[发明专利]可见光响应型光催化剂粉末及其制造方法，以及使用了该粉末的可见光响应型光催化剂材料、光催化剂涂料、光催化剂产品

说明书

技术领域

本发明涉及可见光响应型光催化剂粉末及其制造方法，以及使用了该 粉末的可见光响应型光催化剂材料、光催化剂涂料、光催化剂产品。

背景技术

作为用于防污及除臭的用途的光催化剂材料，已知的有氧化钛。光催 化剂材料被用于室外及室内的建材，照明装置，冰箱、空调、盥洗室这样 的家电产品等各领域。但是，由于激发在紫外线范围内产生，因此氧化钛 在紫外线较少的室内无法获得足够的光催化性。所以，正在进行仅以可见 光就可显现光催化性的可见光响应型光催化剂的研究和开发。

作为可见光响应型光催化剂，已知的有氧化钨。专利文献1中记载了 在基材上将氧化钨溅射成膜而得的光催化剂材料，主要采用的是具有三斜 晶系结晶结构的氧化钨。溅射成膜时由于基材暴露于高温，因此有时因为 基材的耐热温度的缘故无法使用。大多数情况下溅射成膜在高真空的腔内 进行，不仅工序控制复杂，因基材的形状和尺寸的关系成本提高，而且象 建材那样大的范围很难成膜。另外，由溅射成膜的氧化钨形成的可见光响 应型光催化剂层的亲水性虽然很好，但存在对于乙醛等有害气体的分解性 能不够充分的问题。

对于将氧化钨粉末作为光催化剂使用的课题也进行了研究。只要是粉 末就能够与有机粘合剂混合并涂布于基材，因此基材不必暴露于高温下， 且象建材那样大的范围也能够形成涂膜。作为氧化钨粉末的制造方法，已 知在空气中对仲钨酸铵(APT)加热而获得三氧化钨(WO₃)粉末的方法(参照 专利文献2)。通过在空气中加热APT的方法，可获得粒径0.01μm(BET比 表面积＝82m²/g)左右的三斜晶系三氧化钨粉末。

为使光催化性提高，在空气中加热APT而生成的三氧化钨(WO₃)粉末 必须形成为微粒。虽然采用粉碎处理能够将粉末微细化至某一程度，但很 难使粒径达到例如100nm以下。另外，如果采用粉碎处理来进行微粉化， 则三氧化钨(WO₃)微粉的结晶结构会因粉碎处理的应力而发生变化。由于粉 碎处理的应力会产生电子和空穴再结合的缺陷，因此会导致光催化性的下 降。另一方面，专利文献2记载的制造方法中，为使BET比表面积稳定必 须进行20小时以上的混揉，存在三氧化钨粉末的制造效率低的问题。

作为高效地获得微粉的方法，例如专利文献3中记载了热等离子处理。 通过采用热等离子处理，能够获得粒径1～200nm的微粉。采用热等离子处 理虽然能够高效地获得微粉，但采用专利文献3记载的方法制得的氧化钨 微粉即使直接用作为光催化剂，也未必能够获得足够的光催化特性。这是 因为热等离子法无法使氧化钨微粉的光学特性和结晶结构达到最适。

氧化钨包括WO₃(三氧化钨)、WO₂(二氧化钨)、WO、W₂O₃、W₄O₅、 W₄O₁₁等种类。其中，三氧化钨(WO₃)的光催化性优良，在常温大气中稳定， 因此主要被用作为光催化剂材料。但是，三氧化钨(WO₃)的结晶结构复杂， 较少的应力就易使其发生变化，因此存在光催化性不稳定的难点。另外， 即使结晶结构稳定，如果表面积小也无法获得足够的光催化性。

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2006-102737号公报

发明的揭示

本发明的目的是提供光催化性及其再现性良好的可见光响应型光催化 剂粉末及其制造方法，以及使用了该粉末的可见光响应型光催化剂材料、 光催化剂涂料、光催化剂产品。该可见光响应型光催化剂粉末通过实现氧 化钨粉末的利用可见光的光催化性的提高和稳定化来获得良好的光催化性 及其再现性。