[发明专利]一种用于生产铜离子改性氧化钨光催化剂的分散体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于生产铜离子改性氧化钨光催化剂的分散体的方法，以及铜离子改性氧化钨光催化剂。

背景技术

氧化钛作为用于环境纯化处理的光催化剂是长久已知的。然而，氧化钨具有宽的因此带隙(band gap)，并且由此由于紫外线量少作为户内使用的光催化剂无法显示足够的性能。因此，人们已经做出了有关通过使用可见光辐射能够激发带隙的可见光响应光催化剂的研究。

氧化钨作为可见光响应光催化剂是长久已知的。在试图使氧化钨显示良好的可见光光活性或者改进它的可见光光活性中，已经提出表面上其负载有助催化剂的氧化钨催化剂。例如，负载有以铜离子或者氧化铜形式的相对非昂贵的铜的氧化钨在可见光辐射下能够显示出光催化性活性(例如，参见非专利文献1和专利文献1)。

除了上述助催化剂的研究外，为了设计具有高分散性和高光催化活性的光催化剂，人们已经试图将氧化钨研磨为细颗粒。例如在专利文献2中，描述了烘焙偏钨酸或其盐和然后使用水或者过氧化氢洗涤以得到具有高活性的光催化剂。然而，专利文献2中得到的氧化钨颗粒度大并且根据由此制备涂层材料时因此倾向于产生诸如可操作性差的问题。

另一方面，在专利文献3中描述了使金属钨升华或者使其燃烧以制备细氧化钨烟(fume)，并且随后热处理以增加其活性(参见专利文献3)。然而，由于需要大规模的设备，专利文献3中描述的该方法是有劣势的。此外，在该方法中，还倾向于产生诸如处理粉末状的纳米材料时必须小心和采取很多措施的问题。

引证列表

[专利文献]

专利文献1：JP2008-149312A

专利文献2：JP2009-148701A

专利文献3：JP2008-264758A

[非专利文献]

非专利文献1：“Chemical Physics Letter”，457(2008)，202-205，Hiroshi Irie，Shuhei Miura,Kazuhide Kamiya和Kazuhito Hashimoto。

发明概述

发明所要解决的技术问题

迄今，光催化剂很少以粉末的形式使用，而是经常以薄膜的形式使用。因此，光催化剂粉末必须曾经形成溶液或其涂布液。另外，为了缩短作为涂布液的分散体的干燥时间，作为用于该光催化剂粉末的分散体的介质，醇溶剂是比水更适合使用的。出于这种原因，光催化剂粉末必须稳定的分散在溶剂中。然而，由于可商购的氧化钨的颗粒度达到1-100微米，很难形成它们的稳定分散体。因此，在分散体的制备中，氧化钨必须使用球磨机、珠磨机等研磨处理。然而机械研磨处理易于在其中导致不期望的氧化钨结晶结构的变化或者形成晶格缺陷。这导致分散体干燥后得到的粉末或者薄膜的光催化活性方面易于恶化的问题。

于是，存在对其上负载了助催化剂和具有高生产率并且当以其干燥的粉末或者薄膜的形式使用时显示高光催化活性的氧化钨光催化剂的醇分散体的开发的日益增长的需求。

然而，直到目前也没有得到任何有效的氧化钨光催化剂的醇分散体。

在这些情况下，已经完成了本发明以解决上述传统问题。本发明的目标之一是提供一种用于制备具有高生产率并且当以其干燥的粉末或薄膜形式使用时显示高光催化剂活性的铜离子改性氧化钨光催化剂分散体的方法，即使使用商购氧化钨作为原材料使用。此外，本发明的另一个目标是提供一种具有高光催化活性的铜离子改性氧化钨光催化剂。

同时，有时候下文中“铜离子改性氧化钨光催化剂”被称为“铜改性氧化钨光催化剂”。

解决所述问题的方法

由于对实现上述目标的广泛深入的研究，发明人已经发现当在有机溶剂中对铜离子改性氧化钨颗粒进行机械研磨处理，被还原的钨是不期望产生的并且导致它的活性恶化。此外，发明人已经发现当使研磨处理后得到的分散体经过具有氧化气体鼓泡处理，使被还原的钨再次被氧化由此制备包含少量被还原物质的铜离子改性氧化钨光催化剂的分散体，并且经干燥分散体(铜改性氧化钨光催化剂)得到的粉末或者薄膜能显示高光催化活性。基于上述发现完成了本发明。

即，本发明涉及以下几个方面。

[1]一种用于生产铜离子改性氧化钨光催化剂的分散体的方法，包括以下步骤：

在溶剂中对铜离子改性氧化钨颗粒进行机械研磨处理；和

使得到的研磨颗粒的分散体和氧气或臭氧接触。