[发明专利]光催化剂及使用其的光催化剂分散液、光催化剂涂料、光催化剂膜和制品

说明书

技术领域

本发明实施方式涉及光催化剂以及使用该光催化剂的光催化剂分散液、光催化剂涂料、光催化剂膜和制品。

背景技术

作为用于防污和除臭用途的光催化材料，已知有氧化钛。光催化材料被用于室内外的建材、以及照明装置、空气净化器、空调之类的家用电器、便器、洗手盆、镜子、浴室等各种领域中。然而，氧化钛只有在紫外线区域才引起激发，因此，在紫外线少的室内不能获得足够的光催化性能。因此，人们正在进行即使在可见光下也能显示出光催化性能的可见光响应型光催化剂的研究和开发。另外，为了提高紫外线响应型氧化钛的可见光的光催化性能，人们正在研究在氧化钛中掺杂氮或硫、或是负载其他金属的情况。

作为可见光响应型光催化剂，已知有氧化钨。使用氧化钨的光催化剂膜例如通过将含有氧化钨微粒的分散液涂布到需要赋予光催化性能的制品的基材表面上来形成。作为光催化剂分散液，已知有例如通过将平均一次粒径(D50)在1～400nm范围内的氧化钨微粒分散到水等中以使其pH处于1.5～6.5范围内而形成的水系分散液。利用这种水系分散液，可使氧化钨微粒的分散性提高，而且使含有氧化钨微粒的膜的形成性提高。因此，可以得到能够稳定地发挥氧化钨微粒的光催化性能的光催化剂膜。

能够使氧化钛的可见光响应性能提高的光催化剂，其光催化活性与光量成正比，因此，只借助室内照明的照度(数lx～3000lx左右)条件的光量，得不到足够的光催化性能。因此，在期待应用光催化剂的居住空间，只有在照明光源的附近或其正下方的场所才能达到效果。以往的含有氧化钨微粒的光催化剂膜，例如在可见光的照度为2000lx左右的环境中，显示出5％以上的气体分解率。然而，考虑到光催化剂膜的实用性，由于其对乙醛等有害气体的分解性能未必充分，因此，要求提高在低照度下对气体的分解性能。另外，以往的含有氧化钨微粒的光催化剂膜，由于对气体的吸附力弱，因此在气体浓度低的环境中，对气体的分解速度变慢，这是目前存在的课题。因此，人们要求可见光响应型光催化剂对气体的分解能力达到高性能化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2008/117655号

专利文献2：国际公开第2009/031317号

专利文献3：国际公开第2009/110234号

发明内容

本发明要解决的课题是，提供即使在可见光的照度低的环境中或是气体浓度低的环境中，也能发挥出良好的气体分解能力等光催化性能的光催化剂以及使用该光催化剂的光催化剂分散液、光催化剂涂料、光催化剂膜和制品。

实施方式的光催化剂具备氧化钨基微粒，其中含有5质量％以上至100质量％以下范围内的氧化钨。在采用拉曼分光法测定光催化剂的拉曼光谱中，在920cm^-1以上至950cm^-1以下范围内观察到的峰的强度X与在800cm^-1以上至810cm^-1以下范围内观察到的峰的强度Y的比例(X/Y)，在大于0至0.04以下的范围。

附图说明

图1为示出在氧化钨微粒的制作例中样品A(比较例)、样品D(实施例)、样品F(比较例)的拉曼光谱的图。

具体实施方式

下面，说明用于实施本发明的光催化剂、光催化剂分散液、光催化剂涂料、光催化剂膜、制品的方案。

(光催化剂)

实施方式的光催化剂具备氧化钨基微粒，其中含有5～100质量％范围内的氧化钨。作为构成光催化剂的氧化钨基微粒，可举出氧化钨的单独微粒、或者氧化钨与其他金属元素的混合体或复合体等微粒。在实施方式的光催化剂中，氧化钨的含量在5～100质量％的范围。如果氧化钨的含量低于5质量％，则不能充分获得基于氧化钨微粒的可见光响应型光催化性能。氧化钨的含量优选在45质量％以上。

实施方式的光催化剂可以含有钨以外的金属元素(下文记为“添加金属元素”)。作为光催化剂所含有的金属元素，可举出钨以外的过渡金属元素、锌等锌族元素、铝等土族金属元素。过渡金属元素是指原子序数21～29、39～47、57～79、89～109的元素，光催化剂中也可以含有这些过渡金属中钨(原子序数74)以外的金属元素。锌族元素为原子序数30、48、80的元素，土族金属元素为原子序数13、31、49、81的元素。光催化剂中也可以含有这些金属元素。通过使光催化剂含有适量范围的金属元素，可以提高光催化剂的可见光响应型的光催化性能。