(57)【要約】【課題】  活性を持つ物質で表面積が大きい材料を提供すること、またその材料の製造方法を提供すること。【解決手段】  メソ孔の壁膜が結晶構造を有することを特徴とするメソポーラスチタニア粒子。更に、カチオン性界面活性剤と酸化硫酸チタンとを水中で混合し、その後カチオン性界面活性剤を除くことを特徴とするメソポーラスチタニア粒子の製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶構造を有するチタニアで構成されることを特徴とするメソポーラスチタニア。
【請求項２】
アナターゼ型結晶構造を有する請求項１記載のメソポーラスチタニア。
【請求項３】
メソ孔の配列構造がヘキサゴナル構造であり、その（１００）面に起因する銅Ｋα線の１次回折角２θが、２．０°〜２．５°の範囲である請求項１又は請求項２記載のメソポーラスチタニア。
【請求項４】
カチオン性界面活性剤と酸化硫酸チタンとを水中で混合し、結晶性チタニアを析出させた後、カチオン性界面活性剤を除去することを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかの請求項記載のメソポーラスチタニアの製造方法。
【請求項５】
カチオン性界面活性剤が、モノ長鎖アルキル四級アンモニウム塩であり、その長鎖アルキル基の炭素数が１０〜２０である請求項４記載のメソポーラスチタニアの製造方法。
【請求項６】
酸化硫酸チタン水溶液とカチオン性界面活性剤水溶液から結晶性チタニアを析出させる温度が、３０〜８０℃の範囲である請求項４又は請求項５記載のメソポーラスチタニアの製造方法。
【請求項７】
カチオン性界面活性剤と酸化硫酸チタンとの混合モル比が、１：３０〜１：１００の範囲である請求項４ないし請求項６の何れかの請求項記載のメソポーラスチタニアの製造方法。
【請求項８】
カチオン性界面活性剤水溶液と酸化硫酸チタンと水溶液から結晶性チタニアを析出させる時間が、５〜１２０時間の範囲である請求項４ないし請求項７の何れかの請求項記載のメソポーラスチタニアの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規なメソポーラスチタニアに関し、更に詳細には、結晶構造を有するチタニアで構成されるメソポーラスチタニアに関する。
【背景技術】
【０００２】
触媒活性、吸着活性等の機能性表面を有する材料において、その効果をより発揮させるために、表面積を大きくした材料が望まれている。そして、そのような材料として、メソポーラス材料が知られている。
【０００３】
メソポーラス材料の素材化合物としては、これまでに、シリカ、チタニア等の金属酸化物等が報告されている（特許文献１、非特許文献１及び２）。しかしながら、これら報告の金属酸化物は結晶構造を有さない不定形（アモルファス）であり、結晶構造を有する金属酸化物で構成されるメソポーラス材料は報告されていない。
【０００４】
ところで、一般に金属酸化物等の半導体材料は、そのバンドギャップ以上のエネルギーを有する光を照射することで、正孔と電子を生成することが知られている。そして、結晶構造を有するチタニア、特にアナターゼ型結晶構造のチタニアは、それが有する化学的安定性および光励起により生じる強い酸化力や還元力が利用され、光反応触媒、有害有機物の除去、湿式太陽電池、光治療等の多岐の用途に応用されている。
【０００５】
そこで、このチタニアなどの金属酸化物を結晶構造を有する状態でメソポーラス材料とする試みがなされているが、主に以下の２つの問題点により実現されていない。
【０００６】
すなわち第一の問題点として、不定形で構成された材料を結晶構造のものへ転移させるために加熱などを行うと、メソポーラス材料ではその壁膜が非常に薄いため、不定形でのメソポーラスの形状を保持することができないことが挙げられる。すなわち、金属酸化物であるチタニアは、現在までに硫酸法や塩素法等の様々な合成方法により調製されているが、メソポーラス材料の調製に通常用いられるチタンアルコキシドを用いて、低温で合成を行った場合には不定形となり、例えばアナターゼ型の結晶構造を持たせる為には高温での焼成処理が必要となる。しかしながら、この高温での焼成処理を行うと、上記したようにその過程でメソポーラスの形状が破壊されてしまうため、結晶構造を持ったメソポーラスチタニアはできなかった。
【０００７】
また、第二の問題点として、結晶成長等の手法を用い、直接結晶構造を有するメソポーラスチタニアを製造しようとする場合、ナノオーダーでの結晶の大きさの制御が難しく、３次元的に規則的に整列した構造を持たせることが非常に困難である点が挙げられる。
【０００８】
このように、メソポーラス材料は表面積を大きくできることが見込まれているが、現在まで、活性をもつ結晶構造を有する金属酸化物でメソポーラス構造を有する材料を作ることができていなかった。
【特許文献１】米国特許  第５,０９８,６８４号
【非特許文献１】C.T.Kresge etall, Nature, vol.359, 710-712 (1992)
【非特許文献２】D.M.Autonelliet all, Chem. Int. Ed. Engl.,34, 2014 (1995)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はかかる技術背景に鑑みてなされたものであり、その課題は、活性のある結晶構造を有し、かつ表面積が大きいメソポーラス構造を有する材料を提供することにある。  
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、特定の製法によれば、焼成処理を行わなくても結晶構造を有するメソポーラスチタニアが得られることを見出し、本発明に至った。
【００１１】
すなわち本発明は、結晶構造を有するチタニアで構成されることを特徴とするメソポーラスチタニアを提供するものである。
【００１２】
また本発明は、カチオン性界面活性剤と酸化硫酸チタンとを水中で混合し、結晶性チタニアを析出させた後カチオン性界面活性剤を除去することを特徴とする上記メソポーラスチタニアの製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、活性を有する結晶構造、特にアナターゼ型の結晶構造を有するメソポーラス材料を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明はメソポーラスチタニア材料に係るものであり、本明細書においてメソポーラス材料とは、図１に模式的に示すように、約２ｎｍ〜５０ｎｍの繰り返し単位で、円筒状構造が組み合わさった材料をいう（以下、メソポーラス材料の有する円筒状孔を「メソ孔」ということがある）。メソ孔の直径とメソ孔の壁膜の厚さの比は特に限定はないが、３：１〜１：３が好ましく、２：１〜１：２が特に好ましい。
【００１５】
このメソポーラス材料は、一般には粒子の状態で得ることができる。この粒子の直径は特に限定はないが、製造の容易さ、表面積の増大等の点で、２０〜５００ｎｍが好ましく、２０〜１００ｎｍが特に好ましい。
【００１６】
本発明のメソポーラス材料は、結晶構造を有するチタニアで構成されることを特徴とするものである。このメソポーラス材料が有する結晶構造は、アナターゼ型およびルチル型のいずれでも良いが、アナターゼ型であることが、光反応触媒、有害有機物の除去、湿式太陽電池、光治療等に使用され得るので好ましい。
【００１７】
なお、本発明のメソポーラス材料が結晶構造を有するチタニアで構成されていることは、Ｘ線回折により確認される。例えば、アナターゼ型結晶構造を有するチタニアで構成されている場合は、銅ＫαＸ線回析において、２．２゜、３．８゜及び４．２°の近辺に回折ピークが現れる。また、本発明のメソポーラス材料では、メソポーラス粒子全体が結晶構造を有していることも好ましいが、必ずしも全てが結晶構造になっている必要はなく、不定形の構造部分があっても良い。
【００１８】
また、本発明のメソポーラス材料では、メソ孔の配列構造がヘキサゴナル構造であることが好ましい。このようなヘキサゴナル構造を有することは、メソポーラス材料の（１００）面に起因する銅Ｋα線の一次回折角２θが、２０°〜２５°の範囲に、更に高次ピークが、約２５°〜６０°に現れることにより示される。
【００１９】
本発明のメソ孔の壁膜が結晶構造を有するメソポーラスチタニア粒子は、それ自体新規な粒子である。そしてその製造方法は特に限定はされないが、例えば、カチオン性界面活性剤と酸化硫酸チタンとを水中で混合し、結晶性チタニアを析出させた後カチオン性界面活性剤を除去する製造方法で得ることができる。
【００２０】
上記製造方法において用いるカチオン性界面活性剤は、メソポーラス構造の鋳型（テンプレート）となるものである。すなわち、これらカチオン性界面活性剤が水溶液中で規則性をもって配列している状態で、結晶性チタニアを析出させることにより、カチオン性界面活性剤を除く部分に結晶構造を有するチタニアが得られる。そして、このカチオン性界面活性剤を取り除くことにより、メソポーラス構造の結晶性チタニアがえられるのである。
【００２１】
従って、カチオン性界面活性剤には、それらが配列してメソポーラス構造の鋳型となる性質ないし構造が求められ、このような性質を有するものの例としては、アンモニウムに結合する４つの置換基のうち、１つのみが長鎖で、他が短鎖の四級アンモニウム塩が挙げられる。より好ましくはモノ長鎖アルキル四級アンモニウム塩であり、特に好ましくは、長鎖基の炭素数が１０〜２０個であるモノ長鎖脂肪族四級アンモニウム塩である。この長鎖基の炭素数は１２〜１８個であることが好ましく、また、長鎖のアルキル基以外の脂肪族基については特に限定はないが、メチル基又はエチル基であることが好ましい。
【００２２】
特に好ましいカチオン性界面活性剤の具体例としては、例えば、ラウリルトリメチルアンモニウム塩、ミリスチルトリメチルアンモニウム塩、セチルトリメチルアンモニウム塩、ステアリルトリメチルアンモニウム塩等が挙げられ、またそのアニオンは特に限定はなく、塩素イオン、臭素イオン、水酸化イオン等が用いられる。
【００２３】
一方、結晶性チタニアの原料となる酸化硫酸チタン（ＴｉＯＳＯ４）としては、特に制約はなく、市販のものが好適に用いられる。
【００２４】
本発明の製造方法を実施するには、例えば、上記カチオン性界面活性剤の水溶液中に酸化硫酸チタンの水溶液を加え混合する。
【００２５】
上記混合にあたってのカチオン性界面活性剤と酸化硫酸チタンの混合モル比は、１：３０〜１：１００が好ましく、１：３０〜１：７０が特に好ましく、１：４０〜１：６０が更に好ましい。最も好ましくは１：５０近傍である。カチオン性界面活性剤に対して酸化硫酸チタンの量が少なすぎても、また多すぎても、銅Ｋα線の回折角（２θ）２°〜６°付近に現れる回折ピーク（以下、「低角回折ピーク」という）がブロードになるかまたは消失し、メソ孔の規則構造、すなわちメソポーラスチタニアのヘキサゴナル構造の規則性が低下する。
【００２６】
また、カチオン性界面活性剤の濃度は、水溶液中で配列する濃度、例えば、６０〜２４０ｍＭ（ｍモル／Ｌ）が好ましい。また、反応液全体に対する酸化硫酸チタンの濃度は特に限定はないが、３０００〜６０００ｍＭ（ｍモル／Ｌ）が好ましい。
【００２７】
本発明の製造方法において、上記カチオン性界面活性剤水溶液と酸化硫酸チタン水溶液の温度は、使用するカチオン性界面活性剤の種類にも依存するが、３０〜８０℃が好ましく、５０〜７０℃が特に好ましい。更に好ましくは６０℃近傍である。液温が低すぎると生成するチタニアの結晶性が低くなる。逆に液温が高いと、カチオン性界面活性剤がうまく配列せず、メソポーラスチタニアのヘキサゴナル構造の規則性が低下したり、規則性がなくなる場合がある。
【００２８】
なお、本発明の製造方法での反応液のｐＨは、酸化硫酸チタンの濃度にも依存するが、酸性領域が好ましい。また、カチオン性界面活性剤と酸化硫酸チタンとの混合している時間は、酸化硫酸チタンから十分に結晶性チタニアが析出する時間とすれば良く、一般には５〜１２０時間であり、好ましくは１０〜８０時間程度、特に好ましくは、１５〜６０時間、更に好ましくは、２０〜４０時間である。
【００２９】
この間、撹拌しながら混合させることが好ましい。混合時間が短すぎると、生成するチタニアの結晶性が低下する傾向にあり、逆に混合時間が長すぎると、結晶性は上がるが、メソ孔の配列規則性が低下し、ヘキサゴナル構造が消失する場合がある。また、混合時間が長すぎるとチタニアのアナターゼ型のみならず、ルチル型も形成される傾向にある。
【００３０】
上記方法により、結晶構造を有するチタニアで構成されるメソポーラスチタニアが分散した液を得るが、この分散液をろ過し、必要により水洗を繰り返すことにより、メソポーラスチタニアを粉末として得ることができる。水洗に用いる水は特に限定はないが、超純水を用いることが好ましい。
【００３１】
最後に、上記メソポーラスチタニアからカチオン性界面活性剤を除くことにより、目的の空孔を有するメソポーラスチタニアを得ることができる。カチオン性界面活性剤の除去方法については特に限定はないが、加熱処理により行うことが好ましい。加熱温度は、カチオン性界面活性剤が十分に除去され、かつ、メソポーラスチタニアのヘキサゴナル構造が壊れない程度の温度であることが必要であり、例えば、、４００〜５００℃が好ましい。加熱時間もカチオン性界面活性剤を除去するのに充分であれば特に限定はないが、２〜１０時間が好ましい。
【００３２】
以上のようにして得られる結晶構造を有するチタニアで構成されるメソポーラスチタニアは、その表面活性と表面積の大きさを生かして、光反応触媒、有害有機物の除去、湿式太陽電池、光治療等の用途に用いられ得る。また、メソポーラス構造の特性を生かして、触媒担体、分子レベルのフィルター、吸着剤等の用途に用いられ得る。
【００３３】
本発明のメソポーラスチタニアが生成する原理は、現時点では次のように考えられている。すなわち、カチオン性界面活性剤分子、特にモノ長鎖アルキル４級アンモニウム塩は、ある一定濃度範囲の水溶液中では、規則正しく配向している。この状態で、酸性である酸化硫酸チタンを結晶析失させると、カチオン性界面活性剤分子のアンモニウムの部分を中心に、下記の反応が起こり、結晶性チタニアが生成すると考えられる。
ＴｉＯＳＯ４＋Ｈ２Ｏ  →  ＴｉＯ２＋Ｈ２ＳＯ４
【００３４】
そして前記のように、カチオン性界面活性剤分子が規則正しく配向しているから、生成する結晶性チタニアは、この配向したカチオン性界面活性剤分子の周囲に析出し、結果的にメソポーラス構造を取ることになる。この析出直後のメソポーラスチタニアでは、メソ孔中にカチオン性界面活性剤分子が残っているが、更に、適当な温度まで加温し、当該高分子を除去することにより、結晶構造チタニアにより構成される、メソ孔が空孔であるメソポーラスチタニアが得られるのである。
【実施例】
【００３５】
次に、実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら制約されるものではない。
【００３６】
実 施 例 １
反応温度がメソ孔の形成及びチタニアの結晶構造におよぼす影響：
カチオン性界面活性剤として、セチルトリメチルアンモニウムブロミドを用い、その０．５４６ｇを超純水に６０ｍＭとなるよう溶解させて、水溶液２５ｍＬを得た。次いで、この水溶液と、３０００ｍＭの酸化硫酸チタン水溶液２５ｍＬとを混合した。カチオン性界面活性剤と酸化硫酸チタンのモル比は１：５０に固定した。
【００３７】
次いで、種々の温度（室温２５℃、４５℃、６０℃、８０℃）で、２４時間混合撹拌し続けた。撹拌条件は、ビーカー中でマグネティックスタラーを用い、通常の撹拌速度で行った。
【００３８】
得られた粒子をろ過で回収し、超純水による洗浄を行い、１２０℃で１０時間乾燥した。さらにこの乾燥後の粒子からセチルトリメチルアンモニウムブロミドを除去するために、４５０℃で６時間焼成処理を行った。こうして得られた粒子は約１．５ｇであった。
【００３９】
得られた粒子はＸ線回折（ＸＲＤ）測定、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察により評価した。ＸＲＤ測定は、フィリップス社製、Ｘｐｅｒｔ−ＭＰＤを用い、Ｘ線源としては、銅Ｋα線を用いた。結果を図１〜４に示す。
【００４０】
（  結  果  ）
反応液の温度がメソ孔の形成におよぼす影響について、そのＸＲＤ測定結果を図１（ａ）に示す。室温（２５℃）、４５℃、６０℃で調製された粒子は、メソ孔の配列がヘキサゴナル構造になっていることを示す低角回折ピーク（２．２°近傍と４°近傍）を観測することができた。そして、反応液の温度が高くなるにつれて、ヘキサゴナル構造の（１００）面に起因するピークが低角にシフトしていることが分かった。このことから、高い温度で撹拌し粒子の調製を行うほど、メソ孔間の距離が増大すること、つまり壁膜が厚くなっていくことがと推測された。しかし、８０℃で調製を行った粒子では、メソ孔の規則的配列に起因する低角回折ピークを観測することはできなかった。
【００４１】
次に、反応液の温度がチタニアの結晶構造におよぼす影響について、その結果を図２（ｂ）に示す。図２（ｂ）は、広角（２０°〜６０°）におけるＸＲＤパターンである。室温（２５℃）、４５℃で調製を行った粒子では、チタニアのアナターゼ型に起因するピークを観測することはできず不定形であることが分かった。一方、６０℃以上で調製をおこなった粒子は、２５°、５０°及び５５°近傍に、チタニアのアナターゼ型に起因する回折ピークを観測することができた。このことから、６０℃以上で調製された粒子は、メソ孔の壁膜に、アナターゼ構造を有するチタニアを有することが分かった。また、８０℃で調製した粒子は６０℃で調製した粒子よりも規則性が高くなっていた。
【００４２】
以上の結果より、カチオン性界面活性剤としてセチルトリメチルアンモニウムブロミドを用い、カチオン性界面活性剤と酸化硫酸チタンのモル比を、１：５０とした系においては、反応液の温度は６０℃近傍が最適温度であることが分かった。
【００４３】
実 施 例 ２
セチルトリメチルアンモニウムブロミドと酸化硫酸チタンのモル比がメソ孔の形成
およびチタニアの結晶構造におよぼす影響：
カチオン性界面活性剤として、セチルトリメチルアンモニウムブロミドを用い、その０．５４６ｇを超純水に６０ｍＭで溶解させて水溶液２５ｍＬを得た。次いで、セチルトリメチルアンモニウムブロミドに対する酸化硫酸チタンの仕込み比を、モル比で１：１２、１：５０、１：１００となるように調整した３種の酸化硫酸チタン水溶液、すなわち７２０ｍＭ、３０００ｍＭ、６０００ｍＭ水溶液それぞれ２５ｍＬ調整した。前記セチルトリメチルアンモニウムブロマイド水溶液と、上記酸化硫酸チタン水溶液をそれぞれ混合し、６０℃で２４時間撹拌した。その後、実施例１と同様にして、セチルトリメチルアンモニウムブロミドを除去して、約１．５ｇのメソポーラスチタニア粒子を得た。
【００４４】
得られたメソポーラスチタニア粒子を実施例１と同様にして、ＸＲＤ測定を行った。その結果を図３（ａ）及び（ｂ）に示す。図３（ｂ）から分かるように、モル比１：１２、１：５０、１：１００の全てのＸＲＤパターンにおいて、チタニアのアナターゼ型に起因するピークを観測することができた。これより、どの混合比の条件においても、メソ孔の壁膜はチタニアの結晶化が起こっていることが分かる。
【００４５】
一方、低角ＸＲＤパターン（図３（ａ））において、セチルトリメチルアンモニウムブロミドと酸化硫酸チタンの仕込みモル比１：５０のものは、ヘキサゴナル構造に起因するシャープな低角回折ピークを観測することができた。このことはメソ孔が規則性を持って配置されていることを示している。一方、１：１２、１：１００で調製を行った粒子は、ヘキサゴナル構造に起因するシャープな低角回折ピークを観測することはできなかったが、２θ＝２．２℃近傍にブロードなショルダーを観測することができた。これより、３次元的な規則性が低いものの、ある程度規則性を持ったメソ孔の配列構造を有していることが分かった。
【００４６】
実 施 例 ３
反応ｐＨがメソ孔の形成およびチタニアの結晶構造におよぼす影響：
７２０ｍＭの酸化硫酸チタン水溶液に硫酸を加えて、酸化硫酸チタン３０００ｍＭ水溶液が示すｐＨと同じｐＨとした。その後、この液２５ｍＬとセチルトリメチルアンモニウムブロミド６０ｍＭの水溶液２５ｍＬとを混合し、６０℃で２４時間撹拌を行ないメソポーラスチタニア粒子を調製した。なお、記載されていない条件は実施例１と同様にした。得られたメソポーラスチタニア粒子について、実施例１と同様にして、ＸＲＤ測定を行った。低角での結果を図４（ａ）に、広角での結果を（ｂ）に示す。
【００４７】
ｐＨ調節をせず１：５０で調製した粒子は、低角にヘキサゴナル構造に起因するピークを、広角にチタニアのアナターゼ構造に起因するピークを観測することができた。しかし、１：１２およびこれに硫酸を添加した系で調製した粒子は、広角にチタニアのアナターゼ型に起因するピークを観測することができるが、低角にヘキサゴナル構造に起因するピークを観測することはできなかった。ただし、２θ＝２．２℃近傍にショルダーが観測できることから、３次元的な規則性は低いが、メソポーラス構造を有していると推測することができる。以上の結果より、メソ孔の形成には酸化硫酸チタンの量が影響を与えていると考えられる。
【００４８】
実 施 例 ４
混合時間がメソ孔の形成および結晶構造におよぼす影響：
セチルトリメチルアンモニウムブロミドと酸化硫酸チタンの仕込み比を、モル比で１：５０とし、反応液温度を６０℃に固定した以外は、実施例１と同様にしてメソポーラスチタニア粒子を得た。次いで、得られたメソポーラスチタニア粒子について、実施例１と同様にして、ＸＲＤ測定を行った。底角での結果を図５（ａ）に、広角での結果を（ｂ）に示す。
【００４９】
図５（ａ）より、混合時間が長くなるにしたがって、３次元的規則構造が低下し、７２時間以上の混合時間で調製を行うことで、メソ孔の配列構造が消失してしまうことが分かった。一方、図５（ｂ）から、混合時間が長くなるにしたがって、チタニアの結晶化が促進される事が分かった。これより、結晶化の程度が上がるとメソ孔配列の規則性が悪くなる傾向があることが分かった。なお、４８時間以上混合撹拌を行うことで、チタニアのアナターゼ型結晶構造のみでなくルチル型結晶構造も形成している事が分かった。
【００５０】
以上の結果から、セチルトリメチルアンモニウムブロミドと酸化硫酸チタンを用いた場合、アナターゼ型結晶構造を有するメソポーラスチタニアを製造するための最適調製条件は、以下であることが分かった。
混合モル比  ：カチオン性界面活性剤：酸化硫酸チタン＝１：５０（仕込み比）
混合撹拌温度：６０℃
撹拌時間    ：２４時間
【００５１】
実 施 例 ５
カチオン性界面活性剤除去の加熱処理がメソ孔の形成および結晶構造におよぼす影
響：
鋳型として用いたセチルトリメチルアンモニウムブロミドを除去するために、上記最適調製条件で調製して得られたメソポーラスチタニア粒子を、４５０℃で６時間加熱処理を行った。
【００５２】
加熱処理前後のセチルトリメチルアンモニウムブロミドの有無を、フーリエ変換赤外線吸収スペクトル（ＦＴ−ＩＲ）測定により確認した。その結果を図６に示す。加熱処理前の粒子には、セチルトリメチルアンモニウムブロミドのＣ−Ｈ伸縮振動に起因するピークを２９００ｃｍ−１付近に観測することができた（図６中、（ａ））。しかし、加熱処理を行った粒子では同ピークが消失していた（同、（ｂ））。この結果より、焼成処理によりセチルトリメチルアンモニウムブロミドが除去できていることがわかった。
【００５３】
加熱処理後のＸＲＤパターンを観察すると、加熱処理により、ヘキサゴナル構造に起因する低角回折ピークが、わずかにブロードになり、２０〜６０°に見られるアナターゼ型結晶構造に起因する回折ピークがシャープになっただけであり、ほぼ加熱処理前の状態を保持していた。
【００５４】
このことから、カチオン性界面活性剤除去のための加熱処理程度では、メソ孔の配列規則性及びチタニアの結晶化の程度に大きな影響がないことが分かった。
【００５５】
また上記方法で調製し、セチルトリメチルアンモニウムブロミドを除去したメソポーラスチタニア粒子のＴＥＭ像を図７と図８に示す。これから、非常に規則性の高いメソ孔配列を有していることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の結晶構造を有するチタニアから構成されるメソポーラスチタニア粒子は、その表面活性と表面積の大きさを生かして、光反応触媒、有害有機物の除去、湿式太陽電池、光治療等の用途に、またメソポーラス粒子の有する微孔の特性を生かして、触媒担体、分子レベルのフィルター、吸着剤等の用途に用いられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】メソポーラス材料の模式図である。
【図２】反応温度とメソポーラスチタニアのＸ線回折（ＸＲＤ）チャートの関係を示す図面である。
【図３】セチルトリメチルアンモニウムブロミドおよび酸化硫酸チタンの仕込みモル比とメソポーラスチタニアのＸ線回折（ＸＲＤ）チャートの関係を示す図面である。
【図４】反応液の酸化硫酸チタンの割合やｐＨを変えた場合のＸ線回折（ＸＲＤ）チャートの変化を示す図面である。
【図５】反応時間とＸ線回折（ＸＲＤ）チャートの関係を示す図面である。なお、（ｂ）中、○はアナターゼ型結晶のピーク、△はルチル型結晶のピークである。
【図６】加熱処理によるセチルトリメチルアンモニウムブロミドの除去前後のフーリエ変換赤外線吸収スペクトル（ＦＴ−ＩＲ）チャートである。図中、（ａ）は加熱処理前の状態を、（ｂ）は加熱処理後の状態を示す。
【図７】実施例    で得られたメソポーラスチタニア粒子の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真（１０万倍）である。
【図８】実施例    で得られたメソポーラスチタニア粒子の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真（１０万倍）である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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