JPH0966237A - 光触媒粒子及びその合成方法 - Google Patents
光触媒粒子及びその合成方法Info
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- JPH0966237A JPH0966237A JP7246919A JP24691995A JPH0966237A JP H0966237 A JPH0966237 A JP H0966237A JP 7246919 A JP7246919 A JP 7246919A JP 24691995 A JP24691995 A JP 24691995A JP H0966237 A JPH0966237 A JP H0966237A
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- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
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- B01J35/70—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their crystalline properties, e.g. semi-crystalline
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反応性に富み、且つ回収の容易な光触媒粒子
及びその合成方法を提供する。 【解決手段】 半導体金属酸化物の結晶相を有する光触
媒成分をマトリックスとし、これに強磁性体金属成分よ
りなる粒子を分散、含有せしめてなる複合粒子にて構成
すると共に、平均粒径が１５ｎｍ以下、比表面積が１０
０ｍ2 ／ｇ以上とすることによって、反応性に富み、且
つ磁力により回収可能な光触媒粒子を得る。また、その
ような光触媒粒子は、界面活性剤を含有させてなる疎水
性有機溶媒中において水を分散せしめて調製したマイク
ロエマルジョンに対して、半導体金属酸化物の結晶相を
有する光触媒成分を与える原料及び強磁性体金属成分を
与える原料を添加して、マイクロエマルジョン界面近傍
にて加水分解反応を惹起せしめることにより、それら二
つの成分の水酸化物乃至は酸化物を複合して析出せし
め、更にその後、還元条件下に熱処理することにより、
合成される。
及びその合成方法を提供する。 【解決手段】 半導体金属酸化物の結晶相を有する光触
媒成分をマトリックスとし、これに強磁性体金属成分よ
りなる粒子を分散、含有せしめてなる複合粒子にて構成
すると共に、平均粒径が１５ｎｍ以下、比表面積が１０
０ｍ2 ／ｇ以上とすることによって、反応性に富み、且
つ磁力により回収可能な光触媒粒子を得る。また、その
ような光触媒粒子は、界面活性剤を含有させてなる疎水
性有機溶媒中において水を分散せしめて調製したマイク
ロエマルジョンに対して、半導体金属酸化物の結晶相を
有する光触媒成分を与える原料及び強磁性体金属成分を
与える原料を添加して、マイクロエマルジョン界面近傍
にて加水分解反応を惹起せしめることにより、それら二
つの成分の水酸化物乃至は酸化物を複合して析出せし
め、更にその後、還元条件下に熱処理することにより、
合成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、不均一光触媒反応
に好適に用いられる光触媒粒子及びその合成方法に係
り、特に、半導体金属酸化物の結晶相を有する光触媒粒
子及びその合成方法に関するものである。
に好適に用いられる光触媒粒子及びその合成方法に係
り、特に、半導体金属酸化物の結晶相を有する光触媒粒
子及びその合成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、不均一光触媒反応に適用され
る不均一系光触媒には、チタニアや酸化亜鉛等の、固体
の半導体金属酸化物結晶粒子が用いられてきている。こ
の不均一系光触媒においては、反応はその表面近傍で起
こることから、触媒の単位質量当たりの表面積、即ち比
表面積を向上させることが、その反応性向上のために望
まれているのである。このため、半導体金属酸化物の結
晶粒子が不均一系光触媒として使用される場合において
は、その粒子径が小さくされることが、望ましいのであ
る。
る不均一系光触媒には、チタニアや酸化亜鉛等の、固体
の半導体金属酸化物結晶粒子が用いられてきている。こ
の不均一系光触媒においては、反応はその表面近傍で起
こることから、触媒の単位質量当たりの表面積、即ち比
表面積を向上させることが、その反応性向上のために望
まれているのである。このため、半導体金属酸化物の結
晶粒子が不均一系光触媒として使用される場合において
は、その粒子径が小さくされることが、望ましいのであ
る。
【０００３】一方、光触媒反応を利用して生産される工
業製品の生産コストの面からは、不均一系光触媒は、そ
の反応終了後において簡単な方法で回収され、再使用さ
れることが望ましく、フィルタによる濾過や沈降法等の
回収方法が、通常、不均一系光触媒の微粒子の回収方法
として採用されている。
業製品の生産コストの面からは、不均一系光触媒は、そ
の反応終了後において簡単な方法で回収され、再使用さ
れることが望ましく、フィルタによる濾過や沈降法等の
回収方法が、通常、不均一系光触媒の微粒子の回収方法
として採用されている。
【０００４】しかしながら、比表面積の向上のために、
不均一系光触媒の粒子の大きさを小さくしていくと、そ
の回収が困難となるのであり、このため、従来において
は、比表面積と回収の容易さとの妥協点である数１０ｎ
ｍの粒径を有する半導体結晶粒子が用いられていたので
ある。そして、そのために、従来の不均一系光触媒粒子
は、比表面積があまり大きくなく、反応性があまり良く
ないという問題点を有していたのである。
不均一系光触媒の粒子の大きさを小さくしていくと、そ
の回収が困難となるのであり、このため、従来において
は、比表面積と回収の容易さとの妥協点である数１０ｎ
ｍの粒径を有する半導体結晶粒子が用いられていたので
ある。そして、そのために、従来の不均一系光触媒粒子
は、比表面積があまり大きくなく、反応性があまり良く
ないという問題点を有していたのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ここにおいて、本発明
は、かかる事情を背景にして為されたものであって、そ
の解決課題とするところは、反応性に富み、且つ回収の
容易な光触媒粒子及びその合成方法を提供することにあ
る。
は、かかる事情を背景にして為されたものであって、そ
の解決課題とするところは、反応性に富み、且つ回収の
容易な光触媒粒子及びその合成方法を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そして、上記の如き課題
を解決するために、本発明にあっては、半導体金属酸化
物の結晶相を有する光触媒成分をマトリックスとし、こ
れに強磁性体金属成分よりなる粒子を分散、含有せしめ
てなる複合粒子からなり、且つ平均粒径が１５ｎｍ以
下、比表面積が１００ｍ2 ／ｇ以上である、磁力により
回収可能なことを特徴とする光触媒粒子を、その要旨と
するものである。
を解決するために、本発明にあっては、半導体金属酸化
物の結晶相を有する光触媒成分をマトリックスとし、こ
れに強磁性体金属成分よりなる粒子を分散、含有せしめ
てなる複合粒子からなり、且つ平均粒径が１５ｎｍ以
下、比表面積が１００ｍ2 ／ｇ以上である、磁力により
回収可能なことを特徴とする光触媒粒子を、その要旨と
するものである。
【０００７】このような本発明に従う構造とされた光触
媒粒子においては、強磁性体金属成分よりなる粒子が分
散、含有されていることから、不均一光触媒反応後にお
いて適当な大きさ（強さ）の磁力を及ぼすことにより引
きつけられ、不均一光触媒反応における反応物や生成物
等の他の成分から容易に分離され、回収されることとな
る。しかも、その平均粒径が１５ｎｍ以下とされ、比表
面積が１００ｍ2 ／ｇ以上とされているところから、非
常に反応性に優れることとなるのである。
媒粒子においては、強磁性体金属成分よりなる粒子が分
散、含有されていることから、不均一光触媒反応後にお
いて適当な大きさ（強さ）の磁力を及ぼすことにより引
きつけられ、不均一光触媒反応における反応物や生成物
等の他の成分から容易に分離され、回収されることとな
る。しかも、その平均粒径が１５ｎｍ以下とされ、比表
面積が１００ｍ2 ／ｇ以上とされているところから、非
常に反応性に優れることとなるのである。
【０００８】一方、本発明は、かくの如き光触媒粒子を
有利に得るために、界面活性剤を含有させてなる疎水性
有機溶媒中において、水を分散せしめて、マイクロエマ
ルジョンを調製した後、かかるマイクロエマルジョンに
対して、半導体金属酸化物の結晶相を有する光触媒成分
を与える原料及び強磁性体金属成分を与える原料を添加
して、マイクロエマルジョン界面近傍にて加水分解反応
を惹起せしめることにより、前記二つの成分の水酸化物
乃至は酸化物を複合して析出せしめ、更にその後、得ら
れた析出物を、還元条件下に熱処理することにより、該
析出物中の半導体金属酸化物の結晶相の生成乃至はその
成長を図ると共に、該析出物中に強磁性体金属成分から
なる粒子を還元生成せしめることを特徴とする光触媒粒
子の合成方法をも、その要旨とするものである。
有利に得るために、界面活性剤を含有させてなる疎水性
有機溶媒中において、水を分散せしめて、マイクロエマ
ルジョンを調製した後、かかるマイクロエマルジョンに
対して、半導体金属酸化物の結晶相を有する光触媒成分
を与える原料及び強磁性体金属成分を与える原料を添加
して、マイクロエマルジョン界面近傍にて加水分解反応
を惹起せしめることにより、前記二つの成分の水酸化物
乃至は酸化物を複合して析出せしめ、更にその後、得ら
れた析出物を、還元条件下に熱処理することにより、該
析出物中の半導体金属酸化物の結晶相の生成乃至はその
成長を図ると共に、該析出物中に強磁性体金属成分から
なる粒子を還元生成せしめることを特徴とする光触媒粒
子の合成方法をも、その要旨とするものである。
【０００９】このような本発明方法に従えば、マイクロ
エマルジョン界面近傍において、光触媒成分及び強磁性
体金属成分をそれぞれ与える水酸化物乃至は酸化物が複
合して析出せしめられ、その後、共に同じ条件下におい
て熱処理されて、目的とする光触媒粒子を生成すること
から、半導体金属酸化物の結晶相を有する光触媒成分を
マトリックスとし、これに強磁性体金属成分よりなる粒
子を分散、含有せしめてなる複合粒子からなる光触媒粒
子を、何等複雑なプロセスを要することなく、工業的に
有利に合成することが出来るのである。
エマルジョン界面近傍において、光触媒成分及び強磁性
体金属成分をそれぞれ与える水酸化物乃至は酸化物が複
合して析出せしめられ、その後、共に同じ条件下におい
て熱処理されて、目的とする光触媒粒子を生成すること
から、半導体金属酸化物の結晶相を有する光触媒成分を
マトリックスとし、これに強磁性体金属成分よりなる粒
子を分散、含有せしめてなる複合粒子からなる光触媒粒
子を、何等複雑なプロセスを要することなく、工業的に
有利に合成することが出来るのである。
【００１０】
【発明の実施の形態】ところで、本発明における光触媒
粒子のマトリックスを成す、半導体金属酸化物の結晶相
を有する光触媒成分は、光触媒粒子の光触媒としての反
応性を担うものであるが、このような光触媒成分として
は、従来から知られている半導体金属酸化物、例えばチ
タニアや酸化亜鉛等が、単独で若しくは二種類以上が組
み合わされて、採用されることとなる。そして、光触媒
粒子の合成後に、このような光触媒成分を与える原料と
しては、これら光触媒成分の構成要素である半導体金属
元素の金属アルコキシド、ハロゲン化物等が用いられる
こととなるのである。
粒子のマトリックスを成す、半導体金属酸化物の結晶相
を有する光触媒成分は、光触媒粒子の光触媒としての反
応性を担うものであるが、このような光触媒成分として
は、従来から知られている半導体金属酸化物、例えばチ
タニアや酸化亜鉛等が、単独で若しくは二種類以上が組
み合わされて、採用されることとなる。そして、光触媒
粒子の合成後に、このような光触媒成分を与える原料と
しては、これら光触媒成分の構成要素である半導体金属
元素の金属アルコキシド、ハロゲン化物等が用いられる
こととなるのである。
【００１１】また、光触媒成分からなるマトリックスに
分散、含有せしめられる強磁性体金属成分よりなる粒子
としては、ニッケル、コバルト、鉄等が単独で若しくは
二種類以上が組み合わされて用いられる。そして、この
ような強磁性体金属成分を与える原料には、それら金属
のアルコキシド、硝酸塩、酢酸塩、ハロゲン化物等が用
いられるのである。なお、強磁性体金属成分の光触媒粒
子全体に占める割合は、重量で２〜２０％程度が望まし
い。けだし、強磁性体金属成分の含有割合が２％よりも
少ないと、光触媒粒子が充分に磁力によって引きつけら
れず、光触媒粒子の回収が困難となるからであり、ま
た、それが２０％を越えると、光触媒成分の含有割合が
減少して、光触媒としての反応性が減少するからであ
る。
分散、含有せしめられる強磁性体金属成分よりなる粒子
としては、ニッケル、コバルト、鉄等が単独で若しくは
二種類以上が組み合わされて用いられる。そして、この
ような強磁性体金属成分を与える原料には、それら金属
のアルコキシド、硝酸塩、酢酸塩、ハロゲン化物等が用
いられるのである。なお、強磁性体金属成分の光触媒粒
子全体に占める割合は、重量で２〜２０％程度が望まし
い。けだし、強磁性体金属成分の含有割合が２％よりも
少ないと、光触媒粒子が充分に磁力によって引きつけら
れず、光触媒粒子の回収が困難となるからであり、ま
た、それが２０％を越えると、光触媒成分の含有割合が
減少して、光触媒としての反応性が減少するからであ
る。
【００１２】そして、本発明における光触媒粒子は、前
記半導体金属酸化物の結晶相を有する光触媒成分をマト
リックスに、前記強磁性体金属成分よりなる粒子を分
散、含有せしめてなる複合粒子からなるものであるが、
光触媒としての反応性の向上のために、例えば本発明に
従う合成方法によって、その平均粒径は１５ｎｍ以下、
比表面積が１００ｍ2 ／ｇ以上とされるのである。な
お、ここで、平均粒径は、ＢＥＴ比表面積から計算によ
り求められたものである。
記半導体金属酸化物の結晶相を有する光触媒成分をマト
リックスに、前記強磁性体金属成分よりなる粒子を分
散、含有せしめてなる複合粒子からなるものであるが、
光触媒としての反応性の向上のために、例えば本発明に
従う合成方法によって、その平均粒径は１５ｎｍ以下、
比表面積が１００ｍ2 ／ｇ以上とされるのである。な
お、ここで、平均粒径は、ＢＥＴ比表面積から計算によ
り求められたものである。
【００１３】一方、本発明に従う光触媒粒子の合成方法
において用いられるマイクロエマルジョンは、疎水性有
機溶媒からなる連続相に、水を分散させて分散相とし、
界面活性剤を添加して安定化させたものであって、この
ような疎水性有機溶媒としては、ヘキサン、トルエン、
ベンゼン、キシレン等が好適に用いられることとなる。
なお、マイクロエマルジョン中の水分量は、マイクロエ
マルジョンに対し、およそ１０ｇ／Ｌとされることとな
る。
において用いられるマイクロエマルジョンは、疎水性有
機溶媒からなる連続相に、水を分散させて分散相とし、
界面活性剤を添加して安定化させたものであって、この
ような疎水性有機溶媒としては、ヘキサン、トルエン、
ベンゼン、キシレン等が好適に用いられることとなる。
なお、マイクロエマルジョン中の水分量は、マイクロエ
マルジョンに対し、およそ１０ｇ／Ｌとされることとな
る。
【００１４】また、マイクロエマルジョンを安定化させ
るために添加される界面活性剤としては、陰イオン界面
活性剤、陽イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両
性界面活性剤の何れもが使用され得るが、非イオン界面
活性剤の場合には、特に、ＨＬＢ（hydrophile-lipophi
le balance）が３．５〜６のものが望ましい。けだし、
ＨＬＢが３．５より小さいと、充分にマイクロエマルジ
ョンが発達せずに高分散化が出来ず、またＨＬＢが６よ
り大きいと、マイクロエマルジョンが安定しないからで
ある。
るために添加される界面活性剤としては、陰イオン界面
活性剤、陽イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両
性界面活性剤の何れもが使用され得るが、非イオン界面
活性剤の場合には、特に、ＨＬＢ（hydrophile-lipophi
le balance）が３．５〜６のものが望ましい。けだし、
ＨＬＢが３．５より小さいと、充分にマイクロエマルジ
ョンが発達せずに高分散化が出来ず、またＨＬＢが６よ
り大きいと、マイクロエマルジョンが安定しないからで
ある。
【００１５】そして、前記光触媒成分及び強磁性体金属
成分の各原料を、前記マイクロエマルジョンの連続相を
構成している疎水性有機溶媒に溶解若しくは分散させ
て、複合金属溶液を調製した後、この複合金属溶液を、
超音波及び／又はスターラーによって激しく攪拌されて
いる前記マイクロエマルジョン中に加え、マイクロエマ
ルジョンの疎水性有機溶媒からなる連続相と水からなる
分散相との界面近傍で、数時間から数十時間、疎水性有
機溶媒に溶解若しくは分散している前記各原料と分散相
の水との間で加水分解反応を起こさせることとなる。こ
の加水分解反応によって、光触媒成分及び強磁性体金属
成分の各原料は、それぞれ、金属酸化物乃至は金属水酸
化物となって共に析出し、光触媒成分を与える金属酸化
物乃至は金属水酸化物のマトリックス内に強磁性体金属
成分を与える金属酸化物乃至は金属水酸化物が分散、含
有された光触媒粒子前駆体を生成せしめるのである。こ
のとき、マイクロエマルジョン中に含まれる光触媒成分
及び強磁性体金属成分の各原料における金属元素量の和
は、マイクロエマルジョン中の水分量に対して化学量論
的に予想される量の半分から数倍が望ましい。なお、光
触媒成分を与える原料が液体である場合においては、液
体である光触媒成分を与える原料に、強磁性体金属成分
を与える原料を溶解若しくは分散させて、複合金属溶液
を調製してもよい。
成分の各原料を、前記マイクロエマルジョンの連続相を
構成している疎水性有機溶媒に溶解若しくは分散させ
て、複合金属溶液を調製した後、この複合金属溶液を、
超音波及び／又はスターラーによって激しく攪拌されて
いる前記マイクロエマルジョン中に加え、マイクロエマ
ルジョンの疎水性有機溶媒からなる連続相と水からなる
分散相との界面近傍で、数時間から数十時間、疎水性有
機溶媒に溶解若しくは分散している前記各原料と分散相
の水との間で加水分解反応を起こさせることとなる。こ
の加水分解反応によって、光触媒成分及び強磁性体金属
成分の各原料は、それぞれ、金属酸化物乃至は金属水酸
化物となって共に析出し、光触媒成分を与える金属酸化
物乃至は金属水酸化物のマトリックス内に強磁性体金属
成分を与える金属酸化物乃至は金属水酸化物が分散、含
有された光触媒粒子前駆体を生成せしめるのである。こ
のとき、マイクロエマルジョン中に含まれる光触媒成分
及び強磁性体金属成分の各原料における金属元素量の和
は、マイクロエマルジョン中の水分量に対して化学量論
的に予想される量の半分から数倍が望ましい。なお、光
触媒成分を与える原料が液体である場合においては、液
体である光触媒成分を与える原料に、強磁性体金属成分
を与える原料を溶解若しくは分散させて、複合金属溶液
を調製してもよい。
【００１６】また、本発明に従う光触媒粒子の合成方法
においては、前記加水分解反応が終了した後、遠心分離
等の手段により、光触媒粒子前駆体と未反応の金属溶液
を分離せしめ、その後、後述する熱処理の前に、有機溶
媒による洗浄、表面張力の小さい溶剤への分散、及び真
空乾燥機等による乾燥からなる処理を実施することが望
ましい。けだし、光触媒粒子前駆体を有機溶媒により数
回洗浄することにより、光触媒粒子前駆体から未反応原
料を除去することが出来、また光触媒粒子前駆体をメチ
ルアルコール等の表面張力の小さい溶剤に分散させ、真
空乾燥機等によって乾燥させることにより、光触媒粒子
前駆体を均一な粉体に整えることが出来、以て後述する
熱処理後においてより均質な光触媒粒子を得ることが出
来るからである。
においては、前記加水分解反応が終了した後、遠心分離
等の手段により、光触媒粒子前駆体と未反応の金属溶液
を分離せしめ、その後、後述する熱処理の前に、有機溶
媒による洗浄、表面張力の小さい溶剤への分散、及び真
空乾燥機等による乾燥からなる処理を実施することが望
ましい。けだし、光触媒粒子前駆体を有機溶媒により数
回洗浄することにより、光触媒粒子前駆体から未反応原
料を除去することが出来、また光触媒粒子前駆体をメチ
ルアルコール等の表面張力の小さい溶剤に分散させ、真
空乾燥機等によって乾燥させることにより、光触媒粒子
前駆体を均一な粉体に整えることが出来、以て後述する
熱処理後においてより均質な光触媒粒子を得ることが出
来るからである。
【００１７】さらに、本発明に従う光触媒粒子の合成方
法においては、加水分解反応によって得られた光触媒粒
子前駆体を、還元雰囲気の下で熱処理することにより、
該光触媒粒子前駆体中の半導体金属酸化物の結晶相の生
成乃至はその成長を図ると共に、該光触媒粒子前駆体中
に強磁性体金属成分からなる粒子を還元生成せしめ、光
触媒粒子を生成せしめるのであるが、このような熱処理
における還元条件は、例えば、窒素等の不活性な気体
に、水素等の還元性を有する気体を所定の割合で混合す
ること等の公知の手法によって実現され得るものであ
る。なお、かかる熱処理は、２５０〜４００℃の温度下
で行なうのが、望ましい。けだし、２５０℃より低い温
度では、強磁性体金属成分の酸化物若しくは水酸化物か
ら金属への還元が充分でなく、従って強磁性体金属粒子
が充分に生成され得ず、また４００℃より高い温度にお
いては、半導体金属酸化物の結晶が成長しすぎて、粒径
が大きなものとなり易くなるからである。
法においては、加水分解反応によって得られた光触媒粒
子前駆体を、還元雰囲気の下で熱処理することにより、
該光触媒粒子前駆体中の半導体金属酸化物の結晶相の生
成乃至はその成長を図ると共に、該光触媒粒子前駆体中
に強磁性体金属成分からなる粒子を還元生成せしめ、光
触媒粒子を生成せしめるのであるが、このような熱処理
における還元条件は、例えば、窒素等の不活性な気体
に、水素等の還元性を有する気体を所定の割合で混合す
ること等の公知の手法によって実現され得るものであ
る。なお、かかる熱処理は、２５０〜４００℃の温度下
で行なうのが、望ましい。けだし、２５０℃より低い温
度では、強磁性体金属成分の酸化物若しくは水酸化物か
ら金属への還元が充分でなく、従って強磁性体金属粒子
が充分に生成され得ず、また４００℃より高い温度にお
いては、半導体金属酸化物の結晶が成長しすぎて、粒径
が大きなものとなり易くなるからである。
【００１８】
【実施例】以下に、本発明を更に具体的に明らかにする
ために、本発明の幾つかの実施例を示すこととするが、
本発明が、そのような実施例の記載によって何等の制約
をも受けるものでないことは、言うまでもないところで
ある。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更に
は上記した具体的実施形態以外にも、本発明の趣旨を逸
脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々な
る変更、修正、改良等を加え得るものであることが、理
解されるべきである。
ために、本発明の幾つかの実施例を示すこととするが、
本発明が、そのような実施例の記載によって何等の制約
をも受けるものでないことは、言うまでもないところで
ある。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更に
は上記した具体的実施形態以外にも、本発明の趣旨を逸
脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々な
る変更、修正、改良等を加え得るものであることが、理
解されるべきである。
【００１９】実施例 １ ｎ−ヘキサンの約１００ｍＬに、界面活性剤として、非
イオン界面活性剤である脂肪酸多価アルコールエステル
（ＨＬＢ：５．９、片山化学株式会社製、ｓｐａｎ６
０）を０．０１ｇ加え、溶解させた後、これに水を０．
３ｇ加え、超音波及びスターラーにより激しく攪拌し
て、マイクロエマルジョンを調製する一方、硝酸ニッケ
ルの０．６ｇをチタンテトラノルマルブトキシド〔Ｔｉ
（ｎ−ＢｔＯ）4 〕３ｇに溶解させて、複合金属溶液を
調製した。そして、この複合金属溶液を、前記のマイク
ロエマルジョンに徐々に加え、スターラーを２４０ｒｐ
ｍで回転させて攪拌させながら、２５℃において、１０
時間反応させた。
イオン界面活性剤である脂肪酸多価アルコールエステル
（ＨＬＢ：５．９、片山化学株式会社製、ｓｐａｎ６
０）を０．０１ｇ加え、溶解させた後、これに水を０．
３ｇ加え、超音波及びスターラーにより激しく攪拌し
て、マイクロエマルジョンを調製する一方、硝酸ニッケ
ルの０．６ｇをチタンテトラノルマルブトキシド〔Ｔｉ
（ｎ−ＢｔＯ）4 〕３ｇに溶解させて、複合金属溶液を
調製した。そして、この複合金属溶液を、前記のマイク
ロエマルジョンに徐々に加え、スターラーを２４０ｒｐ
ｍで回転させて攪拌させながら、２５℃において、１０
時間反応させた。
【００２０】反応終了後、超音波処理によって反応生成
物である粉体を分散させ、ｎ−ヘキサンで３回、メタノ
ールで３回洗浄し、次いで常温で乾燥させた。その後、
水素ガス５％を含む窒素ガスからなる還元性ガス中で、
３００℃において、熱処理を行ない、ニッケル粒子が分
散したチタニア粒子集合体を得た。このようにして得ら
れた光触媒粒子を、本発明例１とした。また、上記の硝
酸ニッケル量０．６ｇを、１．２ｇ、０．３ｇにそれぞ
れ変更した点を除いて、上記の手順と同様にして得られ
た光触媒粒子を、それぞれ、本発明例２、本発明例３と
した。
物である粉体を分散させ、ｎ−ヘキサンで３回、メタノ
ールで３回洗浄し、次いで常温で乾燥させた。その後、
水素ガス５％を含む窒素ガスからなる還元性ガス中で、
３００℃において、熱処理を行ない、ニッケル粒子が分
散したチタニア粒子集合体を得た。このようにして得ら
れた光触媒粒子を、本発明例１とした。また、上記の硝
酸ニッケル量０．６ｇを、１．２ｇ、０．３ｇにそれぞ
れ変更した点を除いて、上記の手順と同様にして得られ
た光触媒粒子を、それぞれ、本発明例２、本発明例３と
した。
【００２１】これら光触媒粒子を、分析電子顕微鏡観
察、化学分析、比表面積測定およびＸ線回折によって分
析した結果、これら粒子は、ニッケル粒子が均一に分散
したアナターゼ及びルチル型のチタニア超微粒子集合体
であることを確かめた。また、これら光触媒粒子に、磁
力を作用せしめた結果、磁力に引きつけられた。一方、
硝酸ニッケルを加えずに上記と同様な手順で得られた光
触媒粒子について、磁力を作用させたところ、何も反応
しなかった。更に、かかる得られた本発明例の３種類の
光触媒粒子について、ニッケルの含有割合、平均粒径及
び比表面積の測定を行ない、その結果を表１に示す。な
お、比表面積の測定は、窒素吸着によるＢＥＴ法によっ
て行なった。
察、化学分析、比表面積測定およびＸ線回折によって分
析した結果、これら粒子は、ニッケル粒子が均一に分散
したアナターゼ及びルチル型のチタニア超微粒子集合体
であることを確かめた。また、これら光触媒粒子に、磁
力を作用せしめた結果、磁力に引きつけられた。一方、
硝酸ニッケルを加えずに上記と同様な手順で得られた光
触媒粒子について、磁力を作用させたところ、何も反応
しなかった。更に、かかる得られた本発明例の３種類の
光触媒粒子について、ニッケルの含有割合、平均粒径及
び比表面積の測定を行ない、その結果を表１に示す。な
お、比表面積の測定は、窒素吸着によるＢＥＴ法によっ
て行なった。
【００２２】
【表１】
【００２３】かかる表１の結果から、これら本発明例の
光触媒粒子は、何れも、その比表面積が１００ｍ2 ／ｇ
より大きく、充分な反応性を有していることが分かる。
光触媒粒子は、何れも、その比表面積が１００ｍ2 ／ｇ
より大きく、充分な反応性を有していることが分かる。
【００２４】実施例 ２ 実施例１のｎ−ヘキサンに代えて、リグロインを疎水性
有機溶媒として用いて、同様な操作を行ない、得られた
粉末について、分析電子顕微鏡観察及びＸ線回折を行な
った結果、ニッケル／チタニア複合粒子であることを確
認した。また、この複合粒子は、磁力により引きつけら
れた。
有機溶媒として用いて、同様な操作を行ない、得られた
粉末について、分析電子顕微鏡観察及びＸ線回折を行な
った結果、ニッケル／チタニア複合粒子であることを確
認した。また、この複合粒子は、磁力により引きつけら
れた。
【００２５】実施例 ３ 実施例１で用いた非イオン界面活性剤（ｓｐａｎ６０）
に代えて、陰イオン界面活性剤である２−スルホコハク
酸ジアルキルアミド（東京化成株式会社製、エアゾール
ＯＴ）を用いて、同様な操作を行ない、得られた粉末に
ついて、分析電子顕微鏡観察及びＸ線回折を行なった結
果、ニッケル／チタニア複合粒子であることを確認し
た。また、この複合粒子は、磁力により引きつけられ
た。
に代えて、陰イオン界面活性剤である２−スルホコハク
酸ジアルキルアミド（東京化成株式会社製、エアゾール
ＯＴ）を用いて、同様な操作を行ない、得られた粉末に
ついて、分析電子顕微鏡観察及びＸ線回折を行なった結
果、ニッケル／チタニア複合粒子であることを確認し
た。また、この複合粒子は、磁力により引きつけられ
た。
【００２６】実施例 ４ 実施例１のチタンノルマルブトキシドに代えて、塩化亜
鉛を、光触媒成分を与える原料として用いて同様な操作
を行ない、得られた粉末について、分析電子顕微鏡観察
及びＸ線回折を行なった結果、ニッケル／酸化亜鉛複合
粒子であることを確認した。また、この複合粒子は、磁
力により引きつけられた。
鉛を、光触媒成分を与える原料として用いて同様な操作
を行ない、得られた粉末について、分析電子顕微鏡観察
及びＸ線回折を行なった結果、ニッケル／酸化亜鉛複合
粒子であることを確認した。また、この複合粒子は、磁
力により引きつけられた。
【００２７】実施例 ５ 実施例１の硝酸ニッケルに代えて、硝酸コバルトを用い
て、同様な操作を行ない、得られた粉末について、分析
電子顕微鏡観察及びＸ線回折を行った結果、コバルト／
チタニア複合粒子であることを確認した。また、この複
合粒子は、磁力により引きつけられた。
て、同様な操作を行ない、得られた粉末について、分析
電子顕微鏡観察及びＸ線回折を行った結果、コバルト／
チタニア複合粒子であることを確認した。また、この複
合粒子は、磁力により引きつけられた。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明より明らかな如く、本発明に
従う構成の光触媒粒子にあっては、その平均粒径が１５
ｎｍ以下、比表面積が１００ｍ2 ／ｇ以上であることか
ら、不均一光触媒としての反応性に富み、しかも強磁性
体金属成分よりなる粒子を分散、含有しているところか
ら、磁力により回収可能となる特徴がある。その結果、
このような光触媒粒子にあっては、再使用が可能とな
り、以て触媒としての費用対効果が、向上することとな
る。また、光触媒成分として、２種類以上の成分を組み
合わせれば、均質で任意な組成比を持ち、複数の半導体
金属酸化物光触媒の特性を併せ持つ光触媒粒子が得られ
ることとなる。
従う構成の光触媒粒子にあっては、その平均粒径が１５
ｎｍ以下、比表面積が１００ｍ2 ／ｇ以上であることか
ら、不均一光触媒としての反応性に富み、しかも強磁性
体金属成分よりなる粒子を分散、含有しているところか
ら、磁力により回収可能となる特徴がある。その結果、
このような光触媒粒子にあっては、再使用が可能とな
り、以て触媒としての費用対効果が、向上することとな
る。また、光触媒成分として、２種類以上の成分を組み
合わせれば、均質で任意な組成比を持ち、複数の半導体
金属酸化物光触媒の特性を併せ持つ光触媒粒子が得られ
ることとなる。
【００２９】また、本発明方法に従う光触媒粒子の合成
方法においては、マイクロエマルジョン界面近傍におい
て、光触媒成分及び強磁性体金属成分をそれぞれ与える
水酸化物乃至は酸化物が複合して析出せしめられ、その
後、共に同じ条件下において熱処理されて、目的とする
光触媒粒子を生成することから、そのような光触媒粒子
を、何等複雑なプロセスを要することなく、工業的に有
利に合成することが出来るのである。なお、２種類以上
の光触媒成分の原料を併用すれば、均質で任意な組成比
を持ち、複数の半導体金属酸化物光触媒の特性を併せ持
つ光触媒粒子が、容易に合成されることとなる。
方法においては、マイクロエマルジョン界面近傍におい
て、光触媒成分及び強磁性体金属成分をそれぞれ与える
水酸化物乃至は酸化物が複合して析出せしめられ、その
後、共に同じ条件下において熱処理されて、目的とする
光触媒粒子を生成することから、そのような光触媒粒子
を、何等複雑なプロセスを要することなく、工業的に有
利に合成することが出来るのである。なお、２種類以上
の光触媒成分の原料を併用すれば、均質で任意な組成比
を持ち、複数の半導体金属酸化物光触媒の特性を併せ持
つ光触媒粒子が、容易に合成されることとなる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｊ 23/80 Ｂ０１Ｊ 23/74 ３２１Ｍ
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体金属酸化物の結晶相を有する光触
媒成分をマトリックスとし、これに強磁性体金属成分よ
りなる粒子を分散、含有せしめてなる複合粒子からな
り、且つ平均粒径が１５ｎｍ以下、比表面積が１００ｍ
2 ／ｇ以上である、磁力により回収可能な光触媒粒子。 - 【請求項２】 界面活性剤を含有させてなる疎水性有機
溶媒中において、水を分散せしめて、マイクロエマルジ
ョンを調製した後、かかるマイクロエマルジョンに対し
て、半導体金属酸化物の結晶相を有する光触媒成分を与
える原料及び強磁性体金属成分を与える原料を添加し
て、マイクロエマルジョン界面近傍にて加水分解反応を
惹起せしめることにより、前記二つの成分の水酸化物乃
至は酸化物を複合して析出せしめ、更にその後、得られ
た析出物を、還元条件下に熱処理することにより、該析
出物中の半導体金属酸化物の結晶相の生成乃至はその成
長を図ると共に、該析出物中に強磁性体金属成分からな
る粒子を還元生成せしめることを特徴とする光触媒粒子
の合成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7246919A JP2909531B2 (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | 光触媒粒子の合成方法 |
| US08/703,550 US5703002A (en) | 1995-08-30 | 1996-08-27 | Photocatalyst particles containing ferromagnetic metal particles and method for synthesis thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7246919A JP2909531B2 (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | 光触媒粒子の合成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0966237A true JPH0966237A (ja) | 1997-03-11 |
| JP2909531B2 JP2909531B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=17155713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7246919A Expired - Lifetime JP2909531B2 (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | 光触媒粒子の合成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5703002A (ja) |
| JP (1) | JP2909531B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0975746A (ja) * | 1995-09-08 | 1997-03-25 | Okaya Electric Ind Co Ltd | 磁性光触媒材、該磁性光触媒材を用いた水処理方法及び水処理装置 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6045628A (en) | 1996-04-30 | 2000-04-04 | American Scientific Materials Technologies, L.P. | Thin-walled monolithic metal oxide structures made from metals, and methods for manufacturing such structures |
| US6461562B1 (en) | 1999-02-17 | 2002-10-08 | American Scientific Materials Technologies, Lp | Methods of making sintered metal oxide articles |
| AU767770B2 (en) * | 1999-04-13 | 2003-11-20 | Unisearch Limited | A photocatalyst |
| AUPP972299A0 (en) | 1999-04-13 | 1999-05-06 | Unisearch Limited | A photocatalyst |
| DE10351433A1 (de) * | 2003-11-04 | 2005-06-09 | Merck Patent Gmbh | Katalytisch aktive Partikel |
| CN100486690C (zh) * | 2005-10-25 | 2009-05-13 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种可磁分离的光催化剂及其制备方法 |
| DE102006025770A1 (de) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Jürgen Dr. Dornseiffer | Herstellung von Beschichtungslösungen nebst hergestellten Produkten |
| US20110137235A1 (en) * | 2008-08-08 | 2011-06-09 | Toto Ltd. | Ultrasonic cancer therapy accelerator |
| US11052385B2 (en) * | 2017-12-06 | 2021-07-06 | Sonata Scientific LLC | Photocatalytic surface systems |
Citations (4)
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| JPH07819A (ja) * | 1993-02-10 | 1995-01-06 | Ishihara Sangyo Kaisha Ltd | 触媒用酸化チタンおよびそれを用いた有害物質の除去方法 |
| JPH08283022A (ja) * | 1995-04-11 | 1996-10-29 | Ykk Kk | ＴｉＯ２ 系複合超微粒子及びその製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| US4695393A (en) * | 1983-05-12 | 1987-09-22 | Advanced Magnetics Inc. | Magnetic particles for use in separations |
| JPH0628719B2 (ja) * | 1990-06-13 | 1994-04-20 | 工業技術院長 | 微粒子表面の被覆方法 |
| US5190841A (en) * | 1991-12-19 | 1993-03-02 | Eastman Kodak Company | Two-phase ferroelectric-ferromagnetic composite and carrier therefrom |
| DE69415228T2 (de) * | 1993-07-12 | 1999-06-02 | Ishihara Sangyo Kaisha Ltd., Osaka | Verfahren zur Herstellung eines Photokatalysators und Verfahren zur Wasserreinigung |
-
1995
- 1995-08-30 JP JP7246919A patent/JP2909531B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-08-27 US US08/703,550 patent/US5703002A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5703002A (en) | 1997-12-30 |
| JP2909531B2 (ja) | 1999-06-23 |
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