[发明专利]金属氧化物粒子的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属氧化物粒子的制造方法。具体而言，涉及结晶性高、且一次粒径小的金属氧化物粒子的制造方法。

背景技术

存在一种金属氧化物粒子，其为可利用在太阳光中大量包含的可见光线的可见光应答型光催化剂。该可见光应答型光催化剂被期待应用于有机物的光分解、通过水的光分解的氢制造。其中，以氢的制造为目的的水分解用光催化剂作为用于利用了可再生能源的氢制造方法的光催化剂而受到关注。其结果，对可得到高活性的水分解用光催化剂的需求逐年提高。

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)通过水的光分解的产氢能力非常高。此外，已知将产氧用光触媒与Rh-SrTiO₃组合的ZScheme型系统在水分解反应中可得到高的能源转换效率(日本特开2004-008963号公报(专利文献1)，Sasaki等，J.Phys.Chem.C17536～17542页，2009年(非专利文献1))。

以往，已知Rh-SrTiO₃是通过固相反应法、水热合成法来制作的，且在这些方法中进行在1000℃左右烧成的高结晶化处理(专利文献1，Iwashina等，JOURNALOFTHEAMERICANCHEMICALSOCIETY13272～13275页，2011年(非专利文献2))。已知通过这些方法而得到的Rh-SrTiO₃粒子的一次粒径为数百nm～数μm左右，且在可见光照射下显示高产氢能力。另一方面，为了使Rh-SrTiO₃粒子更加高活性化，而要求有使Rh-SrTiO₃粒子的比表面积增大的即微细结晶的Rh-SrTiO₃粒子。

此外，提出有使大量羧酸(柠檬酸)与金属络合，而通过聚合·热分解的络合物聚合法来制作Ca和Ta的复合氧化物前体的制作方法(日本特开2002-066333号公报(专利文献2))。

此外，提出有通过对钛化合物和二酮化合物进行混合，得到钛-乙酰丙酮络合物，并将该钛-乙酰丙酮络合物添加到包含有机羧酸的水溶液，来得到包含钛络合物的稳定的水溶液的方法(日本特开2012-056947号公报(专利文献3))。

专利文献1：日本特开2004-008963号公报

专利文献2：日本特开2002-066333号公报

专利文献3：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.C17536～17542页，2009年

非专利文献2：Iwashina等，JOURNALOFTHEAMERICANCHEMICALSOCIETY13272～13275页，2011年

发明内容

本发明者此番得到如下见解，即，通过使用包含特定的水溶性过渡金属络合物、及水分散型有机聚合物粒子的水性分散体，能够制造具有高结晶性，且一次粒径小的(比表面积大)金属氧化物粒子。此外，如此得到的金属氧化物粒子在可见光照射下具有更高的产氢能力。本发明是基于这样的见解的发明。

因而，本发明所要解决的技术问题是提供一种结晶性高、且一次粒径小的金属氧化物粒子的制造方法。此外，本发明的目的为提供一种在可见光照射下具有高产氢能力的金属氧化物粒子。

而且，本发明的金属氧化物粒子的制造方法包含：准备水性分散体的工序，所述水性分散体包含水溶性过渡金属络合物、及水分散型有机聚合物粒子，所述水溶性过渡金属络合物包含选自钛离子、钽离子及铌离子的1种过渡金属离子、及与其配位而成的疏水性络合剂及亲水性络合剂而成；干燥工序，使所述水性分散体干燥，制作干燥体；及烧成工序，对所述干燥体进行烧成。

根据本发明的优选的形态，本发明的金属氧化物粒子的制造方法的所述疏水性络合剂为二酮化合物。

根据本发明的优选的形态，本发明的金属氧化物粒子的制造方法的所述亲水性化合物为羧酸。

根据本发明的优选的形态，本发明的金属氧化物粒子的制造方法的对所述干燥体进行烧成的温度为700℃以上1100℃以下。

根据本发明的金属氧化物粒子的制造方法，能够制造结晶性高、且一次粒径小的金属氧化物粒子。此外，根据本发明的方法，能够制造适合于在可见光照射下具有高产氢能力的光催化剂粒子的金属氧化物粒子。

附图说明