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WO9929424A1

Photocatalyst composition, substance containing photocatalyst, and material functioning as photocatalyst and process for producing the same

Abstract

When a nitrogen oxide (nitrogen monoxide) is contacted with or approaches titanium dioxide functioning as a photocatalyst and compounded with either an amphoteric metal oxide having basic sites (alumina, etc.) or a basic metal oxide (barium oxide, strontium oxide, etc.), the nitrogen monoxide is oxidized into nitrogen dioxide (gas) with •OH which is an active oxygen species generated by the titanium dioxide upon irradiation with light. Since alumina is an amphoteric metal oxide and barium oxide and strontium oxide are basic metal oxides, oxygen atoms of these metal oxides function as basic sites for acidic gases. Consequently, the nitrogen dioxide, which is an acidic gas because of its molecular structure, is attracted by and chemically bonded to these oxygen atoms. Thus, the nitrogen dioxide is held on the metal oxide at positions close to the titanium dioxide, serving as a photocatalyst.

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38 claims: 16 independent, 22 dependent

  1. 1
    請求の範囲 1. 光の照射を受けると触媒として機能する光触媒と他の化合物が配合された 光触媒配合物であって、 前記他の化合物は、 前記光触媒が関与する触媒反応に供される被反応物が該触媒反応を受けて化学変 化し該被反応物の構造と前記触媒反応とで規定される最終生成物に変遷する場合、 前記光触媒との共存下で、 前記被反応物から前記最終生成物への変遷程度を高める よう機能する化合物である ことを特徴とする光触媒配合物。
  2. 2
    請求項 1記載の光触媒配合配合物であって、 前記他の化合物は、 前記被反応物或いは前記被反応物が前記触媒反応を受けて前記最終生成物に変遷 する以前に生成される中間生成物と化学的に結合する化合物である、 光触媒配合物。
  3. 3
    請求項 1又は請求項 2記載の光触媒配合物であって、 前記光触媒は、 照射された光のエネルギにより励起電子と正孔を生成し、 触媒表 面での酸素と水分の存在下で前記励起電子と正孔により活性酸素種を生成する光触 媒である、 光触媒配合物。
  4. 4
    請求項 3記載の光触媒配合物であって、 前記他の化合物は、 前記活性酸素種に基づく前記触媒反応に供される前記被反応 物或いは前記中間生成物と化学的に結合する両性金属酸化物、 塩基性金属酸化物又 は酸性金属酸化物の少なくとも一の金属酸化物である、 光触媒配合物。
  5. 5
    請求項 4記載の光触媒配合物であって、 前記他の化合物としての前記両性金属酸化物は、 A 1 2 0 3 、 Z nO、 S n〇、 Sn0 2 から選ばれた少なくとも一の金属酸化物であり、 前記塩基性金属酸化物は、 S rO、 B aO、 MgO、 C aO、 Rb 2 0 、 N a 2 0 、 K 2 0 から選ばれた少な くとも一の金属酸化物であり、 前記酸性金属酸化物は、 P 2 0 5 ある、 光触媒配合物。
  6. 6
    請求項 2ないし請求項 5いずれか記載の光触媒配合物であって、 前記他の化合物は、 その重量を a、 前記光触媒の重量を bと表した場合、 (a + b) 力 ? 約 0. 0001〜0. 8となるように配合されている、 光触媒配合物。
  7. 7
    請求項 2ないし請求項 6のいずれか記載の光触媒配合物であって、 前記光触媒と前記他の化合物とは、 約 0. 005〜0. 5 mの粒径範囲で調整 されて配合されている、 光触媒配合物。
  8. 8
    請求項 1ないし請求項 7いずれか記載の光触媒配合物であって、 前記光触媒と前記他の化合物に加え、 水酸基を化学吸着する性質を有する化合物 を第 3の成分として配合して備え、 前記水酸基を前記光触媒および前記第 3の成分としての化合物の表面に化学吸着 して保持し、 該保持された水酸基により親水性を発揮する、 光触媒配合物。
  9. 9
    請求項 8記載の光触媒配合物であって、 前記第 3の成分としての化合物は、 前記光触媒が有する湿潤熱と同程度以上の湿 潤熱を有する化合物である、 光触媒配合物。
  10. 10
    請求項 9記載の光触媒配合物であつて、 前記第 3の成分としての化合物は、 S i〇 2 , A l 2 〇 3 ， Z r0 2 ， Ge〇 2 ， T h 0 2 ， Ζ ηθから選ばれた少なくとも一の金属酸化物である、 光触媒配合物。
  11. 11
    1 1. 請求項 8ないし請求項 10いずれか記載の光触媒配合物であって、 前記光触媒と前記他の化合物および前記第 3の成分としての化合物に加え、 抗菌 性を発揮する金属を第 4の成分として配合して備え、 前記第 4の成分としての金属は前記光触媒に担持されている、 光触媒配合物。
  12. 12
    請求項 1 1記載の光触媒配合物であって、 前記第 4の成分としての金属は、 前記光触媒が放出する自由電子の有する電位以 上の還元電位を有する金属である、 光触媒配合物。
  13. 13
    請求項 12記載の光触媒配合物であって、 前記第 4の成分としての金属は、 Ag、 Cu、 P d、 F e、 N i、 C r、 C o、 P t、 Au、 L i、 C a、 Mg、 Aし Z n、 Rh、 Ruから選ばれた少なくとも 一の金属である、 光触媒配合物。
  14. 14
    請求項 13記載の光触媒配合物であって、 前記第 4の成分として選ばれた金属の重量を c、 前記光触媒の重量を dと表した 場合、 （：ノ(1カ ? 約0. 00001〜0. 05となるように配合されている、 光触媒 配合物。
  15. 15
    光の照射を受けると触媒として機能する光触媒を有する光触媒含有材で めってヽ 請求項 1ないし請求項 7いずれか記載の光触媒配合物が塗料又は釉薬に混合分散 されてなる、 光触媒含有材。
  16. 16
    光の照射を受けると触媒として機能する光触媒を有する光触媒含有材で あつ一" 請求項 8ないし請求項 14いずれか記載の光触媒配合物が塗料又は釉薬に混合分 散されてなる、 光触媒含有材。
  17. 17
    基材層とその表面に形成された表面層とを有し、 光の照射を受けると光 触媒機能を発揮する材料であって、 前記表面層として、 請求項 1ないし請求項 7いずれか記載の光触媒配合物からなる表面層、 又は請求 項 1 5記載の光触媒含有材からなる表面層を有する、 光触媒機能発揮材。
  18. 18
    基材層とその表面に形成された表面層とを有し、 光の照射を受けると光 触媒機能を 揮する材料であって、 前記表面層として、 請求項 8ないし請求項 14いずれか記載の光触媒配合物からなる表面層、 又は請 求項 16記載の光触媒含有材からなる表面層を有する、 光触媒機能発揮材。
  19. 19
    請求項 18記載の光触媒機能発揮材料であって、 前記表面層は、 下記の条件 （1) 、 （2) のいずれかを満たす表面性状を有する。 (1) 表面層膜厚：約 0. 01〜約 3. 0 (2) 1%の硝酸銀溶液を表面層に付着させた状態で、 該表面層上における紫外線 強度が 1. 2 mW/ c m 2 で前記表面層に紫外線を 5分間照射した際の紫外線照射 前と紫外線照射後の表面層の色差 A E： 1〜 50
  20. 20
    2 0 . 基材層とその表面に形成された表面層とを有し、 光の照射を受けると光 触媒機能を発揮する材料であって、 前記表面層は、 請求項 1ないし請求項 1 4いずれか記載の光触媒配合物がバインダを介在させて 前記基材層表面に形成された表面層である、 光触媒機能発揮材。
  21. 21
    2 1 . 請求項 2 0記載の光触媒機能発揮材であって、 前記バインダは、 前記基材層の基材の変質温度以下の温度で、 重合若しくは溶融 して前記基材層表面に前記光触媒配合物を接着するバインダである、 光触媒機能発 揮材。
  22. 22
    2 2 . 請求項 2 0又は請求項 2 1いずれか記載の光触媒機能発揮材であって、 前記バインダは、 釉薬又は塗料のいずれかである、 光触媒機能発揮材。
  23. 23
    2 3 . 基材層とその表面に形成された表面層とを有し、 光の照射を受けると光 触媒機能を発揮する材料であって、 前記表面層は、 光触媒としての T i 0 2 に加え、 A 1 2 0 3 と、 S i 0 2 と、 抗 菌性を発揮する金属を含有する、 光触媒機能発揮材。
  24. 24
    2 4 . 請求項 1 7ないし請求項 2 3いずれか記載の^!虫媒機能発揮材であって、 前記基材層は、 セラミック、 樹脂、 金属、 ガラス、 陶器、 木材、 珪カル板、 コン クリート板、 セメン ト板、 セメント押出整形板、 石膏ボード若しくはオートクレー プ養生軽量コンクリート板のいずれかの基材からなる、 光触媒機能発揮材。
  25. 25
    2 5 . 請求項 1 7ないし請求項 2 4いずれか記載の 虫媒機能発揮材であって、 前記表面層は、 熱処理して形成されている、 光触媒機能発揮材。
  26. 26
    2 6 . 請求項 1 7ないし請求項 2 5いずれか記載の 虫媒機能発揮材であって、 前記表面層の表面には、 抗菌性を発揮する金属又は金属化合物が固着されている、 光触媒機能発揮材。
  27. 27
    2 7 . 基材層とその表面に形成された表面層とを有し、 光の照射を受けると光 触媒機能を発揮する材料の製造方法であって、 請求項 1ないし請求項 1 4いずれか記載の光触媒配合物又は該光触媒配合物が分 散された光触媒配合物分散ゾルを準備する工程と、 前記光触媒配合物又は前記光触媒配合物分散ゾルを前記基材層表面に層状に配設 する配設工程と、 前記表面層を形成する工程とを有することを特徴とする光触媒機能発揮材の製造 方法。
  28. 28
    2 8 . 請求項 2 7記載の製造方法であって、 前記配設工程は、 前記光触媒配合物又は前記光触媒配合物分散ゾルを前記基材層表面に層状に配設 する際に、 前記光触媒配合物又は前記光触媒配合物分散ゾルを、 前記基材層表面に 層状に載置、 塗布或いは印刷する工程を有する、 光触媒機能発揮材の製造方法。
  29. 29
    2 9 . 基材層とその表面に形成された表面層とを有し、 光の照射を受けると光 触媒機能を発揮する材料の製造方法であって、 請求項 1ないし請求項 1 4いずれか記載の光触媒配合物又は該光触媒配合物が分 散された光触媒配合物分散ゾルを準備する工程と、 前記基材層表面にバインダを層状に配設し、 バインダ層を形成する工程と、 前記光触媒配合物又は前記光触媒配合物分散ゾルを前記バインダ層表面に層状に 配設する配設工程と、 前記バインダの性質に応じて熱処理し、 前記表面層を形成する工程とを有するこ とを特徴とする光触媒機能発揮材の製造方法。
  30. 30
    3 0 . 請求項 2 9記載の製造方法であって、 前記バインダは釉薬であり、 前記表面層を形成するに当たり、 前記釉薬の軟化温 度よりも 3 O t:以上 3 0 0 °C以下の範囲で高く、 且つ、 前記基材層の基材の変質温 度よりも低い温度環境下で熱処理する、 光触媒機能発揮材の製造方法。
  31. 31
    3 1 . 請求項 2 9記載の製造方法であって、 前記バインダは塗料であり、 前記表面層を形成するに当たり、 前記基材層の基材 の変質温度以下の温度環境下で熱処理する、 光触媒機能発揮材の製造方法。
  32. 32
    3 2 . 請求項 3 0記載の製造方法であって、 前記表面層を形成するに当たり、 約 1 5 0〜約 1 3 0 0 °Cの温度環境下で熱処理 する、 光触媒機能発揮材の製造方法。
  33. 33
    3 3 . 請求項 2 7ないし請求項 3 2いずれか記載の製造方法であって、 前記表面層を形成する工程に続いて、 前記形成された表面層の表面に抗菌性を発 揮する金属又は金属化合物が分散された溶液を塗布する工程と、 前記金属又は金属 酸化物を前記表面層の表面に固着させる工程を有する、 光触媒機能発揮材の製造方 法。
  34. 34
    3 4 . 請求項 2 7ないし請求項 3 2いずれか記載の製造方法であって、 前記配設工程は、 前記光触媒配合物又は前記光触媒配合物分散ゾルを層状に配設した後に、 抗菌性 を発揮する金属又は金属化合物が分散された溶液を塗布する工程を有し、 前記表面層を形成する工程は、 前記表面層の形成と同時に前記金属又は金属酸化物を前記表面層の表面に固着さ せる工程を有する、 光触媒機能発揮材の製造方法。
  35. 35
    3 5 . 請求項 2 7ないし請求項 3 2いずれか記載の製造方法であって、 前記表面層を形成する工程に続いて、 前記形成された表面層の表面に抗菌性を発 揮する金属のイオンを含む金属塩水溶液を塗布する工程と、 前記表面層に紫外線を 照射して前記金属イオンの光触媒への光還元を利用して前記表面層における光触媒 に前記金属を担持 ·固定する工程を有する、 光触媒機能発揮材の製造方法。
  36. 36
    3 6 . 光の照射を受けると触媒として機能する光触媒と前記他の化合物と前記 第 3の成分としての化合物と前記第 4の成分としての金属とが配合された請求項 1 1記載の光触媒配合物の製造方法であって、 前記光触媒と前記他の化合物と前記第 3の成分としての化合物のうち、 少なくと も前記光触媒が分散された光触媒分散ゾルを準備する工程と、 抗菌'性を発揮する金属のイオンを含む金属塩水溶液を前記光触媒分散ゾルに混合 し、 前記金属を第 4の成分として前記光触媒に担持する工程とを有することを特徴 とする光触媒配合物の製造方法。
  37. 37
    3 7 . 光の照射を受けると触媒として機能する光触媒と前記他の化合物と前記 第 3の成分としての化合物と前記第 4の成分としての金属とが配合された請求項 1 1記載の光触媒配合物の製造方法であって、 前記光触媒と前記他の化合物と前記第 3の成分としての化合物のうち、 少なくと も前記光触媒が分散された光触媒分散ゾルを準備する工程と、 抗菌性を発揮する金属のィォンを含む金属塩水溶液を前記光触媒分散ゾルに混合 した後に前記金属の塩と前記光触媒とを共沈させ、 前記金属を第 4の成分として前 記光触媒に担持する工程とを有することを特徴とする光触媒配合物の製造方法。
  38. 38
    3 8 . 光の照射を受けると触媒として機能する光触媒と前記他の化合物と前記 第 3の成分としての化合物と前記第 4の成分としての金属とが配合された請求項 1 1記載の光触媒配合物の製造方法であって、 前記光触媒と前記他の化合物と前記第 3の成分としての化合物のうち、 少なくと も前記光触媒が分散された光触媒分散ゾルを準備する工程と、 抗菌性を発揮する金属のイオンを含む金属塩水溶液を前記光触媒分散ゾルに混合 した後に紫外線を照射し、 前記金属イオンの光還元を利用して前記金属を第 4の成 分として前記光触媒に担持する工程とを有することを特徴とする光触媒配合物の製 造方法。
Independent claims38