專利名稱：多孔性光催化劑及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多孔性光催化劑及其制造方法，該光催化劑可用作環(huán)境凈化材料，用于除去各種惡臭和空氣中漂浮的有害物質(zhì)，或者用于廢水處理和凈水處理。
特開平6-298520號(hào)公報(bào)中記載了對(duì)硅膠表面進(jìn)行氧化鈦光催化劑涂覆的方法，也就是說(shuō)是制造以分散狀態(tài)含有氧化鈦的超微粒子的硅膠的方法，采用將氧化鈦的超微粒子分散到氧化硅膠體之后，把膠體凝膠化，然后燒結(jié)，利用該方法，用容易購(gòu)買到的原料進(jìn)行簡(jiǎn)單操作，可以有效地獲得具有封閉量子效果并且透明度良好的氧化鈦超微粒分散硅膠。
但是以上技術(shù)都不能說(shuō)具有經(jīng)濟(jì)性和高生產(chǎn)效率。例如，在硅膠表面直接涂覆光催化劑的場(chǎng)合，把硅膠浸入光催化劑溶膠中浸涂時(shí)，由于急劇的水分吸收而引起硅膠的膨脹和吸附導(dǎo)致的發(fā)熱，由發(fā)熱而導(dǎo)致硅膠破裂成碎片。由此，不能取得預(yù)期的商品。結(jié)果只能對(duì)破裂的硅膠進(jìn)行篩選，把完好的硅膠作為商品。為了盡量降低破損率，有讓硅膠慢慢地吸收水蒸汽，或浸漬在液體中，或浸滲等方法。但是此類方法在對(duì)硅膠商品進(jìn)行再處理的操作階段，還是有再吸收水蒸汽的可能性，很難控制含水率。另外，在硅膠表面噴涂霧狀光催化劑溶膠的方法，或把硅膠放置在高濕度下長(zhǎng)時(shí)間暴露等方法，但這些都是無(wú)視操作性和經(jīng)濟(jì)性的方法。
合成光催化劑多孔質(zhì)體有兩種方法。一種是制造氧化鈦粒，另一種是在硅膠等多孔性原料的表面進(jìn)行光催化劑化。但是這兩種方法從生產(chǎn)效率或經(jīng)濟(jì)角度上來(lái)看都不可行。硅膠表面光催化劑化方法比較經(jīng)濟(jì)，但是生產(chǎn)效率低。為了解決以上問題，本發(fā)明者們經(jīng)過精心鉆研并對(duì)技術(shù)的改良進(jìn)行了反復(fù)探討，終于獲得了這個(gè)研究成果。
本發(fā)明是多孔性光催化劑，其特征在于以水凝膠為起始原料，在表面以氧化鈦薄膜覆蓋多孔質(zhì)表面；多孔性光催化劑，其特征在于使用的起始原料是含水率30％～80％的水溶膠；多孔性光催化劑，其特征在于，在氧化鈦多孔性薄膜上有細(xì)孔，細(xì)孔孔徑在制造時(shí)被調(diào)整到1nm～10μm范圍內(nèi)任意數(shù)值；多孔性光催化劑，其特征在于氧化鈦多孔性薄膜的晶型是銳鈦礦型；多孔性光催化劑的制造方法，其特征在于，以水凝膠為起始原料，將其放入光催化劑溶膠中浸泡，或者用光催化劑溶膠噴在水凝膠表面涂覆氧化鈦薄膜，并將其干燥；多孔性光催化劑的制造方法，其特征在于水凝膠的含水率為30％～80％。
調(diào)制與實(shí)施例2同樣的多孔性光催化劑溶膠液，用噴涂法涂覆氧化鈦膜。即把水凝膠放在網(wǎng)眼細(xì)小的金屬網(wǎng)上，一邊搖晃一邊用溶膠噴涂。干燥之后將室溫調(diào)節(jié)到170℃預(yù)熱，再加溫至500℃燒結(jié)，便可制得多孔性光催化劑。這個(gè)操作反復(fù)數(shù)次之后，膜的厚度和光活性增加。實(shí)施例6(多孔性光催化劑的調(diào)制方法4)使用AT-01光催化劑溶膠(株式會(huì)社光觸媒研究所制)，用與實(shí)施例5相同的方法來(lái)噴涂A型球狀硅膠(JIS標(biāo)準(zhǔn)品)。慢慢地把溫度從室溫加溫到170℃來(lái)干燥，由此制得多孔性光催化劑。實(shí)施例7(光催化劑效果的評(píng)價(jià)方法)把經(jīng)過實(shí)施例3、4、5、6所取得的多孔性光催化劑分別放在含有100ppm的亞甲藍(lán)水溶液里，用黑光燈照射24小時(shí)之后，觀察到多孔性光催化劑表面的亞甲藍(lán)都消失了。對(duì)沒有經(jīng)過光催化劑涂覆的硅膠進(jìn)行同樣的操作之后，發(fā)現(xiàn)亞甲藍(lán)沒有消失。顯而易見，實(shí)施例3，4，5，6所合成的硅膠為多孔性光催化劑。比較例1把A型球狀硅膠(JIS標(biāo)準(zhǔn)品)放入AT-01光催化劑溶膠(株式會(huì)社光觸媒研究所制)中浸涂的時(shí)候，立刻有發(fā)熱反應(yīng)，伴隨著破裂聲可以看到硅膠破裂成微小的粒子。比較例2使用AT-01光催化劑溶膠(株式會(huì)社光觸媒研究所制)噴涂A型球狀硅膠(JIS標(biāo)準(zhǔn)品)后，硅膠粒的表面上有細(xì)裂縫出現(xiàn)。綜合評(píng)價(jià)


注×表示差，○表示一般，◎表示良好。
根據(jù)本發(fā)明，多孔性光催化劑在制造過程中不會(huì)發(fā)生破裂和裂縫。采用本發(fā)明的話有可以高效率地經(jīng)濟(jì)地提供多孔性光催化劑。而且這種多孔性光催化劑具有非常良好的安全性、耐候性、穩(wěn)定性、操作性。
權(quán)利要求
1.多孔性光催化劑，其特征在于，以水凝膠為起始原料，在表面以氧化鈦薄膜覆蓋多孔質(zhì)表面。
2.權(quán)利要求1記載的多孔性光催化劑，其特征在于使用含水率30％～80％的水凝膠為起始原料。
3.權(quán)利要求1或2記載的多孔性光催化劑，其特征在于覆蓋的氧化鈦薄膜上有細(xì)孔，細(xì)孔孔徑在制造時(shí)被調(diào)制到1nm～10μm范圍內(nèi)任意數(shù)值。
4.權(quán)利要求1、2或3記載的多孔性光催化劑，其特征在于氧化鈦多孔性薄膜的晶型是銳鈦礦型。
5.多孔性光催化劑的制造方法，其特征在于以水凝膠為起始原料，把其放入光催化劑溶膠中浸漬，或者用光催化劑溶膠噴涂以涂覆氧化鈦薄膜，然后將其干燥。
6.權(quán)利要求5記載的多孔性光催化劑的制造方法，水凝膠具有30％～80％的含水率。
全文摘要
多孔性光催化劑,在制造過程中不會(huì)發(fā)生破裂和裂縫,可以高效率地經(jīng)濟(jì)地提供,具有非常良好的安全性、耐候性、穩(wěn)定性、操作性。多孔性光催化劑,使用含水率30%～80%的水凝膠為起始原料,以氧化鈦薄膜覆蓋多孔質(zhì)表面。
文檔編號(hào)B01J35/00GK1363421SQ0114382
公開日2002年8月14日 申請(qǐng)日期2001年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月21日
發(fā)明者垰田博史, 楊健 申請(qǐng)人:獨(dú)立行政法人產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所, 垰田博史, 迪亞卡賽株式會(huì)社