氧化钛粒子、其分散液、光催化剂薄膜、表面具有光催化剂薄膜的构件和氧化钛粒子分散液的制造方法与流程

本发明涉及一种氧化钛粒子、其分散液、光催化剂薄膜、表面具有光催化剂薄膜的构件和氧化钛粒子分散液的制造方法，更详细而言，涉及一种能够简便地制作出光催化活性和透明度高的光催化剂薄膜的光催化氧化钛粒子等。

背景技术：

1、光催化剂多用于构件表面的清洁化、除臭、抗菌等用途。所说的光催化反应是指通过光催化剂吸收光而生成的激发电子和电子空穴发生的反应。可以认为，光催化剂引起的有机物降解主要由以下的(1)、(2)的机制引发。

2、(1)所生成的激发电子和电子空穴与吸附在光催化剂表面上的氧或水进行氧化还原反应，并由该氧化还原反应产生的活性物质去降解有机物。

3、(2)生成的电子空穴直接氧化并降解吸附在光催化剂表面上的有机物。

4、最近，如上所述的光催化剂作用的适用范围，不仅被使用在能够利用紫外线(波长10～400nm)的屋外，而且进行着即使以在如荧光灯那样可见区域的光(波长400～800nm)占大部分的光源进行照射的室内空间中也可以利用的探讨,例如，作为可见光响应型光催化剂，开发了氧化钨光催化剂(日本特开2009-148700号公报：专利文献1)。

5、作为提高使用氧化钛的光催化剂的可见光活性的方法，已知有，使铁或者铜担载在氧化钛粒子或掺杂有金属的氧化钛粒子的表面的方法(例如，日本特开2012-210632号公报：专利文献2、日本特开2010-104913号公报：专利文献3；日本特开2011-240247号公报：专利文献4、日本特开平7-303835号公报：专利文献5)、在将固溶(掺杂)了锡和为了提高可见光活性的过渡金属的氧化钛粒子和固溶了铜的氧化钛粒子分别准备之后进行混合而使用的方法(国际公开第2014/045861号：专利文献6)和在将固溶了锡和为了提高可见光响应性的过渡金属的氧化钛粒子和固溶了铁族元素的氧化钛粒子分别准备之后进行混合而使用的方法(国际公开第2016/152487号：专利文献7)等。

6、如果使用在分别准备专利文献7的固溶了锡和用于提高可见光活性的过渡金属的氧化钛粒子和固溶了铁族元素的氧化钛粒子之后，使用通过混合所得到的可见光响应型光催化氧化钛粒子分散液所制膜的光催化剂膜，则仅在可见区域的光的条件下才能得到高降解活性。进一步，在使用利用使铁成分吸附(＝担载)在固溶了锡和用于提高可见光活性的过渡金属的氧化钛粒子的表面的氧化钛粒子分散液而进行制膜的光催化剂膜的情况下，虽也显示出仅在可见光区域的光的条件下能够进行乙醛气体的降解，但由于铁成分对氧化钛粒子造成聚集·沉淀，从而损害所得到的光催化剂膜的品质，因此，可添加的铁成分的量受到限制，进而所得到的光催化活性低。

7、如上所述，虽然提高光催化活性的研究正在积极进行着，但由于在实际环境中重要的是尽可能迅速地降解·除去有害物质，因此要求进一步提高光催化活性。

8、现有技术文献

9、专利文献

10、专利文献1：日本特开2009-148700号公报

11、专利文献2：日本特开2012-210632号公报

12、专利文献3：日本特开2010-104913号公报

13、专利文献4：日本特开2011-240247号公报

14、专利文献5：日本特开平7-303835号公报

15、专利文献6：国际公开第2014/045861号

16、专利文献7：国际公开第2016/152487号

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、因此，本发明的目的在于，提供一种能够得到比以往更高的光催化活性的氧化钛粒子、其分散液、使用该分散液所形成的光催化剂薄膜、在表面具有光催化剂薄膜的构件和氧化钛粒子分散液的制造方法。

3、解决问题的方法

4、为了达到上述目的，本发明人通过详细研究了光催化剂(氧化钛)和各种材料的组合及其量比等，结果发现，在表面附着有钛成分和硅成分的氧化钛粒子能够飞跃性地提高光催化活性，从而完成了本发明。

5、因此，本发明为提供于下述表示的氧化钛粒子、其分散液、使用该分散液所形成的光催化剂薄膜、在表面具有光催化剂薄膜的构件和氧化钛粒子分散液的制造方法的发明。

6、[1]一种氧化钛粒子，其中，

7、在其表面上附着有钛成分和硅成分。

8、[2]根据[1]所述的氧化钛粒子，其中，

9、钛成分与氧化钛的摩尔比(tio2/ti)为10～10000，硅成分与氧化钛的摩尔比(tio2/si)为1～10000。

10、[3]根据[1]或[2]所述的氧化钛粒子，其中，

11、进一步，在其表面上附着有铁成分。

12、[4]根据[3]所述的氧化钛粒子，其中，

13、所述铁成分与氧化钛的摩尔比(tio2/fe)为10～10000。

14、[5]根据[1]～[4]中任一项所述的氧化钛粒子，其中，

15、进一步固溶有锡。

16、[6]根据[5]所述的氧化钛粒子，其中，

17、固溶于氧化钛粒子的锡成分的含量以锡与氧化钛的摩尔比(tio2/sn)计，为1～1000。

18、[7]一种氧化钛粒子分散液，其中，

19、[1]～[6]中任一项所述的氧化钛粒子被分散在水性分散介质中。

20、[8]根据[7]所述的氧化钛粒子分散液，其中，

21、进一步含有粘合剂。

22、[9]根据[8]所述的氧化钛粒子分散液，其中，

23、所述粘合剂为硅化合物系粘合剂。

24、[10]一种光催化剂薄膜，其中，

25、包含[1]～[6]中任一项所述的氧化钛粒子。

26、[11]根据[10]所述的光催化剂薄膜，其中，

27、进一步含有粘合剂。

28、[12]一种构件，其中，

29、在其表面具有[10]或[11]所述的光催化剂薄膜。

30、[13]一种具有下述工序(1)～(4)的权利要求7～9中任一项所述的氧化钛粒子分散液的制造方法，其中，

31、(1)由原料钛化合物、碱性物质、过氧化氢和水性分散介质制造过氧钛酸溶液的工序；

32、(2)在压力控制下，且在80～250℃条件下加热在上述(1)的工序中制造的过氧钛酸溶液，从而得到氧化钛粒子分散液的工序；

33、(3)由钛化合物、硅化合物和水性分散介质制造含有钛成分和硅成分的溶液或者含有钛成分和硅成分的分散液的工序；

34、(4)将在上述(2)的工序中制造的氧化钛粒子分散液和在(3)的工序中制造的含有钛成分和硅成分的溶液或者含有钛成分和硅成分的分散液进行混合而得到分散液的工序。

35、发明效果

36、本发明的氧化钛粒子具有比以往更高的光催化活性。另外，可以由该氧化钛粒子的分散液简便地制作透明度高的光催化剂薄膜。因此，本发明的氧化钛粒子对在需要快速降解■去除有害物质的实际环境下使用的构件为有用。