JP2001347162A - 酸化チタン薄膜を有する光触媒材 - Google Patents
酸化チタン薄膜を有する光触媒材Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸化チタン薄膜を有する光触媒材の光触媒活
性を高める。 【解決手段】 結晶表面と垂直方向に（００４）及び
（１１２）の少なくとも一方の結晶配向面を持つアナタ
ーゼ型酸化チタンの薄膜を基材上に形成する。このとき
光触媒活性をより向上させる観点から、前記薄膜の膜厚
は５００ｎｍ以上であるのがよい。また電荷分離を促進
させて光触媒活性をさらに向上させる観点からは、前記
薄膜の表面に金属または金属酸化物を担持させるのが好
ましく、水分解における光触媒活性を向上させるには、
金属酸化物の中でも酸化ルテニウムが特に望ましい。
性を高める。 【解決手段】 結晶表面と垂直方向に（００４）及び
（１１２）の少なくとも一方の結晶配向面を持つアナタ
ーゼ型酸化チタンの薄膜を基材上に形成する。このとき
光触媒活性をより向上させる観点から、前記薄膜の膜厚
は５００ｎｍ以上であるのがよい。また電荷分離を促進
させて光触媒活性をさらに向上させる観点からは、前記
薄膜の表面に金属または金属酸化物を担持させるのが好
ましく、水分解における光触媒活性を向上させるには、
金属酸化物の中でも酸化ルテニウムが特に望ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は酸化チタン薄膜を有
する光触媒材に関し、より詳細には光照射により環境汚
染物質の浄化や水分解などを行う光触媒材に関するもの
である。
する光触媒材に関し、より詳細には光照射により環境汚
染物質の浄化や水分解などを行う光触媒材に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】光触媒を用いて、雰囲気中の臭気成分を
分解して脱臭したり、あるいは水を分解して水素を製造
することは従来から行われている。このような光触媒と
しては酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化
鉄、チタン酸ストロンチウム、硫化カドミウム、セレン
化カドミウムなどの金属化合物半導体が挙げられ、中で
も酸化チタンが最も広く利用されている。酸化チタンを
光触媒として用いる研究はこれまでから数多くなされて
いる。例えば特開平１０−１５２３９６号公報には、特
定方向に配向した酸化チタンからなる結晶配向膜を基材
表面に形成して、抗菌性などの諸特性を得る技術が提案
されている。
分解して脱臭したり、あるいは水を分解して水素を製造
することは従来から行われている。このような光触媒と
しては酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化
鉄、チタン酸ストロンチウム、硫化カドミウム、セレン
化カドミウムなどの金属化合物半導体が挙げられ、中で
も酸化チタンが最も広く利用されている。酸化チタンを
光触媒として用いる研究はこれまでから数多くなされて
いる。例えば特開平１０−１５２３９６号公報には、特
定方向に配向した酸化チタンからなる結晶配向膜を基材
表面に形成して、抗菌性などの諸特性を得る技術が提案
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、環境汚染物
質の浄化や水分解による水素製造などにおいて、特に水
分解の分野において、酸化チタンの触媒活性の向上が実
用上切望されているところであるが、充分に高い触媒活
性を有する酸化チタンは未だ得られていないのが現状で
ある。本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされた
ものであり、その目的は光触媒活性の高い光触媒材を提
供することにある。
質の浄化や水分解による水素製造などにおいて、特に水
分解の分野において、酸化チタンの触媒活性の向上が実
用上切望されているところであるが、充分に高い触媒活
性を有する酸化チタンは未だ得られていないのが現状で
ある。本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされた
ものであり、その目的は光触媒活性の高い光触媒材を提
供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、結晶表
面と垂直方向に、（００４）及び（１１２）の少なくと
も一方の結晶配向面を持つアナターゼ型酸化チタンの薄
膜を基材上に形成したことを特徴とする光触媒材が提供
される。
面と垂直方向に、（００４）及び（１１２）の少なくと
も一方の結晶配向面を持つアナターゼ型酸化チタンの薄
膜を基材上に形成したことを特徴とする光触媒材が提供
される。
【０００５】このとき光触媒活性をより向上させるの観
点から、前記薄膜の膜厚は５００ｎｍ以上であるのがよ
い。
点から、前記薄膜の膜厚は５００ｎｍ以上であるのがよ
い。
【０００６】また電荷分離を促進させて光触媒活性をさ
らに向上させる観点からは、前記薄膜の表面に金属又は
金属酸化物を担持させるのが好ましく、水分解における
光触媒活性を向上させる観点からは、金属酸化物の中で
も酸化ルテニウムが特に望ましい。
らに向上させる観点からは、前記薄膜の表面に金属又は
金属酸化物を担持させるのが好ましく、水分解における
光触媒活性を向上させる観点からは、金属酸化物の中で
も酸化ルテニウムが特に望ましい。
【０００７】さらにアナターゼ型酸化チタンの薄膜が形
成しやすいことから、前記基材としてケイ素を主成分と
するものを用いるのが好ましい。また酸化チタン薄膜の
剥離防止の観点からは、ケイ素を主成分とする基板上に
チタン薄膜を形成し、その上に前記酸化チタンの薄膜を
形成するのが好ましい。光触媒活性を一層向上させるに
は酸化チタン薄膜とチタン薄膜の間に白金薄膜をさらに
形成するのがよい。
成しやすいことから、前記基材としてケイ素を主成分と
するものを用いるのが好ましい。また酸化チタン薄膜の
剥離防止の観点からは、ケイ素を主成分とする基板上に
チタン薄膜を形成し、その上に前記酸化チタンの薄膜を
形成するのが好ましい。光触媒活性を一層向上させるに
は酸化チタン薄膜とチタン薄膜の間に白金薄膜をさらに
形成するのがよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明者等は、実用上充分に高い
触媒活性を有する酸化チタンを得るため鋭意検討を重ね
た結果、酸化チタンでは特定の結晶配向が触媒活性と密
接な関係があることを突き止め本発明をなすに至った。
触媒活性を有する酸化チタンを得るため鋭意検討を重ね
た結果、酸化チタンでは特定の結晶配向が触媒活性と密
接な関係があることを突き止め本発明をなすに至った。
【０００９】すなわち本発明の光触媒材の大きな特徴
は、結晶表面と垂直方向に（００４）及び（１１２）の
少なくとも一方の結晶配向面を持つアナターゼ型酸化チ
タンの薄膜を基材上に形成したことにある。なお、本発
明において酸化チタンの薄膜とは、単結晶または多結晶
からなる薄膜を意味する。また、前記単結晶の薄膜は、
膜全体が単一の結晶からなるもの、及び３次元方向の結
晶方位が一致する多数の結晶からなるものを含む。
は、結晶表面と垂直方向に（００４）及び（１１２）の
少なくとも一方の結晶配向面を持つアナターゼ型酸化チ
タンの薄膜を基材上に形成したことにある。なお、本発
明において酸化チタンの薄膜とは、単結晶または多結晶
からなる薄膜を意味する。また、前記単結晶の薄膜は、
膜全体が単一の結晶からなるもの、及び３次元方向の結
晶方位が一致する多数の結晶からなるものを含む。
【００１０】本発明の光触媒材において基板上に形成す
る酸化チタンは、アナターゼ型であることがまず必要で
ある。酸化チタンの結晶構造には、アナターゼ型、ルチ
ル型、ブロッカイト型が知られているが、最も高い触媒
活性を示すことから本発明ではアナターゼ型の酸化チタ
ンを使用する。このような光触媒材による分解は次のよ
うな作用により行われる。すなわち、バンドギャップ以
上のエネルギーを持つ波長の光が光触媒に照射される
と、光触媒材表面で励起が生じ、価電子帯にあった電子
はバンドギャップを飛び越えて伝導帯に移動する。これ
により、価電子帯には電子が不足した正孔が生じて酸化
反応に寄与し、他方伝導帯には電子が移動して還元反応
に寄与する。
る酸化チタンは、アナターゼ型であることがまず必要で
ある。酸化チタンの結晶構造には、アナターゼ型、ルチ
ル型、ブロッカイト型が知られているが、最も高い触媒
活性を示すことから本発明ではアナターゼ型の酸化チタ
ンを使用する。このような光触媒材による分解は次のよ
うな作用により行われる。すなわち、バンドギャップ以
上のエネルギーを持つ波長の光が光触媒に照射される
と、光触媒材表面で励起が生じ、価電子帯にあった電子
はバンドギャップを飛び越えて伝導帯に移動する。これ
により、価電子帯には電子が不足した正孔が生じて酸化
反応に寄与し、他方伝導帯には電子が移動して還元反応
に寄与する。
【００１１】また基板上に形成する酸化チタンは、結晶
表面と垂直方向に（００４）及び（１１２）の少なくと
も一方の結晶配向面を持つことが必要である。（００
４）及び（１１２）の少なくとも一方の結晶配向面を持
たせることにより、光触媒活性が著しく向上し、環境汚
染物質の浄化や水分解を実用上まったく問題なく行うこ
とができる。
表面と垂直方向に（００４）及び（１１２）の少なくと
も一方の結晶配向面を持つことが必要である。（００
４）及び（１１２）の少なくとも一方の結晶配向面を持
たせることにより、光触媒活性が著しく向上し、環境汚
染物質の浄化や水分解を実用上まったく問題なく行うこ
とができる。
【００１２】このような特定方向に配向した結晶面を有
する酸化チタン薄膜は、化学蒸着（ＣＶＤ）法により形
成することができ、中でも有機金属錯体分解法（ＭＯＣ
ＶＤ）により好適に形成することができる。具体的に
は、気化させたチタンアルコキシドを不活性ガスと共
に、大気圧開放下で、加熱された基材表面に吹き付ける
ことにより形成する。基材表面に形成する酸化チタン薄
膜の結晶構造や結晶配向、膜厚、結晶粒径、粒径分布を
所望のものに制御するには、有機金属錯体の気化温度や
供給量、不活性ガスの流量、基材温度などをそれぞれ調
整すればよい。
する酸化チタン薄膜は、化学蒸着（ＣＶＤ）法により形
成することができ、中でも有機金属錯体分解法（ＭＯＣ
ＶＤ）により好適に形成することができる。具体的に
は、気化させたチタンアルコキシドを不活性ガスと共
に、大気圧開放下で、加熱された基材表面に吹き付ける
ことにより形成する。基材表面に形成する酸化チタン薄
膜の結晶構造や結晶配向、膜厚、結晶粒径、粒径分布を
所望のものに制御するには、有機金属錯体の気化温度や
供給量、不活性ガスの流量、基材温度などをそれぞれ調
整すればよい。
【００１３】酸化チタン薄膜を形成する材料として使用
するチタンアルコキシドとしては、チタンテトラメトキ
シドやチタンテトラエトキシド、チタンテトライソプロ
ポキシド、チタンテトラブトキシド、チタンジエトキシ
ジイソプロポキシド、チタンジメトキシジブトキシド、
チタンテトラキス（２−エチルヘキシルオキシド）、チ
タンテトラステアリルオキシドなどが好適に使用でき
る。また使用する不活性ガスとしては、窒素ガスやアル
ゴンガス、ヘリウムガスなど従来公知のものが使用でき
るが、経済性等の点で窒素ガスを使用することが好まし
く、中でも液体窒素を通して水分を除去した窒素ガスを
使用することが特に好ましい。原料であるチタンアルコ
キシドの気化温度は、原料の種類に応じて適宜決定すれ
ばよいが、７０〜１５０℃の範囲とすることが好まし
い。
するチタンアルコキシドとしては、チタンテトラメトキ
シドやチタンテトラエトキシド、チタンテトライソプロ
ポキシド、チタンテトラブトキシド、チタンジエトキシ
ジイソプロポキシド、チタンジメトキシジブトキシド、
チタンテトラキス（２−エチルヘキシルオキシド）、チ
タンテトラステアリルオキシドなどが好適に使用でき
る。また使用する不活性ガスとしては、窒素ガスやアル
ゴンガス、ヘリウムガスなど従来公知のものが使用でき
るが、経済性等の点で窒素ガスを使用することが好まし
く、中でも液体窒素を通して水分を除去した窒素ガスを
使用することが特に好ましい。原料であるチタンアルコ
キシドの気化温度は、原料の種類に応じて適宜決定すれ
ばよいが、７０〜１５０℃の範囲とすることが好まし
い。
【００１４】酸化チタン薄膜の膜厚としては５００ｎｍ
以上であることが好ましい。膜厚が５００ｎｍ未満の場
合、充分な光触媒活性が得られないおそれがあるからで
ある。より好ましい膜厚としては１，０００ｎｍ以上で
ある。また好ましい上限値は２，０００ｎｍである。ま
た薄膜を形成する形成する結晶粒径は１００ｎｍ以下の
範囲が好ましい。結晶粒径を照射光の波長と同程度とす
ることにより光触媒反応の効率が向上するからである。
以上であることが好ましい。膜厚が５００ｎｍ未満の場
合、充分な光触媒活性が得られないおそれがあるからで
ある。より好ましい膜厚としては１，０００ｎｍ以上で
ある。また好ましい上限値は２，０００ｎｍである。ま
た薄膜を形成する形成する結晶粒径は１００ｎｍ以下の
範囲が好ましい。結晶粒径を照射光の波長と同程度とす
ることにより光触媒反応の効率が向上するからである。
【００１５】電荷分離を促進させて光触媒活性をさらに
向上させるために、酸化チタンの薄膜の表面に金属又は
これらの酸化物を担持させてもよい。このような金属お
よび金属酸化物としては、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉ
ｒ、Ｒｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｂａなどの金属お
よびこれらの酸化物が挙げられ、中でも化学的に安定な
貴金属（Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ａｕ、
Ａｇ）及びこれらの酸化物が好ましい。水分解における
光触媒活性を向上させるには、前記の金属酸化物の中で
も酸化ルテニウムが特に望ましい。これらの金属又は金
属酸化物を薄膜表面に担持すると光触媒活性が向上する
のは、光照射によって酸化チタン薄膜に生成した電子が
これらの金属部分に容易に流れ込み、そこに吸着してい
た物質を還元する働きをするためと考えられる。薄膜表
面に担持させる量は、還元する物質や光触媒材の用途な
どから適宜決定すればよいが、光触媒材に対して０．１
〜３ｗｔ％の範囲が好ましい。また酸化チタンの薄膜上
に前記金属または金属酸化物を担持するには、コーティ
ング法、浸漬法、スパッタリング法、熱ＣＶＤ法、ＭＯ
ＣＶＤ法など従来公知の方法を用いればよい。
向上させるために、酸化チタンの薄膜の表面に金属又は
これらの酸化物を担持させてもよい。このような金属お
よび金属酸化物としては、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉ
ｒ、Ｒｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｂａなどの金属お
よびこれらの酸化物が挙げられ、中でも化学的に安定な
貴金属（Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ａｕ、
Ａｇ）及びこれらの酸化物が好ましい。水分解における
光触媒活性を向上させるには、前記の金属酸化物の中で
も酸化ルテニウムが特に望ましい。これらの金属又は金
属酸化物を薄膜表面に担持すると光触媒活性が向上する
のは、光照射によって酸化チタン薄膜に生成した電子が
これらの金属部分に容易に流れ込み、そこに吸着してい
た物質を還元する働きをするためと考えられる。薄膜表
面に担持させる量は、還元する物質や光触媒材の用途な
どから適宜決定すればよいが、光触媒材に対して０．１
〜３ｗｔ％の範囲が好ましい。また酸化チタンの薄膜上
に前記金属または金属酸化物を担持するには、コーティ
ング法、浸漬法、スパッタリング法、熱ＣＶＤ法、ＭＯ
ＣＶＤ法など従来公知の方法を用いればよい。
【００１６】本発明で使用する基材としては、ＣＶＤ法
による薄膜形成時の加熱に耐えるものであれば特に制限
はなく、例えば金属やガラス、陶磁器、セラミック、プ
ラスチック、木材およびこれらの複合体などを使用する
ことができる。この中でも、アナターゼ型酸化チタンの
薄膜が形成しやすいことから、ケイ素を主成分とするも
のが好ましい。ケイ素を主成分とする基材としては、例
えばシリコーン、酸化シリカなどが挙げられる。また酸
化チタン薄膜の剥離防止の観点からは、ケイ素を主成分
とする基板上にチタン薄膜を形成し、その上に前記酸化
チタンの薄膜を形成するのが好ましい。また光触媒活性
を一層向上させるには酸化チタン薄膜とチタン薄膜の間
に白金薄膜をさらに形成するのがよい。光照射で生成し
た正孔は酸化チタン薄膜上で酸化反応に使われる一方、
生成した電子は白金薄膜に移行して、そこで還元反応に
使われる。このように酸化・還元反応の場所が分離され
ることにより、電子と正孔の再結合が抑制され光触媒反
応の効率の向上するからである。前記の各薄膜の形成
は、コーティング法、浸漬法、スパッタリング法、熱Ｃ
ＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法など従来公知の方法を用いればよ
い。
による薄膜形成時の加熱に耐えるものであれば特に制限
はなく、例えば金属やガラス、陶磁器、セラミック、プ
ラスチック、木材およびこれらの複合体などを使用する
ことができる。この中でも、アナターゼ型酸化チタンの
薄膜が形成しやすいことから、ケイ素を主成分とするも
のが好ましい。ケイ素を主成分とする基材としては、例
えばシリコーン、酸化シリカなどが挙げられる。また酸
化チタン薄膜の剥離防止の観点からは、ケイ素を主成分
とする基板上にチタン薄膜を形成し、その上に前記酸化
チタンの薄膜を形成するのが好ましい。また光触媒活性
を一層向上させるには酸化チタン薄膜とチタン薄膜の間
に白金薄膜をさらに形成するのがよい。光照射で生成し
た正孔は酸化チタン薄膜上で酸化反応に使われる一方、
生成した電子は白金薄膜に移行して、そこで還元反応に
使われる。このように酸化・還元反応の場所が分離され
ることにより、電子と正孔の再結合が抑制され光触媒反
応の効率の向上するからである。前記の各薄膜の形成
は、コーティング法、浸漬法、スパッタリング法、熱Ｃ
ＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法など従来公知の方法を用いればよ
い。
【００１７】基材の形状としては特に限定はなく、球状
物、円柱物、円筒物、タイル・壁材・床材などの板状物
といった単純形状；衛生陶器、洗面台、浴槽、流し台と
いった複雑形状のものであってもよい。その他、カーブ
ミラーや標識、反射板、トンネル内塗装・照明、外壁、
屋根、サッシ、鏡、ショーケース、ショーウインドウ、
看板、ディスプレイ、太陽電池、眼鏡、光学レンズ、内
視鏡レンズ、塗料、内装部材などに用いることができ
る。なお基材表面は多孔質であっても緻密質であっても
よい。
物、円柱物、円筒物、タイル・壁材・床材などの板状物
といった単純形状；衛生陶器、洗面台、浴槽、流し台と
いった複雑形状のものであってもよい。その他、カーブ
ミラーや標識、反射板、トンネル内塗装・照明、外壁、
屋根、サッシ、鏡、ショーケース、ショーウインドウ、
看板、ディスプレイ、太陽電池、眼鏡、光学レンズ、内
視鏡レンズ、塗料、内装部材などに用いることができ
る。なお基材表面は多孔質であっても緻密質であっても
よい。
【００１８】本発明の光触媒体に、光触媒である酸化チ
タンのバンドギャップ以上のエネルギーを有する波長の
光が照射されると、光触媒材の近くに存在する環境汚染
物質は酸化や分解されて除去され、また水中に配設され
ていれば水分解が生じて水素が生成される。光触媒反応
により酸化あるいは分解されて除去される環境汚染物質
としては、例えば種々の生物学的酸素要求物質や大気汚
染物質のみならず、除草剤・殺菌剤・殺虫剤などの農
薬、細菌・放射菌・菌類・藻類・カビ類などの微生物な
どが挙げられる。
タンのバンドギャップ以上のエネルギーを有する波長の
光が照射されると、光触媒材の近くに存在する環境汚染
物質は酸化や分解されて除去され、また水中に配設され
ていれば水分解が生じて水素が生成される。光触媒反応
により酸化あるいは分解されて除去される環境汚染物質
としては、例えば種々の生物学的酸素要求物質や大気汚
染物質のみならず、除草剤・殺菌剤・殺虫剤などの農
薬、細菌・放射菌・菌類・藻類・カビ類などの微生物な
どが挙げられる。
【００１９】光源としては、太陽光や蛍光灯、ブラック
ライト、水銀灯などを用いることができる。酸化チタン
は紫外線しか吸収できないため、酸化クロムなどの無機
物質を添加して可視光をも吸収できるようにしてもよ
い。なおこの場合添加した無機物質が不純物として作用
して、光照射で生じた電子・正孔対を再結合させること
もあるので、クロムやバナジウムといった原子をイオン
注入により酸化チタンに打ち込んで可視域に吸収帯を作
るようにしてもよい。
ライト、水銀灯などを用いることができる。酸化チタン
は紫外線しか吸収できないため、酸化クロムなどの無機
物質を添加して可視光をも吸収できるようにしてもよ
い。なおこの場合添加した無機物質が不純物として作用
して、光照射で生じた電子・正孔対を再結合させること
もあるので、クロムやバナジウムといった原子をイオン
注入により酸化チタンに打ち込んで可視域に吸収帯を作
るようにしてもよい。
【００２０】また光吸収域を広げる他の方法としては、
可視域に吸収帯を有する物質（色素）を酸化チタン表面
に付ける方法が挙げられる。例えばエオシンやローダミ
ンＢなどの有機化合物、ルテニウム錯体などの金属錯体
などの色素は、可視域の光を吸収して電子が高いエネル
ギー状態となる。そして、この電子が酸化チタンの伝導
帯へ移動すると、酸化チタン自身がその光を吸収したと
同じ状態となって、光触媒反応が起こるのである。
可視域に吸収帯を有する物質（色素）を酸化チタン表面
に付ける方法が挙げられる。例えばエオシンやローダミ
ンＢなどの有機化合物、ルテニウム錯体などの金属錯体
などの色素は、可視域の光を吸収して電子が高いエネル
ギー状態となる。そして、この電子が酸化チタンの伝導
帯へ移動すると、酸化チタン自身がその光を吸収したと
同じ状態となって、光触媒反応が起こるのである。
【００２１】
【実施例】以下、実施例および比較例によって本発明を
さらに詳細に説明するが、もちろん本発明はこれらによ
り何ら限定されるものではない。
さらに詳細に説明するが、もちろん本発明はこれらによ
り何ら限定されるものではない。
【００２２】（サンプルの作製）表１に示す材料および
温度の基板の片側面上に、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学蒸
着）法により酸化チタンの薄膜を形成しサンプルＡ〜Ｃ
とした。形成した薄膜の結晶構造および優先配向面を表
１に併せて示す。
温度の基板の片側面上に、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学蒸
着）法により酸化チタンの薄膜を形成しサンプルＡ〜Ｃ
とした。形成した薄膜の結晶構造および優先配向面を表
１に併せて示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】（環境汚染物質の分解性能評価）空気を入
れた２ｌの袋の中に、上記作製したサンプルＡ，Ｂ，Ｃ
をそれぞれ入れ、そこに環境汚染物質であるアセトアル
デヒドを注射器により注入した。そして約８０ｋＷ／ｃ
ｍ2の紫外光を照射し、北川式アセトアルデヒド検知器
を用いてアセトアルデヒドの袋中の濃度を一定時間毎に
測定した。結果を図１に示す。図１から明らかなよう
に、サンプルＡ，Ｂ，Ｃのいずれもアセトアルデヒドを
分解したが、アナターゼ型酸化チタンであるサンプルＡ
及びＢは、ルチル型酸化チタンであるサンプルＣに比べ
分解性能が良好であった。なお触媒活性が低いとされる
ルチル型酸化チタンでも今回比較的良好な触媒活性が見
られたのは、ルチル型と共にアナターゼ型やブロッカイ
ト型の結晶構造が混在していたためと考えられる。
れた２ｌの袋の中に、上記作製したサンプルＡ，Ｂ，Ｃ
をそれぞれ入れ、そこに環境汚染物質であるアセトアル
デヒドを注射器により注入した。そして約８０ｋＷ／ｃ
ｍ2の紫外光を照射し、北川式アセトアルデヒド検知器
を用いてアセトアルデヒドの袋中の濃度を一定時間毎に
測定した。結果を図１に示す。図１から明らかなよう
に、サンプルＡ，Ｂ，Ｃのいずれもアセトアルデヒドを
分解したが、アナターゼ型酸化チタンであるサンプルＡ
及びＢは、ルチル型酸化チタンであるサンプルＣに比べ
分解性能が良好であった。なお触媒活性が低いとされる
ルチル型酸化チタンでも今回比較的良好な触媒活性が見
られたのは、ルチル型と共にアナターゼ型やブロッカイ
ト型の結晶構造が混在していたためと考えられる。
【００２５】（光触媒活性の性能評価）ボルタンメトリ
ー法を用いてサンプルＡ，Ｂ，Ｃの光触媒活性を評価し
た。図２に、用いた装置の概略図を示す。サンプル１、
白金電極３、参照電極４を電解槽中に配設し、それぞれ
をポテンショスタット２に接続した後、サンプル１に紫
外線照射して、サンプル−参照電極間の電圧Ｖ1、白金
電極−参照電極間の電圧Ｖ2をそれぞれ測定すると共
に、サンプル−白金電極間の電流Ｉを測定した。また比
較のために、紫外線照射を行わなわずに前記電圧および
電流を測定した。電圧Ｖ1とＶ2との差を横軸とし、電流
Ｉを縦軸として結果を図３に示す。図３によれば、紫外
線を照射しない場合には電位が大きくなっても電流は流
れない、すなわち触媒活性が得られないことがわかる。
またサンプルＡ，ＢはサンプルＣに比べ多くの電流が流
れる、すなわち触媒活性が高いことがわかった。
ー法を用いてサンプルＡ，Ｂ，Ｃの光触媒活性を評価し
た。図２に、用いた装置の概略図を示す。サンプル１、
白金電極３、参照電極４を電解槽中に配設し、それぞれ
をポテンショスタット２に接続した後、サンプル１に紫
外線照射して、サンプル−参照電極間の電圧Ｖ1、白金
電極−参照電極間の電圧Ｖ2をそれぞれ測定すると共
に、サンプル−白金電極間の電流Ｉを測定した。また比
較のために、紫外線照射を行わなわずに前記電圧および
電流を測定した。電圧Ｖ1とＶ2との差を横軸とし、電流
Ｉを縦軸として結果を図３に示す。図３によれば、紫外
線を照射しない場合には電位が大きくなっても電流は流
れない、すなわち触媒活性が得られないことがわかる。
またサンプルＡ，ＢはサンプルＣに比べ多くの電流が流
れる、すなわち触媒活性が高いことがわかった。
【００２６】（水分解の性能評価）塩化ルテニウム（Ｒ
ｕＣｌ4）の濃度が０．５ｍＭの溶液中に、サンプル
Ａ，Ｂ，Ｃを浸漬した後焼成することにより、サンプル
Ａ，Ｂ，Ｃの表面に酸化ルテニウムを担持させた。こら
らをサンプルＡ’，Ｂ’，Ｃ’とした。石英ガラス管内
に純水１０ｍｌを入れ、サンプルＡ，Ｂ，Ｃ及びこれら
のサンプルＡ’，Ｂ’，Ｃ’を、それぞれ２×２ｃｍ2
の大きさに成形して純水中に配設した後、紫外光を照射
し純水中の溶存酸素量を測定した。結果を図４および図
５に示す。図４によれば、アナターゼ型酸化チタンであ
るサンプルＡ及びＢでは、ルチル型酸化チタンであるサ
ンプルＣに比べて、紫外線照射直後の最大溶存酸素濃度
が高かった。すなわちサンプルＡ及びＢはサンプルＣに
比べ水分解に優れていた。このことは酸化ルテニウムを
表面に担持されたサンプルでも同様であって、図５によ
れば、サンプルＡ’及びＢ’はサンプルＣ’に比べ水分
解に優れていた。また図４と図５の結果を比べると、酸
化ルテニウムを担持させたサンプルの方がそれを担持し
ないサンプルよりも水分解性能に優れていることがわか
った。なお、紫外線照射後、溶存酸素濃度が最高値を示
した後、時間と共に徐々に減少しているのは、紫外線照
射によってサンプルに生成した正孔と電子が照射直後は
水分解を促進させるので溶存酸素濃度は高くなるが、そ
の後純水中の溶存酸素がサンプル表面の電子を取り込ん
で酸素イオンとなり、サンプル表面に吸着するため、時
間と共に溶存酸素濃度が低くなると推測される。
ｕＣｌ4）の濃度が０．５ｍＭの溶液中に、サンプル
Ａ，Ｂ，Ｃを浸漬した後焼成することにより、サンプル
Ａ，Ｂ，Ｃの表面に酸化ルテニウムを担持させた。こら
らをサンプルＡ’，Ｂ’，Ｃ’とした。石英ガラス管内
に純水１０ｍｌを入れ、サンプルＡ，Ｂ，Ｃ及びこれら
のサンプルＡ’，Ｂ’，Ｃ’を、それぞれ２×２ｃｍ2
の大きさに成形して純水中に配設した後、紫外光を照射
し純水中の溶存酸素量を測定した。結果を図４および図
５に示す。図４によれば、アナターゼ型酸化チタンであ
るサンプルＡ及びＢでは、ルチル型酸化チタンであるサ
ンプルＣに比べて、紫外線照射直後の最大溶存酸素濃度
が高かった。すなわちサンプルＡ及びＢはサンプルＣに
比べ水分解に優れていた。このことは酸化ルテニウムを
表面に担持されたサンプルでも同様であって、図５によ
れば、サンプルＡ’及びＢ’はサンプルＣ’に比べ水分
解に優れていた。また図４と図５の結果を比べると、酸
化ルテニウムを担持させたサンプルの方がそれを担持し
ないサンプルよりも水分解性能に優れていることがわか
った。なお、紫外線照射後、溶存酸素濃度が最高値を示
した後、時間と共に徐々に減少しているのは、紫外線照
射によってサンプルに生成した正孔と電子が照射直後は
水分解を促進させるので溶存酸素濃度は高くなるが、そ
の後純水中の溶存酸素がサンプル表面の電子を取り込ん
で酸素イオンとなり、サンプル表面に吸着するため、時
間と共に溶存酸素濃度が低くなると推測される。
【００２７】
【発明の効果】請求項１の発明では、結晶表面と垂直方
向に（００４）及び（１１２）の少なくとも一方の結晶
配向面を持つアナターゼ型酸化チタンの薄膜を基材上に
形成したので、従来に比べ高い光触媒活性が得られた。
請求項２の発明では、酸化チタン薄膜の膜厚を５００ｎ
ｍ以上としたので、光触媒活性をより向上させることが
できた。請求項３の発明では、酸化チタン薄膜の表面に
金属または金属酸化物を担持させたので、電荷分離を促
進させて光触媒活性をさらに向上させることができた。
請求項４の発明では、前記金属酸化物の中でも酸化ルテ
ニウムを酸化チタン薄膜の表面に担持させたので水分解
における光触媒活性を向上させることができた。請求項
５の発明では、基材としてケイ素を主成分とするものを
用いるので、アナターゼ型酸化チタンが形成しやすくな
る。請求項６の発明では、ケイ素を主成分とする基板上
にチタン薄膜を形成し、その上に酸化チタンの薄膜を形
成するので、酸化チタン薄膜の剥離を有効に防止するこ
とができた。請求項７の発明では、ケイ素を主成分とす
る基板上に白金薄膜を形成し、その上にチタン薄膜を形
成し、そしてその上に酸化チタンの薄膜を形成するの
で、光触媒活性を格段に向上させることができた。
向に（００４）及び（１１２）の少なくとも一方の結晶
配向面を持つアナターゼ型酸化チタンの薄膜を基材上に
形成したので、従来に比べ高い光触媒活性が得られた。
請求項２の発明では、酸化チタン薄膜の膜厚を５００ｎ
ｍ以上としたので、光触媒活性をより向上させることが
できた。請求項３の発明では、酸化チタン薄膜の表面に
金属または金属酸化物を担持させたので、電荷分離を促
進させて光触媒活性をさらに向上させることができた。
請求項４の発明では、前記金属酸化物の中でも酸化ルテ
ニウムを酸化チタン薄膜の表面に担持させたので水分解
における光触媒活性を向上させることができた。請求項
５の発明では、基材としてケイ素を主成分とするものを
用いるので、アナターゼ型酸化チタンが形成しやすくな
る。請求項６の発明では、ケイ素を主成分とする基板上
にチタン薄膜を形成し、その上に酸化チタンの薄膜を形
成するので、酸化チタン薄膜の剥離を有効に防止するこ
とができた。請求項７の発明では、ケイ素を主成分とす
る基板上に白金薄膜を形成し、その上にチタン薄膜を形
成し、そしてその上に酸化チタンの薄膜を形成するの
で、光触媒活性を格段に向上させることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】 アセトアルデヒドの分解性能結果を示す図で
ある。
ある。
【図２】 ボルタンメトリー法を用いた測定装置の概略
構成図である。
構成図である。
【図３】 図２の測定装置で測定した結果を示す図であ
る。
る。
【図４】 水分解の性能評価を示す図である。
【図５】 水分解の性能評価を示す図である。
１ サンプル ２ ポテンショスタット ３ 白金電極 ４ 参照電極
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） Ｃ０１Ｇ 23/047 Ｃ０１Ｇ 23/047 Ｃ０４Ｂ 41/50 Ｃ０４Ｂ 41/50 Ｃ３０Ｂ 29/10 Ｃ３０Ｂ 29/10 // Ｃ２３Ｃ 16/40 Ｃ２３Ｃ 16/40 (72)発明者 野島 秀雄 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 4F100 AA17B AA20A AA21B AB01B AB12C AB24D AH06A AK52A AT00A BA02 BA03 BA04 BA07 BA10A BA10B EH66 JA11B JL08 JM02B JM02C JM02D YY00B 4G047 CA02 CB04 CB08 CC03 CD02 CD07 4G069 AA03 BA04A BA04B BA18 BA48A BB02A BB02B BB04A BB04B BC50A BC50B BC70A BC70B BC75A BC75B CA10 CA17 CC33 EA07 EB15X EB15Y EC22X EC22Y EC28 EE06 FA03 FA04 FB03 4G077 AA03 BB04 DB06 ED06 HA20 4K030 BA01 BA18 BA42 BA46 BB01 BB03 CA04 CA12 LA11
Claims (7)
- 【請求項１】 結晶表面と垂直方向に、（００４）及び
（１１２）の少なくとも一方の結晶配向面を持つアナタ
ーゼ型酸化チタンの薄膜を基材上に形成したことを特徴
とする光触媒材。 - 【請求項２】 前記薄膜の膜厚が５００ｎｍ以上である
請求項１記載の光触媒材。 - 【請求項３】 前記薄膜の表面に金属又は金属酸化物を
担持させた請求項１又は２記載の光触媒材。 - 【請求項４】 前記金属酸化物が酸化ルテニウムである
請求項３記載の光触媒材。 - 【請求項５】 前記基材がケイ素を主成分とするもので
ある請求項１〜４のいずれかに記載の光触媒材。 - 【請求項６】 ケイ素を主成分とする基板上にチタン薄
膜を形成し、その上に前記酸化チタンの薄膜を形成した
請求項５記載の光触媒材。 - 【請求項７】 前記チタン薄膜上に白金薄膜をさらに形
成し、その上に前記酸化チタンの薄膜を形成した請求項
６記載の光触媒材。
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004000988A (ja) * | 1999-08-05 | 2004-01-08 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 光触媒物質、光触媒体およびこれらの製造方法 |
| JP3498739B2 (ja) * | 1999-08-05 | 2004-02-16 | 株式会社豊田中央研究所 | 光触媒体の形成方法および光触媒物質の製造方法 |
| JP2004051991A (ja) * | 2002-07-17 | 2004-02-19 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | マグネシウムポルフィリン複合体 |
| US6743749B2 (en) | 2000-01-27 | 2004-06-01 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Photocatalyst |
| EP1698647A1 (en) * | 2003-12-26 | 2006-09-06 | Kansai Paint Co., Ltd. | Polymer and process for producing polymer |
| JP2007069158A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Kagoshima Univ | 光触媒及びそれを用いた水素の製造方法 |
| JP2007508933A (ja) * | 2003-10-23 | 2007-04-12 | サン−ゴバン グラス フランス | 少なくとも１層の光触媒層と該層のヘテロエピタキシャル成長のための下地層とを備えた基材、特にガラス基材 |
| JP5182665B2 (ja) * | 2005-04-26 | 2013-04-17 | 国立大学法人弘前大学 | 有機光触媒 |
| CN114752948A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-07-15 | 西安电子科技大学 | 一种光电耦合双源激发裂解水产氢反应器及***与方法 |
-
2000
- 2000-06-07 JP JP2000170259A patent/JP2001347162A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3498739B2 (ja) * | 1999-08-05 | 2004-02-16 | 株式会社豊田中央研究所 | 光触媒体の形成方法および光触媒物質の製造方法 |
| US6794065B1 (en) | 1999-08-05 | 2004-09-21 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Photocatalytic material and photocatalytic article |
| US6835688B2 (en) | 1999-08-05 | 2004-12-28 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Photocatalytic material, photocatalyst, photocatalytic article, and method for the preparation thereof |
| JP2004000988A (ja) * | 1999-08-05 | 2004-01-08 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 光触媒物質、光触媒体およびこれらの製造方法 |
| US6743749B2 (en) | 2000-01-27 | 2004-06-01 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Photocatalyst |
| JP2004051991A (ja) * | 2002-07-17 | 2004-02-19 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | マグネシウムポルフィリン複合体 |
| JP2007508933A (ja) * | 2003-10-23 | 2007-04-12 | サン−ゴバン グラス フランス | 少なくとも１層の光触媒層と該層のヘテロエピタキシャル成長のための下地層とを備えた基材、特にガラス基材 |
| EP1698647A1 (en) * | 2003-12-26 | 2006-09-06 | Kansai Paint Co., Ltd. | Polymer and process for producing polymer |
| EP1698647A4 (en) * | 2003-12-26 | 2008-01-30 | Kansai Paint Co Ltd | POLYMER AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME |
| US7649027B2 (en) | 2003-12-26 | 2010-01-19 | Kansai Paint Co., Ltd. | Polymer and process for producing polymer |
| JP5182665B2 (ja) * | 2005-04-26 | 2013-04-17 | 国立大学法人弘前大学 | 有機光触媒 |
| JP2007069158A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Kagoshima Univ | 光触媒及びそれを用いた水素の製造方法 |
| CN114752948A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-07-15 | 西安电子科技大学 | 一种光电耦合双源激发裂解水产氢反应器及***与方法 |
| CN114752948B (zh) * | 2022-04-21 | 2024-04-09 | 西安电子科技大学 | 一种光电耦合双源激发裂解水产氢反应器及***与方法 |
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