KR100987623B1 - 가시광 응답형 광촉매, 이의 제조 방법, 이것을 이용한 광촉매 코팅제, 및 광촉매 분산체 - Google Patents
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Abstract
가시광으로 조사되는 경우에 여기되고 고도의 광촉매 활성을 안정적으로 나타내는 광촉매가 개시되어 있다. 상기 광촉매는 황색도가 적은 백색 색상을 갖는다. 구체적으로, 산화티탄 입자 및 할로겐화 백금 화합물이 액체 매질 중에서 가열 및 혼합되어, 산화티탄 입자의 표면에 할로겐화 백금 화합물을 지지시키고; 이어서 액체 매질의 pH 를 5 이하로 조정하며; 이후, 필요시 액체 매질이 중화된다. 상기 방법으로, 산화티탄 입자의 표면에 할로겐화 백금 화합물을 지지시키고 헌터 표색계에 따른 입자 색의 b* 값이 6 이하인, 비표면적 10 - 100 m2/g 의 광촉매가 제조될 수 있다.
Description
본 발명은 가시광 조사 하에서 여기될 수 있는 소위 가시광 응답형 광촉매, 및 이의 제조 방법, 이것을 이용한 광촉매 코팅제, 그리고 광촉매 분산체에 관한 것이다.
광촉매는 밴드 갭 (band gap) 이상의 에너지를 갖는 파장의 광으로 조사되는 경우에 여기되어, 강력한 촉매 활성을 발현시킨다. 특히, 이들은 유기물이나 NOx 와 같은 일부 무기물의 산화력 및 분해력이 높고, 저비용이며 환경 부하가 매우 적은 광이 에너지 원으로서 사용될 수 있다. 그러므로, 환경 정화, 탈취, 방오 및 살균에 대한 광촉매의 응용이 최근 심오하게 진행되고 있다. 더욱이, 광촉매가 여기되는 경우, 이의 표면은 친수성이 되고, 물과의 접촉각이 저하되는 것을 알아내었고, 상기 작용을 이용하여, 방무 및 방오에의 응용이 또한 진행되고 있다. 광촉매로서, 산화물 및 황화물과 같은 금속 화합물, 특히, 높은 광촉매 활성을 갖는 산화티탄 및 산화아연의 미립자가 일반적으로 사용되고 있다. 그러나, 산화 티탄 또는 산화아연에 대한 여기광의 파장이 400 nm 이하의 자외선 영역이기 때문에, 자외선 램프와 같은 특별한 광원이 필요하고, 이용 분야가 제한된다. 그러므로, 산화 티탄을 질소, 황 및 탄소와 같은 이종 원소로 도핑 (doping) 함으로써 가시광 조사 하에서 광촉매 활성을 나타내는 기술이 제안되고, 예를 들어, 비정형 옥시황산티탄을 우레아 화합물 또는 아민 화합물과 같은 질소 함유 화합물과 반응시키고, 이어서 반응 생성물을 소성시킴으로써 질소 도핑형 가시광 응답형 광촉매 산화티탄을 수득하는 방법 (특허 문헌 1) 이 공지되어 있다. 또한, 할로겐화 백금 화합물을 산화티탄 입자의 표면에 지지시킴 (특허 문헌 2) 또는 할로겐화 백금 화합물을, 방추형, 봉형 및 침형과 같은 이방성 형상을 갖는 산화티탄 입자에 지지시킴 (특허 문헌 3) 에 의해 가시광 조사 하에서 광촉매 활성을 제공하는 기술이 공지되어 있다.
특허 문헌 1: JP-A-2002-29750
특허 문헌 2: JP-A-2002-239395
특허 문헌 3: JP-A-2004-73910
발명이 해결해야 할 과제
특허 문헌 1 에 개시된 질소 도핑형 광촉매는, 가시광 조사 하에서 광촉매 활성이 불충분하고, 강력한 황색성 색조를 지니고, 이의 입자는 색상이 만족스럽지 않으며, 예를 들어, 광촉매가 광촉매 코팅제에 배합되는 경우, 코팅제가 황색성 색조로 착색되어, 용도가 제한되는 문제가 있다. 특허 문헌 2 - 3 의 기술에 있어서, 가시광 조사 하에서 우수한 촉매 활성이 수득될 수 있고, 생성 광촉매는 질소 도핑형 광촉매와 비교시 황색성 색조가 경감된다. 그러나, 할로겐화 백금 화합물 그 자체는 옅은 황색을 지니기 때문에, 그 위에 지지된 할로겐화 백금 화합물을 갖는 광촉매는 또한 옅은 황색을 지니고, 따라서 황색성 색조가 추가로 경감된 광촉매가 요구된다. 그래서, 본 발명은 가시광 조사 하에서 광촉매 활성이 우수하고 황색도가 적은 백색 색상을 지닌 가시광 응답형 광촉매를 제공한다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명자들이 예의 연구를 거듭한 결과, 산화티탄 입자와 할로겐화 백금 화합물을 액체 매질 중에서 접촉시켜, 산화티탄 입자의 표면에 할로겐화 백금 화합물을 지지시키는 기술에 있어서, 특정 범위의 비표면적을 갖는 산화티탄 입자가 사용되고 접촉 이후 액체 매질의 pH 가 산성 영역으로 조정되는 경우, 지지된 할로겐화 백금 화합물의 착색이 억제될 수 있고, 할로겐화 백금 화합물을 지지시킴으로써 수득된, 가시광 조사 하에서 우수한 광촉매 활성을 유지하면서 색상이 개량될 수 있음을 알아내었다. 그래서, 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명은 하기 구현예를 포함한다.
(1) 산화티탄 입자 그리고 산화티탄 입자의 표면에 지지된 할로겐화 백금 화합물을 포함하는 가시광 응답형 광촉매로서, 광촉매의 비표면적이 BET 방법에 따라 10 - 100 m2/g 이고, 광촉매의 분체 색의 b* 값이 헌터 표색계 (Hunter color system) 에 따라 6 이하인 가시광 응답형 광촉매.
(2) 산화티탄 입자 및 할로겐화 백금 화합물을 액체 매질 중에서 접촉시켜 할로겐화 백금 화합물을 산화티탄 입자의 표면에 지지시키고, 이어서 액체 매질의 pH 를 5 이하로 조정하는 것을 포함하는 가시광 응답형 광촉매의 제조 방법.
(3) 적어도 상기 가시광 응답형 광촉매 및 결합제를 함유하는 광촉매 코팅제.
(4) 적어도 상기 가시광 응답형 광촉매 및 분산 매질을 함유하는 광촉매 분산체.
발명의 이점
본 발명의 광촉매는 400 - 800 nm 의 파장을 갖는 가시광 조사 하에서 우수한 광촉매 활성을 갖기 때문에, 자외선 램프와 같은 특별한 광원의 사용 없이 형광 램프와 같은 실내 조명 또는 태양광 하에서 조차 NOx 또는 유기 환경 오염물질을 효과적으로 분해시킬 수 있고, 친수성 효과도 또한 예상될 수 있다. 그러므로, 광촉매는 정화제, 탈취제, 방오제, 살균제, 방무제 등으로서 적합하다. 광촉매가 장시간 동안 광조사되는 경우 조차, 광촉매 활성은 거의 감소되지 않고, 따라서 계속해서 장시간 동안 사용될 수 있다. 더욱이, 분체 형태의 광촉매는 황색도가 적은 백색 색상을 지니고 광범위의 용도에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 광촉매는 코팅제 및 분산체가 될 수 있고, 이들을 이용하여, 방오성 및 친수성과 같은 기능성이 기재 (base) 에 제공될 수 있고, 또한 광촉매는 이의 색상으로 인한 이의 용도에 거의 제한되지 않고, 광범위의 용도에 적용될 수 있고 기재나 기재 표면의 도장의 외관 및 의장성을 손상시키지 않는다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명은 산화티탄 입자 그리고 산화티탄 입자 표면에 지지된 할로겐화 백금 화합물을 포함하는 가시광 응답형 광촉매로서, 광촉매의 비표면적이 BET 방법에 따라 10 - 100 m2/g 이고, 광촉매의 분체 색의 b* 값이 헌터 표색계에 따라 6 이하인 가시광 응답형 광촉매에 관한 것이다.
산화티탄 입자 상에 할로겐화 백금 화합물을 지지시킴으로써 가시광 조사 하에서 광촉매 활성을 부여하는 기술은 공지되어 있지만, 할로겐화 백금 화합물 그 자체는 옅은 황색을 지니고, 따라서 그 위에 지지된 할로겐화 백금 화합물을 갖는 광촉매는 또한 옅은 황색을 지닌다. 입자 직경이 감소된, 즉, 비표면적이 증가된 산화티탄은 가시광 범위에서 단파장의 광을 강력하게 분산시키는 특성을 갖고, 그러므로 색상의 간단한 개량은 기재로서 사용된 산화티탄 입자를 미세화시킴으로써 달성될 수 있다. 또한, 미세한 산화티탄 입자의 흡착능력이 증가하기 때문에, 광촉매에 사용된 산화티탄 입자는 일반적으로 매우 미세하게 설계되어, 이들이 유기물 및 무기물과 같은, 처리되는 물질을 흡착시킬 수 있고, 이들을 효과적으로 분해시킬 수 있다. 다른 한편, 광 조사에 의해 산화티탄 내부에 발생된 전자 또는 정공이 결정을 통해 이동하고 입자의 표면에 도달하는 경우, 산화티탄 입자의 광촉매 활성이 발현된다고 언급된다. 그러나, 우수한 결정성은 미세한 산화티탄 입자로 수득될 수 없고, 따라서 전자 또는 정공의 이동이 방해되고 산화티탄이 본래 갖는 광촉매 활성은 충분하게 이용되지 않음이 고려된다.
본 발명은, BET 방법에 따라 10 - 100 m2/g 의 범위에서 비표면적을 갖는 산화티탄 입자가 흡착능력 및 결정성 모두를 만족시키기 위한 크기로 적합하고, 상기 산화티탄 입자에 할로겐화 백금 화합물을 지지시킴으로써, 가시광 조사 하에서 우수한 광촉매 활성이 수득되고 할로겐화 백금 화합물의 착색이 억제되며, 산화티탄 입자는 상기 범위의 분체 색의 작은 b* 값, 즉, 입자 직경의 감소 없이 황색도가 적은 백색 색상을 가질 수 있다는 것을 알아냄으로써 달성되었다.
본 발명에서 할로겐화 백금 화합물은 하나 이상의 할로겐 원자 및 백금 금속을 함유하는 화합물을 의미한다. 지지된 할로겐화 백금 화합물이 소량의 할로겐 원자를 함유하는 경우, 착색이 억제될 수 있어서, 이것은 바람직하고, 더욱 바람직한 상태는 1개의 할로겐 원자가 백금 금속에 결합되는 것이다. 분체 색의 b* 값이 6 초과인 경우, 황색도가 증가하고, 이것은 바람직하지 않다.
이종 원소-도핑형 광촉매와 비교시, 본 발명의 광촉매는 백색도가 높고, 바람직하게는 헌터 표색계에 따른 분체 색의 L* 값으로 표시된 96 이상이다. 그러므로, 광촉매 코팅제를 안료, 염료, 색소 등으로 착색하는 경우에, 명도가 높은 선명한 색조가 달성될 수 있다. 비표면적의 더욱 바람직한 범위는 30 - 80 m2/g 이고, b* 값의 바람직한 범위는 -1 - 6 이고, 더욱 바람직한 범위는 3 - 6 이고, L* 값의 바람직한 범위는 96 - 100 이다.
또한, 본 발명의 광촉매는 가시광 조사 하에서 초기 광촉매 활성이 높을 뿐만 아니라, 장시간 동안 광조사시 조차 광촉매 활성이 거의 감소하지 않으며, 그래서 계속해서 사용될 수 있다.
본 발명에서 분체 색은 하기 방법에 의해 측정된다. 또한, 본 발명에 있어서 "가시광 응답형 광촉매" 는, 400 - 800 nm 의 파장을 갖는 가시광으로 조사되는 경우 광촉매 활성을 측정함으로써 광촉매 활성의 발현이 매우 약하게 확인될 수 있는 광촉매를 의미한다. 광촉매 활성의 측정을 위해, 아세트알데히드와 같은 유기물에 대한 분해 활성, NOx 에 대한 제거 활성 또는 물과의 접촉각이 측정될 수 있다.
(분체 색의 측정 방법)
5 g 의 샘플을 알루미늄 링 (ring) (내부 직경: 33 mm
, 두께: 5 mm) 에 충전시키고, 프레스기로 5 초 동안 10 t/cm2 의 압력 하에 압축 성형시키고, 생성 성형품의 b* 값 및 L* 값을 색차계를 이용하여 측정한다. b* 값이 작을수록, 황색성 색조가 저하되고, L* 값이 클수록, 백색도가 높아진다.
산화티탄 입자내에 함유된 산화티탄은 티탄의 일반 산화물 이외에 무수 산화티탄, 함수 산화티탄, 수화 산화티탄, 수산화티탄, 티탄산 등으로 언급되는 것을 포함하고, 아나타제 (anatase) 형 및 루틸 (rutile) 형과 같은 결정형은 특히 제한되지 않으며, 비정형 또는 이의 혼합물일 수 있다. 또한, 여기가 악영향을 미치지 않는 한, 산화티탄 입자는 V, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ru, Rh, Pd, Ag 및 Au 로부터 선택된 하나 이상의 이종 원소 또는 산화물과 같은 이종 원소의 화합물을 함유할 수 있다.
산화티탄 입자의 형상은 제한이 없고, 구형, 거의 구형 및 이방형과 같은 정형의 입자, 그리고 미립자 덩어리와 같은 부(不)정형의 입자가 사용될 수 있고, 특히 이방형을 갖는 것이 바람직한 것은, 가시광 조사 하에서 우수한 광촉매 활성이 용이하게 달성될 수 있기 때문이다. 본 발명에서 "이방형" 의 입자는 일반적으로 방추형 입자, 봉형 입자, 침형 입자, 판형 입자 등으로 언급되는 것이다. "이방형" 의 입자는 식 l＞w≥h 를 만족하는 것이다 (1개의 일차 입자를 가장 안정한 상태에서 평면 위에 정지시키고, 평면 상의 입자의 투영 상을 2개의 평행선 사이에서 샌드위치시키는 경우, 그리고 평행선 사이의 거리가 최소가 되는 경우, 상기 거리를 입자의 폭 또는 단축 길이 (w) 로 언급하고; 상기 2개의 평행선에 수직이고 투영 상을 샌드위치시키는 2개의 평행선 사이의 거리를 입자의 길이 또는 장축 길이 (l) 로 언급하고; 입자를 최대 안정면에 평행인 면 사이에서 샌드위치되는 경우, 거리를 입자의 높이 (h) 로 언급한다). 평균 장축 길이, 단축 길이 및 높이는 일차 입자의 전자 현미경사진으로부터 약 1000 개 입자의 산술 평균치를 구함으로써 구해진다. 본 발명에서 사용된 이방형을 갖는 입자의 크기에 대해, BET 방법에 따라 10 - 100 m2/g, 바람직하게는 30 - 80 m2/g 의 비표면적을 갖는 것이 사용된다. 상기 입자가 이방형을 가짐에 따라, 10 - 500 nm 의 평균 장축 길이 및 1 - 25 nm 의 평균 단축 길이를 갖는 것이 바람직하고, 이들 중에서, 1.5 이상의 축비 (평균 장축 길이/평균 단축 길이) 를 갖는 방추형 입자, 봉형 입자 및 침형 입자가 바람직하고, 1.5 - 10 의 축비를 갖는 것이 더욱 바람직하고, 2 - 7 의 축비를 갖는 것이 추가로 바람직하다.
지지되는 할로겐화 백금 화합물은 바람직하게는 무기 할로겐화 백금 화합물이다. 무기 할로겐화 백금 화합물은 하나 이상의 염소 원자 및 백금 금속을 함유하는 염화백금 화합물, 하나 이상의 브롬 원자 및 백금 금속을 함유하는 브롬화백금 화합물, 하나 이상의 요오드 원자 및 백금 금속을 함유하는 요오드화백금 화합물, 그리고 하나 이상의 플루오르 원자 및 백금 금속을 함유하는 플루오르화백금 화합물을 포함한다. 상기 화합물은 할로겐 원자 및 백금 금속 이외의 원자를 함유할 수 있다.
염화백금 화합물은 이의 수화물, 및 염화백금산, 염화백금산 염, 염화백금 착염, 및 이의 수화물을 포함한다. 유사하게, 브롬화백금 화합물은 이의 수화물, 브롬화백금산, 브롬화백금산 염, 브롬화백금 착염, 및 이의 수화물을 포함하고, 요오드화백금 화합물은 이의 수화물, 및 요오드화백금산, 요오드화백금산 염, 요오드화백금 착염, 및 이의 수화물을 포함하고, 플루오르화백금 화합물은 이의 수화물, 및 플루오르화백금산, 플루오르화백금산 염, 플루오르화백금 착염, 및 이의 수화물을 포함한다.
염화백금 화합물은 또한 하나 이상의 염소 원자 및 백금 금속, 그리고 아쿠오-이온 (aquo-ion) (수 리간드) 또는 수산화물 이온 리간드 또는 수소 이온을 함유하지만 기타 원소를 함유하지 않는 염화백금을 포함한다. 상기 화합물의 예는 PtCl2, PtCl4, PtCl4·2H2O, H2[Pt(OH)2Cl4]·nH2O 및 H2[PtCl6]·nH2O 이다. 유사하게, 브롬화백금 화합물은 PtBr2 및 PtBr4 와 같은 브롬화백금을 포함하고, 요오드화백금 화합물은 PtI2 및 PtI4 와 같은 요오드화백금을 포함하고, 플루오르화백금 화합물은 PtF4 와 같은 플루오르화백금을 포함한다.
할로겐화 백금 화합물 중에서, 염소 원소 및 백금의 화합물인 염화백금 화합물은 효과가 높고 바람직하며, 염화백금이 특히 바람직하다. 또한, 1개의 염소 원자 또는 복수의 염소 원자 그리고 복수의 아쿠오-이온 (수 리간드) 또는 수산화물 이온 리간드를 갖는 염화백금이 바람직하고, 1개의 염소 원자가 백금 금속에 결합되는 염화백금이 더욱 바람직하다.
할로겐화 백금 화합물의 지지 방식은 제한되지 않고, 산화티탄 입자의 표면에 흡착된 상태 또는 입자의 표면과 반응시 강력하게 결합되는 상태, 예를 들어, Ti[PtXn] (X: 할로겐, n = 4 또는 6) 으로 나타내는 할로겐화 백금 착체를 형성하는 상태일 수 있다. 대안적으로, 부분적으로 흡착되거나 또는 부분적으로 결합될 수 있다.
지지된 할로겐화 백금 화합물의 양이 산화티탄 입자에 대한 Pt 로 환산하여 바람직하게는 0.01 - 5 중량% 인 것은, 상기 범위 내에서, 가시광 조사 하에 우수한 광촉매 활성이 용이하게 달성될 수 있기 때문이고, 더욱 바람직하게는 0.01 - 1 중량%, 추가로 바람직하게는 0.01 - 0.7 중량% 이다. 할로겐화 백금 화합물이 상기와 같은 미량으로 지지되는 경우, 조성을 특정하는 것이 어렵지만, 할로겐 원소 및 백금이 X-선 회절 분석에 의해 검출되면, 본 발명에서 할로겐화 백금 화합물이 지지되는 것으로 고려된다.
이어서, 본 발명은 산화티탄 입자를 할로겐화 백금 화합물과 액체 매질에서 접촉시켜 산화티탄 입자의 표면에 할로겐화 백금 화합물을 지지시키고, 이어서, 액체 매질의 pH 를 5 이하로 조정하는 것을 포함하는 가시광 응답형 광촉매의 제조 방법에 관한 것이다. 할로겐화 백금 화합물의 옅은 황색으로의 착색은 할로겐화 백금 화합물의 지지 이후 액체 매질의 pH 의 강산성 영역으로의 조정에 의해 억제되고, 그래서 분체 색의 황색도가 적은 백색 색상을 갖는 가시광 응답형 광촉매가 수득될 수 있다. 특히, BET 방법에 따른 10 - 100 m2/g 의 비표면적을 갖는 산화티탄 입자가 사용되는 경우, 가시광 조사 하에서 광촉매 활성이 높고, 장시간 동안 광 조사되는 경우 조차 광촉매 활성이 거의 감소하지 않으며, 따라서 계속해서 사용될 수 있는 가시광 응답형 광촉매가 수득된다. 사용된 산화티탄 입자의 비표면적은 바람직하게는 30 - 80 m2/g 이다.
본 발명에서 산화티탄 입자로서, 예를 들어, 황산티탄, 황산티타닐, 염화티탄 등을 가열 가수분해하는 방법 (1), 황산티탄, 황산티타닐, 염화티탄 등을 중화시키는 방법 (2), 및 상기 방법 (1) 또는 (2) 로 수득된 생성물을 소성 또는 수열처리하는 방법 (3) 을 포함하는 공지된 방법으로 제조되는 것이 사용될 수 있다. 또한, 이방형을 갖는 산화티탄 입자는 또한 공지된 방법으로 제조될 수 있고, 예를 들어, 함수 산화티탄을 수산화나트륨, 탄산나트륨 또는 옥살산나트륨과 같은 염기성 나트륨 화합물로 처리시킨 후, 염산으로 처리하는 방법이 사용될 수 있다. 상기 방법으로 수득된 산화티탄 입자는 미립자이고, 소위 방추형을 가지며, 따라서 이들이 바람직하게 사용된다. 생성 산화티탄 입자는 임의로 여과제거, 세정 및 건조와 같은 통상의 조작이 실시될 수 있다.
또한, 미리 소성되거나 또는 산화티탄 전구체의 소성으로 수득되는 산화티탄 입자가 본 발명에서 사용되는 경우, 소성후 산화티탄 입자 또는 소성으로 수득된 산화티탄 입자의 결정성이 개량될 수 있거나 또는, 함유되는 히드록실기 또는 수분이 적절히 감소될 수 있고, 가시광 조사 하에서 광촉매 활성이 추가로 개량되며, 이것은 바람직하다. 산화티탄 전구체는 소성에 의해 산화티탄 입자로 전환되는 화합물이고, 이들의 예는 황산티탄, 황산티타닐, 염화티탄, 알콕시화티탄 등이다. 함수 산화티탄 또는 수산화티탄이 소성되어 산화티탄 입자를 수득하는 경우, 함수 산화티탄 및 수산화티탄은 산화티탄 전구체에 속한다. 소성 온도는 바람직하게는 200 - 700 ℃ 이고, 소성 온도가 상기 범위보다 낮으면, 가시광 조사 하에서 광촉매 활성을 개량시키는 효과는 거의 달성될 수 없고, 상기 범위보다 높으면, 개량 효과가 거의 달성될 수 없을 뿐만 아니라, 생성된 또는 성장된 광촉매 입자의 소결이 발생하기 쉬우며, 이것은 바람직하지 않다. 소성 온도는 더욱 바람직하게는 200 - 600 ℃, 추가로 바람직하게는 300 - 600 ℃ 이다. 소성 시간 및 소성 분위기와 같은 조건은 임의로 설정될 수 있고, 소성 시간은 적합하게는, 예를 들어, 약 1 - 10 시간이고, 소성 분위기는 적합하게는 공기 또는 산소 함유 가스의 분위기, 또는 질소나 아르곤과 같은 불활성 가스 분위기이다.
산화티탄 입자를 액체 매질에 분산시키고 할로겐화 백금 화합물을 분산체에 첨가하는 방법, 산화티탄 입자를 할로겐화 백금 화합물의 용액에 첨가하는 방법 등에 의해, 산화티탄 입자 및 할로겐화 백금 화합물은 액체 매질에서 접촉되어 산화티탄 입자의 표면에 할로겐화 백금 화합물을 지지시킨다. 사용된 할로겐화 백금 화합물은 바람직하게는 상기 언급된 무기 할로겐화 백금 화합물, 더욱 바람직하게는 염화백금 화합물, 특히 바람직하게는 염화백금 화합물이다. 액체 매질로서, 물, 알콜 또는 톨루엔과 같은 무기 또는 유기 액체가 사용될 수 있고, 공업적으로, 물은 취급이 용이하고 바람직하다. 특허 문헌 2 - 3 에는 할로겐화 백금 화합물의 지지에서 차아인산과 같은 지지 촉진제를 사용하는 방법이 개시되어 있지만, 지지 촉진제가 사용되는 경우, 분체 색의 개량 효과는 거의 달성될 수 없고, 따라서 본 발명에 있어서 지지 촉진제를 사용하는 것은 바람직하지 않다. 할로겐화 백금 화합물을 지지시킨 후, 염산, 황산, 질산 또는 플루오르화수소산과 같은 산성 화합물을 이용하여 액체 매질의 pH 는 5 이하, 바람직하게는 4 이하로 조정되어 가시광 응답형 광촉매를 수득한다.
할로겐화 백금 화합물의 수율이 증가하기 때문에 산화티탄 입자와 할로겐화 백금 화합물을 가열 접촉시키는 것이 바람직하다. 가열 온도는 바람직하게는 50 - 250 ℃ 이고, 100 ℃ 이상의 온도에서, 본 발명은 오토클레이브와 같은 고온 고압 장치를 이용하여 실시될 수 있다. 가열 온도는 더욱 바람직하게는 50 - 100 ℃, 가장 바람직하게는 70 - 100 ℃ 이다.
심지어 액체 매질의 pH 가 5 이하로 조정되고, 이후, 중화가 가열과 함께 실시되는 경우, 할로겐화 백금 화합물의 수율은 개량되고, 이것은 바람직하다. 산화티탄 입자가 할로겐화 백금 화합물과 실온에서 접촉된 후, 가열이 중화시에 실시될 수 있지만, 이들이 가열과 함께 접촉되는 경우, 그리고, 계속해서, 중화가 접촉 온도를 유지하면서 실시되는 경우, 할로겐화 백금 화합물의 수율이 추가로 개량되고, 따라서 이것은 가장 바람직한 구현예이다. 가열 시간은 바람직하게는 10 분 - 10 시간이고, 가열 온도는 바람직하게는 50 - 250 ℃ 이다. 오토클레이브와 같은 고온 고압 장치를 이용하여 100 ℃ 이상의 온도에서 중화가 실시될 수 있고, 가열 온도는 더욱 바람직하게는 50 - 100 ℃, 가장 바람직하게는 70 - 100 ℃ 이다. 중화는 바람직하게는 6 - 8 의 pH 에서 실시되고, 암모니아, 아민, 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속의 수산화물 또는 탄산염이 중화제로서 사용될 수 있다.
분체의 형태로 광촉매를 수득하는 경우, 공지된 방법으로 세정 이후 여과 및 건조시킬 수 있고, 필요시, 분쇄가 수행될 수 있다.
또다른 방법으로서, 액체 매질 중에 산화티탄 입자를 할로겐화 백금 화합물과 접촉시, 액체 매질 중 할로겐화 백금 화합물이 형광 램프, 고압 수은 램프 등으로 광 조사되거나, 또는 삼염화티탄이 액체 매질에 첨가되면, 소량의 할로겐 원자를 함유하는 상태에서의 할로겐화 백금 화합물은 산화티탄 입자의 표면에 지지되고, 따라서 수득된 광촉매가 황색도가 적고, 즉, 분체 색의 b* 값이 6 이하이다. 조사 강도 및 삼염화티탄의 양은 특별히 제한되지 않고, 임의로 할로겐화 백금 화합물의 양 및 접촉 시간에 따라 설정될 수 있다. 광 조사 또는 삼염화티탄의 첨가 실시에 의해 원자가 0 의 금속 백금으로 할로겐화 백금 화합물이 환원되는 경우, 분체 색의 L* 값은 금속 백금의 생성으로 인해 저하되고, 추가로 가시광 응답성은 저하되며, 이것은 바람직하지 않고, 금속 백금이 생성되지 않는 조건이 선택되어야 한다. 그러므로, 광 조사시 알콜을 첨가하는 것 또는 삼염화티탄 보다 강한 환원력을 갖는 수소화붕소나트륨을 사용하는 것은 바람직하지 않다. 금속 백금의 생성은 색 변화 (흑색으로의 변화) 로 육안 관찰될 수 있고, 가시광 응답성의 저하로 확인될 수 있다.
본 발명의 가시광 응답성 광촉매가 실제로 광촉매 반응을 위해 사용되는 경우, 필요에 따라 광촉매를 기재에 고정시키거나, 또는 광촉매의 성형 및 조립에 의해 성형체로서 사용하는 것이 편리하다. 기재는 금속, 타일, 에나멜, 시멘트, 콘크리트, 유리, 플라스틱, 섬유, 목재 및 종이와 같은 각종 재질로 형성되는 것일 수 있고, 기재는 판형, 골판형, 벌집형, 구형 및 곡면형과 같은 각종 형태를 가질 수 있다.
광촉매를 기재에 고정시키기 위해, 광촉매 코팅제를 제조한 다음, 코팅물을 건조 또는 소성시킴으로써 기재의 표면에 가시광 응답형 광촉매를 코팅 또는 분무시키는 방법이 사용될 수 있다. 광촉매 코팅제는 하나 이상의 결합제를 함유하고, 무기 수지 또는 유기 수지는 결합제로서 사용될 수 있다. 결합제는 바람직하게는, 예를 들어, 중합성 규소 화합물, 시멘트, 콘크리트, 석고, 실리콘 수지 및 플루오로 수지와 같은, 광촉매 반응에 의해 거의 분해되지 않을 수 있는 것이고, 이들 중에서, 중합성 규소 화합물이 바람직한 것은 내구성이 높고, 취급성이 상대적으로 용이하며, 범용성이 높기 때문이다. 중합성 규소 화합물로서, 예를 들어, 가수분해성 실란 또는 이의 가수분해물 또는 이의 부분 축합물, 물 유리, 콜로이드성 실리카, 및 오르가노폴리실록산이 언급될 수 있고, 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로 사용될 수 있다. 가수분해성 실란은 알콕시기 및 할로겐기와 같은 하나 이상의 가수분해성 기를 함유하는 것이고, 이들 중에서, 알콕시실란이 안정성 및 경제성 관점으로부터 바람직하고, 특히 테트라메톡시실란 및 테트라에톡시실란과 같은 테트라알콕시실란이 반응성이 높고 바람직하다. 물 유리는 나트륨-규산 유형 등을 포함하고, 그 중에서 나트륨-규산 유형이 바람직한 것은 안정성이 높기 때문이다. 2 - 4 의 범위로 Na2O 및 SiO2 의 몰비를 갖는 나트륨-규산 유형의 물 유리는 경화성이 높고, 몰비 3 의 No. 3 물 유리는 안정성과 경화성 사이의 균형 관점으로부터 특히 바람직하다. 콜로이드성 실리카 및 오르가노폴리실록산으로서, 실라놀기를 갖는 것이 사용될 수 있다. 코팅제는 또한 분산 매질로서 물이나, 알콜, 탄화수소, 에테르, 에테르 알콜, 에스테르, 에테르 에스테르 및 케톤과 같은 비(非)수성 용매를 함유할 수 있고, 이들 중 하나 또는 이들 중 2개 이상을 함유하는 혼합 용매는 결합제와의 상용성에 따라 임의로 선택된다. 코팅제의 고형분 함량은 바람직하게는 1 - 50 중량%, 더욱 바람직하게는 10 - 40 중량% 이다. 광촉매는 고형분 중에 바람직하게는 50 - 95 중량%, 더욱 바람직하게는 70 - 95 중량% 의 양으로 함유된다.
코팅제는, 광촉매, 결합제 및 분산 매질 이외에, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한, pH 조정제, 분산제, 소포제, 유화제, 착색제, 증량제, 항진균제, 경화 조제 및 증점제, 충전제 등과 같은 각종 첨가제를 함유할 수 있다. 상기 첨가제 및 충전제가 비휘발성인 경우, 광촉매 작용에 의해 거의 분해되지 않는 무기물을 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명의 가시광 응답형 광촉매는 미리 분산 매질에 분산시킴으로써 제조된 분산체의 형태일 수 있다. 광촉매 코팅제가 분산체를 이용하여 제조되는 경우, 고도의 분산성이 용이하게 달성될 수 있고, 이것은 바람직하다. 대안적으로, 결합제 사용 없이, 분산체는 적합한 농도로 희석되고, 기재의 표면에 코팅 또는 분무된 다음, 건조 및 소성되어 광촉매를 기재에 고정시킬 수 있다. 분산체의 분산 매질로서, 코팅제에 함유된 것과 동일하거나 또는 상용성이 높은 분산 매질이 선택된다. 또한, 분산제는 분산체에 첨가될 수 있고, 분산제의 종류는 분산 매질에 따라 선택된다. 분산제로서, 예를 들어, (1) 표면 활성제 ((a) 음이온성 유형 (카르복실산 염, 황산 에스테르, 술폰산 염, 인산 에스테르 염 등), (b) 양이온성 유형 (알킬아민 염, 알킬아민의 4차 암모늄 염, 방향족 4차 암모늄 염, 복소환 4차 암모늄 염 등), (c) 양쪽성 유형 (베타인 유형, 아미노산 유형, 알킬아민 옥시드, 질소 함유 복소환 유형 등), (d) 비이온성 유형 (에테르 유형, 에테르 에스테르 유형, 에스테르 유형, 질소 함유 유형 등) 등, (2) 실리콘 유형 분산제 (알킬 변성 폴리실록산, 폴리옥시알킬렌 변성 폴리실록산 등), (3) 인산염 유형 분산제 (인산나트륨, 피로인산나트륨, 오르토인산나트륨, 메타인산나트륨, 트리폴리인산나트륨 등), (4) 알카놀아민 (아미노메틸프로파놀, 아미노메틸프로판디올 등) 등이 언급될 수 있다. 이들 중에서, 카르복실산 염 유형 표면 활성제, 특히 고분자량 유형의 것이 바람직한 것은, 이들이 산화티탄을 고도로 분산시킬 수 있기 때문이다. 이의 특정 예는 폴리아크릴산 염 ([CH2CH(COOM)]n: 상기 화학식 및 하기 화학식들에서 M 은 알칼리 금속, 알칼리토 금속, 암모늄 등을 나타낸다), 아크릴산 염-아크릴아미드 공중합체 ([CH2CH(COOM)]n-[CH2CH(CONH2)]m), 아크릴산-말레산 염 공중합체 ([CH2CH(COOH)]n-[CH2CH(COOM)CH(COOM)]m), 에틸렌-말레산 염 공중합체 ([CH2CH2]n-[CH(COOM)CH(COOM)]m), 올레핀-말레산 염 공중합체 ([CH2CH(R)]n-[CH(COOM)CH(COOM)]m), 스티렌-말레산 염 공중합체 ([CH2CH(C6H5)]n-[CH(COOM)CH(COOM)]m) 등이다. 분산체 중 광촉매의 양은 바람직하게는 5 - 90 중량%, 더욱 바람직하게는 10 - 80 중량% 이다. 분산제의 양은 광촉매에 대해 바람직하게는 0.01 - 20 중량%, 더욱 바람직하게는 0.01 - 10 중량% 이다.
광촉매가 성형 및 사용되는 경우, 필요시, 점토, 규조토, 유기 수지, 무기 수지 등과 같은 결합제와 혼합시킨 후 임의 형태로 성형될 수 있다.
본 발명은 하기 실시예에 의해 추가로 설명되지만, 본 발명을 한정하는 것으로 파악되지 않아야 한다.
실시예 1
평균 장축 길이 64 nm 및 평균 단축 길이 13 nm (축비: 4.9), 그리고 비표면적 160 m2/g 의 방추형 이산화티탄 입자를 미(未)소성 광촉매 입자로서 사용하였고, 미소성 방추형 이산화티탄 입자를 350 ℃ 에서 5 시간 동안 소성시켰다. 생성된 소성 방추형 이산화티탄 입자는 비표면적 63 m2/g, 그리고 평균 장축 길이 38 nm 및 평균 단축 길이 19 nm (축비: 2.0) 이었다.
이어서, 50 g 의 소성 방추형 이산화티탄 입자를 0.5 리터의 순수(純水)에 첨가한 후, 교반시켜 분산액을 수득하였다. 분산액에 0.675 g 의 헥사클로로백금산 6수화물 (TiO2 에 대한 Pt 로서 0.5 중량% 상당) 을 첨가한 후, 혼합시키고 혼합물을 90 ℃ 에서 1 시간 동안 열처리시켰다. 열처리 후, 황산을 이용하여 pH 를 3 으로 조정하고, 이어서 온도를 90 ℃ 로 유지시키고, 혼합물을 수산화나트륨으로 중화시켜 약 7 의 pH 를 제공하고, 이어서 여과, 세정, 110 ℃ 에서 24 시간 동안 건조시킨 후, 막자사발로 분쇄시켜 본 발명의 가시광 응답형 광촉매 (샘플 A) 를 수득하였다.
비교예 1
0.675 g 의 헥사클로로백금산 6수화물 (TiO2 에 대한 Pt 로서 0.5 중량% 상당) 을 0.5 리터의 순수에 첨가한 후, 교반시켜 용액을 수득하였다. 이어서, 실시예 1 에서 사용된 50 g 의 소성 방추형 이산화티탄 입자를 생성 용액과 혼합시켰다. 이후, 1.44 ml 의 차아인산 수용액 (50 % 수용액) 을 혼합물에 첨가한 후, 90 ℃ 에서 1 시간 동안 열처리시켰다. 열처리 후, 혼합물을 냉각시키고, 이어서 여과, 세정 및 110 ℃ 에서 24 시간 동안 건조시킨 후, 막자사발로 분쇄시켜 가시광 응답형 광촉매 (샘플 B) 를 수득하였다.
비교예 2
소성 방추형 이산화티탄 입자 대신 비(非)소성 방추형 이산화티탄 입자에 클로로백금산을 지지시키는 것을 제외하고, 비교예 1 에서와 동일한 방식으로 가시광 응답형 광촉매 (샘플 C) 를 수득하였다.
비교예 3
소성 방추형 이산화티탄 입자 대신 비소성 구형 산화티탄 입자 (평균 입자 직경 4.5 nm 및 비표면적 320 m2/g 의 ST-01, Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd. 제조) 에 클로로백금산을 지지시키는 것을 제외하고, 비교예 1 에서와 동일한 방식으로 가시광 응답형 광촉매 (샘플 D) 를 수득하였다.
비교예 4
황산법 산화티탄의 제조에서 수득된 60 g 의 황산티타닐을 40 리터의 물에 용해시키고, 회전 증발기를 이용하여 생성 수용액을 70 ℃ 의 온도에서 농축시켜 물을 제거하고 마지막으로 증발 건조시켰다. 생성 농축물을 93 분에 걸쳐 교반하면서 25 % 농도의 275 g 의 암모니아수에 첨가시키면서 -30 ℃ 의 냉매로 냉각시킨 후, 4 시간 동안 숙성시켜 반응 생성물을 수득하였다. 반응 생성물을 여과, 세정, 건조, 및 이어서 400 ℃ 의 온도에서 1 시간 동안 대기 중에 소성시켜 가시 광 응답형 광촉매 (샘플 E) 를 수득하였다.
평가 1: 분체 특성
실시예 1 및 비교예 1 - 4 에서 수득된 샘플 A - E 의 분체 색의 b* 값 및 L* 값을 상기 (분체 색의 측정 방법) 에 언급된 방법으로 평가하였다. 또한, 비표면적을 BET 방법으로 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타내었다. 본 발명의 가시광 응답형 광촉매는 b* 값이 작고 황색도가 적은 백색 색상을 가짐을 볼 수 있었다.
| 샘플 | b* 값 | L* 값 | 비표면적 (m2/g) |
|
| 실시예 1 | A | 5.0 | 98.7 | 60 |
| 비교예 1 | B | 7.0 | 97.5 | 60 |
| 비교예 2 | C | 7.0 | 97.8 | 130 |
| 비교예 3 | D | 3.8 | 97.1 | 290 |
| 비교예 4 | E | 11.3 | 95.2 | 100 |
평가 2: 아세트알데히드 분해 활성
실시예 1 및 비교예 1 - 4 에서 수득된 각각의 샘플 A - E 의 0.1 g 을 6 cm 
의 실험실 접시에 분포시켰다. 아세트알데히드 및 합성 공기를 용량 2 리터의 가요성 백에 충전시키고, 아세트알데히드의 농도를 210 ppm 으로 조정하였다. 실험실 접시를 500 ml 의 분리형 플라스크에 배치시키고, 이어서 가요성 백과 연결시킨 후, 펌프로 시스템 내의 가스를 3 리터/분의 속도로 순환시켜 반응을 실시하였다. 암 (dark) 조건 하에 흡착 평형에 도달한 후 (약 30 분 정도), 반응 생성물을 5700 lx 의 백색 형광 램프로 500 시간 동안 광조사시켰다. 시스템 내의 가스를 주사기로 샘플링부로부터 수집하고, 아세트알데히드의 농도를 가스 크로마토그래피로 측정하였다. 아세트알데히드 농도의 감소 속도 정수 (k1) 를 하기 식 1 로 계산하고, 광촉매 활성을 평가하였다. 계속해서, 광 조사를 추가로 500 시간 동안 실시하고, 이어서 아세트알데히드 농도의 감소 속도 정수 (k2) 를 동일 방식으로 계산하였다. 반응 속도 정수가 클수록, 광촉매 활성이 높다. 결과를 표 2 에 나타내었다. 본 발명의 가시광 응답형 광촉매는 파장 400 - 800 nm 의 가시광 조사 하에서 광촉매 활성이 높으며, 또한, 광 조사가 계속해서 장시간 동안 실시되는 경우 조차 광촉매 활성의 저하가 적음을 볼 수 있다.
식 1: ln (C/C0) = -knt
kn: 반응 속도 정수 (l/h)
t: 반응 시간 (h)
C: 광 조사 후 아세트알데히드 농도 (ppm)
C0: 광 조사 개시시의 아세트알데히드 농도 (ppm)
| 샘플 | 반응 속도 정수 (k1) (l/h) |
반응 속도 정수 (k2) (l/h) |
활성유지율 [(k2/k1)× 100] |
|
| 실시예 1 | A | 4.8 | 4.0 | 83.3 |
| 비교예 1 | B | 4.8 | 1.5 | 31.2 |
| 비교예 2 | C | 1.2 | 0.8 | 66.6 |
| 비교예 3 | D | 0.5 | 0.4 | 80.0 |
| 비교예 4 | E | 0.5 | 0.4 | 80.0 |
실시예 2
실시예 1 에서 수득된 샘플 A 및 200 g 의 유리 비즈를 표 3 에 나타낸 처방으로 용량 500 cc 의 비즈 밀 (mill) 에 충전하고, 3000 회전으로 10 분 동안 분산시켰다. 이어서, 분산체를 순수로 희석시켜 고형분 농도를 19.1 중량% 로 조정하여 본 발명의 광촉매 분산체 (샘플 F) 를 수득하였다. 샘플 F 는 pH 8.5 및 점도 5.5 mPa·s 를 가졌다.
| 샘플 A | 600.0 g |
| 순수 | 400.0 g |
| 분산제 (SHALLOL AH-103P: 폴리아크릴레이트 중합체, Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. 제조) |
4.5 g |
실시예 3
실시예 1 에서 수득된 샘플 A 및 80 g 의 유리 비즈를 표 4 에 나타낸 처방으로 용량 225 cc 의 유리 용기에 충전하고, 페인트 컨디셔너 (Red Devil Co., Ltd. 제조) 를 이용하여 60 분 동안 분산시켰다. 이어서, 생성 현탁액 100 중량부에 폴리아크릴산나트륨 (Kishida Chemical Co., Ltd. 제조) 0.1 중량부를 증점제로서 첨가한 후, 혼합시켰다. 또한, 현탁액을 순수로 희석시켜 고형분 농도를 19.9 중량% 로 조정하고, 이에 의해 본 발명의 광촉매 코팅제 (샘플 G) 를 수득하였다. 샘플 G 는 pH 8.7 및 점도 149 mPa·s 를 가졌다.
| 샘플 A | 56.0 g |
| 순수 | 224.0 g |
| 콜로이드성 실리카 (SNOWTEX UP, Nissan Chemical Industries, Ltd. 제조) |
120.0 g |
실시예 2 및 3 에서 수득된 각각의 샘플 F 및 G 를 6 cm 
의 실험실 접시에 적하하고, 여기에 균일하게 분포시키고, 이어서 110 ℃ 에서 12 시간 동안 건조시켜 광촉매 합성물을 수득하였다. 이후, 평가 2 와 동일한 시험을 수행하여 아세트알데히드에 대한 분해 활성이 가시광 조사 하에서 수득됨을 확인하였다.
점토를 이용하여 실시예 1 에서 수득된 샘플 A 를 성형 및 과립화시켜 광촉매 합성물을 제조하고, 생성 광촉매가 가시광 조사 하에서 광촉매 활성이 높고 안정적임을 확인하였다. 광촉매는 또한 자외선 조사 하에서 광촉매 활성이 높고, 조사 광을 효율적으로 사용할 수 있으며, 우수한 광촉매 활성을 가짐을 또한 확인하였다.
실시예 4
실시예 1 에서 사용된 50 g 의 소성 방추형 이산화티탄 입자를 0.5 리터의 순수에 첨가한 후, 교반함으로써 분산액을 제조하였다. 분산액에 0.675 g 의 헥사클로로백금산 6수화물 (TiO2 에 대한 Pt 로서 0.5 중량% 상당) 을 첨가하고, 이들을 혼합시켰다. 이어서, 황산을 이용하여 혼합물의 pH 를 3 으로 조정하고, 120 g 의 1 중량% 삼염화티탄 수용액을 여기에 첨가한 후, 혼합물을 90 ℃ 에서 1 시간 동안 열처리시켰다. 열처리 후, 질산을 이용하여 pH 를 1.5 로 조정하고, 이어서, 온도를 90 ℃ 에서 유지시키고, 혼합물을 수산화나트륨으로 중화시켜 pH 약 7 을 제공하고, 이어서, 여과, 세정, 110 ℃ 에서 24 시간 동안 건조시킨 후, 막자사발로 분쇄시켜 본 발명의 가시광 응답형 광촉매 (샘플 H) 를 수득하였다.
샘플 H 는 분체 색의 b* 값 0.3 을 가지고, 염화백금 화합물을 지지하여도, 금속 백금이 제조되지 않았다. 또한, 비표면적이 60 m2/g 이고, 평가 2 의 방법으로 측정된 반응 속도 정수 k1 이 4.8 (l/h) 이고, 가시광 응답성이 있었다.
실시예 5
실시예 1 에서 사용된 50 g 의 소성 방추형 이산화티탄 입자를 0.5 리터의 순수에 첨가한 후, 교반시킴으로써 분산액을 제조하였다. 분산액에 0.675 g 의 헥사클로로백금산 6수화물 (TiO2 에 대한 Pt 로서 0.5 중량% 상당) 을 첨가하고, 이들을 혼합시켰다. 이어서, 액체 표면에서의 조도가 600 lx 에 도달하도록 형광 램프로 조사시키면서 3 시간 동안 90 ℃ 에서 혼합물을 열처리시켰다. 열처리 후, 황산을 이용하여 혼합물의 pH 를 3 으로 조정하고, 이어서, 온도를 90 ℃ 에서 유지시키고, 혼합물을 수산화나트륨으로 중화시켜 pH 약 7 을 제공하고, 이어서, 여과, 세정, 110 ℃ 에서 24 시간 동안 건조시킨 후, 막자사발로 분쇄시켜 본 발명의 가시광 응답형 광촉매 (샘플 I) 를 수득하였다.
샘플 I 는 염화백금 화합물을 지지하지만, 금속 백금을 생성하지 않고, 분체 색의 b* 값이 6 이하이고, 비표면적이 60 m2/g 이고, 가시광 응답성이 있었다.
비교예 5
상기 실시예 5 에서, 소성 방추형 이산화티탄 입자의 분산액에 헥사클로로백금산 6수화물을 첨가한 후, 혼합시키고, 이어서 5 ml 의 에탄올을 혼합물에 첨가하였다. 이어서, 액체 표면에서의 조도가 600 lx 에 도달하도록 형광 램프로 조사시키면서 3 시간 동안 90 ℃ 에서 혼합물을 열처리시켰다. 증발 손실을 고려하여 1 시간 마다 5 ml 의 양으로 에탄올을 추가로 첨가하였다. 열처리 후, 황산을 이용하여 pH 를 3 으로 조정하고, 이어서, 온도를 90 ℃ 로 유지시키고, 혼합물을 수산화나트륨으로 중화시켜 pH 약 7 을 제공하고, 이어서, 여과, 세정, 110 ℃ 에서 24 시간 동안 건조시킨 후, 막자사발로 분쇄시켜 광촉매 (샘플 J) 를 수득하였다.
샘플 J 는 금속 백금 화합물을 지지하고, 가시광 응답성은 평가 2 의 방법으로 거의 측정되지 않았다.
본 발명의 광촉매는 우수한 가시광 응답성 및 황색도가 적은 백색 색상을 가지며, 코팅제 및 분산체로 용이하게 제조될 수 있다. 그래서, 가시광 조사 하의 환경에서 정화제, 탈취제, 방오제, 살균제, 및 방무제와 같은 광범위의 용도로 이용될 수 있다.
Claims (13)
- 산화티탄 입자 그리고 산화티탄 입자의 표면에 지지된 할로겐화 백금 화합물을 포함하는 가시광 응답형 광촉매로서, 광촉매의 비표면적이 BET 방법에 따라 10 - 100 m2/g 이고, 광촉매의 분체 색의 b* 값이 헌터 표색계 (Hunter color system) 에 따라 6 이하인 가시광 응답형 광촉매.
- 제 1 항에 있어서, 광촉매의 분체 색의 L* 값이 헌터 표색계에 따라 96 이상인 가시광 응답형 광촉매.
- 제 1 항에 있어서, 할로겐화 백금 화합물이 염화백금 화합물인 가시광 응답형 광촉매.
- 제 1 항에 있어서, 산화티탄 입자가 이방형을 갖는 가시광 응답형 광촉매.
- 산화티탄 입자 및 할로겐화 백금 화합물을 액체 매질 중에서 접촉시켜 할로겐화 백금 화합물을 산화티탄 입자의 표면에 지지시키고, 이어서 산성 화합물을 이용하여 액체 매질의 pH 를 5 이하로 조정하는 것을 포함하는 가시광 응답형 광촉매의 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서, 산화티탄 입자가 BET 방법에 따라 10 - 100 m2/g 의 비표면적을 갖는 가시광 응답형 광촉매의 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서, 소성 산화티탄 입자를 사용하는 가시광 응답형 광촉매의 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서, 산화티탄 전구체의 소성에 의해 수득된 산화티탄 입자를 사용하는 가시광 응답형 광촉매의 제조 방법.
- 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 소성 온도가 200 - 700 ℃ 인 가시광 응답형 광촉매의 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서, 산화티탄 입자 및 할로겐화 백금 화합물을 가열하면서 접촉시키는 가시광 응답형 광촉매의 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서, 액체 매질의 pH 를 5 이하로 조정한 후, 가열하면서 중화를 실시하는 가시광 응답형 광촉매의 제조 방법.
- 적어도 제 1 항에 따른 가시광 응답형 광촉매 및 결합제를 함유하는 광촉매 코팅제.
- 적어도 제 1 항에 따른 가시광 응답형 광촉매 및 분산 매질을 함유하는 광촉매 분산체.
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