[发明专利]可见光应答型光触媒粒子及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及可见光应答型光触媒粒子和其制造方法。

背景技术

可见光应答型光触媒是可利用太阳光中大量包含的可见光的光触媒。该可见光应答型光触媒可期待应用于有机物的光分解、由水的光分解进行的氢制造。其中，以氢的制造为目标的水分解用光触媒作为用于利用了可再生能源的氢制造方法的光触媒而受到关注。其结果，对可得到高活性的水分解用光触媒的需求逐年提高。

作为具有可见光应答性的水分解用光触媒，已知铑掺杂钛酸锶(Rh-SrTiO₃)由水的光分解进行的产氢能力非常高。此外，已知将Rh-SrTiO₃和产氧用的光触媒组合的Z Scheme型系统在水分解反应中可得到高的能量转换效率(日本特开2004-008963号公报(专利文献1)、Sasaki等、J.Phys.Chem.C 17536～17542页、2009年(非专利文献1))。

已知以往上述Rh-SrTiO₃通过固相反应法、水热合成法制作，在上述方法中进行在1000℃左右下烧成的高结晶化处理。已知据此得到的Rh-SrTiO₃粒子的一次粒径为数百nm～数μm左右，在可见光照射下显示出高的产氢能力。另一方面，为了使Rh-SrTiO₃粒子进一步高活性化，从而寻求Rh-SrTiO₃粒子的比表面积增大即微细结晶的Rh-SrTiO₃粒子。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-008963号公报

专利文献2：日本特开2012-056947号公报

非专利文献

非专利文献1：Sasaki等、J.Phys.Chem.C 17536～17542页、2009年

发明内容

因此，本发明鉴于上述课题而进行，其所要解决的技术问题在于提供使高结晶性与一次粒子的微细化并存的铑掺杂钛酸锶粒子。

根据本发明的铑掺杂钛酸锶粒子的特征在于，一次粒径为70nm以下，通过漫反射光谱测定的波长570nm处的光吸收率为0.6以上，且波长1800nm处的光吸收率为0.7以下。

根据本发明的铑掺杂钛酸锶粒子在可见光照射下表达高的光触媒活性。

附图说明

图1为根据本发明的铑掺杂钛酸锶粒子的扫描电子显微镜照片。

图2为根据本发明的铑掺杂钛酸锶粒子的透射电子显微镜照片。

图3为通过根据本发明的铑掺杂钛酸锶粒子的水分解的量子效率的测定结果。

具体实施方式

铑掺杂钛酸锶粒子的结晶性

根据本发明的铑掺杂钛酸锶(Rh-SrTiO₃)粒子的特征在于为高结晶性且具有微细的一次粒径。

本发明者发现与以往的铑掺杂钛酸锶粒子相比，来自结晶中Rh⁴⁺的光吸收率大和来自结晶中存在的氧缺陷的光吸收率小并存的粒子具有“高的”结晶性且显示出高的光触媒活性。在Rh-SrTiO₃中，使高结晶性和比表面积大即微细结晶并存伴随着困难。即，Rh-SrTiO₃是结晶成长时在微细结晶的状态下很难成长为具有高结晶性的结晶的物质。在这样的Rh-SrTiO₃粒子中，通过将来自结晶中Rh⁴⁺的光吸收率和来自结晶中存在的氧缺陷的光吸收率作为指标，可得到为微细结晶且具有高结晶性的结晶。

通常，作为金属氧化物结晶性低下的要因之一，认为是氧缺陷的生成。即，由于金属氧化物氧位点的缺损部位越多即氧缺陷越多，则作为结晶的周期性紊乱，所以金属氧化物的结晶化度越低，即结晶性越低。