[发明专利]磷灰石及其制造方法,以及磷灰石基材

说明书

本分案申请是基于申请号为200480043019.9，申请日为2004年5月13日，发明名称为磷灰石及其制造方法，以及磷灰石基材的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及磷灰石及其制造方法，以及磷灰石基材。

背景技术

已知氧化钛等半导体物质具有光催化功能。即，氧化钛这样的半导体物质，当相当于价带与导带的带隙的波长的光能被吸收时，通过激发，价带的电子转移至导带，在价带产生正电荷(空穴)。在这里，在半导体物质的表面吸附某种物质(例如，有机物)时，移动至导带的电子移动到半导体物质表面上的有机物处并将其还原，另外，通过价带，在那里产生的空穴夺取电子，进行有机物的氧化。特别是，在氧化钛中，因价带的空穴具有非常强的氧化能力，所以有机物最终会被分解为水和二氧化碳。近几年来，通过这种氧化钛的光催化功能(氧化分解功能)，氧化钛膜可以用作抗菌剂、杀菌剂、脱臭剂、环境净化剂等。然而，氧化钛本身由于其表面不具有吸附有机物的能力，所以，所得到的氧化分解功能是有限的。

另一方面，作为牙齿或骨骼等生物体硬组织主成分的羟基磷灰石钙Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂容易与各种阳离子或阴离子发生离子交换，具有高的生物相容性及吸附特性。因此，上述磷灰石典型作为人造骨骼、人造齿根等医疗用材料，还在色谱法用吸附剂、化学传感器、离子交换体、催化剂等广阔领域中的应用也在进行积极的研究。上述磷灰石，特别是对蛋白质等有机物具有特异的吸附能力。

最近，将上述氧化钛等半导体物质与羟基磷灰石钙等磷酸钙类化合物加以组合，而进行了能有效呈现两种特性的制品的研究与开发(例如，特开2003-80078号公报，特开2003-321313号公报)。

另外，通过将上述磷灰石中的钙离子的一部分与钛离子交换，开发出具有光催化功能的钙·钛羟基磷灰石Ca₉Ti(PO₄)₆(OH)₂(例如，参见特开2000-327315号公报、特开2001-302220号公报、特开2003-175338号公报、特开2003-334883号公报)。由此，具有与氧化钛同等的光催化功能，通过磷灰石所具有的特异的吸附特性，故可以提高其光催化功能的效率。

然而，激发氧化钛这样的氧化能力强的光催化剂的必要的光能为3.2eV，换算成光的波长达到约380nm。因此，氧化钛用近紫外光可以激发，而用可见光不能激发。由于太阳光中紫外光占的比例为4～5％，故氧化钛的光催化效率不充分。特别是，在几乎不存在紫外光的荧光灯下的室内，不能发挥光催化功能。

在这里，强烈要求开发太阳光中约占45％的可见光下也可作用的光催化剂。如果，开发出可见光下作用的光催化剂，这可以飞快提高效率，还可以发挥荧光灯下的室内的光催化功能。

发明内容

本发明涉及磷灰石，其是含有具有光催化功能的金属原子与其他金属原子的磷灰石，其特征在于，上述具有光催化功能的金属原子含有吸收可见光的光能的金属原子。

另外，本发明涉及磷灰石的制造方法，其特征在于，该法包括：制备以1×10^-6mol/dm³以上且1×10^-2mol/dm³以下浓度含有吸收可见光的金属原子的溶液的步骤；以及，在上述溶液中浸渍磷灰石的步骤。

另外，本发明涉及磷灰石的制造方法，其特征在于，该法包括：制备磷灰石原料溶液的步骤，该磷灰石原料溶液是含有吸收可见光的金属原子与其他的金属原子的磷灰石原料溶液，上述吸收可见光的金属原子的含量相对于上述溶液中含有的全部金属原子为0.5mol％以上且3mol％以下；以及使上述磷灰石原料溶液中含有的物质共沉淀，从而使析出磷灰石的步骤。

另外，本发明涉及磷灰石基材，该基材是含有吸收可见光的金属原子与其他金属原子的磷灰石基材，上述吸收可见光的金属原子是选自Cr、Co、Cu、Fe、以及Ni中的至少一种金属原子，上述其他金属原子是选自Ca、Al、La、Mg、Sr、Ba、Pb、Cd、Eu、Y、Ce、Na以及K中的至少一种金属原子。

附图简要说明

图1是实施例1与比较例的紫外-可见光反射光谱图。

图2是实施例8与实施例9与比较例的紫外-可见光反射光谱图。

图3是实施例1与比较例的二氧化碳气体浓度与乙醛气体浓度变化图。