[发明专利]光催化材料和使用该材料的光催化组合物以及光催化制品

说明书

技术领域

本发明涉及光催化材料、光催化组合物以及光催化制品。

背景技术

众所周知，如果对光催化材料照射具有带隙以上的能量的光，则因光激发而在导带产生电子，在价带产生空穴。其结果是，该电子和空穴扩散至粉末表面，通过与氧和水分接触，电子吸附还原而生成过氧化物阴离子。另一方面，空穴氧化水分而生成羟自由基。这些生成物通过其氧化还原反应，表现出杀菌力、有机分解力、亲水性。

另外，作为“具有带隙以上的能量的光”，可以例举例如紫外线、可见光等。作为“光源”，采用例如太阳光、各种灯、发光二极管。

目前，作为光催化材料，主要使用氧化钛(TiO₂)粉末。然而，如果希望通过太阳光获得氧化钛粉末的带隙能量(380nm以下的波长)，则仅能利用该光的2％左右。于是，近年来，作为替代氧化钛粉末的可以利用作为太阳光的主要波长的可见光区域(400～800nm)的光催化材料，氧化钨(WO₃)受到注目。

例如，专利文献1中记载了使用通过溅射法形成的氧化钨膜作为光催化剂的内容。另外，光催化剂即使是膜，也可以获得光催化剂的效果。但是，膜无法获取表面积，因此单位体积的催化效果小。此外，溅射法是使用真空的成膜技术，所以装置的规模大，成本高。另外，溅射法中将基材(被成膜材料)暴露于高温下，因此也存在仅能在耐热性高的材料(基材)上成膜。

与之相对，如果光催化剂是氧化钨粉末，则具有以下的优点。即，可以将整个粉末表面用作催化面，所以可以使单位体积的催化效果提高。此外，由于可以采用将粉末与树脂混合来涂布的方法，因此不需要将基材暴露于高温下，在任何地方都可以涂布粉末。还有，将粉末制成平均粒径1μm以下的微粒，可以有效地增大单位体积的催化面。

作为获得氧化钨粉末的微粒的方法，已知例如专利文献2。专利文献的段落0008、0009中例举了将仲钨酸铵(以下记作APT)在空气中进行热处理的方法。根据该方法，如果将BET比表面积设为3～5m²/g且氧化钨的比重设为7.3，则可以获得平均粒径0.2～0.3μm的微粒。

另外，作为激发光催化剂的光源，如前所述，可以例举太阳光、各种发光二极管、各种灯等。在这里，光催化剂被规定的波长激发而发挥催化效果。因此，如果光源的波长和光催化剂的激发波长不一致，则无法获得充分的特性。为了改善这样的不足，已知例如专利文献3。专利文献3中揭示了通过混合光催化剂和发光物质(荧光体等)，使得从发光物质放出与光源不同的波长，通过该波长激发光催化剂的方法。

根据专利文献3的方法，揭示了即使使用通过可见光几乎不被激发的TiO₂粉末，也可以在日光色下(太阳光下)显示出甲醛的分解能力。然而，其分解能力非常差。具体来说，分解50ppm的甲醛需要24小时。

另一方面，如前所述氧化钨(WO₃)作为在可见光区域(波长400～800nm)使用光催化剂而受到注目。如果采用该光催化剂，可以可靠地在可见光区域获得一定的催化特性。

专利文献1：日本专利特开2001-152130号公报

专利文献2：日本专利特开2002-293544号公报

专利文献3：日本专利特开2002-346394号公报

专利文献4：日本专利特公平4-42057号公报

发明的揭示

然而，目前还无法获得充分的特性。例如，专利文献4的实施例1中揭示了，对WO₃粉末照射复印用荧光灯(紫外线输出功率2.1W，波长300～490nm，主波长370nm)而获得乙醛10ppm的90％分解时间24分钟的特性。但是，WO₃粉末需要100g之多。对于这样的特性，必须在进行除臭等的场所涂布大量的WO₃粉末。

本发明的目的在于提供具有比以往更好的催化效果的光催化材料、包含该光催化材料的光催化组合物以及使用该光催化材料的可以节省空间并轻量化的光催化制品。

为了实现上述目的，本发明的光催化材料和使用该材料的光催化组合物以及光催化制品如下。

(1)权利要求1所述的光催化材料是以通过发出含430～500nm的波长的光的光源被激发的氧化钨粉末为主要成分的光催化材料，其特征在于，以下所示的分解能力在50％以上。

[分解能力试验]