊
維、多孔質体、多孔質薄膜、薄膜、鱗片状、顆粒状のい
ずれかであり、このままでモジュール化して環境浄化シ
ステムに組み込むことができるいわゆる自立型光触媒で
ある。
【００３２】
【実施例】次に、本発明の実施例として、バナジウム酸
化物／チタニアハイブリッド光触媒の具体的な製造方法
と、製造したバナジウム酸化物／チタニアハイブリッド
光触媒の特性について具体的に説明する。
化物／チタニアハイブリッド光触媒の具体的な製造方法
と、製造したバナジウム酸化物／チタニアハイブリッド
光触媒の特性について具体的に説明する。
【００３３】（実施例１）チタンテトライソプロポキシ
ドにβ−ジケトンであるエチルアセトアセテートの当量
を加え、これをエタノールで希釈した後、塩酸とエタノ
ールの混合液を滴下しながら１時間攪拌した。その後、
ロータリーエバポレーターで濃縮を行い、チタニアの前
駆体である無機高分子を得た。
ドにβ−ジケトンであるエチルアセトアセテートの当量
を加え、これをエタノールで希釈した後、塩酸とエタノ
ールの混合液を滴下しながら１時間攪拌した。その後、
ロータリーエバポレーターで濃縮を行い、チタニアの前
駆体である無機高分子を得た。
【００３４】このチタニアの前駆体である無機高分子を
紡糸した後、５０℃の水蒸気中で０．５時間処理し、大
気中で１時間に１００℃の昇温速度で５００℃まで加熱
し、５００℃で１時間保持して、直径約１０μｍのチタ
ニア繊維を得た。この結晶相はアナターゼであった。
紡糸した後、５０℃の水蒸気中で０．５時間処理し、大
気中で１時間に１００℃の昇温速度で５００℃まで加熱
し、５００℃で１時間保持して、直径約１０μｍのチタ
ニア繊維を得た。この結晶相はアナターゼであった。
【００３５】このチタニア繊維を、五酸化バナジウムを
エチレンジアミン水溶液に溶解して、濃度をそれぞれ
０．００４、０．０４、０．２、２ｗｔ％に調製した溶
液に１時間含浸し、その後、ろ過して乾燥した。これら
の繊維を大気中で１時間に１００℃の昇温速度で５００
℃まで加熱し、５００℃で１時間保持して、バナジウム
酸化物／チタニアハイブリッド光触媒繊維を合成した。
これらの繊維はそれぞれ、０．０１、０．１、０．５、
５ ｗｔ％の重量増加を示したので、以後０．０１ｗｔ
％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2繊維、０．１ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／Ｔ
ｉＯ2繊維、０．５ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2繊維、５ｗ
ｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2繊維と称する。
エチレンジアミン水溶液に溶解して、濃度をそれぞれ
０．００４、０．０４、０．２、２ｗｔ％に調製した溶
液に１時間含浸し、その後、ろ過して乾燥した。これら
の繊維を大気中で１時間に１００℃の昇温速度で５００
℃まで加熱し、５００℃で１時間保持して、バナジウム
酸化物／チタニアハイブリッド光触媒繊維を合成した。
これらの繊維はそれぞれ、０．０１、０．１、０．５、
５ ｗｔ％の重量増加を示したので、以後０．０１ｗｔ
％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2繊維、０．１ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／Ｔ
ｉＯ2繊維、０．５ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2繊維、５ｗ
ｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2繊維と称する。
【００３６】これら０．０１ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2
繊維、０．１ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2繊維、０．５ｗ
ｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2繊維、５ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／Ｔｉ
Ｏ2繊維をそれぞれ走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により
観察した。その結果、５ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2繊維
でわずかに繊維表面に微粒子の存在が認められる以外
は、いずれも繊維表面にバナジウム酸化物の偏析は認め
られない。
繊維、０．１ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2繊維、０．５ｗ
ｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2繊維、５ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／Ｔｉ
Ｏ2繊維をそれぞれ走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により
観察した。その結果、５ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2繊維
でわずかに繊維表面に微粒子の存在が認められる以外
は、いずれも繊維表面にバナジウム酸化物の偏析は認め
られない。
【００３７】これらの繊維を一昼夜水中に浸しておいた
場合のバナジウムの溶出量をＩＣＰ発光分析により調べ
た結果を、実施例２の多孔質体の場合とともに表１に示
す。溶出後のバナジウム酸化物／チタニアハイブリッド
光触媒からは実質的なバナジウムの溶出は認められなか
った。
場合のバナジウムの溶出量をＩＣＰ発光分析により調べ
た結果を、実施例２の多孔質体の場合とともに表１に示
す。溶出後のバナジウム酸化物／チタニアハイブリッド
光触媒からは実質的なバナジウムの溶出は認められなか
った。
【００３８】次に、これらの繊維およびチタニア繊維を
それぞれ２００ｍｇ、内径８ｍｍの石英ガラス管に長さ
４ｃｍになるように充填し自立型光触媒モジュールとし
た。これらのモジュールにブラックライトを用い、２．
０ｍＷ／ｃｍ2の紫外線ＵＶＡを照射しながら、流通式
の装置により大気組成の気相中で代表的な環境汚染物質
である１０００ｐｐｍのトリクロロエチレンの分解を行
った。そして、ガスクロマトグラフでその分解効率の測
定を行なった。その結果、図２に示すように、Ｖ2Ｏ5の
含有率が０．１と０．５ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2繊維
では、トリクロロエチレンの分解効率がチタニアに対し
て３倍程度高くなった。分解は、トリクロロエチレンが
ほぼ二酸化炭素、水、および塩酸に分解される完全酸化
型であった。これは、環境浄化システムを設計する場合
に光触媒モジュールの大きさが１／３程度にできること
を示している。
それぞれ２００ｍｇ、内径８ｍｍの石英ガラス管に長さ
４ｃｍになるように充填し自立型光触媒モジュールとし
た。これらのモジュールにブラックライトを用い、２．
０ｍＷ／ｃｍ2の紫外線ＵＶＡを照射しながら、流通式
の装置により大気組成の気相中で代表的な環境汚染物質
である１０００ｐｐｍのトリクロロエチレンの分解を行
った。そして、ガスクロマトグラフでその分解効率の測
定を行なった。その結果、図２に示すように、Ｖ2Ｏ5の
含有率が０．１と０．５ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2繊維
では、トリクロロエチレンの分解効率がチタニアに対し
て３倍程度高くなった。分解は、トリクロロエチレンが
ほぼ二酸化炭素、水、および塩酸に分解される完全酸化
型であった。これは、環境浄化システムを設計する場合
に光触媒モジュールの大きさが１／３程度にできること
を示している。
【００３９】さらにこの実験では、図２に示すように、
Ｖ2Ｏ5の含有率が０．１と０．５ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／Ｔｉ
Ｏ2繊維を中心として、Ｖ2Ｏ5の含有率が０．０１〜５
ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2繊維において特に良好な分解
効率が得られていることが分かる。
Ｖ2Ｏ5の含有率が０．１と０．５ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／Ｔｉ
Ｏ2繊維を中心として、Ｖ2Ｏ5の含有率が０．０１〜５
ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2繊維において特に良好な分解
効率が得られていることが分かる。
【００４０】（実施例２）チタンテトラ−ｎ−ブトキシ
ドの５０％ヘキサン溶液を調製し、チタニアの前駆体と
した。この溶液をセルロース製のろ紙と同様の構造を有
する直径約２ｍｍの粒状基材に含浸し、大気中で乾燥し
た後、大気中で１時間に２００℃の昇温速度で５００℃
まで加熱し、５００℃で２時間保持して、直径約１．５
ｍｍの粒状のチタニア多孔質体を得た。結晶相はアナタ
ーゼであった。
ドの５０％ヘキサン溶液を調製し、チタニアの前駆体と
した。この溶液をセルロース製のろ紙と同様の構造を有
する直径約２ｍｍの粒状基材に含浸し、大気中で乾燥し
た後、大気中で１時間に２００℃の昇温速度で５００℃
まで加熱し、５００℃で２時間保持して、直径約１．５
ｍｍの粒状のチタニア多孔質体を得た。結晶相はアナタ
ーゼであった。
【００４１】このチタニア多孔質体を、五酸化バナジウ
ムをエチレンジアミン水溶液に溶解して、濃度をそれぞ
れ０．００１、０．０１、０．０５、０．５ｗｔ％に調
製した溶液に１時間含浸し、その後、ろ過して乾燥し
た。これらの多孔質体を大気中で１時間に２００℃の昇
温速度で６００℃まで加熱し、６００℃で１時間保持し
て、バナジウム酸化物／チタニアハイブリッド多孔質光
触媒を合成した。これらの多孔質体はそれぞれ、０．０
１、０．１、０．５、５ ｗｔ％の重量増加を示したの
で、以後０．０１ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2多孔質体、
０．１ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2多孔質体、０．５ｗｔ
％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2多孔質体、５ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／Ｔ
ｉＯ2多孔質体と称する。
ムをエチレンジアミン水溶液に溶解して、濃度をそれぞ
れ０．００１、０．０１、０．０５、０．５ｗｔ％に調
製した溶液に１時間含浸し、その後、ろ過して乾燥し
た。これらの多孔質体を大気中で１時間に２００℃の昇
温速度で６００℃まで加熱し、６００℃で１時間保持し
て、バナジウム酸化物／チタニアハイブリッド多孔質光
触媒を合成した。これらの多孔質体はそれぞれ、０．０
１、０．１、０．５、５ ｗｔ％の重量増加を示したの
で、以後０．０１ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2多孔質体、
０．１ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2多孔質体、０．５ｗｔ
％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2多孔質体、５ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／Ｔ
ｉＯ2多孔質体と称する。
【００４２】５ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2多孔質体を走
査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察した。この結果、
Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2多孔質体は明らかに繊維状のチタニア
が絡み合った多孔質構造であることを示し、比表面積は
およそ１０ｍ2／ｇで、バナジウム酸化物の含有量の増
加とともに増加の傾向を示した。
査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察した。この結果、
Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2多孔質体は明らかに繊維状のチタニア
が絡み合った多孔質構造であることを示し、比表面積は
およそ１０ｍ2／ｇで、バナジウム酸化物の含有量の増
加とともに増加の傾向を示した。
【００４３】これらの多孔質体を一昼夜水中に浸してお
いた場合のバナジウムの溶出量をＩＣＰ発光分析により
調べた結果を実施例１の表１に示す。溶出後のバナジウ
ム酸化物／チタニアハイブリッド光触媒からは実質的な
バナジウムの溶出は認められなかった。
いた場合のバナジウムの溶出量をＩＣＰ発光分析により
調べた結果を実施例１の表１に示す。溶出後のバナジウ
ム酸化物／チタニアハイブリッド光触媒からは実質的な
バナジウムの溶出は認められなかった。
【００４４】
【表１】
【００４５】次に、これらの多孔質体およびチタニア多
孔質体をそれぞれ１ｇ、内径８ｍｍの石英ガラス管に長
さ１５ｃｍになるように充填し、自立型光触媒モジュー
ルとした。これらのモジュールにブラックライトを用い
て２．０ｍＷ／ｃｍ2の紫外線ＵＶＡを照射しながら、
大気組成の気相中で流通式の装置により、代表的な難分
解性物質である飽和炭化水素の１０２ｐｐｍのエタンの
分解を行なった。その結果、０．１ｗｔ％および０．５
ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2繊維では難分解性物質である
エタンの場合でも、分解効率がチタニアのみのものに対
して２倍程度高くなった。分解はほぼ完全酸化型であっ
た。これは、環境浄化システムを設計する場合に光触媒
モジュールの大きさが１／２程度にできることを示して
いる。
孔質体をそれぞれ１ｇ、内径８ｍｍの石英ガラス管に長
さ１５ｃｍになるように充填し、自立型光触媒モジュー
ルとした。これらのモジュールにブラックライトを用い
て２．０ｍＷ／ｃｍ2の紫外線ＵＶＡを照射しながら、
大気組成の気相中で流通式の装置により、代表的な難分
解性物質である飽和炭化水素の１０２ｐｐｍのエタンの
分解を行なった。その結果、０．１ｗｔ％および０．５
ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2繊維では難分解性物質である
エタンの場合でも、分解効率がチタニアのみのものに対
して２倍程度高くなった。分解はほぼ完全酸化型であっ
た。これは、環境浄化システムを設計する場合に光触媒
モジュールの大きさが１／２程度にできることを示して
いる。
【００４６】（実施例３）チタンテトラ−ｎ−ブトキシ
ドの５０％ヘキサン溶液を調製し、チタニアの前駆体と
した。この溶液を直径約１０ｍｍの多孔質シリカビーズ
基材に含浸し、大気中で乾燥した後、大気中で１時間に
２００℃の昇温速度で６００℃まで加熱し、６００℃で
１時間保持して、約４ｗｔ％のチタニア薄膜が表面に形
成された多孔質シリカビーズを得た。結晶相はアナター
ゼであった。
ドの５０％ヘキサン溶液を調製し、チタニアの前駆体と
した。この溶液を直径約１０ｍｍの多孔質シリカビーズ
基材に含浸し、大気中で乾燥した後、大気中で１時間に
２００℃の昇温速度で６００℃まで加熱し、６００℃で
１時間保持して、約４ｗｔ％のチタニア薄膜が表面に形
成された多孔質シリカビーズを得た。結晶相はアナター
ゼであった。
【００４７】このチタニア薄膜が表面に形成された多孔
質シリカビーズを、五酸化バナジウムの０．２％アンモ
ニア水溶液に１時間含浸し、その後、ろ過して乾燥し
た。これらの多孔質シリカビーズを、大気中で１時間に
２００℃の昇温速度で６００℃まで加熱し、６００℃で
１時間保持して、バナジウム酸化物／チタニアハイブリ
ッド光触媒が表面に形成された多孔質シリカビーズを合
成した。表面に形成されたバナジウム酸化物／チタニア
ハイブリッド光触媒は、０．５ｗｔ％のバナジウム酸化
物を含有する薄膜であった。
質シリカビーズを、五酸化バナジウムの０．２％アンモ
ニア水溶液に１時間含浸し、その後、ろ過して乾燥し
た。これらの多孔質シリカビーズを、大気中で１時間に
２００℃の昇温速度で６００℃まで加熱し、６００℃で
１時間保持して、バナジウム酸化物／チタニアハイブリ
ッド光触媒が表面に形成された多孔質シリカビーズを合
成した。表面に形成されたバナジウム酸化物／チタニア
ハイブリッド光触媒は、０．５ｗｔ％のバナジウム酸化
物を含有する薄膜であった。
【００４８】次に、このバナジウム酸化物／チタニアハ
イブリッド光触媒が表面に形成された多孔質シリカビー
ズとチタニアが表面に形成された多孔質シリカビーズを
それぞれ１ ｇ、内径８ｍｍの石英ガラス管に長さ８
ｃｍになるように充填し自立型光触媒モジュールとし
た。これらのモジュールにブラックライトを用いて２．
０ｍＷ／ｃｍ2の紫外線ＵＶＡを照射しながら、大気組
成の気相中で流通式の装置により１０４ｐｐｍのトリク
ロロエチレンの分解を行なった。その結果、バナジウム
酸化物／チタニアハイブリッド光触媒が表面に形成され
た多孔質シリカビーズではトリクロロエチレンの分解効
率がチタニアが表面に形成された多孔質シリカビーズに
対して５倍程度高くなった。
イブリッド光触媒が表面に形成された多孔質シリカビー
ズとチタニアが表面に形成された多孔質シリカビーズを
それぞれ１ ｇ、内径８ｍｍの石英ガラス管に長さ８
ｃｍになるように充填し自立型光触媒モジュールとし
た。これらのモジュールにブラックライトを用いて２．
０ｍＷ／ｃｍ2の紫外線ＵＶＡを照射しながら、大気組
成の気相中で流通式の装置により１０４ｐｐｍのトリク
ロロエチレンの分解を行なった。その結果、バナジウム
酸化物／チタニアハイブリッド光触媒が表面に形成され
た多孔質シリカビーズではトリクロロエチレンの分解効
率がチタニアが表面に形成された多孔質シリカビーズに
対して５倍程度高くなった。
【００４９】（実施例４）実施例２で合成した０．０１
ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2多孔質体、０．１ｗｔ％−Ｖ2
Ｏ5／ＴｉＯ2多孔質体、０．５ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ
2多孔質体、５ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2多孔質体のそれ
ぞれ５００ｍｇを、濃度３０ｐｐｍのフェノール水溶液
３０ｍＬに添加し、太陽光シミュレーターにより５．８
ｍＷ／ｃｍ2で光照射を行なった。水溶液中のフェノー
ルの濃度および全有機炭素量を紫外−可視分光高度計お
よび全有機炭素測定装置で測定した結果、すべてのバナ
ジウム酸化物／チタニアハイブリッド光触媒でフェノー
ルの酸化生成物への転換速度がチタニア多孔質体の場合
より大きくなり、特に０．５ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2
多孔質体で約１．５倍と最も大きくなった。
ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2多孔質体、０．１ｗｔ％−Ｖ2
Ｏ5／ＴｉＯ2多孔質体、０．５ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ
2多孔質体、５ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2多孔質体のそれ
ぞれ５００ｍｇを、濃度３０ｐｐｍのフェノール水溶液
３０ｍＬに添加し、太陽光シミュレーターにより５．８
ｍＷ／ｃｍ2で光照射を行なった。水溶液中のフェノー
ルの濃度および全有機炭素量を紫外−可視分光高度計お
よび全有機炭素測定装置で測定した結果、すべてのバナ
ジウム酸化物／チタニアハイブリッド光触媒でフェノー
ルの酸化生成物への転換速度がチタニア多孔質体の場合
より大きくなり、特に０．５ｗｔ％−Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2
多孔質体で約１．５倍と最も大きくなった。
【００５０】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、チ
タニアにバナジウム酸化物を固溶させることにより、チ
タニアより高効率での環境汚染物質の分解を可能とした
バナジウム酸化物／チタニアハイブリッド光触媒を得る
ことができる。しかも、重油燃焼火力発電所の煙灰から
回収される安価なバナジウム回収資源を利用することが
でき、その上、実質的に光が照射される表面が１００％
光触媒であり、その形態は、取扱いが容易な繊維、多孔
質体、多孔質薄膜、薄膜、鱗片状、顆粒状であるため、
このままでモジュール化して環境浄化システムに組み込
むことができるいわゆる自立型光触媒である。すなわ
ち、エネルギーミニマム型環境浄化システム用の光触媒
モジュールなどの開発の目的に合致した光触媒を得るこ
とができる。
タニアにバナジウム酸化物を固溶させることにより、チ
タニアより高効率での環境汚染物質の分解を可能とした
バナジウム酸化物／チタニアハイブリッド光触媒を得る
ことができる。しかも、重油燃焼火力発電所の煙灰から
回収される安価なバナジウム回収資源を利用することが
でき、その上、実質的に光が照射される表面が１００％
光触媒であり、その形態は、取扱いが容易な繊維、多孔
質体、多孔質薄膜、薄膜、鱗片状、顆粒状であるため、
このままでモジュール化して環境浄化システムに組み込
むことができるいわゆる自立型光触媒である。すなわ
ち、エネルギーミニマム型環境浄化システム用の光触媒
モジュールなどの開発の目的に合致した光触媒を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】五酸化バナジウムと５ｗｔ％バナジウム酸化物
を含有したチタニア多孔質体のＸ線回折図形である。
を含有したチタニア多孔質体のＸ線回折図形である。
【図２】Ｖ2Ｏ5／ＴｉＯ2繊維のＶ2Ｏ5含有率とトリク
ロロエチレンの分解効率との関係を示すグラフである。
ロロエチレンの分解効率との関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｊ 35/04 Ｂ０１Ｊ 35/04 Ｂ Ｃ Ｚ 37/00 Ｇ 37/00 37/02 １０１Ｅ 37/02 １０１ １０１Ｄ ３０１Ｍ ３０１ Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｃ Ｊ (72)発明者 蓼沼 克嘉 茨城県水戸市堀町字新田1044番地 株式会 社化研内 (72)発明者 古坂 寿啓 茨城県鹿嶋市宮中3833の18 Ｆターム(参考） 4D048 AA21 AB01 AB03 BA07X BA13X BA23X BB01 BB08 EA01 4G069 AA01 AA02 AA04 AA08 AA09 AA11 BA04A BA04B BA04C BA48A BA48C BB04A BB04B BB04C BB06A BB06B BB06C BC54A BC54B BC54C CA01 CA07 CA10 CA11 DA05 DA06 EA02X EA03X EA03Y EA04X EA04Y EA08 EB01 FA01 FA02 FA03 FA06 FB14 FB15 FB19 FB20 FB34 FB66 FB67
Claims (13)
- 【請求項１】 チタニアを主体とし、このチタニアにバ
ナジウム酸化物を含有させ、チタニアより高効率に環境
汚染物質を分解除去することを特徴とするバナジウム酸
化物／チタニアハイブリッド光触媒。 - 【請求項２】 バナジウム酸化物がチタニアに対して
０．０１〜５ｗｔ％含有することを特徴とする請求項１
に記載のバナジウム酸化物／チタニアハイブリッド光触
媒。 - 【請求項３】 チタニアが繊維、多孔質体、多孔質薄
膜、薄膜、鱗片状、顆粒状のいずれかであることを特徴
とする請求項１または２に記載のバナジウム酸化物／チ
タニアハイブリッド光触媒。 - 【請求項４】 チタニアが基材の表面に形成された多孔
質体、多孔質薄膜、薄膜のいずれかであることを特徴と
する請求項１または２に記載のバナジウム酸化物／チタ
ニアハイブリッド光触媒。 - 【請求項５】 バナジウム酸化物が実質的にチタニアの
表面近傍に偏在化していることを特徴とする請求項１〜
４の何れかに記載のバナジウム酸化物／チタニアハイブ
リッド光触媒。 - 【請求項６】 バナジウム酸化物が実質的にチタニアの
表面近傍に固溶し、水に不溶であることを特徴とする請
求項１〜５の何れかに記載のバナジウム酸化物／チタニ
アハイブリッド光触媒。 - 【請求項７】 バナジウム酸化物／チタニアハイブリッ
ド光触媒を製造する方法であって、繊維、多孔質体、多
孔質薄膜、薄膜、鱗片状、粉末のいずれかであるチタニ
ア、あるいは、基材の表面に多孔質体、多孔質薄膜、薄
膜のいずれかの形態のチタニアを形成する第一の工程
と、このチタニアにバナジウム化合物を含浸する第二の
工程と、バナジウム化合物を酸化分解してチタニアにバ
ナジウム酸化物を固溶させる第三の工程とを有すること
を特徴とするバナジウム酸化物／チタニアハイブリッド
光触媒の製造方法。 - 【請求項８】 繊維、多孔質体、多孔質薄膜、薄膜、鱗
片状、顆粒状のいずれかであるチタニアを、チタンアル
コキシドを原料として得られた前駆体を有機基材に含浸
した後、酸化分解して合成することを特徴とする請求項
７に記載のバナジウム酸化物／チタニアハイブリッド光
触媒の製造方法。 - 【請求項９】 多孔質体、多孔質薄膜、薄膜のいずれか
の形態のチタニアを、チタンアルコキシドを原料として
得られた前駆体を無機基材に含浸した後、酸化分解して
基材表面に合成することを特徴とする請求項７に記載の
バナジウム酸化物／チタニアハイブリッド光触媒の製造
方法。 - 【請求項１０】 チタニア繊維をチタンアルコキシドと
β−ジケトンを原料として得られた無機高分子を紡糸し
た後、酸化分解して合成することを特徴とする請求項７
に記載のバナジウム酸化物／チタニアハイブリッド光触
媒の製造方法。 - 【請求項１１】 五酸化バナジウムを有機塩基水溶液に
溶解して含浸することを特徴とする請求項７に記載のバ
ナジウム酸化物／チタニアハイブリッド光触媒の製造方
法。 - 【請求項１２】 バナジウム化合物を酸化分解してチタ
ニアにバナジウム酸化物を固溶させる温度が４００〜８
００℃であることを特徴とする請求項７〜１１の何れか
に記載のバナジウム酸化物／チタニアハイブリッド光触
媒の製造方法。 - 【請求項１３】 バナジウム化合物を酸化分解してチタ
ニアにバナジウム酸化物を固溶させる第三の工程の後
に、第四の工程として水洗後、乾燥を行うことを特徴と
する請求項７〜１２の何れかに記載のバナジウム酸化物
／チタニアハイブリッド光触媒の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27652199A JP2001096154A (ja) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | バナジウム酸化物／チタニアハイブリッド光触媒とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27652199A JP2001096154A (ja) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | バナジウム酸化物／チタニアハイブリッド光触媒とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001096154A true JP2001096154A (ja) | 2001-04-10 |
Family
ID=17570641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27652199A Pending JP2001096154A (ja) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | バナジウム酸化物／チタニアハイブリッド光触媒とその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001096154A (ja) |
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- 1999-09-29 JP JP27652199A patent/JP2001096154A/ja active Pending
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