(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チタンを含有する基材を、７０℃以上９０℃以下の過酸化水素水に１時間以上２８時間以下浸漬させる第１の浸漬工程、及び
第２の浸漬工程を有し、
前記第２の浸漬工程は、前記第１の浸漬工程を経た前記基材を１０℃以上３０℃以下の常温水に２４時間以上４８時間以下浸漬させる常温水浸漬工程、及び前記常温水浸漬工程を経た前記基材を７０℃以上９０℃以下の温水に２４時間以上９６時間以下浸漬させる温水浸漬工程を有する半導体酸化チタンの製造方法。
【請求項２】
前記過酸化水素水の過酸化水素の濃度が２０質量％以上４５質量％以下である、請求項１に記載の半導体酸化チタンの製造方法。
【請求項３】
前記半導体酸化チタンが光触媒作用を有する、請求項１又は２に記載の半導体酸化チタンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体酸化チタンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体酸化チタンは、光触媒として、例えば有機物の酸化分解力、超親水化機能等を有することが知られている。こうした半導体酸化チタンの酸化分解力は、抗菌、脱臭等に利用することができ、超親水化機能は、例えば防汚に利用することができる。このような前記半導体酸化チタンは、例えば、下記特許文献１、２に記載の方法によって製造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２７１４９３号公報
【特許文献２】特許第３７９５５１５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に記載の光触媒材料の製造方法では、陽極酸化処理をした金属チタンを５００℃の大気中で焼成するが、前処理工程が煩雑であり、実用的とは言えない。
【０００５】
前記特許文献２に記載の半導体光電気化学セルの製造方法によれば、チタン又はチタン合金からなる基材を、７００〜１０００℃の大気中にて、５℃／秒以上の昇温速度で焼成して表面に酸化チタン層を形成し、その後１０℃以下の冷水中にて急冷することにより、陽極酸化処理をすることなく優れた光触媒作用を有する半導体光電気化学セル（半導体酸化チタン）を製造することができるが、７００〜１０００℃で焼成するためには比較的大がかりな設備が必要となり、コストがかかる。また、さらに優れた光触媒作用を有する半導体酸化チタンが求められていた。
【０００６】
本発明は、煩雑な前処理が不要で、汎用的な装置で簡易に優れた光触媒作用を有する半導体酸化チタンを製造することができる半導体酸化チタンの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の半導体酸化チタンの製造方法は、チタンを含有する基材を、７０℃以上９０℃以下の過酸化水素水に１時間以上２８時間以下浸漬させる第１の浸漬工程、及び前記第１の浸漬工程を経た前記基材を水に２４時間以上９６時間以下浸漬させる第２の浸漬工程を有する。
【０００８】
本発明の一態様において、前記過酸化水素水の過酸化水素の濃度が２０質量％以上４５質量％以下である。
【０００９】
本発明の一態様において、前記第２の浸漬工程における水の温度が７０℃以上９０℃以下である。
【００１０】
本発明の一態様において、前記半導体酸化チタンが光触媒作用を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の半導体酸化チタンの製造方法によれば、煩雑な前処理が不要で、汎用的な装置で簡易に優れた光触媒作用を有する半導体酸化チタンを製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本実施形態の半導体酸化チタンの製造方法は、チタンを含有する基材を、７０℃以上９０℃以下の過酸化水素水に１時間以上２８時間以下浸漬させる第１の浸漬工程、及び前記第１の浸漬工程を経た前記基材を水に２４時間以上９６時間以下浸漬させる第２の浸漬工程、を有する。本実施形態の半導体酸化チタンの製造方法によれば、煩雑な前処理が不要で、汎用的な装置で簡易に優れた光触媒作用を有する半導体酸化チタンを製造することができる。
【００１３】
＜第１の浸漬工程＞
前記第１の浸漬工程は、チタンを含有する基材を、７０℃以上９０℃以下の過酸化水素水に１時間以上２８時間以下浸漬させる工程である。
【００１４】
前記基材は、チタンを含有する。前記基材は、優れた光触媒作用を有する半導体酸化チタンを得る観点から、チタン又はチタン合金からなる基材が好ましい。前記基材の形状は、板状、棒状、塊状など特に限定されず、用途に応じて適宜選択される。
【００１５】
前記基材は、予め水や有機溶剤で洗浄したものを用いるのが好ましい。前記基材の洗浄に用いる有機溶剤は特に限定されないが、アセトンやメタノール等が例示できる。前記基材は、必要に応じて表面を研磨することができる。
【００１６】
前記基材を浸漬する過酸化水素水の温度は、優れた光触媒作用を有する半導体酸化チタンを得る観点から、７０℃以上であり、７５℃以上が好ましい。前記基材を浸漬する過酸化水素水の温度は、製造効率の観点から、９０℃以下であり、８５℃以下が好ましい。
【００１７】
前記第１の浸漬工程で用いられる過酸化水素水の過酸化水素の濃度は、優れた光触媒作用を有する半導体酸化チタンを得る観点から、２０質量％以上が好ましく、２５質量％以上がより好ましい。前記第１の浸漬工程で用いられる過酸化水素水の過酸化水素の濃度は、同様の観点から、４５質量％以下が好ましく、４０質量％以下がより好ましい。
【００１８】
前記第１の浸漬工程において、前記基材を過酸化水素水に浸漬させる時間は、優れた光触媒作用を有する半導体酸化チタンを得る観点から、１時間以上であり、４時間以上が好ましい。前記第１の浸漬工程において、前記基材を過酸化水素水に浸漬させる時間は、製造効率の観点から、２８時間以下が好ましく、１２時間以下がより好ましい。
【００１９】
＜第２の浸漬工程＞
前記第２の浸漬工程は、前記第１の浸漬工程を経た前記基材を水に２４時間以上９６時間以下浸漬させる工程である。
【００２０】
前記第２の浸漬工程で前記基材を浸漬する水としては、具体的には、蒸留水、脱イオン水、純水、水道水、工業用水等が挙げられ、入手容易性の観点から蒸留水、又は脱イオン水が好ましい。
【００２１】
前記第２の浸漬工程において、前記基材を水に浸漬させる時間は、優れた光触媒作用を有する半導体酸化チタンを得る観点から、２４時間以上であり、３６時間以上が好ましい。前記第２の浸漬工程において、前記基材を水に浸漬させる時間は、製造効率の観点から、９６時間以下である。
【００２２】
前記第２の浸漬工程で用いられる水は、優れた光触媒作用を有する半導体酸化チタンを得る観点から、好ましくは７０℃以上、より好ましくは７５℃以上、製造効率の観点から、好ましくは９０℃以下、より好ましくは８５℃以下の温水が好ましい。
【００２３】
前記第２の浸漬工程において、前記基材を、前記温水に浸漬させる前に、常温の水（以下、単に「常温水」とも称する）に浸漬させてもよい。すなわち、前記第２の浸漬工程は、前記基材を常温水に浸漬させる常温水浸漬工程、及び前記常温水浸漬工程後、前記基材を前記温水に浸漬させる温水浸漬工程を有していてもよい。
【００２４】
前記常温水浸漬工程において、前記基材を常温水に浸漬させる時間は、優れた光触媒作用を有する半導体酸化チタンを得る観点から、１２時間以上が好ましく、１７時間以上がより好ましい。前記基材を常温水に浸漬させる時間は、優れた光触媒作用を有する半導体酸化チタンを得る観点から、４８時間以下が好ましく、２４時間以下がより好ましい。
【００２５】
前記常温水浸漬工程で用いられる常温水の温度は、優れた光触媒作用を有する半導体酸化チタンを得る観点から、１０℃以上が好ましく、１３℃以上がより好ましい。前記常温水浸漬工程で用いられる常温水の温度は、製造効率の観点から、３０℃以下が好ましく、２５℃以下がより好ましい。
【００２６】
前記温水浸漬工程において、前記基材を温水に浸漬させる時間は、優れた光触媒作用を有する半導体酸化チタンを得る観点から、２４時間以上が好ましく、４８時間以上がより好ましい。前記温水浸漬工程において、前記基材を温水に浸漬させる時間は、優れた光触媒作用を有する半導体酸化チタンを得る観点から、７２時間以下が好ましい。
【００２７】
本実施形態の半導体酸化チタンの製造方法で製造された半導体酸化チタンは、光触媒作用を有する。
【実施例】
【００２８】
＜評価サンプルの調製＞
〔実施例１〕
直径約３ｍｍ、長さ約８０ｍｍの棒状純チタン（９９．５質量％）からなる基材を蒸留水とアセトンで洗浄し、乾燥させた後、当該基材をポリプロピレン製の２５０ｍＬ容器中で約８０℃の３０質量％過酸化水素水に１時間浸漬させた。その後、常温（約１５℃）の水に２４時間浸漬させた後、約８０℃の水に４８時間浸漬させて、実施例１に係る評価サンプルを得た。
【００２９】
〔実施例２〜８、比較例１、２〕
各浸漬工程を表１に記載の内容に変更したこと以外は実施例１と同様にして実施例２〜８、比較例１、２に係る各評価サンプルを得た。
【００３０】
〔比較例３〕
直径約３ｍｍ、長さ約８０ｍｍの棒状純チタン（９９．５質量％）からなる基材を予めフッ化水素酸溶液で酸洗し、乾燥した後、電気炉にて昇温速度７℃／秒で、８００℃で４分間大気中にて加熱・焼成し、約１０℃の冷水で急冷して比較例３に係る評価サンプルを得た。
【００３１】
＜評価＞
〔酢酸分解評価〕
［実施例１〜８、比較例１〜３］
前記実施例１〜８、比較例１〜３に係る評価サンプル各４本を直径２０ｍｍの試験管にそれぞれ入れ、当該試験管に酢酸１００μｍｏｌを含む水１５ｍＬを入れた。酢酸の分解をより促進するために、ガスボンベに接続されたバブリング装置とポリエチレンチューブを用い、各試験管内の液相中にて２０分、気相中にて１０分間酸素バブリングを行いながら、暗室内でブラックライトにより、当該ブラックライトによる発熱の温度影響がないようにして波長：３６８ｎｍ、６Ｗの光を２４時間照射し、各評価サンプルの光触媒作用で酢酸が分解されることにより生じる二酸化炭素の量をガスクロマトグラフィーにて測定した。
【００３２】
［比較例４］
前記実施例１に係る処理を行う前の直径約３ｍｍ、長さ約８０ｍｍの棒状純チタン（９９．５質量％）からなる基材を用いた事以外は前記実施例１と同様に酢酸分解評価を行った。
【００３３】
［参考例１］
酢酸に評価サンプルを浸漬せずに、前記酢酸分解評価を行った。
【００３４】
測定結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
0006963853.tif 000002
【００３６】
本願の特許請求の範囲に含まれる実施例１〜８に係る評価サンプルは、本願の特許請求の範囲外の比較例１〜４に係る評価サンプルよりも二酸化炭素の生成量が多く、優れた酢酸分解作用を有することから、優れた光触媒作用を有することが判る。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明に係る半導体酸化チタンは、光触媒作用を有するものとして、食品工業、化学工業、医療工業、環境機器産業などに広く利用することができる。
【要約】
【課題】
煩雑な前処理が不要で、汎用的な装置で簡易に半導体酸化チタンを製造することができる半導体酸化チタンの製造法を提供する。
【解決手段】
チタンを含有する基材を、７０℃以上９０℃以下の過酸化水素水に１時間以上２８時間以下浸漬させる第１の浸漬工程、及び前記第１の浸漬工程を経た前記基材を水に２４時間以上９６時間以下浸漬させる第２の浸漬工程、を有する半導体酸化チタンの製造方法。
【選択図】なし