專利名稱：光觸媒合成法、光觸媒材料、光觸媒涂料以及光觸媒體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以氧化鎢(tungsten oxide)為主成分的可見光響應(yīng) 型光觸媒合成法、可見光響應(yīng)型光觸媒材料、可見光響應(yīng)型光觸媒涂料以 及可見光響應(yīng)型光觸媒體。
背景技術(shù)：
目前，光觸媒材料主要使用氧化鈦(titanium oxide )。氧化鈥光觸媒 廣泛用于防污、除臭等應(yīng)用產(chǎn)品中，但存在如下問題所述氧化鈦光觸媒 具有由紫外線激發(fā)的性質(zhì)，因此，在紫外線少的室內(nèi)使用時無法獲得充分 的光觸媒性能。為了解決所述問題，積極研究開發(fā)出所謂可見光響應(yīng)型光 觸媒。具體而言，開發(fā)出了在氧化鈦中摻雜(dope)氮的類型以及在氧化 鈦中負(fù)載鉑的類型。然而，所述類型的光觸媒的主要激發(fā)光的波長范圍為 400 - 410歴，因此，在室內(nèi)照明的光下會引起光觸媒性能不足。而且，討論了使用氧化鴒或氧化鐵作為可見光響應(yīng)型光觸媒。氧化鎢 的能帶隙(band gap)為2. 5 eV,顏色為黃色，可有利地應(yīng)用在建材等中。 而且，不良影響少，較便宜。此外，可由利用反應(yīng)性濺射(spatter)法制 成的膜來確認(rèn)氧化鴒的基于可見光的光觸媒效果(日本專利特開2001 -1 521 30號公報)。氧化鴒中，在常溫空氣中，三氧化鎢是穩(wěn)定的，但所述三氧化鎢具有 晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜容易變化的特征。通常，由仲鎢酸銨(A隱onium Paratungstate )或偏鴒酸銨、鴒酸制成的三氧化鴒為單斜晶系(monocl inic system),但對粉末進(jìn)行處理時由于應(yīng)力的作用容易導(dǎo)致晶體結(jié)構(gòu)變化為三 斜晶系(triclinic system) ( J. Solid State Chemistry 143， 2432 ( 1999 ))。 關(guān)于光觸媒，由光激發(fā)的電子和正孔必須移動到表面，且為了減少在晶體 內(nèi)成為復(fù)合中心(recombination center)的在丸P各，必須縮小斗立子。先前以來，關(guān)于利用氧化鎢粉末無法獲得充分的光觸媒效果的理由， 認(rèn)為是因?yàn)闀a(chǎn)生如下缺陷在粉末的前處理中進(jìn)行加工時，局部產(chǎn)生晶 體變化而混合著不同的晶體，所述不同晶體的分界引起電子和正孔的復(fù) 合。市場銷售的W03微粒子較大，為1-100 iam，且每當(dāng)將W03光觸媒粉末 作為涂料時，必須利用球磨研磨機(jī)(ba 11 mi 11 )或玻珠研磨機(jī)(Beads mill) 進(jìn)行分散處理。然而，也存在如下問題當(dāng)進(jìn)行分散處理時，觸媒活性降 低，無法獲得活性高的涂料。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于解決所述問題，因此，提供一種可以大幅度提高光 觸媒性能的可見光響應(yīng)型光觸媒合成法、可見光響應(yīng)型光觸媒體以及可見 光響應(yīng)型光觸媒涂料。權(quán)利要求1的可見光響應(yīng)型光觸媒合成法的特征在于燃燒金屬鎢來 合成氧化鴒微粒子。權(quán)利要求2的發(fā)明如權(quán)利要求1所述的可見光響應(yīng)型光觸媒合成法， 其特征在于氧化鴒;f鼓粒子的平均粒徑為0. 01 ~ 0. 1 lim。權(quán)利要求3的發(fā)明如權(quán)利要求1所述的可見光響應(yīng)型光觸媒合成法， 其特征在于氧化鴒微粒子的平均粒徑為0.01-0. 05 jam。當(dāng)平均粒徑未滿O. 01 jam時，微粒子的分散性降低，難以作為涂料， 而當(dāng)平均粒徑超過O，l jum時，在孩i粒子表面產(chǎn)生的光觸媒反應(yīng)降低，因 此不理想。權(quán)利要求4的可見光響應(yīng)型光觸媒合成法的特征在于使金屬鎢升華 或燃燒，合成具有晶體結(jié)構(gòu)的氧化鵠微粒子，根據(jù)X射線衍射(X-ray Diffraction, XRD )分析得出所述晶體結(jié)構(gòu)的(200 )面的峰值強(qiáng)度(peak intensity )最強(qiáng)。權(quán)利要求5的發(fā)明如權(quán)利要求1或4所述的可見光響應(yīng)型光觸媒合成 法，其特征在于氧化鴒微粒子是通過收集經(jīng)燃燒而升華的氧化鴒微粒子 .的煙霧(fume)來獲得的。權(quán)利要求6的發(fā)明如權(quán)利要求5所述的可見光響應(yīng)型光觸媒合成法， 其特征在于利用電收塵法(electrical dust collection)收集氧化鴒 微粒子的煙霧。權(quán)利要求7的發(fā)明如權(quán)利要求5所述的可見光響應(yīng)型光觸媒合成法， 其特征在于使氧化鴒微粒子的煙霧通過600°C ~ IOO(TC的氧化氣氛爐內(nèi)。權(quán)利要求8的發(fā)明如權(quán)利要求5所述的可見光響應(yīng)型光觸媒合成法， 其特征在于將氧化鴒微粒子的煙霧導(dǎo)入到堿性水溶液中，使微粒子的表面溶解o通過使氧化鵠微粒子的表面溶解，來蝕刻微粒子的表面，因此，可以 獲得更細(xì)微的氧化鴒光觸媒超微粒子。權(quán)利要求9的發(fā)明如權(quán)利要求1或4所述的可見光響應(yīng)型光觸媒合成 法，其特征在于氧化鴒微粒子具有單斜晶系晶體結(jié)構(gòu)。權(quán)利要求10的可見光響應(yīng)型光觸媒材料的特征在于包括具有晶體結(jié) 構(gòu)的氧化鴒微粒子，通過XRD分析的測定得出所述晶體結(jié)構(gòu)的(200 )面的峰值強(qiáng)度最強(qiáng)。權(quán)利要求11的發(fā)明如權(quán)利要求10所述的可見光響應(yīng)型光觸媒材料，其特征在于在所述氧化鴒^f敖粒子中，立方晶系(cubic system)晶體結(jié) 構(gòu)的粒子多于其他晶體結(jié)構(gòu)的粒子。權(quán)利要求12的發(fā)明如權(quán)利要求10所述的可見光響應(yīng)型光觸媒材料， 其特征在于氧化鴒微粒子的平均粒徑為0.01-0. 1 nm。權(quán)利要求13的發(fā)明如權(quán)利要求10所述的可見光響應(yīng)型光觸々某材料， 其特征在于包括立方晶系晶體結(jié)構(gòu)的粒子。權(quán)利要求14的發(fā)明如權(quán)利要求13所述的可見光響應(yīng)型光觸Jf某材料， 其特征在于除立方晶系晶體結(jié)構(gòu)的粒子外，還包括單斜晶系及三斜晶系 晶體結(jié)構(gòu)的粒子這兩種中的任一種粒子。權(quán)利要求15的可見光響應(yīng)型光觸媒涂料的特征在于包括權(quán)利要求10 至14中任一項(xiàng)所述的可見光響應(yīng)型光觸媒材料，且，相對于所述可見光響 應(yīng)型光觸媒材料，含有1~10重量％的Al、 Zr、 Si中的任一種金屬氧化物 粘合劑(binder)或Al-Si的復(fù)合氧化物粘合劑。分散在純水中而:。氧化4具有可^解在堿性溶A中的:;，因此，為了獲得穩(wěn)定的涂料，使用純水作為中性分散媒體。而且，優(yōu)選的是，利用40 ~ 120kHz的超聲波，來對光觸媒材料進(jìn)行分散處理。超聲波根據(jù)輸出條件及 時間條件而不同，但優(yōu)選60 - 100 kHz的頻率。此處，當(dāng)頻率未滿40kHz 時，無法有效地分散處理已凝聚的微粒子，120kHz是市場銷售的產(chǎn)品的臨 界頻率。當(dāng)粘合劑未滿1重量°/ 時，作為涂膜的強(qiáng)度不充分，當(dāng)粘合劑超過10 重量％時，光觸媒活性減弱。權(quán)利要求16的可見光響應(yīng)型光觸媒體的特征在于涂布權(quán)利要求10 至14中任一項(xiàng)所述的可見光響應(yīng)型光觸媒材料來形成光觸媒膜。作為光觸媒體，可以列舉例如熒光燈等的燈管產(chǎn)品，窗玻璃、鏡子、瓷 磚等建材，衛(wèi)生用品，空調(diào)設(shè)備或除臭器的過濾器零件，光學(xué)設(shè)備等,但 可適用的用途、范疇(category)并不限于所列舉的內(nèi)容。[發(fā)明的效果]根據(jù)本發(fā)明，通過燃燒金屬鎢來合成氧化鎢微粒子，可以獲得一種粒 徑小于市場銷售的氧化鴒微粒子的粒徑且光觸媒效果高的氧化鎢光觸媒超 微粒子。而且，通過進(jìn)一步對經(jīng)燃燒所獲得的微粒子進(jìn)行加熱處理，光觸 媒活性可得到提高且穩(wěn)定。而且，在600 - 100(TC的氧化氣氛爐內(nèi)，對氧化鴒微粒子的煙霧進(jìn)行熱 處理，這樣，可以在較短時間內(nèi)合成高活性的氧化鴒孩t粒子。另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠獲得一種可以通過使用具有晶體結(jié)構(gòu)的氧化鴒微粒子來大幅度提高光觸媒性能的氧化鴒可見光響應(yīng)型光觸媒合成法、可見光響應(yīng)型光觸Jf某體以及可見光響應(yīng)型光觸Jf某涂料，其中根據(jù)XRD分析 得出所述晶體結(jié)構(gòu)的(200 )面的峰值強(qiáng)度最強(qiáng)。附圖i兌明

圖1是本發(fā)明的氧化鎢的合成裝置的概略圖。圖2表示乙醛氣體(acetaldehyde gas)分解測試的測定裝置的纟既略圖。圖3是表示使用圖2的測定裝置對第1實(shí)施形態(tài)的三氧化鴒微粒子對 乙醛氣體進(jìn)行分解測試的結(jié)果的圖表。圖4是表示使用圖2的測定裝置對乙醛氣體進(jìn)行分解測試的結(jié)果的圖表。圖5是表示使用圖2的測定裝置對由第2實(shí)施形態(tài)所獲得的氧化鴒微 粒子進(jìn)行乙醛氣體分解測試的結(jié)果的圖表。圖6是表示對附有根據(jù)第5實(shí)施形態(tài)所制成的氧化鎢光觸媒膜的玻璃 板的水接觸角(water contact angle)的時間變化進(jìn)行測定的結(jié)果的圖表。圖7是拍攝使用第6實(shí)施形態(tài)中所述的方法所獲得的光觸媒膜的剖面 的掃描電子顯微鏡(SEM)照片。圖8是表示第7實(shí)施形態(tài)的光觸媒除臭照明單元的示例圖。圖9是表示使用圖8的光觸媒除臭照明單元，利用除臭測試測定曱醛 氣體(formaldehyde gas)的分解效果的結(jié)果的圖表。圖IO是第8實(shí)施形態(tài)中的光觸媒除臭照明單元的概略剖面圖。圖ll是使用圖10的光觸媒除臭照明單元，利用除臭測試測定乙醛氣 體的分解效果的結(jié)果的圖表。圖12是表示本發(fā)明的第10實(shí)施形態(tài)中的氧化鎢光觸媒合成裝置的電 極部分的說明圖。圖13是表示對光觸媒微粒子進(jìn)行乙醛氣體分解測試的結(jié)果的圖表，所 述光觸媒微粒子是根據(jù)本發(fā)明的第10實(shí)施形態(tài)使電收塵器(electro precipitator)的施力o電壓變4b而回4欠的。圖14表示本發(fā)明的第11實(shí)施形態(tài)中的氧化鴒膜的乙醛氣體的分解效果。圖15表示對本發(fā)明的第11實(shí)施形態(tài)中的氧化鴒微粒子光觸媒進(jìn)行X 線繞射(XRD )分析時的XRD圖。圖16表示對燃燒器(burner)的加熱溫度進(jìn)行各種變更，來對本發(fā)明 的第11實(shí)施形態(tài)中的氧化鴒微粒子光觸媒進(jìn)行XRD分析時的XRD圖。圖17表示本發(fā)明的第13實(shí)施形態(tài)的W03微粒子的頻率分別為100kHz、 60 kHz時的分散狀況的特性圖。圖18表示本發(fā)明的第14實(shí)施形態(tài)中的氧化鎢微粒子具有不同晶體面 的柳3微粒子光觸媒的XRD數(shù)據(jù)的特性圖。圖19表示第13實(shí)施形態(tài)中的W03微粒子的立方晶(100)面單斜晶 (002 )面的強(qiáng)度比與1小時后乙醛氣體的分解率間的關(guān)系的特性圖。圖20表示用以形成本發(fā)明的第11實(shí)施形態(tài)中的氧化鴒光觸媒微粒子 的制造裝置的概略圖。圖21是表示本發(fā)明的第17實(shí)施形態(tài)中的氧化鎢可見光響應(yīng)光觸媒涂 料由不同的兩層構(gòu)成時的示例圖。圖22是表示作為本發(fā)明的第17實(shí)施形態(tài)的變形例的氧化鎢可見光響 應(yīng)光觸媒涂料由 一層構(gòu)成時的示例圖。圖23表示本發(fā)明的第17實(shí)施形態(tài)中的氧化鴒膜的乙醛氣體分解效果。[符號的說明]l:金屬鴒絲巻筒 3:氣體燃燒器 5:回收裝置 7:電爐 9:表面皿 11:光源 15:玻璃板17a、 17b:白色LED單元 19:白色發(fā)光二極管(LED) 22:導(dǎo)光板、分配器 24:聚光片、電磁閥 26:針形閥 28:泵30:旋風(fēng)分離器32:吸氣器32:線狀放電電極A:噴霧干燥器本體C:加壓空氣導(dǎo)入部E:粒體回收部2:金屬鎢絲4:氧化鎢煙霧6:煙霧虹吸管8:測定容器10:風(fēng)扇12:氣體監(jiān)測器16、 25:光觸Jf某膜18:擴(kuò)散型導(dǎo)光管21:白色LED、干燥室23:擴(kuò)散片、噴霧嘴25a、 25b、 25c:配管27:才羊品29:管31:生成物容器31a、 31b:板狀集電電極33:氧化鴒微粒子B:氣體液體混合部D:溶液導(dǎo)入部具體實(shí)施方式
(第1實(shí)施形態(tài))圖1表示氧化鴒的合成裝置的概略圖。圖中的符號1表示送出金屬鴒絲2的鴒絲線軸(spool )(以下，稱為線軸)。利用氣體燃燒器3，加熱、燃 燒金屬鎢絲2 ，產(chǎn)生氧化鎢微粒子的煙霧4 。利用設(shè)置在作為回收裝置的電 收塵器5中的煙霧虹吸管6來回收所述煙霧4。煙霧虹吸管(siphon) 6的 一部分配置在電爐7內(nèi)。首先，利用氣體燃燒器3,將直徑為0. 1 ~ 1. 0咖的金屬鎢絲2加熱到 1000 - 150(TC左右。由此，金屬鵠燃燒后升華，且經(jīng)過急劇氧化，而將三 氧化鴒(W03)微粒子(粒徑0,2-0.5 jam)的煙霧4釋放到空氣中。其 次，利用電收塵器5收集所述煙霧4，獲得氧化鴒微粒子。在像這樣所獲得的三氧化鎢微粒子中，雜質(zhì)少且晶格缺陷(lattice defect)少，因此，是晶體性高的光觸媒材料。而且，因?yàn)榱揭残?，?以光觸媒活性優(yōu)良。此處，有時在已收集的煙霧4中混合著三斜晶系晶體 和單斜晶系晶體這兩種晶體，因此，此時，包含三斜晶系布局的0.02-0. 1 ium的超;f鼓粒子。因此，為了抑制W03微粒子的晶體粒子成長，且使晶體結(jié)構(gòu)從三斜晶系 轉(zhuǎn)為單斜晶系，在600 ~ 1000。C的氧化氣氛中進(jìn)行短時間的加熱處理，合成 高活性的氧化鵠微粒子。由此，可以合成高活性的氧化鴒微粒子。圖2表示乙醛氣體分解測試的測定裝置的概略圖。此外，圖2中，符 號8表示容量3000 cc的測定容器，在測定容器的內(nèi)部配置著裝有光觸媒 粉末(重量0.1 g)的表面亞(watch glass) 9，在測定容器的下部配置 著風(fēng)扇(fan) 10。而且，在測定容器8的上部，配置著作為光源11的藍(lán) 色發(fā)光二極管(LED, Light Emitting Diode)(使用0. 88 mW/cm2 ( UV - 42 )、 0. 001 mW/cm2 ( YV - 35 ))。在測定容器8上，經(jīng)由配管連接著作為測定器的 多種氣體監(jiān)測器(multigas monitor) 12。此外，4吏用相當(dāng)于10卯m的乙 醛作為導(dǎo)入氣體。圖3是表示使用圖2的測定裝置對第1實(shí)施形態(tài)的三氧化鎢微粒子進(jìn) 行乙醛氣體分解測試的結(jié)果的圖表。圖3的線(a)表示未將光觸^ 某材料配置在容器中的狀態(tài)。線(a)中， 由于乙醛氣體吸附在裝置內(nèi)等，而使乙醛氣體的殘存率有少許降低，但未 出現(xiàn)具有除臭效果的變化。曲線(b)表示使用三氧化鎢微粒子作為原料的 狀態(tài)，所述三氧化鎢微粒子是通過將對鵠絡(luò)合物(tungsten complex)進(jìn) 行熱處理后所得的氧化鴒粉碎而成為粉末的孩i粒子。如曲線(b)所示，所 述微粒子中，乙醛氣體殘存率隨著時間的經(jīng)過而緩慢地降低，但所述乙醛 氣體的殘存率即使經(jīng)過1小時后仍超過50%。曲線(c)表示第1實(shí)施形態(tài) 中的氧化鴒微粒子。如曲線(c)所示，第1實(shí)施形態(tài)中的微粒子的乙醛氣 體殘存率的降低快于以曲線(b)所示的光觸媒，所述第1實(shí)施形態(tài)的微粒子的殘存率在經(jīng)過l小時后未滿20%。由此，可以明確得知第1實(shí)施形態(tài)的 光觸々某的光觸々某活性高。其次，將如圖2所示的測定裝置的光源11更換為日亞化學(xué)工業(yè)(股份 有限)制造的白色LED (NSPW500BS),進(jìn)行乙趁氣體分解測試。圖4是表示 使用所述測定裝置對乙醛氣體進(jìn)行分解測試的結(jié)果的圖表。而且，在所述 測試中，準(zhǔn)備煅燒溫度有變化的3種第1實(shí)施形態(tài)中的三氧化鎢微粒子進(jìn) 行測定。此外，圖4的線(a)表示無光觸媒，線(b)表示對鎢絡(luò)合物進(jìn) 行熱處理所獲得的三氧化鵠微粒子，所述詳情與以圖3說明的情況相同。結(jié)果，如圖4所示，當(dāng)進(jìn)一步利用電爐，在600°C、 800°C、 IOO(TC下，對 煙霧加熱處理1-15分鐘時，如各線(c)、線(d)以及線(e)所示而變 化。由此，可以明確得知，通過提高加熱溫度，使乙醛氣體殘存率更快地 降低，且使光觸媒活性進(jìn)一步提高。此外，當(dāng)所述加熱處理的溫度超過1000 。C時，晶體開始成長，氧化鎢的粒徑過大，光觸媒效果降低。而且，當(dāng)溫 度未滿600。C時，晶體不能充分地轉(zhuǎn)化為單斜晶，因此，光觸媒活性不充分。 (第2實(shí)施形態(tài))將利用與第1實(shí)施形態(tài)相同的方法所獲得的氧化鎢微粒子導(dǎo)入到氨水 等堿性水溶液中。由此，氧化鴒微粒子的表面被蝕刻，且進(jìn)一步使氧化鎢 微粒子更加微細(xì)。此外，通過調(diào)節(jié)回收裝置5的吸引條件例如吸引速度、吸 引量，可以獲得具有穩(wěn)定活性的氧化鎢光觸媒超微粒子。而且，通過調(diào)整 堿性水溶液的堿濃度，可以獲得具有任意平均粒徑的微粒子。根據(jù)第2實(shí)施形態(tài)，通過將氧化鎢微粒子導(dǎo)入到堿性水溶液中，可以 進(jìn)一步縮小氧化鵠微粒子的粒徑，且提高光觸媒活性。這樣，由通過縮小 平均粒徑而獲得的氧化鴒微粒子構(gòu)成的光觸媒主要具有提高氣體分解性能 的效果，可有效適用在除臭用途或碳酸氣體、N0x、 SOx等排出氣體的分解 用途中。使用如圖2所示的測定裝置，對根據(jù)第2實(shí)施形態(tài)所獲得的氧化鎢微 粒子進(jìn)行乙醛氣體分解測試后，獲得如圖5所示的結(jié)果。其中，圖2中的 光源11使用所述白色LED (NSPW500BS)。此外，線(a)表示圖3所示的無 光觸媒，線(c)與第1實(shí)施形態(tài)中使用電爐在600。C下加熱煅燒后的物質(zhì) 相同。線(f )表示第2實(shí)施形態(tài)的氧化鎢微粒子。所述氧化鎢微粒子在利 用電爐進(jìn)行60(TC下的加熱處理煙霧后，進(jìn)一步利用氨水進(jìn)行表面處理，使 平均粒徑為0.01-0.05 jam。如線(f )所示，可以明確得知，根據(jù)已利用 氨水進(jìn)一步進(jìn)行表面處理的第2實(shí)施形態(tài)的氧化鴒微粒子，與未進(jìn)行表面 處理的線(c)相比，乙醛殘存率更快地降低，光觸媒活性進(jìn)一步提高。 (第3實(shí)施形態(tài))使在第1實(shí)施形態(tài)中所獲得的氧化鴒微粒子分散在水或乙醇等有機(jī)溶劑中。其次，使過渡金屬鹽MX (M = Ag、 Pt、 Ni、 Zn、 Co等，X-C廠或N(V 等所有無機(jī)陰離子以及乙酰丙酮(acetylacetone)等所有有機(jī)系配合基) 溶解。接著，對使所述溶液蒸發(fā)凝固而荻得的粉末進(jìn)行煅燒，獲得使過渡 金屬氧化物負(fù)載在氧4匕鴒微粒子表面上的可見光響應(yīng)型光觸媒。根據(jù)第3實(shí)施形態(tài)，如此所獲得的可見光響應(yīng)型光觸媒受到可見光的 照射而分解有機(jī)色素，因此，可以在涂布到例如照明器具上時發(fā)揮防污、 除臭功能。(第4實(shí)施形態(tài))使第1實(shí)施形態(tài)中所獲得的氧化鴒微粒子分散在水、乙醇或乙醇和水 的混合溶劑中，獲得分散液。接著，將所述分散液涂布在玻璃板等上，利 用加熱板(hot plate)等來蒸發(fā)溶劑成分，由此可以制作透明且膜強(qiáng)度優(yōu) 良的光觸媒膜。根據(jù)第4實(shí)施形態(tài)，通過將分散液涂布在玻璃板等上，且使溶劑成分 蒸發(fā)，可以制作透明且膜強(qiáng)度優(yōu)良的光觸媒膜。 (第5實(shí)施形態(tài))使第1實(shí)施形態(tài)中所獲得的氧化鎢微粒子分散在水、乙醇或乙醇和水 的混合溶劑中，獲得氧化鴒涂料。接著，利用浸涂(dip )或旋涂(spin coat ) 法，將包含由氧化硅(Si(U、氧化鈦(TiOJ、氧化鋁(Al20j或氧化鋯(Zr0) 構(gòu)成的微粒子的涂料涂布在玻璃板上。進(jìn)而，在使溶劑干燥后，利用電爐，在 50(TC下煅燒10分鐘，形成透明的保護(hù)膜。其次，利用浸涂或旋涂法，在所述保護(hù)膜上涂布剛制作的氧化鎢分散 液。接著，在使溶劑干燥后，利用電爐，在500。C下煅燒10分鐘。由此，形 成氧化鴒光觸媒膜。根據(jù)第5實(shí)施形態(tài)，通過在玻璃板和光觸媒膜之間設(shè)置保護(hù)層，可以 防止玻璃板中所包含的堿離子擴(kuò)散，且可以防止光觸媒活性減弱。因此，即 使當(dāng)將以第1實(shí)施形態(tài)的氧化鎢微粒子為主成分的光觸々某膜涂布在包含堿 成分的玻璃板等上時，也可以可靠地獲得親水性、防污的自凈功能。圖6是表示對附有根據(jù)第5實(shí)施形態(tài)所制成的氧化鎢光觸媒膜的玻璃 板的水接觸角的時間變化進(jìn)行測定的結(jié)果的圖表。此外，預(yù)先使用硬脂酸 污染玻璃板表面，以具有堿離子區(qū)塊(block)的保護(hù)層的類型和無保護(hù)層 的類型，對熒光燈照射下的水接觸角的變化進(jìn)行測定。圖6中的線(g)表 示無保護(hù)層的情況，線(h)表示具有保護(hù)層的第5實(shí)施形態(tài)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，具 有保護(hù)層的第5實(shí)施形態(tài)'的光觸媒膜在熒光燈照射后2天內(nèi)產(chǎn)生超親水性。 相對于此，以線(g)所示的無保護(hù)層的比較例的光觸媒膜，即使經(jīng)過l周也未發(fā)現(xiàn)親水性。對此，認(rèn)為，玻璃板中的堿離子析出并侵入到光觸媒膜 中，氧化鴒微粒子的晶體性惡化，光觸媒效果減弱。 (第6實(shí)施形態(tài))使在第1實(shí)施形態(tài)中所獲得的氧化鴒微粒子M在水、乙醇或乙醇和 水的混合溶劑中，獲得分散液。將所述分散液涂布在石英玻璃制造的玻璃 板等上，使溶劑成分蒸發(fā)，形成氧化鵠光觸媒膜。而且，對所述光觸媒膜進(jìn)行50(TC或500。C以上的熱處理。由此，可以制作透明且膜強(qiáng)度優(yōu)良的光 觸媒膜。根據(jù)第6實(shí)施形態(tài)，通過在50(TC或500。C以上的高溫下對光觸士某膜進(jìn) 行熱處理，可以制作透明且膜強(qiáng)度優(yōu)良的光觸媒膜。圖7是拍攝使用第6實(shí)施形態(tài)的方法所獲得的光觸媒膜的剖面的掃描 電子顯孩t鏡(SEM， Scanning Electron Microscope)照片。圖7中，符號 15是作為基材的玻璃板，符號16是光觸媒膜(膜厚約O. 5 jam)。 (第7實(shí)施形態(tài))圖8是表示第7實(shí)施形態(tài)的光觸^ 某除臭照明單元的示例圖。 圖中的符號17a、 17b表示分別相向配置的白色LED單元。在各白色LED 單元17a、 17b中，分別串聯(lián)配置著作為光源的多個白色發(fā)光二極管(LED) 19。在所述各白色LED19中，間隔少許間隙而配置著多個擴(kuò)散型導(dǎo)光管18。 在所述各擴(kuò)散型導(dǎo)光管18表面上，涂布由第1實(shí)施形態(tài)中所獲得的氧化鎢 ;徵粒子所構(gòu)成的可見光響應(yīng)型光觸i某體。此處，光觸纟某體中形成著基礎(chǔ)膜、 第1光觸媒膜以及第2光觸媒膜的3層積層膜，例如，所述基礎(chǔ)膜，混合 有硅樹脂等可見光、紫外光透過率高的成分且厚度為0.15 jam，所述第1 光觸媒膜以氮取代型氧化鈦及金屬負(fù)載氧化鈦的微粒子為主成分且形成在 基礎(chǔ)膜上，所述第2光觸媒膜以三氧化鴒微粒子為主成分且形成在第1光 觸媒膜上。根據(jù)第7實(shí)施形態(tài)的光觸媒除臭照明單元，在具備白色LED19的單元 17a、 17b之間，具備涂布著W03光觸媒體的擴(kuò)散型導(dǎo)光管18,因此，即使 適用于水箱等低溫的家電產(chǎn)品中，也可以在低溫下以相同輸出而點(diǎn)燈，而 且，通過增加LED的數(shù)量以及擴(kuò)散型導(dǎo)光管的根數(shù)，可以獲得最佳的光量 和除臭、抗菌功能。圖9是表示使用圖8的光觸媒除臭照明單元，利用除臭測試來測定曱 醛氣體的分解效果的結(jié)果的圖表。圖9中，線(i)表示擴(kuò)散型導(dǎo)光管為3 根時的情況，線(j )表示擴(kuò)散型導(dǎo)光管為5根時的情況。根據(jù)圖9的結(jié)果 可以確認(rèn)，通過增加導(dǎo)光管的根數(shù)，曱醛氣體的殘存率的降低速度加快，且 除臭效果提高。(第8實(shí)施形態(tài))圖IO是第8實(shí)施形態(tài)中的光觸媒除臭照明單元的概略剖面圖。圖中的符號21表示白色LED，沿著丙烯樹脂制造的導(dǎo)光板22的入光端 面排列著多個所述白色LED21。在所述導(dǎo)光板22的其中一面(圖中是下表 面)上，形成著由聚碳酸酯樹脂構(gòu)成的擴(kuò)散片23。在所述導(dǎo)光板22的上部 側(cè)(光照射面?zhèn)?，配置著丙烯制造的聚光片24。在所述聚光片24的光照 射面的相反側(cè)的表面上，涂布著以在第1實(shí)施形態(tài)中所獲得的氧化鎢微粒 子為主成分而形成的光觸媒膜25。光觸媒膜25例如經(jīng)由混合有硅樹脂等可 見光、紫外光透過率高的成分且厚度為150 nm的基礎(chǔ)膜而形成。此外，圖 10中，方便起見，分開表示導(dǎo)光板22和聚光片24，但導(dǎo)光板22和聚光片 24原本是配設(shè)為相接觸的狀態(tài)。根據(jù)第8實(shí)施形態(tài)的光觸媒除臭照明單元，使用LED21作為光源，因 此，即使適用于冰箱等低溫的家電產(chǎn)品，也可以不損害效率而以規(guī)定的光 輸出而點(diǎn)燈，而且，通過調(diào)整LED21的排列數(shù)和導(dǎo)光板22的大小，可以獲 得最佳的光量和除臭、抗菌功能。而且，未將光觸媒體25直接形成在導(dǎo)光 板22表面上，而是經(jīng)由聚光片24等光學(xué)單元形成在導(dǎo)光板22表面上，因 此，可以避免由于導(dǎo)光板22與光觸媒材料的折射率的差而引起光的衰減。圖ll是使用圖10的光觸媒除臭照明單元，利用除臭測試來測定乙醛 氣體的分解效果的結(jié)果的圖表。圖11中，線(k)表示未將光觸媒體負(fù)載 在照明單元上時的情況，線(1 )表示負(fù)載有0. 1 g第1實(shí)施形態(tài)中所獲得 的氧化鵠微粒子時的情況，線(m)表示負(fù)載有0.2 g所述氧化鎢微粒子時 的情況。根據(jù)圖11,氧化鎢微粒子的負(fù)栽量越多，乙醛氣體的殘存率的降 低速度越快，且可以確認(rèn)因光觸媒負(fù)載量增加而產(chǎn)生除臭效果。(第9實(shí)施形態(tài))獲得如下構(gòu)成的附有光觸媒的板玻璃在厚度為4-5 mm的窗玻璃的 面向室外的表面部分，形成具有親水防污功能的以氧化鈦微粒子為主成分 的膜厚為0. 1 ~ 0. 5 jum的第1光觸媒膜，且在窗玻璃的室內(nèi)側(cè)的表面部分， 形成以第1實(shí)施形態(tài)中所獲得的氧化鴒微粒子為主成分的膜厚為0.5-2.0 pm的第2光觸媒膜。此處，第1光觸媒膜是通過紫外線的照射而發(fā)揮親水 性的光觸媒膜，第2光觸媒膜是可見光響應(yīng)型光觸媒膜。根據(jù)第9實(shí)施形態(tài)，在室外側(cè)的表面，通過太陽光的紫外線的照射可 使第1光觸媒膜活性化而獲得親水效果的自凈功能，且在室內(nèi)側(cè)的表面， 可以利用透過窗玻璃的太陽光的可見光線及室內(nèi)光源，通過可見光線的照 射使第2光觸媒膜活性化而獲得對具有臭味等的有機(jī)物的分解效果。 (第10實(shí)施形態(tài))首先，利用氣體燃燒器3，將直徑為0. 1 ~ 1. 0 mm的金屬鎢絲2加熱到 1000 ~ 150(TC左右。由此，金屬鴒燃燒后升華，且劇烈地氧化，這樣，將三氧化鎢(W03)微粒牛(粒徑0.2-0.5 jam)的煙霧4釋放到空氣中。 其次，利用電收塵器5收集所述煙霧4，獲得氧化鴒孩i粒子。此時，作為電 收塵器5的一構(gòu)成的電極間距離為5-15 mm,且施加2000 V的高電壓。在 所產(chǎn)生的煙霧4中混合著三斜晶系晶體和單斜晶系晶體兩種晶體，且包含 三斜晶系布局的平均粒徑為0. 03~0. 1 jam的超微粒子。而且，在將W03 微粒子導(dǎo)入到600 ~ 1000。C的氧化氣氛的電爐內(nèi)后，在短時間(例如10分 鐘)內(nèi)進(jìn)行熱處理，抑制W03微粒子的晶體粒子成長，使晶體結(jié)構(gòu)從三斜晶 系轉(zhuǎn)化為單斜晶系，合成高活性的氧化鴒微粒子。圖12表示電收塵裝置的 示意圖。圖中的符號31a、 31b表示板狀集電電極，符號32表示線狀放電 電極，符號33表示氧化鴒孩t粒子。根據(jù)第10實(shí)施形態(tài)，在電收塵器的電極間施加高電壓，利用帶電來吸 附氧化鎢煙霧，因此，與物理回收法相比，可以防止產(chǎn)生阻塞、以及雜質(zhì)的混 合。而且，過濾器為一次性使用，難以進(jìn)行再利用，但電收塵器法中只要 將電極部分設(shè)為線狀即可進(jìn)行再利用，所以可以抑制制造成本。另外，通 過降低電收塵部分的施加電壓且增大流量，可以不吸附大粒子而僅選擇性 地吸附小粒子加以回收。通過僅收集小粒子，可以使光觸々某微粒子的比表 面積(specific surface area)增加，且提高光觸々某活性。此外，市場銷 售的家庭用電收塵器的施加電壓為3000 - 4000 V，商用電收塵器的施加電 壓為9000 ~ 15000 V。而且，先前的使用高效微?？諝膺^濾器(HEPA filter) 等物理過濾器的收集法會引起阻塞以及吸附能力降低，且無法進(jìn)行穩(wěn)定的 收集。圖12是表示本發(fā)明的第10實(shí)施形態(tài)的氧化鎢光觸媒合成裝置的電極 部分的說明圖。圖中的符號31a、 31b表示彼此平行配置的板狀集電電極， 符號32表示配置在板狀集電電極間的線狀放電電極，符號33表示氧化鎢 微粒子。而且，使用如圖2所示的測定裝置，對根據(jù)第10實(shí)施形態(tài)所獲得的 氧化鴒微粒子進(jìn)行乙醛氣體分解測試后，獲得如圖13所示的結(jié)果。此外，線 (a)表示未施加高電壓時的情況，線(b)表示施加10 kV電壓時的情況， 線(c)表示施加3 kV電壓時的情況。根據(jù)圖13可以明確得知，施加電壓 越小，乙醛殘存率降低速度越快，光觸媒活性越高。 (第11實(shí)施形態(tài))使用第1實(shí)施形態(tài)的測定裝置，對三氧化鎢孩i粒子進(jìn)行乙醛氣體的分 解測試后，獲得如圖14所示的特性圖。圖14中的線a表示富單斜晶系的 氧化鎢微粒子光觸Jf某的情況，線b表示所述實(shí)施形態(tài)的富立方晶系的氧化 鴒微粒子光觸媒的情況，線c表示將光觸媒配置在測定容器中時的情況。而且，對第11實(shí)施形態(tài)的氧化鴒微粒子光觸媒進(jìn)行X線繞射(X-ray diffraction, XRD)分析后，獲得如圖15 (A)所示的圖。此處，圖15 (A)是基于XRD分析的測定結(jié)果的圖，表示強(qiáng)度(CPS)與角度26 (度)的關(guān) 系。圖15 (B)表示單斜晶系的數(shù)據(jù)，圖15 (C)表示立方晶系的數(shù)據(jù)。根 據(jù)圖15可知，(200 )面的峰值強(qiáng)度如箭頭X所示為最強(qiáng)。此外，根據(jù)改變各種燃燒器的升華溫度來測定強(qiáng)度特性的圖16的特性 圖，也可以明確得知(200 )面的峰值強(qiáng)度最強(qiáng)。圖16中，線a表示市場 銷售的W03微粒子的XRD圖，線b表示回收煙霧后未加熱的W03微粒子的XRD 圖。根據(jù)圖16可以明確得知，將用以抑制W03微粒子的晶體粒子成長來使 晶體結(jié)構(gòu)從三斜晶系轉(zhuǎn)化為立方晶系或單斜晶系的加熱溫度為600 ~ 1000 。C,但任一種情況下，(200 )面的峰值強(qiáng)度均最強(qiáng)，且可以通過,照射可見 光來確認(rèn)光觸媒活性。.(第l2實(shí)施形態(tài))首先，利用燃燒器，在1000 ~ 170(TC左右，以短時間(每1 cm加熱5 ~ 15秒)加熱金屬鴒絲。由此，金屬鴒燃燒后升華，且劇烈地氧化，這樣， 將三氧化鵠(W03)微粒子的煙霧釋放到空氣中。在所產(chǎn)生的煙霧中混合著 立方晶系、三斜晶系以及單斜晶系這3種或3種以上的晶體，且包含三斜 晶系布局的0.03-0.1 jam的超微粒子。其次，利用電收塵器收集所述煙 霧，獲得W03微粒子。接著，為了抑制W03微粒子的晶體粒子成長，使晶體 結(jié)構(gòu)從三斜晶系轉(zhuǎn)化為立方晶系或單斜晶系，將所述煙霧導(dǎo)入到600 ~ 1000 。C的氧化氣氛的電爐內(nèi)，在短時間內(nèi)進(jìn)行熱處理，合成高活性的W03微粒子。根據(jù)第12實(shí)施形態(tài)，可以獲得與第11實(shí)施形態(tài)相同的效果。此外，如 果進(jìn)一步縮小氧化鴒的微粒子，則使粒徑縮小到10~20nm,所述已超微粒 子化的氧化鴒的微粒子為立方晶系的結(jié)構(gòu)。而且，通過進(jìn)一步微粒子化， 光觸媒粉體的比表面積增大，且光觸媒分解活性也提高。 (第13實(shí)施形態(tài))使在第1實(shí)施形態(tài)中合成的W03微粒子和純水混合，將作為金屬氧化物 粘合劑的Zr02作為固體成分，對W03微粒子添加約10~20重量°/。后，利用例 如頻率為100 kHz的超聲波進(jìn)行分散處理，獲得可見光響應(yīng)型光觸媒涂料。根據(jù)第13實(shí)施形態(tài)，通過利用特定頻率的超聲波進(jìn)行M處理，可以 有效地分散已凝聚的W03微粒子。事實(shí)上，對于將時間設(shè)為相同且將頻率分 別設(shè)為100 kHz、 60 kHz時的分散狀況進(jìn)行調(diào)查，獲得圖17所示的結(jié)果。 根據(jù)圖17可知，利用超聲波的頻率也可以改變分散狀況。尤其可以明確得 知，頻率高的情況與頻率低的情況相比，分散狀況變得更好。此外，以與 利用超聲波進(jìn)行的分散處理相比較的含義，也進(jìn)行了物理式分散處理的測 試，但可以確認(rèn)物理式分散處理中，從高活性狀態(tài)轉(zhuǎn)向惡化。 (第14實(shí)施形態(tài))如以下方式制作第4實(shí)施形態(tài)的光觸媒粉體。首先，利用玻珠研磨機(jī)或行星式軋機(jī)(planetary mill)等，粉碎仲 鴒酸銨鹽(APT, Ammonium Paratungstate )，利用離心分離進(jìn)行分級。其 次，在空氣中以400 600。C對所述孩t粒子進(jìn)行熱處理，由此，可以精制平 均粒徑為0. 01 ~ 0. 1 |am且由三氧化鵠微粒子構(gòu)成的光觸媒粉體。本實(shí)施 形態(tài)中，通過在空氣中約50(TC下進(jìn)行熱處理，可以獲得平均粒徑為0.05 m m的、利用XRD分析具有(002 )面和(100 )面的強(qiáng)峰值的三氧化鴒微粒子。 此外，明確得知，通過所述熱處理，有少許晶體成長，粒度增大。即，調(diào)查，3光觸媒微粒子(平均粒徑0.01-0.1 ium)的XRD數(shù)據(jù) 后，獲得例如圖18 (A )、圖18 (B)所示的特性圖。圖18 (A)表示除未充 分進(jìn)行熱處理以外，利用和本實(shí)施形態(tài)相同的方法合成時的情況，在規(guī)定 角度26 (度)的附近，單斜晶(002 )面和單斜晶(200 )面具有高峰值強(qiáng) 度。圖18 (B)是本實(shí)施形態(tài)的W03光觸媒微粒子，在與圖18 (A)相同的 角度26的附近，具有單斜晶(002 )面的高峰值強(qiáng)度以及高于所述面的峰 值強(qiáng)度的立方晶(100)面的峰值強(qiáng)度。而且，準(zhǔn)備各種樣品，比較立方晶(100)面和單斜晶(002 )面的強(qiáng) 度比不同的W03微粒子光觸媒的氣體分解活性，獲得圖19所示的特性圖。 根據(jù)圖19可以明確得知，當(dāng)立方晶(100)面的強(qiáng)度比增強(qiáng)時，1小時后的 乙醛氣體分解活性提高。第14實(shí)施形態(tài)中，可見光響應(yīng)型光觸々某體是平均粒徑為0. 01 ~ 0. 1 in m的W03微粒子，并且，包含立方晶系和單斜晶系的W03微粒子，且立方晶 (100)面的強(qiáng)度比強(qiáng)于單斜晶(002 )面的強(qiáng)度比，通過所述構(gòu)成，可以 獲得高的乙醛氣體分解活性。 (第15實(shí)施形態(tài))圖20表示用于制造光觸媒微粒子的制造裝置。所述制造裝置由噴霧干 燥器(spray dryer)本體A、氣體液體混合部B、加壓空氣導(dǎo)入部C、溶液 導(dǎo)入部D以及粒體回收部E構(gòu)成。圖中的符號21表示上部具備分配器22 的干燥室(chamber )。此處，分配器22具有用以將干燥室21加熱到200 。C的空氣導(dǎo)入口的作用。在干燥室21中，以貫通分配器22的方式而配置 著配管25a,所述配管25a安裝著噴霧嘴(fog nozzle ) 23以及電磁閥24。 所述配管'25a具有僅對水溶液加壓使水溶液霧化的空氣導(dǎo)入口的作用。利 用配管25b，向所述干燥室21的上部供給氣體。所述配管25b具有用以加 熱水溶液和空氣的熱風(fēng)供給口的作用。所述配管25a在中途分支出安裝著 針形閥(needle valve) 26的配管25c。所述配管25c與噴霧嘴23的上部連結(jié)。在噴霧嘴23的上部連接著利 用泵28將樣品27供給到噴霧嘴23內(nèi)的管29。供給到噴霧嘴23內(nèi)的樣品 27的量可以利用泵28進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。在所述干燥室21的側(cè)部，連結(jié)著從噴霧嘴23獲取呈霧狀噴出的生成物的旋風(fēng)分離器(cyclone) 30。進(jìn)而，在 旋風(fēng)分離器30上，連接著用于收集光觸媒微粒子的生成物容器31以及用 于排氣的吸氣器(aspirator) 32。在所述干燥室21的入口側(cè)、出口側(cè)配置著未圖示的溫度感測器，分別 測定供給到干燥室21的空氣的溫度、以及輸送到旋風(fēng)分離器30中的光觸 媒微粒子的環(huán)境溫度。而且，供給到配管25c內(nèi)的空氣在噴霧嘴23的上部 側(cè)與供給到管29內(nèi)的樣品27混合，從噴霧嘴23的下部呈霧狀噴出。其次,說明使用圖20的制造裝置制造光觸媒微粒子時的情況。首先，將 例如4重量y。的仲鴒S交銨水溶液(樣品)和加壓空氣一并輸送到圖20的噴 霧嘴23內(nèi)，在200。C熱風(fēng)環(huán)境中從噴霧嘴23的前端噴出，噴霧的粒徑為1 ~ 10 jam,生成粒狀原料。此時，將加壓空氣從配管25a輸送到噴霧嘴23的 前端附近，對從噴霧嘴23噴出的光觸媒微粒子供給氧。如果水溶液的濃度 為4重量％，則可以獲得40 - 400 nm的仲鴒酸銨的粒狀原料。其次，在干 燥室21內(nèi)，在800。C、 1 10分鐘的條件下，進(jìn)行急劇加熱短時間的熱處 理，強(qiáng)行干燥所述原料，使所述原料再晶體化。由此，形成三氧化鴒光觸 媒微粒子，該三氧化鴒光觸媒微粒子以三氧化鴒微粒子為主成分，該微粒 子的平均粒徑小于等于0. 5 iam，優(yōu)選小于等于O. 1 jam,晶體結(jié)構(gòu)為單斜 晶系。接著， 一面利用吸氣器32排出千燥室21內(nèi)的氣體， 一面利用旋風(fēng) 分離器30將干燥室21內(nèi)的光觸i某^L粒子收集在生成物容器31內(nèi)。根據(jù)第15實(shí)施形態(tài)，將加壓空氣從配管25a輸送到噴霧嘴23的前端 附近，對光觸々某微粒子供給氧，由此，可以獲得氧缺陷較少的W03晶體光觸 媒微粒子。而且，通過在干燥室21內(nèi)，以800°C、 1-10分鐘的條件進(jìn)行 劇烈加熱短時間的熱處理，可以如第4實(shí)施形態(tài)，獲得才艮據(jù)XRD分析在(001 ) 面和(200 )面具有強(qiáng)峰值的單斜晶、立方晶復(fù)合形的W03光觸々某微粒子。 (第16實(shí)施形態(tài))本實(shí)施形態(tài)的微粒子是三氧化鎢微粒子，該三氧化鎢微粒子是通過在 將市場銷售的仲鴒酸銨溶解在水系溶劑中后，在空氣中以高溫加熱煅燒再 晶體化所獲得的原料1分鐘而制造出的。通過調(diào)整本實(shí)施形態(tài)的W03光觸媒微粒子的加熱、煅燒條件，也可以如 第4實(shí)施形態(tài)，合成根據(jù)XRD分析在(001)面和(200 )面具有強(qiáng)峰值的 單斜晶、立方晶復(fù)合形的W03光觸媒;敞粒子。 (第17實(shí)施形態(tài))作為以第1實(shí)施形態(tài)的氧化鴒^f效粒子為主成分的氧化鴒可見光響應(yīng)光 觸媒涂料的形態(tài)，可以列舉圖21 (A) ~圖21 (D)所示的示例。1 )在基材上，從基材側(cè)按順序積層形成著第1層以及第2層，所述第 1層由包含作為金屬氧化物粘合劑的氧化鋯的氧化鎢構(gòu)成，所述第2層由包含作為金屬氧化物粘合劑的氧化鋁的氧化鎢構(gòu)成(參照圖21 ( A ))。此外， 圖中的AcOH是指乙酸。
2) 在基材上，從基材側(cè)按順序積層形成著第l層以及第2層，所述第 1層由包含作為金屬氧化物粘合劑的氧化鋁的氧化鴒構(gòu)成，所述第2層由包 含作為金屬氧化物粘合劑的氧化鋯的氧化鎢構(gòu)成(參照圖21 (B))。
3) 在基材上，從基材側(cè)按順序積層形成著第l層以及第2層，所述第 1層由作為金屬氧化物粘合劑的氧化鋁構(gòu)成，所述第2層由包含作為金屬氧 化物粘合劑的氧化鋯的氧化鴒構(gòu)成(參照圖21 (C))。
4) 在基材上，從基材側(cè)按順序積層形成著第1層以及第2層，所述第 1層由包含作為金屬氧化物粘合劑的氧化鋯的氧化鴒構(gòu)成，所述第2層由作 為金屬氧化物粘合劑的氧化鋯構(gòu)成(參照圖21 (D))。
在所述l) -4)的實(shí)例中，按照l) >2) >3) >4)的順序具有氣體 分解效果。尤其是，1)的情況下，在第1層生成的乙酸陷入到第2層中，而 且，在第2層生成的乙酸也陷入在所述第2層內(nèi)，因此，氣體分解效果特 別高。2)為與1)相反的結(jié)構(gòu)，但第2層為氧化鋯粘合劑，因此，所生成 的乙酸比起l)的實(shí)例容易釋放到空氣中，且比起l),氣體分畔效果差。
作為具體例，可以列舉如下情況如圖22所示，在基材上^成著由包 含作為金屬氧化物粘合劑的氧化鋯及氧化鋁的氧化鎢構(gòu)成的第1層。
優(yōu)選的是，金屬氧化物粘合劑相對于氧化鎢為0. 1重量％~ 10重量％。 該理由是，當(dāng)未滿0. 1重量％時作為涂膜的強(qiáng)度不充分，當(dāng)超過10重量％時 光觸^f某活性減弱。
根據(jù)第17實(shí)施形態(tài)，可以形成光觸媒膜，該光觸媒膜包含具有光觸媒 作用的W03微粒子，且通過將Zr粘合劑作為固體成分并添加相對于W03為 0. 1 ~ 10重量％的所述Zr粘合劑，來使Zr粘合劑具有和未添加時相比為3 倍或3倍以上的膜重量且乙醛分解效果優(yōu)良。
事實(shí)上，比較有無Zr粘合劑時的乙醛氣體分解效果后，獲得圖23所示 的特性圖。圖23中的線(a)表示不含有Zr粘合劑的W03涂膜時的情況，線 (b)表示含有Zr粘合劑的WOs涂膜時的情況，線(c)表示乙醛氣體未泄 漏時的情況。才艮據(jù)圖23可以明確得知，線(b)的乙醛殘存率比線(a)的 乙醛殘存率降低得更快，且線(b)的光觸媒活性進(jìn)一步提高。 (第18實(shí)施形態(tài))
與第17實(shí)施形態(tài)相同，利用電收塵器5收集包含三斜晶系布局的 0.01-0.03 nm的超微粒子的煙霧4，獲得W03微粒子。接著，使所述微粒 子和水混合，將Zr粘合劑(CI化成(股份有限)制造)作為固體成分，添 加相對于W03為0. 1 ~ 10 wty。的所述Zr粘合劑，作為第1涂布液。其次，與 所述第1涂布液相同，將氧化鋁溶膠(alumina sol)(日產(chǎn)化學(xué)制造)作為固體成分，對柳3超樣史粒子的水溶液添加相對于柳3為i~iq wty。的所述
氧化鋁溶膠，作為第2涂布液。
第18實(shí)施形態(tài)中，將已調(diào)整的第1涂布液、第2涂布液涂布在玻璃板 上，形成積層結(jié)構(gòu)，由此，可以獲得能夠增加乙醛分解效果并且能夠抑制 生成乙酸的膜。此外，第18實(shí)施形態(tài)中的要點(diǎn)是，與空氣接觸的最表面的 層為含A1"3粘合劑的氧化W03層，與先前的W03復(fù)合膜相比，不會損害抑制 生成副產(chǎn)的乙酸的效果，且發(fā)現(xiàn)具有更高的乙醛氣體分解效果。
根據(jù)第17實(shí)施形態(tài)及第18實(shí)施形態(tài)，因含有具有光觸媒作用的氧化 鴒微粒子，且至少含有作為金屬氧化物粘合劑的氧化鋯及氧化鋁，因此，與 先前相比，可以使膜重量優(yōu)良且促進(jìn)乙醛分解效果。而且，因包含具有光 觸媒作用的氧化鴒微粒子，且將氧化鵠粒子本身用作粘合劑，可以形成涂 布到玻璃上時透明且堅(jiān)固的^皮膜。
此外，本發(fā)明并不限定于所述實(shí)施形態(tài)，在實(shí)施階段，在不脫離所述 要旨的范圍內(nèi)可使構(gòu)成要素變形而具體化。而且，通過適當(dāng)組合所述實(shí)施 形態(tài)中所記載的多個構(gòu)成要素，也可以形成各種發(fā)明。例如，可以從實(shí)施 形態(tài)所示的全部構(gòu)成要素中刪除幾個構(gòu)成要素。另外，也可以適當(dāng)組合不 同實(shí)施形態(tài)中的構(gòu)成要素。
權(quán)利要求
1.一種可見光響應(yīng)型光觸媒合成法，其特征在于燃燒金屬鎢來合成氧化鎢微粒子。
2. 如權(quán)利要求1所述的可見光響應(yīng)型光觸媒合成法，其特征在于 氧化鵠^:粒子的平均粒徑為0. 01 ~ 0. 1 iam。
3. 如權(quán)利要求1所述的可見光響應(yīng)型光觸媒合成法，其特征在于 氧化鎢^f敫粒子的平均粒徑為0. 01 ~ 0. 05 iu m。
4. 一種可見光響應(yīng)型光觸媒合成法，其特征在于 使金屬鎢升華或燃燒，合成具有晶體結(jié)構(gòu)的氧化鎢微粒子，根據(jù)XRD分析得出所述晶體結(jié)構(gòu)的(200 )面的峰值強(qiáng)度最強(qiáng)。
5. 如權(quán)利要求1或4所述的可見光響應(yīng)型光觸J 某合成法，其特征在于 氧化鴒微粒子是通過收集經(jīng)燃燒而升華的氧化鎢微粒子的煙霧而獲得的。
6. 如權(quán)利要求5所述的可見光響應(yīng)型光觸媒合成法，其特征在于 利用電收塵法收集氧化鴒微粒子的煙霧。
7. 如權(quán)利要求5所述的可見光響應(yīng)型光觸媒合成法，其特征在于 使氧化鎢微粒子的煙霧通過600°C ~ 100(TC的氧化氣氛爐內(nèi)。
8. 如權(quán)利要求5所述的可見光響應(yīng)型光觸媒合成法，其特征在于 將氧化鎢微粒子的煙霧導(dǎo)入到堿性水溶液中，使微粒子的表面溶解。
9. 如權(quán)利要求1或4所述的可見光響應(yīng)型光觸i某合成法，其特征在于 氧化鴒4效粒子具有單斜晶系晶體結(jié)構(gòu)。
10. —種可見光響應(yīng)型光觸媒材料，其特征在于包括 氧化鴒微粒子，具有晶體結(jié)構(gòu)，通過XRD分析的測定得出所述晶體結(jié)構(gòu)的(200 )面的峰值強(qiáng)度最強(qiáng)。
11. 如權(quán)利要求10所述的可見光響應(yīng)型光觸媒材料，其特征在于 在所述氧化鴒微粒子中，立方晶系晶體結(jié)構(gòu)的粒子多于其他晶體結(jié)構(gòu)的粒子。
12. 如權(quán)利要求10所述的可見光響應(yīng)型光觸媒材料，其特征在于 氧化鎢孩i粒子的平均粒徑為0. 01 ~ 0. 1 mm。
13. 如權(quán)利要求12所述的可見光響應(yīng)型光觸^ 某材料，其特征在于 包括立方晶系晶體結(jié)構(gòu)的粒子。
14. 如權(quán)利要求13所述的可見光響應(yīng)型光觸媒材料，其特征在于 除立方晶系晶體結(jié)構(gòu)的粒子外，還包括單斜晶系及三斜晶系晶體結(jié)構(gòu)的粒子這兩種中的任一種粒子。
15. —種可見光響應(yīng)型光觸纟某涂料，其特征在于包括權(quán)利要求10至14中任一項(xiàng)所述的可見光響應(yīng)型光觸媒材料，且， 相對于所述可見光響應(yīng)型光觸々某材料，含有1~10重量°/ 的Al、 Zr、 Si中 的任一個金屬氧化物粘合劑或Al-Si的復(fù)合氧化物粘合劑。
16.—種可見光響應(yīng)型光觸媒體，其特征在于涂布權(quán)利要求10至14中任一項(xiàng)所述的可見光響應(yīng)型光觸媒材料而形 成光觸媒膜。
全文摘要
本發(fā)明可以獲得一種粒徑小于市場銷售的氧化鎢粒子的氧化鎢光觸媒微粒子。本發(fā)明提供一種可見光響應(yīng)型光觸媒合成法，其特征在于燃燒金屬鎢來合成氧化鎢微粒子。
文檔編號B01J23/30GK101224419SQ20071019536
公開日2008年7月23日 申請日期2007年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月14日
發(fā)明者大塚一成, 大川秀樹, 松田良太郎, 橫倉清, 河野仁志, 石崎有義, 蒲倉貴耶 申請人:東芝照明技術(shù)株式會社