专利名称：光催化剂分散体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于形成显现光催化活性的涂膜的光催化剂分散体。
背景技术：
对半导体照射光时，生成具有强还原作用的电子和具有强氧化作用的空穴，通过氧化还原作用，分解与半导体接触的分子种。将这样的作用称为光催化作用，通过利用此光催化作用，能够使水和大气中的有机物等分解·无害化。因此，显现光催化作用的物质即光催化剂，近年来开始在例如水处理、除臭、废气处理、大气净化、土壤处理、抗菌·抗霉、防污·防浊等各种用途中普及。
作为显现光催化作用的物质即光催化剂，例如氧化钛粉末使用得最广泛，也已实用化。
可是，实际使用氧化钛粉末等光催化剂时，需要将氧化钛粉末等的光催化剂与基材等进行固定，作为手法之一，是一种将光催化剂分散在液态介质中，以分散体的状态涂敷在基材等上的方法。
光催化剂的分散体大致分为显示出酸性区域的pH的分散体，显示出中性区域的pH的分散体，显示出碱性区域的pH的分散体，通常按照用途等区别使用。例如，考虑对基材的腐蚀性和对人体的危害性的问题的时候等，希望优选不是酸性和碱性的而是具有中性区域pH的分散体。但是，在中性区域中，存在难以分散光催化剂粒子这样的缺点，担心分散稳定性变差，结果不能稳定地形成涂敷膜。
因此，以前，为了在具有中性区域的pH的分散体中确保良好的分散稳定性，采用使其含有磷酸铵盐作为分散稳定剂这样的办法。
作为含有磷酸铵盐的光催化剂分散体，提出有例如包含光催化剂、聚合性硅化合物、磷酸铵及分散介质，磷酸铵的含量按重量比处于磷酸铵/聚合性硅化合物＝1/30～1/8范围内的涂料(特开2005-54139号公报)，和组合磷酸化合物粘合剂及平均粒径1～300nm的氧化物粒子而成的涂布材料(USP6783845)。
发明内容
但是，在光催化剂分散体中过多添加磷酸铵盐或聚合性硅化合物的时候，存在光催化剂活性下降的趋势，特开2005-54139号公报和USP6783845中公开的分散体也存在根据用途光催化剂活性不充分的情况。因此，就要求一种既确保中性区域的分散稳定性、又能够形成发挥高的光催化活性的涂敷膜的光催化剂分散体。
因此，本发明的课题在于，提供一种通过可见光的照射就能够容易地在中性区域中形成显现出高的光催化活性的涂敷膜的光催化剂分散体。
本发明者为了解决上述课题，反复锐意研究的结果，发现通过使其含有作为分散稳定剂的适量的磷酸铵盐，即使在中性区域也能够形成稳定的涂敷膜；同时，通过使其完全不含有作为现有的粘合剂而经常含有的聚合性硅化合物，或即使含有也比现有的含量少(相对于光催化剂和磷酸铵盐这两者而言为少量)，可以一举解决上述课题，并最终完成了本发明。
即，本发明涉及以下构成。
(1)一种光催化剂分散体，它是包含光催化剂及水系溶剂的分散体，其特征在于，按相对于光催化剂100重量份小于5重量份的比例含有磷酸铵盐，并且不含有聚合性硅化合物或相对于光催化剂100重量份按7.5重量份以下的比例含有聚合性硅化合物，同时聚合性硅化合物/磷酸铵盐(重量比)的值在5以下，pH为5～9。
(2)上述(1)的光催化剂分散体，光催化剂是氧化钛。
(3)上述(1)或(2)所述的光催化剂分散体，光催化剂对荧光灯的光照射显现出光催化活性。
(4)上述(1)～(3)任意一项所述的光催化剂分散体，磷酸铵盐是磷酸二氢铵及磷酸氢二铵的任意一方或两方。
根据本发明的光催化剂分散体，具有所谓的能够在中性区域中容易地形成通过可见光照射而显现出高的光催化活性的涂敷膜的效果。即，本发明的光催化剂分散体，容易对例如纤维材料、建筑材料、汽车材料等各种材料涂敷光催化体，能够对这些材料赋予高的光催化活性。通过本发明的光催化剂分散体被赋予光催化活性的各种材料，能够分解大气中的NOx，分解居住空间和作业空间中的恶臭物质(例如，烟草味)、抑制细菌(例如放射菌)、藻类、霉菌等的繁殖。
具体实施例方式
本发明的光催化剂分散体包含光催化剂和水系溶剂。
本发明的光催化剂可以是含有显现光催化活性的成分的粉末，例如，可列举出成分为Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Ga、In、Tl、Ge、Sn、Pb、Bi、La、Ce这样的金属元素的1种或2种以上的氧化物、氮化物、硫化物、氧氮化物、氧硫化物、氮氟化物、氧氟化物、氧氮氟化物等的粉末。在这些粉末之中，特别优选氧化钛作为本发明的光催化剂。更详细地，氧化钛有锐钛矿型和金红石型，基于光催化活性这点上优选锐钛矿型氧化钛。锐钛矿型氧化钛的情况下，优选其锐钛矿化率在40％以上，更优选在60％以上，最优选80％以上。再有，通过利用X射线衍射法测量衍射光谱，求出处于此光谱中的氧化钛的最强干涉线(面指数101)的峰面积，就能够计算出此时的锐钛矿化率。
作为光催化剂使用的氧化钛，例如，通过使钛化合物和碱反应，在生成物中添加氨，经熟化后，进行固液分离，接着，焙烧固形物的方法(以下也称此方法为“氧化钛调制方法A”)等就能够调制出来。以下，说明此氧化钛调制方法A，但不用说，本发明中的光催化剂不限于通过此调制方法来获得。
在氧化钛调制方法A中，作为钛化合物，例如可使用三氯化钛[TiCl3]，四氯化钛[TiCl4]，硫酸钛[Ti(SO4)2·mH2O、0≤m≤20]，硫酸氧钛[TiOSO4·nH2O、0≤n≤20]，氯化氧钛[TiOCl2]等，作为与钛化合物反应的碱，例如，可以使用氢氧化钠，氢氧化钾，碳酸钠，碳酸钾，氨，联氨，羟胺，单乙醇胺，非环式胺化合物，环式脂肪族胺化合物等。
在氧化钛调制方法A中，钛化合物与碱的反应为pH2以上、优选在pH3以上，pH7以下，优选pH5以下的范围内进行最好。钛化合物和碱的反应温度，通常为90℃以下，优选在70℃以下，更优选在55℃以下。此外，钛化合物和碱的反应能够在存在过氧化氢水溶液的情况下进行。
在氧化钛调制方法A中，对通过向钛化合物和碱反应所获得的生成物添加氨熟化时，优选将添加的氨的量设定为使再加上上述反应时所使用的碱的量的总量超过存在水的情况下使钛化合物变为氢氧化钛所必需的碱的化学计量量。具体地，优选上述化学计量量为基准的1.1倍以上，更优选1.5倍以上。再有，对于此时的上限，即便碱的量更多，也不能获得与该量相称的效果，只是于经济方面不利，所以优选上述化学计量量为基准的20倍以下，更优选在10倍以下。
在氧化钛调制方法A中，添加氨熟化时的温度例如为0℃以上、优选10℃以上，110℃以下、优选80℃以下，更优选55℃以下；熟化的时间为1分钟～10小时，优选10分钟～2小时，可以一边搅拌一边保持的方法来进行。
在氧化钛调制方法A中，熟化后的生成物的固液分离，例如可以通过加压过滤，减压过滤、离心分离、滗析等来进行。此外，固液分离中，优选根据洗涤所获得的固形物的操作来进行。
在氧化钛调制方法A中，能够例如使用气流焙烧炉、隧道炉、转炉等装置，以通常在300℃以上、优选在350℃以上，600℃以下，优选在500℃以下，更优选在400℃以下的范围内的温度来进行固液分离出的固形物或进行过任何的洗涤的固形物的焙烧。焙烧时间可以按照焙烧温度和焙烧装置等来决定，不能一概而论，通常为10分钟～30小时，优选30分钟～5小时。
在氧化钛调制方法A中，在焙烧所获得的氧化钛中，根据需要，也可以负载钨氧化物、铌氧化物、铁氧化物、镍氧化物这样的显现固体酸性的化合物，或镧氧化物、铈氧化物这样的显示固体碱性的化合物，或铟氧化物、铋氧化物这样的吸收可见光的金属化合物等。
优选本发明的光催化剂是对荧光灯的光照射显现出光催化活性的光催化剂。详细地，优选相对于波长约430nm～约830nm的光照射显现光催化活性的光催化剂。具体地，将粉末状的光催化剂和乙醛放入密闭式容器中，密闭后，通过位于距离光催化剂约15cm的位置处的光源(例如500W氙灯)照射波长约430nm～约830nm的光时，优选乙醛的20分钟(从照射开始到20分钟后止)的平均分解速度，每1克光催化剂为10μmol/h以上，更优选20μmol/h以上。
本发明的光催化剂分散体中存在的光催化剂粉末，其平均一次粒径通常为500nm以下，优选为200nm以下，更优选180nm以下。此外，其平均二次粒径通常为15μm以下即可。
本发明的光催化剂分散体中光催化剂所占的含量按照用途适当设定，虽没有特别地限定，但通常设定下限为0.1重量％以上，优选1重量％以上，上限为30重量％以下。再有，光催化剂的含量(即分散体中的粉末的量)越多，就越能够有效地进行后述的混合(特别是初期混合)。
考虑这些，投料时预先设定光催化剂的含量，使其比规定量多，在后工序，添加溶剂，经稀释，就能够成为所希望的含量。
本发明中的水系溶剂以水为主成分，只要能溶解后述磷酸铵盐的即可，例如，可列举出水、乙醇、甲醇、2-丙醇、丁醇等醇类和水的混合溶剂这样的水性介质等，在它们当中，特别优选水。
本发明的光催化剂分散体含有磷酸铵盐。通过使其含有作为分散稳定剂起作用的磷酸铵盐，在作为具有中性区域的pH的分散体的同时，还充分地保持光催化剂粉末的分散稳定性，能够形成稳定的涂覆膜。此外，例如，通过利用湿式介质磨进行一定时间的分散处理等，得到更微细的分散体，可形成透明度更高的光催化剂膜。
作为上述磷酸铵盐，在即使少量也容易获得充分的分散稳定性的这点上，优选列举出磷酸二氢铵及磷酸氢二铵的任意一种或两种。特别地，优选磷酸二氢铵。
重要之处在于，上述磷酸铵盐的含量相对于光催化剂100重量份为小于5重量份的比例。磷酸铵盐具有如上所述的提高分散体中的光催化剂粉末的分散稳定性这个优点，磷酸铵盐的含量越多，这个优点就越明显。但是，另一方面，磷酸铵盐的含量多时(具体地，相对于光催化剂100重量份，为8重量份以上时)，就会产生使用分散体获得的涂覆膜的光催化活性下降、在保存过程中(特别是在高温(具体地40℃左右)的气氛下长时间保存时)分散体的粘度会上升这样的问题。
本发明的光催化剂分散体不含有聚合性硅化合物或以相对于光催化剂100重量份按7.5重量份以下的比例含有聚合性硅化合物。即，完全不含有作为现有粘合剂大多含有的聚合性硅化合物，或即使含有时，也如上述范围那样，比现有的含量少。
作为上述聚合性硅化合物，可列举出例如烷氧基硅烷、烷氧基硅烷的水解生成物、烷氧基硅烷的部分缩合物，水玻璃，胶体二氧化硅等。这些聚合性硅化合物既可以是单独1种也可以是2种以上。
本发明的光催化剂分散体包含聚合性硅化合物的时候，如上所述，其含量相对于光催化剂100重量份为7.5重量份以下的比例。优选，聚合性硅化合物的含量相对于光催化剂100重量份小于2重量份，更优选相对于光催化剂100重量份为0重量份，即不含有聚合性硅化合物。由于聚合性硅化合物的含量多时，所获得的光催化剂涂覆膜的光催化活性下降的趋势，所以尽可能地使聚合性硅化合物的含量越少越好。
本发明的光催化剂分散体含有聚合性硅化合物的时候，基于提高光催化活性的观点，还优选聚合性硅化合物/磷酸铵盐(重量比)的值在5以下。
本发明的光催化剂分散体，pH为5～9。更优选pH为6～8。本发明的光催化剂分散体，由于具有这样的中性区域的pH，所以存在不对各种基材产生腐蚀性和对人体无危险性这样的优点。
在本发明的光催化剂分散体中，在不损害本发明的效果的范围内，根据需要能够使光催化剂分散体中含有各种添加剂。作为各种添加剂，例如可列举出非晶态二氧化硅、硅溶胶这样的硅氧化物，非晶态氧化铝、铝溶胶这样的铝氧化物和氢氧化物，沸石、高岭土这样的铝硅酸盐，氧化镁、氧化钙、氧化锶、氧化钡、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化锶、氢氧化钡这样的碱土类金属的氧化物和氢氧化物，磷酸钙、分子筛、活性炭以及Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Ga、In、Tl、Ge、Sn、Pb、Bi、La、Ce这样的金属元素的氢氧化物及这些金属元素的非晶态氧化物等。这些添加物既可以是单独1种，也可以是2种以上。
要获得本发明的光催化剂分散体，只要混合例如上述光催化剂、上述磷酸铵盐和上述水系溶剂、根据需要的聚合性硅化合物、进一步根据需要的各种添加剂即可。
在上述混合中，可以使用能使光催化剂粉末分散到水系溶剂中的装置，例如，可采用介质搅拌式分散机、转动球磨机、振动球磨机这样的装置。在这些当中特别推荐使用介质搅拌式分散机。此外，作为这些装置中的分散介质，可以使用例如，材质是氧化锆、氧化铝或玻璃，直径0.65mm以下，优选0.5mm以下，更优选0.3mm以下的珠粒等。
上述混合，也可以分成2阶段以上进行，例如，可以在第1阶段使用装入直径相对大的分散介质的装置来进行，第2阶段以后，使用装入直径依次减小的分散介质的装置来进行。像这样，通过进行多阶段的混合，就能够有效地使光催化剂粉末分散到水系溶剂中，获得光催化剂均匀分散的分散体。
上述混合通常在小于40℃、优选30℃以下，通常10℃以上、优选20℃以上进行。在超出上述范围的温度下混合时，担心分散性会下降。
在获得本发明的光催化剂分散体时，还可以进一步根据需要，对通过上述混合获得的混合物实施粗大颗粒的去除、光催化剂含量的调整(稀释等)、pH调整等操作。作为这些操作的具体方法，没有特别地限定，可以采用现有公知的方法。
保存本发明的光催化剂分散体时，优选在不照射光的条件下进行保存，例如，优选在暗室里进行保存，或装入紫外线及可见光的透过率分别在10％以下的遮光性容器中进行保存。
使用本发明的光催化剂分散体形成涂覆膜时，例如，可利用旋转涂敷、浸渍涂敷、刮刀涂敷、喷涂或者刷涂等现有公知的方法来涂敷分散体，此后，以能够去除分散体中的水系溶剂的温度来进行加热等即可。
可以对例如玻璃、塑料、金属、陶瓷、混凝土等所有基材进行本发明的光催化剂分散体的涂覆膜形成。
由本发明的光催化剂分散体形成的涂覆膜(即光催化体)，例如按如下进行使用。即，列举出在透过可见光的玻璃容器内放入光催化体和被处理物，使用光源对光催化体照射波长430nm以上的可见光的方法等。照射时间，可根据光源的光强度及被处理物的种类和量适当地选择。使用的光源，只要能够照射波长430nm以上的可见光，就不进行限制，可以使用太阳光、荧光灯、卤素灯、黑光灯、氙灯、霓虹灯招牌、LED、水银灯或钠灯等。
例如，本发明的光催化剂分散体容易对纤维材料、建筑材料、汽车材料等各种材料形成光催化体，能够对这些材料赋予高的光催化活性。通过本发明的光催化剂分散体被赋予光催化活性的各种材料，能够分解大气中的NOx、分解居住空间和作业空间中的恶臭物质(例如，烟草味)、抑制细菌(例如放射菌)、藻类、霉菌等的繁殖。
实施例在下文中，将列举实施例和比较例来详细说明本发明，本发明不限于以下实施例。
再有，用以下方法进行实施例及比较例中的平均粒径的测量及光催化活性的评价。
<平均粒径的测量>
使用亚微粒度分布测量装置(コ一ルタ一公司制造的“N4Puls”)，测量样品的平均粒径(nm)。
<光催化活性(乙醛分解能力)的评价>
用纯水稀释所获得的光催化剂分散体，使氧化钛浓度成为10重量％后，将其滴入外径70mm、内径66mm、高度14mm、容量约48mL的玻璃制培养皿容器内，以便按固形物成为1.75g/m2，进行展开以使其均匀地铺展在整个培养皿上。利用110℃的干燥机对其进行60分钟的干燥，形成光催化剂膜(氧化钛膜)，将所获得的带光催化剂膜的培养皿作为测量样品使用。
将上述带有光催化剂膜的培养皿作为测量样品放入1升的气袋中，并密封好，使气袋内成为真空后，封入600mL氧和氮的混合气体(氧∶氮＝1∶4(体积比))。按乙醛按体积浓度成为200ppm的方式在此气袋中还封入1vol％乙醛，在光线暗的地方使其进行1小时的稳定后，以市场上销售的荧光灯作为光源开始光照射，进行乙醛的分解反应。按使测量样品的膜表面的照度成为16000勒克斯设置培养皿，进行光照射。光照射开始后，每1.5小时对气袋内的气体进行取样，利用气相色谱仪(岛津制作所制“GC-14A”)测量乙醛的残留浓度。然后，相对于照射时间，将每照射时间的乙醛的浓度减少量绘制在对数轴上，将所获得的直线的斜率作为一次反应速度常数求出，根据此值评价乙醛分解能力。一次反应速度常数越大，乙醛分解能力越优良，换言之，光催化活性越高。
(制造例--光催化剂合成)在具备pH电极和与该pH电极连接的、具有供给25重量％氨水而调整pH到恒定的功能的pH控制器的反应容器中，注入离子交换水30kg，pH控制器的pH设定值为4。在此反应容器中，容器内的液体的pH变得比设定值(4)低时，开始供给氨水，并持续供给直到pH值变成设定值。
在通过使75kg硫酸氧钛溶解在50kg离子交换水中而调制出的硫酸氧钛水溶液中，在冷却的情况下，添加30kg的35％的过氧化氢水，制成混合溶液。将此混合溶液一边以42rpm搅拌，一边以530mL/分的速度添加到加入了离子交换水的上述反应容器中，通过pH控制器使其与供给到反应容器内的氨水反应，得到生成物。此时，反应温度在20℃～30℃的范围内。添加全部混合溶液后，一边搅拌所获得的生成物一边保持1小时，接着，供给25重量％氨水，直到pH变为4，得到浆体，过滤所获得的浆体后，使用300kg的水进行洗涤，得到固形物(滤饼)。供给到反应容器内的25重量％氨水的总量是90kg，是用于将硫酸氧钛转换成氢氧化钛的所需量的2倍。
接着，将2.3kg上述所获得的固形物(滤饼)，分开装进12片30cm×40cm的不锈钢制盘内。将此12片盘放入箱型干燥机(旭科学制“ス一パ一テンプオ一ブンHP-60”，内容积216升)内，以40m3/小时使干燥空气流通，在115℃下保持5小时后，接着在250℃下进行5小时的干燥，得到BET表面积18.0m2/g的干燥粉末。此时的干燥机内的最大水蒸气压为27.4kPa。接着，在空气气氛下，以350℃焙烧所获得的干燥粉末2小时后，冷却到室温，得到作为光催化剂的氧化钛粉末。
(实施例1)在10.74kg的离子交换水中溶解172.8g磷酸二氢铵(和光纯药制、特级试剂)，调制磷酸铵盐水溶液。将此磷酸铵盐水溶液和制造例中所获得的光催化剂(氧化钛粉末)4.0kg放入介质搅拌式分散机(シンマルエンタ一プライゼス公司制“ダイノ一ミルKDL-PILOT A型”)，以4.2kg直径0.3mm的氧化锆制珠粒为分散介质，设搅拌速度为周速8m/秒，按循环液量3升进行处理液循环，在合计处理时间72分钟的条件下进行混合。在此所获得的分散体中的氧化钛的平均粒径为420nm。接着，将此分散体装入介质搅拌式分散机(コトブキ技研制“ウルトラアペツクスミル”)中，以13kg直径0.05mm的氧化锆制珠粒为分散介质，设搅拌速度为周速8m/秒(2000rpm)，混合94分钟。由此所获得的分散体中的氧化钛的平均粒径为183nm。进一步地，将所获得的分散体1升采取进1升用离心沉降管内，以1500rpm进行30分钟的离心分离，去除粗粒成分，得到固形物浓度16.7重量％的光催化剂分散体，使用离子交换水对其进行稀释，成为固形物浓度10重量％。
所获得的光催化剂分散体的pH是6.9，乙醛分解能力是0.66(l/h)。再有，该光催化剂分散体，相对于光催化剂100重量份含有4.3重量份磷酸铵盐，同时不含有聚合性硅化合物，聚合性硅化合物/磷酸铵盐(重量比)为0。
此外，所获得的光催化剂分散体中的氧化钛的平均粒径为155nm，该光催化剂分散体的粘度，用BL型粘度计在25℃下进行测量时是3mPa·s。并且，此平均粒径和粘度一个月后也不变化，所获得的光催化剂分散体保存稳定性优良。
(实施例2)在30g与实施例1相同的方法获得的固形物浓度16.7重量％的光催化剂分散体中，添加0.42g作为聚合性硅化合物的胶体二氧化硅(日产化学制“IPA-ST-ZL”，固形物浓度30重量％)，得到光催化剂分散体，将其用离子交换水稀释后，成为固形物浓度10重量％。
所获得的光催化剂分散体的pH是6.9，乙醛分解能力是0.64(l/h)。再有，该光催化剂分散体，相对于光催化剂100重量份含有磷酸铵盐4.3重量份，并且相对于光催化剂100重量份含有聚合性硅化合物2.5重量份，聚合性硅化合物/磷酸铵盐(重量比)是0.57。
(实施例3)在30g与实施例1相同的方法获得的固形物浓度16.7重量％的光催化剂分散体中，添加1.25g作为聚合性硅化合物的胶体二氧化硅(日产化学制“IPA-ST-ZL”，固形物浓度30重量％)，得到光催化剂分散体，将其用离子交换水稀释后，成为固形物浓度10重量％。
所获得的光催化剂分散体的pH是6.9，乙醛分解能力是0.64(l/h)。再有，该光催化剂分散体，相对于光催化剂100重量份含有磷酸铵盐4.3重量份，并且相对于光催化剂100重量份含有聚合性硅化合物7.5重量份，聚合性硅化合物/磷酸铵盐(重量比)是1.74。
(比较例1)在10.84kg离子交换水中溶解60％硝酸(和光纯药制、特级试剂)157.5g，调制硝酸水溶液。使用此硝酸水溶液代替磷酸铵盐水溶液，其它与实施例1相同，得到光催化剂分散体(分散体中的硝酸的量，相对于氧化钛按重量比是0.026)。
所获得的光催化剂分散体的pH是2.3，乙醛分解能力是0.62(l/h)。再有，该光催化剂分散体，不含有磷酸铵盐，并且不含有聚合性硅化合物，聚合性硅化合物/磷酸铵盐(重量比)是0。
得到的光催化剂分散体中的氧化钛的平均粒径为132.7nm，该光催化剂分散体的粘度用BL型粘度计在25℃下测量为3mPa·s。
(比较例2)
在30g与实施例1相同的方法获得的固形物浓度16.7重量％的光催化剂分散体中，添加2.09g作为聚合性硅化合物的胶体二氧化硅(日产化学制“IPA-ST-ZL”，固形物浓度30重量％)，得到光催化剂分散体，将其用离子交换水稀释后，成为固形物浓度10重量％。
所获得的光催化剂分散体的pH是6.9，乙醛分解能力是0.60(l/h)。再有，该光催化剂分散体，相对于光催化剂100重量份含有磷酸铵盐4.3重量份，并且相对于光催化剂100重量份含有聚合性硅化合物12.5重量份，聚合性硅化合物/磷酸铵盐(重量比)是2.91。
(比较例3)在20g与实施例1相同的方法获得的固形物浓度16.7重量％的光催化剂分散体中，添加5.57g作为聚合性硅化合物的胶体二氧化硅(日产化学制“IPA-ST-ZL”，固形物浓度30重量％)，得到光催化剂分散体，将其用离子交换水稀释后，成为固形物浓度10重量％。
所获得的光催化剂分散体的pH是6.9，乙醛分解能力是0.54(l/h)。再有，该光催化剂分散体，相对于光催化剂100重量份含有磷酸铵盐4.3重量份，并且相对于光催化剂100重量份含有聚合性硅化合物50重量份，聚合性硅化合物/磷酸铵盐(重量比)是11.62。
(比较例4)将磷酸二氢铵的量增加1倍，其它与实施例1相同，得到固形物浓度21.0重量％、pH6.9的光催化剂分散体(不将其用离子交换水稀释制成固形物浓度10重量％)。
由于将此光催化剂分散体在室温下放置时会出现凝胶化，所以无法测量乙醛分解能力。再有，该光催化剂分散体，相对于光催化剂100重量份含有磷酸铵盐8.6重量份，且不含有聚合性硅化合物，聚合性硅化合物/磷酸铵盐(重量比)是0。
在上文中，根据实施例及比较例的结果可得知以下事实。即，可以得知由于实施例1是不含聚合性硅化合物的光催化剂分散体，实施例2及实施例3是在本发明规定的范围内含有聚合性硅化合物的光催化剂分散体，所以均能够形成光催化活性高的涂覆膜。更详细地，比较实施例1和实施例2或实施例3时可知，由于不含聚合性硅化合物的实施例1，其乙醛分解能力高，所以为了获得更高光催化活性的涂覆膜，聚合性硅化合物越少越好。
与此相反，比较例1中pH为酸性区域，充分使光催化剂粒子分散，但酸性对于基材的腐蚀性和对人体的危险性等令人担心的同时，光催化活性也比本发明的光催化剂分散体差一些。此外，由于比较例2及比较例3是超出本发明规定的范围含有聚合性硅化合物的光催化剂分散体，所以形成的涂覆膜的光催化活性与实施例比都差。
此外，由于比较例4是超出本发明规定的范围含有磷酸铵盐的光催化剂分散体，所以就会引起粘度上升、并在室温下产生凝胶化。
权利要求
1.一种光催化剂分散体，包含光催化剂及水系溶剂，其特征在于，相对于光催化剂100重量份以小于5重量份的比例含有磷酸铵盐，并且，不含有聚合性硅化合物或相对于光催化剂100重量份按7.5重量份以下的比例含有聚合性硅化合物，同时聚合性硅化合物/磷酸铵盐按重量比计的值为5以下，pH为5～9。
2.根据权利要求1所述的光催化剂分散体，光催化剂是氧化钛。
3.根据权利要求1或2所述的光催化剂分散体，光催化剂对荧光灯产生的光照射显现出光催化活性。
4.根据权利要求1或2所述的光催化剂分散体，磷酸铵盐是磷酸二氢铵及磷酸氢二铵的任意一种或两种。
全文摘要
本发明的光催化剂分散体是一种包含光催化剂及水系溶剂的分散体，其中，按相对于光催化剂100重量份以小于5重量份的比例含有磷酸铵盐，并且，不含有聚合性硅化合物或相对于光催化剂100重量份按7.5重量份以下的比例含有聚合性硅化合物，同时聚合性硅化合物/磷酸铵盐(重量比)的值为5以下，pH为5～9。
文档编号C09D1/00GK101033343SQ200710092400
公开日2007年9月12日 申请日期2007年3月8日 优先权日2006年3月10日
发明者铃木敬一郎, 冲泰行, 小池宏信 申请人:住友化学株式会社