JPH0365231B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0365231B2 JPH0365231B2 JP60159524A JP15952485A JPH0365231B2 JP H0365231 B2 JPH0365231 B2 JP H0365231B2 JP 60159524 A JP60159524 A JP 60159524A JP 15952485 A JP15952485 A JP 15952485A JP H0365231 B2 JPH0365231 B2 JP H0365231B2
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- JP
- Japan
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- semiconductor
- film
- solution
- membrane
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、多孔性膜に半導体コロイドを保持さ
せてなる光機能性膜に関するものである。
せてなる光機能性膜に関するものである。
半導体電極により水を光分解して水素と酸素を
得る方法が発表されて以来、半導体光触媒の開発
が盛んである。半導体光触媒の応用例としては、
バイオマスを光分解して水素を製造する技術が、
廃棄物の利用による水素製造法として注目されて
いる。またベンゼンからフエノールを合成する方
法やアミノ酸の合成等の有機合成への応用も今後
発展するものと思われる。また有機ハロゲン化合
物やキレート化合物などの公害物質の分解も半導
体触媒の重要な応用分野である。半導体の触媒作
用は半導体と溶液の界面で起るので、表面積が大
きい粉末を用いる方が、電極を用いるより、反応
効率が大きい。このため上記の応用分野ではもつ
ぱら粉末が用いられている。一方、粉末は溶液中
に懸濁して用いるので、反応後、濾過や遠心分離
により、反応物から半導体粉末を除かなければな
らないという欠点がある。このため反応を連続的
に行うことができず、このことが半導体触媒の実
用化の大きな妨げとなつている。
得る方法が発表されて以来、半導体光触媒の開発
が盛んである。半導体光触媒の応用例としては、
バイオマスを光分解して水素を製造する技術が、
廃棄物の利用による水素製造法として注目されて
いる。またベンゼンからフエノールを合成する方
法やアミノ酸の合成等の有機合成への応用も今後
発展するものと思われる。また有機ハロゲン化合
物やキレート化合物などの公害物質の分解も半導
体触媒の重要な応用分野である。半導体の触媒作
用は半導体と溶液の界面で起るので、表面積が大
きい粉末を用いる方が、電極を用いるより、反応
効率が大きい。このため上記の応用分野ではもつ
ぱら粉末が用いられている。一方、粉末は溶液中
に懸濁して用いるので、反応後、濾過や遠心分離
により、反応物から半導体粉末を除かなければな
らないという欠点がある。このため反応を連続的
に行うことができず、このことが半導体触媒の実
用化の大きな妨げとなつている。
本発明は、従来技術に見られる前記欠点を克服
した、半導体粉末の特徴を生かし、かつ流動式反
応装置に用いることの可能な半導体を含む光機能
膜を提供することを目的とする。
した、半導体粉末の特徴を生かし、かつ流動式反
応装置に用いることの可能な半導体を含む光機能
膜を提供することを目的とする。
本発明によれば、多孔性膜に半導体コロイドを
保持させたことを特徴とする光機能性膜が提供さ
れる。
保持させたことを特徴とする光機能性膜が提供さ
れる。
本発明の光機能性膜は、バイオマス、アルコー
ル等の存在下で水を光分解して、水素を製造する
ことができる。また環境汚染上の問題となつてい
るトリクロルエチレン、テトラクロルエチレン、
ジクロルメタンの有機ハロゲン化合物の除去に用
いることできる。更に有機合成において、ベンゼ
ンの酸化によるフエノールの製造や不飽和脂肪酸
の水素化に光触媒として用いることができる。本
発明の光機能性膜を流動式の反応槽と組み合せて
用いることにより、上記のような反応を連続的に
行なわせることできる。
ル等の存在下で水を光分解して、水素を製造する
ことができる。また環境汚染上の問題となつてい
るトリクロルエチレン、テトラクロルエチレン、
ジクロルメタンの有機ハロゲン化合物の除去に用
いることできる。更に有機合成において、ベンゼ
ンの酸化によるフエノールの製造や不飽和脂肪酸
の水素化に光触媒として用いることができる。本
発明の光機能性膜を流動式の反応槽と組み合せて
用いることにより、上記のような反応を連続的に
行なわせることできる。
本発明に用いる多孔性膜は、孔のサイズが0.01
〜10μmの範囲にあるものが適しているが、これ
に限定されるものではない。このような多孔性膜
としては、従来公知のもの、例えば、市販のメン
ブランフイルターやガラスフイルター等が用いら
れる。
〜10μmの範囲にあるものが適しているが、これ
に限定されるものではない。このような多孔性膜
としては、従来公知のもの、例えば、市販のメン
ブランフイルターやガラスフイルター等が用いら
れる。
本発明に用いる半導体は、微粒子コロイドにし
得るものであれば殆んど全てのものを用いること
ができ、その具体的半導体の種類は、その使用目
的に応じて適当に選択される。例えば、水分解の
目的には、二酸化チタン、チタン酸ストロンチウ
ム、硫化カドミウム等が好ましく用いられる。
得るものであれば殆んど全てのものを用いること
ができ、その具体的半導体の種類は、その使用目
的に応じて適当に選択される。例えば、水分解の
目的には、二酸化チタン、チタン酸ストロンチウ
ム、硫化カドミウム等が好ましく用いられる。
本発明の光機能性膜は、多孔性膜の孔サイズに
近い粒子径の分布を持つ半導体コロイド溶液を、
多孔性膜で繰返し濾過し、半導体の微粒子コロイ
ドを多孔性膜に保持させることによつて製造され
る。この場合、半導体の微粒子コロイド溶液は、
一般には、半導体の合成法に基づいて調製するこ
とができる。即ち、半導体合成法に従つて、半導
体化合物のコロイド溶液を形成し、これを加熱熟
成し、粒子を成長させる。コロイド粒子の粒子径
のコントロールは、この熟成温度と熟成時間を調
節することにより行うことができる。この半導体
コロイド溶液の調製を、例えば、二酸化チタンの
場合について示すと、二酸化チタンの合成法に従
つて、先ず、蒸留水に四塩化チタンを微量ずつ添
加し、加水分解させることにより、二酸化チタン
のヒドロゾル微粒子のコロイド溶液を形成し、こ
れを熟成すればよい。
近い粒子径の分布を持つ半導体コロイド溶液を、
多孔性膜で繰返し濾過し、半導体の微粒子コロイ
ドを多孔性膜に保持させることによつて製造され
る。この場合、半導体の微粒子コロイド溶液は、
一般には、半導体の合成法に基づいて調製するこ
とができる。即ち、半導体合成法に従つて、半導
体化合物のコロイド溶液を形成し、これを加熱熟
成し、粒子を成長させる。コロイド粒子の粒子径
のコントロールは、この熟成温度と熟成時間を調
節することにより行うことができる。この半導体
コロイド溶液の調製を、例えば、二酸化チタンの
場合について示すと、二酸化チタンの合成法に従
つて、先ず、蒸留水に四塩化チタンを微量ずつ添
加し、加水分解させることにより、二酸化チタン
のヒドロゾル微粒子のコロイド溶液を形成し、こ
れを熟成すればよい。
本発明の光機能性膜は、前記のようにして得ら
れる半導体微粒子のみを保持させた膜のままでも
使用可能であるが、必要に応じ、その半導体の触
媒効果を向上させるために、さらに、金属を担持
させて用いることができる。この場合、担持させ
る金属としては、例えば、白金、パラジウム、ロ
ジウム、ルテニウム、イリジウム、銅等が挙げら
れ、水の分解を目的とする場合には、特に、白金
やパラジウムの使用が好ましい。膜に対してこれ
ら金属を担持させるためには、金属イオンの水溶
液に窒素やアルゴン等の不活性ガスを導入して溶
存酸素を除去した後に、この溶液に膜を浸して光
を照射する。この操作において、金属イオンが膜
面に沈漬しにくいときは、金属イオン溶液にアス
コルビン酸を加えることにより、金属の沈漬を効
率よく行わせることができる。また、膜に対する
金属の担持は、金属蒸着法等によつて行うことも
できる。
れる半導体微粒子のみを保持させた膜のままでも
使用可能であるが、必要に応じ、その半導体の触
媒効果を向上させるために、さらに、金属を担持
させて用いることができる。この場合、担持させ
る金属としては、例えば、白金、パラジウム、ロ
ジウム、ルテニウム、イリジウム、銅等が挙げら
れ、水の分解を目的とする場合には、特に、白金
やパラジウムの使用が好ましい。膜に対してこれ
ら金属を担持させるためには、金属イオンの水溶
液に窒素やアルゴン等の不活性ガスを導入して溶
存酸素を除去した後に、この溶液に膜を浸して光
を照射する。この操作において、金属イオンが膜
面に沈漬しにくいときは、金属イオン溶液にアス
コルビン酸を加えることにより、金属の沈漬を効
率よく行わせることができる。また、膜に対する
金属の担持は、金属蒸着法等によつて行うことも
できる。
本発明の光機能性膜は、その表面の補強を行う
ために、さらに、その表面を高分子被膜で被覆す
ることができる。この場合、被膜形成用高分子と
しては、ポリビニルアルコール、ゼラチン、ポリ
ビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリ酢酸ビ
ニル、ポリウレタン等の水溶性ないしエマルジヨ
ン形成性のものが用いられ、光機能性膜の用途と
の関連で適当のものが選択される。例えば、水溶
液系に用いる場合には、親水性高分子が好ましく
使用される。これらの高分子は、１％程度の濃度
の溶液として適用され、その付着量（乾燥重量基
準）は、１〜５ｇ／m2、好ましくは２〜３ｇ／m2
程度である。
ために、さらに、その表面を高分子被膜で被覆す
ることができる。この場合、被膜形成用高分子と
しては、ポリビニルアルコール、ゼラチン、ポリ
ビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリ酢酸ビ
ニル、ポリウレタン等の水溶性ないしエマルジヨ
ン形成性のものが用いられ、光機能性膜の用途と
の関連で適当のものが選択される。例えば、水溶
液系に用いる場合には、親水性高分子が好ましく
使用される。これらの高分子は、１％程度の濃度
の溶液として適用され、その付着量（乾燥重量基
準）は、１〜５ｇ／m2、好ましくは２〜３ｇ／m2
程度である。
本発明の光機能性膜は、前記したような各種の
光反応触媒として使用され、反応終了後、反応系
から分離することが容易であり、また流動式の反
応槽と組合せて用いることにより、連続的に反応
を行わせることができる。
光反応触媒として使用され、反応終了後、反応系
から分離することが容易であり、また流動式の反
応槽と組合せて用いることにより、連続的に反応
を行わせることができる。
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明す
る。
る。
実施例 １
アイスバス中で冷却した蒸留水100mlを撹拌し
ながら、四塩化チタンの５mlを微量ずつ、ゆつく
り加えた、生ずる微細な二酸化チタンのコロイド
溶液の30c.c.を80℃で約10分間熟成した。このコロ
イド溶液をザルトリウス製メンブランフイルター
SM1160（濾紙径4.5cm、孔径0.2μm）で濾過した。
濾液を熟成して、再び濾過し、同様の操作を数回
繰り返してコロイドを膜中に保持させた。この膜
を流水で20分間水洗した後に、0.5％塩化白金酸
を含み、炭酸ナトリウムと塩酸でPH4.0に調節し
た水溶液に浸した。窒素ガスを20分間送つた後
に、窒素の送気を続けながら、500W超高圧水銀
灯で、片面30分ずつ、両面光照射した。表面に白
金が沈浸した膜を塩酸溶液に１分間浸漬した後
に、流水で十分に水洗した。このようにして、本
発明の光機能性膜を得た。
ながら、四塩化チタンの５mlを微量ずつ、ゆつく
り加えた、生ずる微細な二酸化チタンのコロイド
溶液の30c.c.を80℃で約10分間熟成した。このコロ
イド溶液をザルトリウス製メンブランフイルター
SM1160（濾紙径4.5cm、孔径0.2μm）で濾過した。
濾液を熟成して、再び濾過し、同様の操作を数回
繰り返してコロイドを膜中に保持させた。この膜
を流水で20分間水洗した後に、0.5％塩化白金酸
を含み、炭酸ナトリウムと塩酸でPH4.0に調節し
た水溶液に浸した。窒素ガスを20分間送つた後
に、窒素の送気を続けながら、500W超高圧水銀
灯で、片面30分ずつ、両面光照射した。表面に白
金が沈浸した膜を塩酸溶液に１分間浸漬した後
に、流水で十分に水洗した。このようにして、本
発明の光機能性膜を得た。
実施例 ２
実施例１で調製した半導体固定膜をパイレツク
スガラス製サンプルビン（容積30ml）に入れ、エ
タノールと水の１：１溶液15mlを加え、シリコン
ゴムで栓をした。これを100W超高圧水銀灯で
310nmのカツトフイルターを通して５時間照射し
た。サンプルビンの中の気体の一部をガスクロマ
トグラフで分析した。この時11mlの水素が得られ
た。
スガラス製サンプルビン（容積30ml）に入れ、エ
タノールと水の１：１溶液15mlを加え、シリコン
ゴムで栓をした。これを100W超高圧水銀灯で
310nmのカツトフイルターを通して５時間照射し
た。サンプルビンの中の気体の一部をガスクロマ
トグラフで分析した。この時11mlの水素が得られ
た。
実施例 ３
実施例１と同様にして、二酸化チタンコロイド
を保持し、白金を担持したザルトリウス製メンブ
ランフイルターSM11307（濾紙径4.5cm、孔径
0.01μm）を10-2モルEDTA（エチレンジアミン四
酢酸二ナトリウム）の水溶液15μに浸して、実
施例２と同様の方法で１時間光照射した。発生し
たガスを実施例２と同様の方法で分析した。これ
により0.8mlの水素が得られた。
を保持し、白金を担持したザルトリウス製メンブ
ランフイルターSM11307（濾紙径4.5cm、孔径
0.01μm）を10-2モルEDTA（エチレンジアミン四
酢酸二ナトリウム）の水溶液15μに浸して、実
施例２と同様の方法で１時間光照射した。発生し
たガスを実施例２と同様の方法で分析した。これ
により0.8mlの水素が得られた。
実施例 ４
実施例１と同様にして調製した半導体固定膜の
片面に、１％ポリビニルアルコール（PVA）水
溶液の0.4mlを流し、一昼夜乾燥した。これを実
施例２と同様にして、PVA被覆面を１時間光照
射した。これにより0.85mlの水素が得られた。
片面に、１％ポリビニルアルコール（PVA）水
溶液の0.4mlを流し、一昼夜乾燥した。これを実
施例２と同様にして、PVA被覆面を１時間光照
射した。これにより0.85mlの水素が得られた。
Claims (1)
- １ 多孔性膜に半導体コロイドを保持させたこと
を特徴とする光機能性膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60159524A JPS6219245A (ja) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | 光機能性膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60159524A JPS6219245A (ja) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | 光機能性膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6219245A JPS6219245A (ja) | 1987-01-28 |
| JPH0365231B2 true JPH0365231B2 (ja) | 1991-10-11 |
Family
ID=15695648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60159524A Granted JPS6219245A (ja) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | 光機能性膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6219245A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63248443A (ja) * | 1987-04-01 | 1988-10-14 | Agency Of Ind Science & Technol | 光酸化反応用触媒及びその製造方法 |
| JPH01135842A (ja) * | 1987-11-21 | 1989-05-29 | Agency Of Ind Science & Technol | 光触媒固定膜 |
| JP2006326530A (ja) * | 2005-05-27 | 2006-12-07 | Hiroshima Univ | ナノ多孔性酸化チタン膜およびこれを用いて揮発性有機化合物を処理する方法 |
| WO2012058869A1 (zh) * | 2010-11-04 | 2012-05-10 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种光催化重整生物质衍生物并制氢的半导体光催化剂及制备与应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5820701A (ja) * | 1981-07-23 | 1983-02-07 | Mitsubishi Electric Corp | 水素発生用半導体素子 |
-
1985
- 1985-07-19 JP JP60159524A patent/JPS6219245A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6219245A (ja) | 1987-01-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |