[发明专利]含有光催化剂的有机材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种使由有机物构成的构件中含有光催化剂(photocatalyst)而成的含有光催化剂的有机材料。

背景技术

二氧化钛、氧化锌等金属氧化物半导体显示吸收具有与其带宽相当的能量的光的性质。近年，因光照射激发生成的空穴和电子引发的高反应性受到关注，人们正尝试将上述金属氧化物半导体作为“光催化剂”，用于水质净化、防污、抗菌、除臭、大气净化等环境净化中。此处，水质净化、大气净化、或除臭的功能，是在光催化剂的氧化还原作用下分解污染物质或臭气物质的效果，具体而言，可进一步应用于分解VOC、环境激素类、氮氧化物、氨、胺类、醛类、低级脂肪酸、硫化氢、硫醇类等。防污功能是利用将油等有机物分解成二氧化碳和水从而消除污染的效果。抗菌功能是在光催化剂的分解作用下通过杀灭细菌等或使细菌等休眠来抑制繁殖的效果。

另外，除分解作用之外，还已知在光照射下对水的亲和性也显著提高，所以被提案用作自清洁材料或防雾材料。

如上所述，光催化剂通过吸收光显示多种优异的功能，因此，使各种构件中含有光催化剂的复合材料的应用进一步发展。

但是，仅仅使光催化剂与构件复合时，在构件由树脂、纤维、木材、纸等有机物构成的情况下，光催化剂分解构件本身，出现裂纹、龟裂，光催化剂从构件上剥离，导致构件本身的劣化脆化。

针对上述问题，已经提出了改良方法。例如，可以举出在臭气物质·氧气及光透过性树脂中配合用多孔无机物被覆的氧化钛光催化剂而形成的除臭片(参见专利文献1)、含有多孔微胶囊状光催化剂的树脂组合物(参见专利文献2)。但是，上述方法用多孔无机物较厚地被覆氧化钛之类光催化剂粒子，使光催化剂本来的性能大幅度降低。

另外，也提出了在塑料膜的表面载带光催化剂粒子作为光催化剂的具有光催化功能的膜原料(参见专利文献3)，所述光催化剂粒子用惰性陶瓷部分地被覆光催化剂表面，但很难说在光催化剂表面部分地被覆陶瓷就能够充分地抑制对构件的影响。

已有文献公开了将有机氢聚硅氧烷(organo hydrogenpolysiloxane)以气态供给于光催化剂，形成二氧化硅类被膜，即使被覆，在光照射条件下的杀菌活性也比原来的光催化剂的活性高(参见专利文献4)。

有文献记载了选择性地除去氨气、胺类气体等碱性气体的氧化钛光催化剂(参见专利文献5)。该文献记载的光催化剂包含由具有光催化活性的氧化钛粒子构成的芯核、和包围该芯核的二氧化硅水合物的被覆层。此被覆层具有如下功能，即通过选择性地吸附碱性气体、将其高效地供给至氧化钛芯核的活性部分来提高光催化剂整体的碱性气体除去能力。

但是，专利文献4、5中记载的光催化剂，对有机物质的光分解性能不充分，专利文献5中记载的光催化剂，对碱性气体之外的有害气体的吸附能力不充分。一般认为其原因在于专利文献5记载的方法所得的光催化剂的结构或二氧化硅水合物的被膜层的机械强度或耐久性不充分。

专利文献1：特开平09-182782号公报

专利文献2：特开平09-225321号公报

专利文献3：专利3484470号公报

专利文献4：特开昭62-260717号公报

专利文献5：特开2002-159865号公报

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，本发明的目的在于提供一种使有机材料中含有光催化剂而形成的含有光催化剂的有机材料，本发明的含有光催化剂的有机材料在保持能够满足防污、除臭、抗菌等要求的光催化剂功能的同时可以抑制与光催化剂接触的有机材料的分解、劣化。

本发明人等着眼于多孔二氧化硅被覆光催化剂虽然难以使有机材料劣化，但光催化活性不充分这一点，推测其低活性的原因在于光被多孔膜散射、光难于到达成为核的金属化合物半导体，认为只要用无细孔的二氧化硅膜被覆即可解决上述问题。于是，经潜心研究，结果发现一种含有光催化剂的有机材料，其中包含由有机物构成的构件、和该构件中含有的光催化剂，其特征在于，所述光催化剂包含具有光催化活性的基体、和被覆该基体的实质上无细孔的氧化硅膜，所述光催化剂的碱金属含量为1ppm以上1000ppm以下，所述含有光催化剂的有机材料具有优异的光催化活性、且有机材料难于劣化，从而完成了本发明。

即，本发明涉及一种含有光催化剂的有机材料，所述含有光催化剂的有机材料由有机物构成的构件、和所述构件中含有的光催化剂构成，

其特征在于，所述光催化剂包含

具有光催化活性的基体、

和被覆该基体的实质上无细孔的氧化硅膜，