JP2006208180A - 光触媒の活性度評価・測定法とそのための装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 銀イオン光還元法による光触媒活性度評価・測定方法において、銀イオンを含む水溶液を満たした光透過セル中に表面に光触媒を塗布担持した光透過性材料からなる担持体を立設して、浸漬し、セルの外側からこの担持体に向けて光触媒反応励起用波長光と光透過率測定用波長光とを一系統に統合して光を照射し、励起光によって光触媒塗布面において銀イオン還元反応を生じさせると同時に、測定光によって担持体を通過する光の透過率を測定し、検知しうるようにした。
【選択図】 図1
Description
て、触媒の活性度測定条件、測定状況は、触媒表面の反応を捉えている点で実際の使用状況に対応しており、非常に有効な評価法であると言える。しかしながら、その測定プロセスを紹介すると、先ず、事前に色素の塗布および乾燥する工程が必須である。この色素塗布の膜の状態は、塗布工程や作業者の熟練度、温度・湿度等の環境条件によって非常に左右されやすく、常に一様な条件に設定することが難しく、再現性の点で十分とは言えないし、なにより手間のかかるものであった。
、紫外光等の光触媒反応の励起光照射を一定時間実施する工程」に引き続き、「硝酸銀水溶液から試料を取り出して可視光透過率測定装置に移して可視光透過率を測定する工程」を、交互に数十回繰り返して行っていた。すなわち、この作業は非常に手間がかかり、効率的にも劣り、せっかくの測定上の優位性もこの作業の煩雑さによって相殺され、この手法による評価法の発展を妨げていた原因の一つと考えられる。本発明は、銀イオンの光還元法のプロセス法の長所に着目し、この手法による評価法を実施するに当たり、長所はそのままにして、一試料あたりに必要とされる作業工程を短縮し、従来の銀イオンの光還元法はもとより競合する他の光触媒活性測定手法よりも簡便で、少ない作業時間で正確な測定が可能な手法を提供しようとするものである。
(2) 前記光触媒反応励起用波長光が紫外光であり、光透過率測定用波長光が可視光である、(1)記載の光触媒活性度評価・測定方法。
(3) 前記光触媒反応励起用波長光と光透過率測定用波長光とを一系統に統合して照射する手段がハーフミラーである、(1)記載の光触媒活性度評価・測定方法。
(4) 前記セルおよび光触媒担持体が、光透過率の高い透明ガラス製または合成樹脂製である、(1)記載の光触媒活性度評価・測定方法。
(5) 前記光照射から光透過率を測定して触媒活性を計算し、求めるまでの工程管理、データ管理、データ計算を、コンピューターによって制御し、自動的に行わせるようにした、(1)記載の光触媒活性度評価・測定方法。
(6) 前記光触媒が二酸化チタンである、(1)ないし(5)記載の何れか1項に記載の光触媒活性度評価・測定方法。
(8) 前記光触媒反応励起用波長光が紫外光であり、前記光透過率測定用波長光が可視光である、(7)記載の銀イオン光還元法による光触媒評価・測定装置。
(9) 光触媒反応励起用波長光を発振する第1の光源からの光と光透過率測定用波長光を発振する第2の光源からの光とをまとめて一系統の光に統合して照射する手段が、ハーフミラーである、(7)記載の銀イオン光還元法による光触媒評価・測定装置。
(10) 前記光透過型反応セルおよび光触媒担持体が、光透過率の高い透明ガラス製または合成樹脂製のいずれかである、(7)記載の光触媒活性度評価・測定装置。
(11) 前記光照射から光透過率を測定して触媒活性を計算し、求めるまでの工程管理、データ管理、データ計算を、コンピューターによって制御し、自動的に行わせるようにした、(7)記載の光触媒活性度評価・測定装置。
(12) 前記光触媒が二酸化チタンである、(7)ないし(11)記載の何れか1項に記載の光触媒活性度評価・測定装置。
これに対して本発明によれば前述のように光触媒反応の励起用光源と可視光透過率測定用光源を一系統に統合することにより、励起光照射による光触媒反応誘起と可視光透過率測定が同時に実施され、作業者の作業量は激減する。一試料の評価に際して作業者が実施する作業は、試料を石英セルに入れる→石英セルに硝酸銀水溶液を満たす→石英セルを後分光型紫外・可視分光装置、透過率測定装置等に設置する→制御・データ蓄積用計算機による一定時間可視光測定を繰り返すプログラムを起動する、で完了であり、この作業はデータ点数によらず一度のみである。これは光触媒反応の励起用光源と可視光透過率測定用
光源を一系統に統合したことにより装置間の試料の移動が不要となり、計算機による自動繰り返し測定の恩恵を受けることが可能となったからである。作業量を従来と比較してみれば桁違いに本発明の作業量が少なく合理的であることがわかる。
強度の減少が早い。すなわちこの石英セルを通過する可視光線10の強度の減少の速度が評価すべきコーティング膜7の光触媒活性に対応する。
本発明を実際にガラス基板上にスパッタリング法を用いて成膜した二酸化チタンコーティング薄膜の光触媒活性測定に適用した場合を実施例として示す。
試料は、ガラス基板上にスパッタリング装置を用いて形成した二酸化チタンコーティング薄膜であり、ガラス基板8の厚みは0.5ミリメートル、二酸化チタンコーティング層7の厚みは400ナノメートル程度である。この試料を光路長2ミリメートルの石英セル中に挿入して0.01モル/リットルの濃度の硝酸銀水溶液を満たした。本実施例においては市販され、品質が均一で保証されている後分光型紫外・可視分光装置13(島津製作所製、Multispec1500型)を光線の照射および透過率の測定を兼用する装置として使用した。同装置の光源構成から光触媒反応励起を主に担う光源1としては重水素ランプを、また、可視光透過率測定を主に担う光源としてはハロゲンランプを使用し、両光源からの光を、ハーフミラー3を介して合成し、試料7、8、硝酸銀水溶液9を内包する石英セル5に向けて照射した。
であったのに対し、本発明は、自動化が可能となったことから、測定者の負担が大幅に軽減された。
触媒活性の評価を行っているのが現状である。すなわち現状では光触媒活性を外部機関と比較する場合において客観的基準が存在しないため触媒活性比較は極めて困難である。
2:可視光透過率測定光源。
3:ハーフミラー。
4:1、2各光源の合成光。
5:石英セル。
6:光触媒反応で析出した銀の薄膜。
7:光触媒効果を示すコーティング層。
8:ガラス等基体。
9:硝酸銀水溶液。
10:銀薄膜による吸収で強度の下がった各光源から合成光。
11:透過率(光強度)測定検出器。
12:制御・データ蓄積用計算機。
13:後分光型紫外・可視分光/透過率測定装置。
Claims (12)
- 銀イオン光還元法による光触媒活性度評価・測定方法において、銀イオンを含む水溶液を満たした光透過セル中に表面に光触媒を塗布担持した光透過性材料からなる担持体を立設して、浸漬し、セルの外側からこの担持体に向けて光触媒反応励起用波長光と光透過率測定用波長光とを一系統に統合して光を照射し、励起光によって光触媒塗布面において銀イオン還元反応を生じさせると同時に、測定光によって担持体を通過する光の透過率を測定し、検知しうるようにしたことを特徴とする、光触媒活性度評価・測定方法。
- 前記光触媒反応励起用波長光が紫外光であり、光透過率測定用波長光が可視光である、請求項1記載の光触媒活性度評価・測定方法。
- 前記光触媒反応励起用波長光と光透過率測定用波長光とを一系統に統合して照射する手段がハーフミラーである、請求項1記載の光触媒活性度評価・測定方法。
- 前記セルおよび光触媒担持体が、光透過率の高い透明ガラス製または合成樹脂製である、請求項1記載の光触媒活性度評価・測定方法。
- 前記光照射から光透過率を測定して触媒活性を計算し、求めるまでの工程管理、データ管理、データ計算を、コンピューターによって制御し、自動的に行わせるようにした、請求項1記載の光触媒活性度評価・測定方法。
- 前記光触媒が二酸化チタンである、請求項1ないし5記載の何れか1項に記載の光触媒活性度評価・測定方法。
- 銀イオン光還元法による光触媒評価・測定装置において、光触媒反応励起用波長光を発振する第1の光源からの光と光透過率測定用波長光を発振する第2の光源からの光とをまとめて一系統の光に統合して照射する手段と、銀イオンを含む水溶液を満たしてなる光透過型反応セルと、光透過型反応セル内に立設し、浸漬した、光入射面に光触媒が塗布されてなる透明な材料からなる光触媒担持体と、光触媒担持体および光透過型セルを透過する光を検出する光透過率測定器とを有してなる、銀イオン光還元法による光触媒評価・測定装置。
- 前記光触媒反応励起用波長光が紫外光であり、前記光透過率測定用波長光が可視光である、請求項7記載の銀イオン光還元法による光触媒評価・測定装置。
- 光触媒反応励起用波長光を発振する第1の光源からの光と光透過率測定用波長光を発振する第2の光源からの光とをまとめて一系統の光に統合して照射する手段が、ハーフミラーである、請求項7記載の銀イオン光還元法による光触媒評価・測定装置。
- 前記光透過型反応セルおよび光触媒担持体が、光透過率の高い透明ガラス製または合成樹脂製のいずれかである、請求項7記載の光触媒活性度評価・測定装置。
- 前記光照射から光透過率を測定して触媒活性を計算し、求めるまでの工程管理、データ管理、データ計算を、コンピューターによって制御し、自動的に行わせるようにした、請求項7記載の光触媒活性度評価・測定装置。
- 前記光触媒が二酸化チタンである、請求項7ないし11記載の何れか1項に記載の光触媒活性度評価・測定装置。
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