[发明专利]氧化钨光催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及氧化钨光催化剂，涉及即使在照射可见光而不照射紫外线的环境下，也显示高的光催化活性，可以完全分解乙酸、乙醛等有机物的光催化剂。

背景技术

对半导体照射具有能带隙以上的能量的光，则价电子带的电子在传导带激发，在价电子带产生空穴，在传导带产生电子。它们分别具有强氧化能力和还原能力，对与半导体接触的分子种有氧化还原作用。这样的作用称为光催化作用，这样的半导体称为光催化剂。

利用光催化剂的有机物的分解反应中，在价电子带产生的空穴直接氧化分解有机物，空穴氧化水，由此产生的活性氧种氧化分解有机物，除此之外，在传导带产生的电子还原氧，由此产生的活性氧种氧化分解有机物。

作为这样的光催化剂，已知单独使用氧化钨颗粒的光催化剂。氧化钨颗粒可以吸收占屋内空间的光的大部分的可见光，作为可见光应答型光催化剂受到关注。但是，对单独使用氧化钨颗粒的光催化剂照射可见光，则通过光激发而在价电子带和传导带分别产生空穴和电子，由于传导带处于比氧的氧化还原电能级的位置，在传导带被激发的电子中，不能进行氧的还原，活性氧种的生成量不足。因此，氧化钨在照射可见光而不照射紫外线的环境下，不显示高的光催化活性。

迄今为止，公开了通过在氧化钨膜上将Pt等贵金属成膜，有效分解乙醛的分解中间体的光催化剂，但是不能得到足够的光催化活性，而且制备时需要昂贵的装置等，会有不合适(专利文献1：特开2001-038217号公报(日本专利第3887510号公报))。

【专利文献1】特开2001-038217号公报

发明内容

本发明的课题在于提供即使在不照射紫外光的环境下，通过照射可见光也可以显示高的光催化作用的氧化钨光催化剂。

本发明人对光催化用途中优选的氧化钨光催化剂进行了努力研究，结果完成了本发明。

本发明提供氧化钨光催化剂，其在氧化钨颗粒表面以每100重量份氧化钨颗粒担载0.03～5重量一次粒径3nm～20nm的Pt颗粒而成。

本发明的氧化钨光催化剂在可见光照射下显示高的光催化活性，可以氧化分解有机化合物。

附图说明

图1实施例1中得到的氧化钨光催化剂的扫描型电子显微镜(SEM)照片。

图2图1的SEM照片的部分放大照片。

图3实施例1中得到的氧化钨光催化剂的其它部分的扫描透射型电子显微镜(STEM)照片。

图4比较例2中得到的氧化钨光催化剂的SEM照片。

具体实施方式

本发明的氧化钨光催化剂是在氧化钨颗粒表面担载Pt颗粒而成的。

Pt颗粒是颗粒状的铂金属，其一次粒径为3nm以上、优选5nm以上，20nm以下、优选10nm以下。该一次颗粒可以形成凝集颗粒，此时，凝集颗粒的粒径优选为10nm以上、30nm以下。Pt颗粒的一次粒径小于3nm时，难以引起电子由氧化钨的传导带向氧的有效迁移，因此光催化活性变低。Pt颗粒的一次粒径超过20nm时，难于在氧化钨颗粒表面担载Pt，光催化活性降低。

每100重量份氧化钨颗粒，Pt颗粒的担载量为0.03重量份以上、优选0.05重量份以上、更优选0.1重量份以上，5重量份以下、优选3重量份以下、更优选1重量份以下。担载量小于0.03重量份，则担载的Pt颗粒的量变少，被还原的氧量不足，因此不能得到高的光催化活性。超过5重量份时，覆盖氧化钨颗粒表面的Pt颗粒变多，由氧化钨颗粒引起的光吸收量变少，因此光催化活性变低。

在氧化钨颗粒表面至少一部分，Pt颗粒为相互接合的状态，分别独立并被担载，优选念珠状地相连。在此，“独立并被担载”是指各Pt颗粒分别与氧化钨颗粒表面接合。这样，由于是念珠状地相连，可以显示高触媒活性，而且促进光催化反应的分解中间体的分解。

构成本发明的氧化钨光催化剂的氧化钨颗粒是包括氧化钨的颗粒，以由其凝集粒径的累积粒度分布的微粒侧累积50％的粒径作为D50时，D50为0.01μm以上、优选0.05μm以上，5μm以下、优选1μm以下。D50小于0.01μm时，担载Pt颗粒后，由于在洗涤工序、干燥工序中形成硬的凝集颗粒，在制造上产生不合适。D50超过5μm时，难以按照本发明规定的一次粒径在氧化钨颗粒上担载Pt颗粒，得到的氧化钨光催化剂的光催化活性降低。