[发明专利]具有可见光活性的光催化剂及其利用

说明书

技术领域

本发明是关于具有可见光活性的光催化剂及使用含用了该催化剂的可见光线光的光分解方法。技术背景

使用光催化剂进行脱臭和杀菌的技术进行了大量的研究，并已实用化。例如WO 94/11092号中公开了利用室内照明下的光催化剂处理空气的方法。特开平7-102678号中公开了使用光催化剂防止医院内感染的方法。任何一种情况都是将氧化钛等氧化物半导体作为光催化剂使用，作为激发光，需要400nm以下的紫外线。

可是，在形成激发光源的太阳光和人造光中，紫外线以外也含有可见光线。然而，由上述氧化钛等氧化物半导体形成的光催化剂却不能利用可见光，从能量转换效率看，这是极没有效率的。

但是，随着化学工业的飞速发展，在生活的环境中到处泛滥着各种各样的化学物质，生活空间中存在着微量的这些化学物质，虽然用眼睛看不到，但会对人体产生不良的影响。例如，甲醛用作杀菌剂和防虫剂，例如在壁纸用的粘接剂和家具或衣料品等中使用。在安全性很高的生活环境中，例如，从壁纸等挥发出的甲醛会对人体、特别是对婴幼儿产生危害性的不良影响。

为了去除生活环境中微量存在的甲醛等有机化合物，例如，考虑使用吸附剂等。然而，考虑到寿命和吸附能力时，还不能说使用吸附剂是很理想的。

因此，期待提供一种更为有效去除微量存在于生活环境中的甲醛等物质的新技术。

又如，烟草产生的焦油，附着在如墙壁、电灯、窗玻璃等上，恶化了它们的外观。这些焦油的去除，过去是采用清洗等办法。然而，所花的工夫是无法计算的。所以期待提供一种很方便的新技术，以去除附着在墙壁、电灯、窗玻璃等上的焦油。

本发明的第一个目的是提供一种能够利用可见光的新型光催化剂。

本发明的第2个目的是提供一种能够使甲醛等有机化合物变得无害的光催化剂，和利用这种光催化剂使甲醛等有机物变得无害的方法。

进而，本发明的第3个目的是提供一种利用上述光催化剂使含有焦油等有机物的各种物质进行光分解加以去除的方法。发明的概要

本发明涉及具有可见光活性的光催化剂，其特征是至少在TiO₂的一部分表面上负载上TiC。

本发明的光催化剂还是具有可见光活性的光催化剂，其特征是在等离子体中，用烃和还原剂的混合气进行CVD处理的TiO₂形成的。

本发明还涉及光催化剂单元(unit)，其特征是将上述本发明的催化剂负载在基体上。

再有，本发明还涉及上述本发明的可见光激发型光催化剂的制造方法，其特征是将TiO₂粉末或固定在基体上的TiO₂，用等离子体化的烃和还原剂的混合气进行处理，并使以此为特征的TiO₂表面的至少一部分负载上TiC。

本发明还涉及物质的分解方法，其特征是使被分解物与照射了至少含可见光线的光的本发明光催化剂或光催化剂单元的催化剂层相接触。

进而本发明还涉及甲醛的分解方法，其特征是使甲醛与照射了至少含可见光线光的本发明光催化剂或光催化剂单元的催化剂层相接触。

本发明还涉及一种装置，该装置是含有本发明光催化剂单元的装置，其特征在于，上述装置是从水净化装置、空气净化装置、杀菌装置、脱臭装置、照明装置、光电池及水的光分解装置中选出。附图的简单说明

图1是在本发明中使用的微波等离子体加热装置的简要说明图。

图2是本发明中使用的高频等离子体加热装置的简要说明图。

图3是本发明光催化剂中二氧化钛和碳化钛的XPS光谱。

图4是二氧化钛、氢还原二氧化钛及本发明光催化剂中的拉曼吸收光谱。

图5是实施例6中光照射时间和甲醛浓度的关系示意图。

图6是实施例11中光照射时间和乙醛浓度的关系示意图。

图7是实施例13中光照射时间和乙醛浓度的关系示意图。实施本发明的方案