[发明专利]二氧化硅基复合光催化剂及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有优异的光催化剂功能、电气功能和/或热催化剂功能的高强度二氧化硅基复合光催化剂及其制造方法。具体地说，本发明涉及高强度无机纤维及其制造方法，所述无机纤维具有承担力学特性的中心部(二氧化硅相)，并且具有作为将各种功能用于水质净化等的环境净化材料优异的光催化剂功能。

背景技术

近年来，对使用光催化剂的水的净化进行了研究。从不使用氯、臭氧等一切对人体有害的物质的观点出发，利用光催化剂对水净化是非常安全的净化方法。在这样的用途方面，通常对光催化剂膜(将光催化剂涂布在基材上而成的膜)进行研究，但有时因该光催化剂膜上粘固了各种附着物，遮挡了光或覆盖了表面而妨碍光催化剂性能。这些附着物大多是水中存在的金属离子吸附在光催化剂纤维表面上进而又被氧化而形成的氧化物。使用专利文献1所述的纤维状光催化剂的情况下，表面积比上述光催化剂膜大，所以可以期待优异的净化性能，但是，另一方面，其存在也容易粘固附着物的问题。即，如果能够防止附着物向纤维状的光催化剂上粘固，则其作为水处理用光催化剂是非常有益的。

为了除去附着在光催化剂上的这样的金属氧化物，有时用酸进行清洗或进行削去等，但这样的方法是危险的，有时可能导致光催化剂性能降低，所以需要其他的对策。例如可以举出下述方法：如专利文献2所述那样，通过活性氧来使被处理水中的金属离子析出，并将生成的固体物质过滤除去。另外，还有如下方法：如专利文献3所述的那样，对光催化剂表面施加与金属离子的极性同极性的电位。

专利文献1：日本专利3465699号

专利文献2：日本特开2004-181409号

专利文献3：日本特开2003-285069号

但是，专利文献2所记载的方法除了需要利用光催化剂的净化装置之外还需要其他装置，所以该方法留下了装置整体的规模变大、成本增高的问题。另外，专利文献3所记载的方法也同样另外需要用于施加电位的装置。

发明内容

因此，本发明的目的是解决上述问题，提供一种二氧化硅基复合光催化剂及其制造方法，所述二氧化硅基复合光催化剂具有良好的水净化性能，并且通过简单的构成就能够抑制金属氧化物的析出。

为了实现上述目的，本发明人反复进行深入研究，结果发现，通过下述的简单构成，二氧化硅基复合光催化剂就能够具有良好的水净化性能，并且能够抑制金属氧化物的析出，其中，所述二氧化硅基复合光催化剂含有主要为以二氧化硅成分为主体的氧化物相(第1相)和二氧化钛相(第2相)的复合氧化物相，第2相的存在比例朝向表层梯度性增加，所述第2相含有钛酸锶和钛酸钡之中的至少一种以上的金属氧化物。即，本发明涉及一种二氧化硅基复合光催化剂，其含有主要为以二氧化硅成分为主体的氧化物相(第1相)和二氧化钛相(第2相)的复合氧化物相，第2相的存在比例朝向表层梯度性增加，所述二氧化硅基复合光催化剂的特征在于，所述第2相含有钛酸锶和钛酸钡之中的至少一种以上的金属氧化物。

此外，本发明涉及一种二氧化硅基复合光催化剂的制造方法，其特征在于，对改性聚碳硅烷或对所述改性聚碳硅烷、有机钛化合物和有机金属化合物的混合物进行熔融纺丝，经不熔化处理后，在空气中或氧气中进行烧制，其中所述有机金属化合物是有机锶化合物和有机钡化合物之中的至少一种以上的化合物，所述改性聚碳硅烷具有用有机钛化合物和所述有机金属化合物对具有主要以下式表示的主链骨架且数均分子量为200～10,000的聚碳硅烷进行修饰而形成的结构。

(其中，上式中的R表示氢原子、低级烷基或苯基。)

如上所述，根据本发明，能够提供一种二氧化硅基复合光催化剂及其制造方法，所述二氧化硅基复合光催化剂具有良好的水净化性能，并且通过简单的构成就能够抑制金属氧化物的析出。

附图说明

图1是示意性说明本发明的二氧化硅基复合氧化物的生成过程的图。

具体实施方式

本发明的二氧化硅基复合光催化剂中，以二氧化硅成分为主体的氧化物相(第1相)既可以是无定形的，也可以是结晶质的，并且还可以含有能够与二氧化硅形成固溶体或低共熔点化合物的金属元素或金属氧化物。对能与二氧化硅形成固溶体的金属元素(A)或者其氧化物能够与二氧化硅形成特定组成的化合物的金属元素(B)没有特别限定，例如作为(A)，可以举出钛；并且，作为(B)，可以举出铝、锆、钇、锂、钠、钡、钙、硼、锌、镍、锰、镁、铁等。