(57)【要約】【課題】高い結晶性を保持したまま大きな比表面積を有することによって高い光触媒活性を示すゲーサイト光触媒と、その光触媒の製造法を提供すること。【解決手段】ゲーサイトからなる針状粒子であり、長軸長さが１００ｎｍ以上であり且つ比表面積が１００ｍ２／ｇ以上であるゲーサイト光触媒である。このゲーサイト光触媒は、水酸化鉄（II）を、ポリエチレングリコール水溶液中で酸化することによって製造することができる。【選択図】図６
2015077593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長軸長さが１００ｎｍ以上、長軸長さと短軸長さの比が４〜１０の範囲の針状の形状をな
し、
比表面積が１００ｍ２／ｇ以上のゲーサイトからなることを特徴とするゲーサイト光触媒
。
【請求項２】
前記ゲーサイトの表面に金属触媒が担持されていることを特徴とする請求項１に記載のゲ
ーサイト光触媒。
【請求項３】
水酸化鉄（II）を、ポリエチレングリコールを含む溶液中で酸化する工程を含み、
長軸長さが１００ｎｍ以上、長軸長さと短軸長さの比が４〜１０の範囲の針状の形状のゲ
ーサイト粒子を形成することを特徴とするゲーサイト光触媒の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒およびその製造方法に係り、特に高活性なゲーサイト光触媒とその製
造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、オキシ水酸化鉄の一種であるゲーサイト（α−ＦｅＯＯＨ）は、非特許文献１に
あるように可視光に応答して光触媒作用を示すことから、太陽光や室内光などに含まれる
可視光を有効に利用できる材料として高活性化が期待されている。このゲーサイトは、非
特許文献２に記載のように、鉄（III）イオン水溶液をアルカリ処理し、得られた水酸化
鉄（III）を１００℃以上の高温高圧条件に保持する水熱合成や、水酸化鉄（II）を酸化
することで得られてきた。しかし、従来法で得られたゲーサイトは未だ光触媒活性が低く
、実用化のためには更なる高活性化が必要である。
【０００３】
高活性な光触媒を得るためには、比表面積を増やすことが有効であると考えられている
。これまでに用いられているゲーサイト光触媒の比表面積は、非特許文献１に示すように
２５ｍ２／ｇと小さい。これを解決するため、一般には光触媒の粒子径を小さくすること
で比表面積を増し、光触媒活性の向上を図る。ゲーサイトを含む酸化鉄材料の微粒子を得
るには、非特許文献２で述べられているように、合成中の水溶液にキレート剤としての酢
酸塩や金属イオンを添加する方法が知られている。しかし、これらの方法で得られたゲー
サイトは結晶性が低く、高い比表面積の割には光触媒活性が低いという問題がある。これ
は、結晶性の低下によって増える格子欠陥が、光触媒反応の担い手となるキャリアの再結
合を促進させ、その結果として反応効率が落ちることに起因している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ムラカミ  ナオヤ（Naoya Murakami）、外3名、「水酸化鉄上の光触媒反応：新規の可視光応答性光触媒（Photocatalytic reaction over iron hydroxides: A novel visible-light-responsive photocatalyst）」、キャタリシス・コミュニケーションズ（Catalysis Communications）、エルゼビア出版（Elsevier）、第１２巻、第５号、２０１１年、ｐ．３４１−３４４
【非特許文献２】石川達雄、「鉄酸化物ナノ粒子の合成、構造および形態制御」、ふぇらむ、日本鉄鋼協会出版、第１４巻５号、２００９年、ｐ．２１５−２２１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、高い結晶性と大きな比表面積を有することによって高い光触媒活性を示すゲ
ーサイト光触媒と、この光触媒の製造法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、ゲーサイトからなり、長軸長さが
１００ｎｍ以上、長軸長さと短軸長さの比が４〜１０の範囲の針状の形状をなし、比表面
積が１００ｍ２／ｇ以上であるゲーサイト光触媒であることを要旨とする。
【０００７】
本発明の第２の態様は、水酸化鉄（II）を、ポリエチレングリコール水溶液中で酸化す
る工程を含む、第１の態様で述べた形状のゲーサイト光触媒の製造方法であることを要旨
とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高い結晶性と大きな比表面積を有することで高い光触媒活性を示すゲ
ーサイト光触媒と、この光触媒の製造法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】鉄（II）／ポリエチレングリコール混合溶液を得る方法を示す図である。
【図２】水酸化鉄（II）／ポリエチレングリコール混合溶液を得る方法を示す図である。
【図３】水酸化鉄（II）／ポリエチレングリコール混合溶液からゲーサイト光触媒を得る方法を示す図である。
【図４】実施例１〜４と比較例１〜３で得られたゲーサイト光触媒の粉末エックス線回折結果を示すグラフである。
【図５】実施例１で得られたゲーサイト光触媒の電子顕微鏡写真である。
【図６】実施例２で得られたゲーサイト光触媒の電子顕微鏡写真である。
【図７】実施例３で得られたゲーサイト光触媒の電子顕微鏡写真である。
【図８】実施例４で得られたゲーサイト光触媒の電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に示す実施の形態は、本発
明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的
思想は、構成する材料、形状、構造などを下記のものに特定するものではない。特に、以
下におけるゲーサイト光触媒とその製造方法は、一例であり、特許請求の範囲に記載した
趣旨の範囲内であれば、この変形例を含めて、これ以外の種々の製造方法により、実現可
能であることは勿論である。このように、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載
された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【００１１】
本発明の実施の形態に係るゲーサイト光触媒は、ゲーサイトからなる針状（または棒状
）の粒子であって、長軸長さが１００ｎｍ以上、長軸長さと短軸長さの比が４〜１０の範
囲の針状（または棒状）の形状をなし、比表面積が１００ｍ２／ｇ以上のゲーサイトから
なる粒子である。ここで「比表面積」は、ゲーサイト光触媒の表面積と質量との比で定義
される量であり、本発明においては、ＢＥＴ法により測定した比表面積の値を用いている
。長軸長さは、長くなりすぎると比表面積の低下に繋がるため、１００〜１０００ｎｍの
範囲にあることが望ましい。例えば、長軸長さと短軸長さの比が１５〜２０の場合では、
長軸長さが１２００ｎｍ程度になると、比表面積が５０ｍ２／ｇ程度に低下するので好ま
しくない。より好ましくは、１００〜３００ｎｍの範囲であり、最も良いのは１００〜２
００ｎｍの範囲である。長軸長さの標準偏差は±５０ｎｍ以内であることが望ましい。短
軸長さについて特に制限はないが、１０〜８０ｎｍの範囲にあることが望ましい。比表面
積は、大きくなりすぎる場合は結晶性が低下し、かえって光触媒活性が低下することにな
るため、１００〜２００ｍ２／ｇの範囲にあることが望ましい。さらに好ましくは、１０
０〜１５０ｍ２／ｇの範囲であり、最も好ましいのは１００〜１３０ｍ２／ｇの範囲であ
る。
【００１２】
また、本発明のゲーサイト光触媒には、上述の構成に加えて、ゲーサイトの表面に金属
触媒が担持されたものであってもよい。金属触媒は、ゲーサイト光触媒表面で起こる酸化
還元反応の助触媒として働き、その結果として光触媒活性をより一層高めることができる
。金属触媒としては、例えば白金（Pt）、パラジウム（Pd）、ルテニウム（Ru）、金（Au
）、銀（Ag）、イリジウム（Ir）、ニッケル（Ni）触媒などがあげられる。この中でも特
に白金またはパラジウム触媒が好ましい。金属触媒の担持量は、ゲーサイト光触媒に対し
て０．２〜５質量％程度であるのが好ましい。５質量％以上になると、かえって活性を落
とす場合がある。
【００１３】
前述の本発明の実施の形態に係るゲーサイト光触媒は、水酸化鉄（II）をポリエチレン
グリコール溶液中で酸化することで製造することができる。
【００１４】
具体的には、まず図１に示すように、鉄（II）塩１１とポリエチレングリコール１２を
溶媒１３Ｌに溶解させ、鉄（II）／ポリエチレングリコール混合溶液１４Ｌを得る。鉄（
II）塩１１とポリエチレングリコール１２を溶媒１３Ｌに加える順序は問わないが、完全
に溶解させることが必要である。溶媒１３Ｌとしては、通常は水を用いればよいが、後の
工程や生成物に支障がないかぎり、適宜アルコール、塩化物、硫酸塩など、水に対して混
和性や溶解性のある成分が含まれていても差し支えない。鉄（II）塩１１としては、硫酸
鉄（II）、硫酸アンモニウム鉄（II）、硝酸鉄（II）、塩化鉄（II）といった水溶性の鉄
（II）塩を用いればよい。鉄（II）塩１１の濃度は、続く工程における添加物の混合や撹
拌、生成物の組成に支障がないかぎり、自由に設定してよい。ポリエチレングリコール１
２の重合度に特に制限は無いが１００以上であることが好ましく、さらに好ましくは６０
００以上である。ポリエチレングリコール１２の添加量は、鉄（II）／ポリエチレングリ
コール混合溶液１４Ｌにおいて０．５〜１５質量％となるようにするのが適当であり、さ
らに好ましくは、０．５〜５質量％の範囲である。
【００１５】
これに続く工程では、図２で示すように、鉄（II）／ポリエチレングリコール混合溶液
２１Ｌに塩基性溶液２２Ｌを混合し、鉄（II）イオン２３を水酸化鉄（II）２４に加水分
解して水酸化鉄（II）／ポリエチレングリコール混合溶液２５Ｌを得る。塩基性溶液２２
Ｌとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアなどの塩基を含む水溶液を
適宜用いればよい。また、この塩基は、溶液としてではなく固体または気体のものを、直
接、鉄（II）／ポリエチレングリコール混合溶液２１Ｌに加えて溶解させ、これによって
水酸化鉄（II）／ポリエチレングリコール混合溶液２５Ｌを得ても差し支えない。いずれ
の方法によっても、その添加量は、水酸化鉄（II）／ポリエチレングリコール混合溶液２
５ＬのｐＨが８以上になるように調整すればよい。これよりｐＨが低い条件では、次の工
程において、レピドクロサイトなど、ゲーサイト以外の鉄酸化物が生成しやすくなる。尚
、一般に鉄（II）イオンや水酸化鉄（II）は、酸素により酸化されやすいため、これら一
連の操作は、不活性ガス雰囲気中で行うことが望ましい。不活性ガスとしてはＡｒ、Ｎ２
、Ｈｅなどを用いればよい。
【００１６】
次に、図３に示すように、水酸化鉄（II）／ポリエチレングリコール混合溶液３１Ｌに
分子状酸素３２を添加する。これにより分子状酸素３２が水酸化鉄（II）／ポリエチレン
グリコール混合溶液３１Ｌに含まれる水酸化鉄（II）３３を酸化し、溶液中にゲーサイト
の結晶粒子が析出する。すなわち、本発明のゲーサイト光触媒３４が得られる。ここで、
分子状酸素３２を加える方法に特に制限はないが、水酸化鉄（II）／ポリエチレングリコ
ール混合溶液３１Ｌを大気環境などの酸素含有雰囲気下に曝露する、水酸化鉄（II）／ポ
リエチレングリコール混合溶液３１Ｌに酸素ガスを吹き込む、溶存酸素を含む溶液を水酸
化鉄（II）／ポリエチレングリコール混合溶液３１Ｌに添加するといった方法があげられ
る。分子状酸素３２を添加する際には、水酸化鉄（II）／ポリエチレングリコール混合溶
液３１Ｌの温度を５〜８０℃の範囲に設定しておくことが望ましい。さらに好ましくは５
〜６０℃の範囲である。これより高い温度条件、例えば８０℃を超える温度条件では、マ
グネタイトが生成しやすく、ゲーサイトを得にくくなる。逆に５℃より低い温度では、酸
化速度が遅くなるのみならず、得られるゲーサイトの結晶性が著しく低いため光触媒が低
下する。ゲーサイト光触媒３４を得た後は、遠心分離やろ過により洗浄分離、乾燥してゲ
ーサイト光触媒３４の粉末を得ることができるが、用途によっては必ずしも乾燥する必要
はない。
【００１７】
ゲーサイト光触媒にさらに金属触媒を担持する場合は、上記のようにしてゲーサイト光
触媒を得た後、公知の方法、例えば光電着法、混練法、真空蒸着法、スパッタリング法な
どを用いて金属触媒を担持させることができる。この中でも、光電着法によるものが好ま
しい。
【００１８】
こうして得られた本発明の実施の形態に係るゲーサイト光触媒は、光照射下で有機物を
分解して水素やメタンといった化学燃料を発生する反応や、有機物を水と二酸化炭素に酸
化分解する反応に使用することができる。また、ゲーサイト光触媒は可視光に応答するた
め、太陽光だけではなく、蛍光灯やＬＥＤなどの可視光を多く含む光源を利用することも
できる。使用にあたっては、粉末状のまま用いてもよいし、シリカやアルミナなどの無機
物に担持したり、壁などに塗布して用いてもよい。
【実施例】
【００１９】
以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明はかかる実施例に限定さ
れるものではない。
【００２０】
＜光触媒の調製＞
実施例１  ゲーサイト光触媒の調製
２００ｍｌの純水を、Ａｒガス（純度９９．９９９％以上）でバブリングして溶存酸素
を除去し、これに硫酸鉄（II）・７水和物２．０ｇを加えて硫酸鉄（II）水溶液を得た。
この水溶液に、ポリエチレングリコール（重合度２０，０００）を０．５質量％となるよ
うに１．０ｇ加えて溶解させ、硫酸鉄（II）／ポリエチレングリコール混合溶液を得た。
次に、この混合溶液を撹拌しながら１０ｍｏｌ／ｌ水酸化ナトリウム水溶液を２０ｍｌ加
え、水酸化鉄（II）／ポリエチレングリコール混合溶液を得た。ここで、水酸化鉄（II）
／ポリエチレングリコール混合溶液へのＡｒガスのバブリングを停止し、空気によるバブ
リングを開始した。バブリングを継続したまま１８時間撹拌を続け、水酸化鉄（II）を十
分に酸化した。得られた褐色の析出物を、遠心分離によって純水洗浄して分離し、８０℃
で乾燥した。その後、乳鉢で粉砕して実施例１のゲーサイト光触媒を得た。
【００２１】
実施例２
実施例１における硫酸鉄（II）水溶液へのポリエチレングリコール添加量を、２．０質
量％となるよう４．１ｇにし、他は実施例１と同一の条件でゲーサイト光触媒を得て実施
例２とした。
【００２２】
実施例３
実施例１における硫酸鉄（II）水溶液へのポリエチレングリコール添加量を、４．０質
量％となるよう８．４ｇにし、他は実施例１と同一の条件でゲーサイト光触媒を得て実施
例３とした。
【００２３】
実施例４
実施例１における硫酸鉄（II）水溶液へのポリエチレングリコール添加量を、１５．０
質量％となるよう３５．６ｇにし、他は実施例１と同一の条件でゲーサイト光触媒を得て
実施例４とした。
【００２４】
実施例５  金属触媒を担持したゲーサイト光触媒の調製
実施例１で得られたゲーサイト光触媒０．１ｇを、５ｍｍｏｌ／ｌ酢酸ナトリウム水溶
液に分散させ、塩化白金酸を白金担持量がゲーサイト光触媒に対して１質量％になるよう
に加えた。この分散液に、水銀ランプ（照射強度約１８０ｍＷ／ｃｍ２）で５時間光照射
を行い、ゲーサイト光触媒の表面に白金を担持した。その後、遠心分離によって純水で洗
浄して分離し、乾燥して得られた白金担持ゲーサイト光触媒を実施例５とした。
【００２５】
実施例６
実施例５における塩化白金酸を塩化金酸にし、その量は金担持量がゲーサイト光触媒に
対して１質量％になるようにし、他は実施例５と同様にして金担持ゲーサイト光触媒を得
て実施例６とした。
【００２６】
実施例７
実施例５における塩化白金酸を塩化パラジウムにし、その量はパラジウム担持量がゲー
サイト光触媒に対して１質量％になるようにし、他は実施例５と同様にしてパラジウム担
持ゲーサイト光触媒を得て実施例７とした。
【００２７】
実施例８
実施例５における塩化白金酸を硝酸銀にし、その量は銀担持量がゲーサイト光触媒に対
して１質量％になるようにし、他は実施例５と同様にして銀担持ゲーサイト光触媒を得て
、実施例８とした。
【００２８】
比較例１
２００ｍｌの純水に、Ａｒガス（純度９９．９９９％以上）でバブリングしながら硫酸
鉄（II）・７水和物２．０ｇを加えて撹拌し、硫酸鉄（II）水溶液を得た。この水溶液に
１０ｍｏｌ／ｌ水酸化ナトリウム水溶液を２０ｍｌ加え、水酸化鉄（II）分散液を得た。
ここで、水酸化鉄（II）分散液のバブリングに用いていた気体をＡｒから空気に切り替え
、１８時間撹拌を続けて水酸化鉄（II）を酸化した。こうして得られた褐色の析出物を、
遠心分離によって純水洗浄し、８０℃で乾燥した後、乳鉢で粉砕し得られたゲーサイトを
比較例１とした。
【００２９】
比較例２
２００ｍｌの純水に、Ａｒガス（純度９９．９９９％以上）でバブリングしながら硫酸
鉄（II）・７水和物２．０ｇを加えて撹拌し、硫酸鉄（II）水溶液を得た。この水溶液に
炭酸ナトリウムを３．４ｇ加え、水酸化鉄（II）分散液を得た。ここで、水酸化鉄（II）
分散液のバブリングに用いていた気体をＡｒから空気に切り替え、１８時間撹拌を続けて
水酸化鉄（II）を酸化した。得られた褐色の析出物を、遠心分離によって純水洗浄し８０
℃で乾燥した。その後、乳鉢で粉砕し、得られたゲーサイトを比較例２とした。
【００３０】
比較例３
２００ｍｌの純水に、Ａｒガス（純度９９．９９９％以上）でバブリングしながら硫酸
鉄（II）・７水和物２．０ｇを加えて撹拌し、硫酸鉄（II）水溶液を得た。この水溶液に
酢酸ナトリウム１．１ｇと１０ｍｏｌ／ｌ水酸化ナトリウム水溶液を２０ｍｌ加え、水酸
化鉄（II）分散液を得た。ここで、水酸化鉄（II）分散液のバブリングに用いていた気体
をＡｒから空気に切り替え、１８時間撹拌を続けて水酸化鉄（II）を酸化した。こうして
得られた褐色の析出物を、遠心分離によって純水洗浄し８０℃で乾燥した。その後、乳鉢
で粉砕し、得られたゲーサイトを比較例３とした。
【００３１】
＜構造評価＞
実施例１〜４及び比較例１〜３のゲーサイト光触媒の構造を、粉末エックス線回折、走
査型電子顕微鏡観察、及び比表面積測定によって評価した。
【００３２】
まず、図４に粉末エックス線回折（島津製作所製、ＸＤ−６１０）による測定結果を示
す。２θ＝１７．８°付近、２１．２°付近、２６．３°付近、３３．２°付近、３４．
７°付近、３６．６°付近、４０．０°付近、４１．２°付近、５３．２°付近、５９．
０°付近のすべてのピークがゲーサイトに由来することが確認できたことから、実施例１
〜４及び比較例１〜３の全がゲーサイトであることがわかる。また、２θ＝２１．２°付
近と３６．６°付近のピークの強度に着目すると、実施例１から４へと少しずつ強くなっ
ていくことから、ポリエチレングリコールの添加が結晶性を低下させることはなく、添加
により結晶性が高まることがわかる。逆に、比較例２と比較例３では、添加物の存在によ
って比較例１よりも特に２θ＝２１．２°付近と３６．６°付近のピーク強度が明らかに
低下し、ブロードになっていることから、結晶性が著しく低下していることがわかる。
【００３３】
次に、実施例１〜４のゲーサイト光触媒の形状を走査型電子顕微鏡（日立ハイテクノロ
ジーズ社製、ＳＵ６６００）によって観察した。その結果を図５〜８に示す。これによる
と、実施例１〜４のいずれにおいても、長軸長さが８０〜２００ｎｍ程度の範囲にあり、
短軸長が２０〜６０ｎｍ程度の範囲にあり、長軸長さと短軸長さの比が４〜１０の範囲に
あることから、針状の粒子が得られていることがわかる。比較例１〜３についても同様に
電子顕微鏡により観察した結果、比較例１では長軸長さが３０〜１５０ｎｍ程度の範囲、
短軸長が１５〜６０ｎｍ程度の範囲にあり、針状粒子が、比較例２と比較例３では、長軸
長さが４０〜１００ｎｍ程度の範囲、短軸長が４０〜６０ｎｍ程度の範囲にあり、微細な
楕円形の粒子が得られていた。ここで、これらの粒子の大きさを比較するため、電子顕微
鏡写真から無作為に１００個の粒子を選び長軸長さを読み取り、平均と標準偏差を求めた
。比較例２と比較例３については、楕円形粒子の長軸長さについて同様に測定した。得ら
れた粒子の平均長軸長さを表１に示した。また、ＢＥＴ法（島津製作所製、Ｆｌｏｗｓｏ
ｒｂII２３００）によって測定した比表面積についても、あわせて表１に示した。尚、実
施例１〜４における粒子の幅（短軸長さ）は１０〜６０ｎｍであった。
【００３４】
【表１】
2015077593.tif 000003
【００３５】
表１の結果から、比較例１〜３では、粒子の平均長軸長さが短くなると比表面積が増し
ていることがわかる。前述の粉末エックス線回折の結果も考慮すると、これらは結晶性を
低下させることによって高い比表面積を得ているといえる。一方、実施例１〜４において
は、低濃度のポリエチレングリコール添加では比表面積が高いが、高濃度になるにつれて
比表面積が低下した。粒子の平均長軸長さは、ポリエチレングリコール濃度の上昇と共に
一旦は伸びるが、さらに高濃度では短くなることがわかる。
【００３６】
以上のように、ポリエチレングリコールの添加は、ゲーサイト粒子の結晶性とサイズを
維持したまま比表面積を上下させる効果を持つ。これは、比較例２および３に示したよう
な、粒子サイズと結晶性を同時に低下させて比表面積を向上させるような従来の添加剤と
は異なる効果である。
【００３７】
＜光触媒反応活性の評価＞
次に、実施例１〜８及び比較例１〜３のゲーサイト光触媒の活性を、アセトアルデヒド
の光触媒的酸化分解によって生じる二酸化炭素の生成速度によって比較した。
【００３８】
まず、光触媒反応容器としてガラス製の密閉容器（容積２０ｍｌ）を用い、これに１０
ｍｇのゲーサイト光触媒と５０ｍｍｏｌ／ｌアセトアルデヒド水溶液１０ｍｌを加え、大
気条件のままガラス容器を密閉した。このまま暗所にて１時間撹拌し、十分にゲーサイト
光触媒を分散させた。次に、水銀ランプ（照射強度約１００ｍＷ／ｃｍ２）で光を照射し
た。この条件では、アセトアルデヒドが水と二酸化炭素に分解する反応が起こる（ＣＨ３
ＣＨＯ＋５／２Ｏ２→２ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ）。光照射を５時間続けた後、容器内のガスを
採取してガスクロマトグラフを用いて二酸化炭素生成量を測定し、その結果から二酸化炭
素生成速度を求めた。こうして得られた二酸化炭素生成速度を表２に示した。
【００３９】
【表２】
2015077593.tif 000004
【００４０】
表２に示すように、比較例１〜３の従来法によるゲーサイト光触媒と比較し、本発明の
実施の形態に係るゲーサイト光触媒は二酸化炭素生成速度が高く、光触媒活性が高いとい
える。特に、実施例１〜３のポリエチレングリコール添加量が０．５〜４．０質量％の範
囲で活性が高く、実施例２では従来の倍以上の活性を示した。表１に示した構造評価結果
も含めると、針状粒子の長軸長さが１００ｎｍ以上であり、比表面積が１００ｍ２／ｇ以
上であるゲーサイト光触媒が特に高い活性を有していることがわかる。言い換えれば、針
状粒子の長軸長さが１００ｎｍ以上であり、長軸長さに対する比表面積の比（比表面積／
長さ）が、０．８〜１．１の範囲にあるものが高活性である。ここで、単位表面積あたり
の活性（二酸化炭素生成速度／（比表面積×光触媒使用量））を算出すると、比較例１で
は０．１０μｍｏｌ／（ｈ・ｍ２）程度であるが、実施例２では０．１５μｍｏｌ／（ｈ
・ｍ２）と大きく上昇していることがわかる。つまり、本発明の実施の形態に係るゲーサ
イト光触媒の活性が高い理由は、大きな比表面積だけではなく、高い結晶性と大きな比表
面積の相乗効果として単位面積当たりの活性が上昇するためであるといえる。さらに、実
施例５〜８の結果から、ゲーサイト光触媒に金属触媒を担持することでより光触媒活性が
向上することがわかる。この中でも、特に白金（実施例５）とパラジウム（実施例７）の
効果が高かった。尚、実施例１〜３及び実施例５〜８においては、二酸化炭素の生成と同
時に、水素とメタンの生成も確認された。
【００４１】
上記のように、本発明の実施の形態について記載したが、この開示の一部をなす論述及
び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様
々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。したがって、本発明はここ
では記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の
技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定め
られるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明のゲーサイト光触媒とその製造方法によれば、有機汚染物質の酸化分解除去を効
果的に行うことができる光触媒材料が得られるので光触媒材料を用いる種々の技術分野に
利用可能である。特に、有機物からの化学燃料生成にも活性を有するため、自然光エネル
ギーを利用した化学燃料製造の技術分野にも応用することができる。したがって、本発明
のゲーサイト光触媒とその製造方法は、環境関連産業、エネルギー産業、その他広範な産
業分野において利用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１１…鉄（II）塩
１２…ポリエチレングリコール
１３Ｌ…溶媒
１４Ｌ、２１Ｌ…鉄（II）／ポリエチレングリコール混合溶液
２２Ｌ…塩基性溶液
２３…鉄（II）イオン
２４、３３…水酸化鉄（II）
２５Ｌ、３１Ｌ…水酸化鉄（II）／ポリエチレングリコール混合溶液
３２…分子状酸素
３４…ゲーサイト光触媒
【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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