JP2016112561A - Photocatalytic member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外壁、窓、鏡、レンズ、ディスプレイ等の表面に付着した汚れを自己浄化可能な光触媒性部材に関する。 The present invention relates to a photocatalytic member capable of self-purifying dirt adhered to surfaces of outer walls, windows, mirrors, lenses, displays, and the like.
光触媒の光励起作用により光触媒性部材の表面に付着した汚れを自己浄化する技術が知られている(例えば特許文献1)。特許文献1に記載の光触媒性部材の表面は、アナターゼ型酸化チタン等の半導体光触媒(以下、単に「光触媒」と記載する。)によって被覆されている。そして、光触媒性部材は、この光触媒に紫外線を照射することにより自己浄化される。 A technique for self-cleaning dirt adhering to the surface of a photocatalytic member by the photoexcitation action of the photocatalyst is known (for example, Patent Document 1). The surface of the photocatalytic member described in Patent Document 1 is coated with a semiconductor photocatalyst such as anatase type titanium oxide (hereinafter simply referred to as “photocatalyst”). The photocatalytic member is self-purified by irradiating the photocatalyst with ultraviolet rays.
上記の現象は、半導体の光励起によって誘起される現象であるため、上記の現象を発現させるためには、光触媒のバンドギャップ以上のエネルギーをもった光子(フォトン)が必要である。酸化チタンを光触媒として使用した場合、自己浄化作用を発現するのに必要なフォトンのエネルギーは、酸化チタンのバンドギャップに相当する3.0eV以上必要である。すなわち、光の波長に換算すると400nm以下の紫外線が必要となる。蛍光灯や白熱電灯等の照明装置から照射される紫外線の強度は非常に小さい。そのため、酸化チタンを光触媒として用いた場合、自己浄化作用は十分に発現しない。 Since the above phenomenon is a phenomenon induced by photoexcitation of a semiconductor, in order to develop the above phenomenon, a photon (photon) having energy higher than the band gap of the photocatalyst is required. When titanium oxide is used as a photocatalyst, the photon energy necessary for exhibiting a self-purifying action is required to be 3.0 eV or more corresponding to the band gap of titanium oxide. That is, when converted into the wavelength of light, ultraviolet rays of 400 nm or less are required. The intensity of ultraviolet rays emitted from a lighting device such as a fluorescent lamp or an incandescent lamp is very small. For this reason, when titanium oxide is used as a photocatalyst, the self-purifying action is not sufficiently exhibited.
その対策として、光触媒として、フォトンのエネルギーが低い、すなわち光の波長に換算すると400nm以上の可視光により自己浄化作用が発現させることが可能な酸化タングステンを用いることが挙げられる。 As a countermeasure, it is possible to use tungsten oxide having a low photon energy, that is, a self-purifying action that can be expressed by visible light of 400 nm or more when converted to the wavelength of light.
しかし、酸化タングステンは、耐久性が低く、外気に曝されることにより溶出したり基材から剥離する等の問題がある。 However, tungsten oxide has low durability and has problems such as elution when it is exposed to the outside air and peeling off from the substrate.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、紫外線量の少ない照明装置による光照射でも自己浄化作用を発現し、かつ耐久性の高い光触媒性部材を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a highly durable photocatalytic member that exhibits a self-cleaning action even with light irradiation by an illumination device with a small amount of ultraviolet rays. It is to be.
すなわち、本発明の光触媒性部材は、基材と、前記基材上に設けられてなる酸化タングステン層と、前記酸化タングステン層上に設けられてなる酸化チタン層とを有することを特徴とする。 That is, the photocatalytic member of the present invention has a base material, a tungsten oxide layer provided on the base material, and a titanium oxide layer provided on the tungsten oxide layer.
本発明者らは、上記の問題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、光触媒として酸化タングステンと酸化チタンを用い、酸化チタン層を酸化タングステン層上に形成することにより、紫外線量の少ない照明装置による光照射においても自己浄化作用が発現することを見出した。さらに、この構成であると、酸化タングステン層が直接外気に曝されないため、耐久性が高くなる。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have used tungsten oxide and titanium oxide as photocatalysts, and formed a titanium oxide layer on the tungsten oxide layer, thereby reducing the amount of ultraviolet light. It has been found that self-purifying action is manifested by light irradiation by the apparatus. Furthermore, with this configuration, the tungsten oxide layer is not directly exposed to the outside air, so durability is increased.
また、本発明の光触媒性部材は、更に、前記酸化チタン層上の一部分に設けられてなる白金層を有することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the photocatalytic member of the present invention further has a platinum layer formed on a part of the titanium oxide layer.
また、本発明者らは、酸化チタン層上の一部分に白金層を設けることにより、自己浄化作用が更に向上することを見出した。 The present inventors have also found that the self-cleaning action is further improved by providing a platinum layer on a part of the titanium oxide layer.
また、本発明の光触媒性部材は、更に、前記酸化タングステン層と、前記酸化チタン層との間に設けられてなる白金層を有し、前記白金層は、前記酸化タングステン層上の一部分に設けられてなることが好ましい。 In addition, the photocatalytic member of the present invention further includes a platinum layer provided between the tungsten oxide layer and the titanium oxide layer, and the platinum layer is provided in a part on the tungsten oxide layer. It is preferable to be made.
酸化タングステン層と酸化チタン層との間に、白金層を設けることにより、自己浄化作用が更に向上する。また、本構成の場合、白金層が直接外気に曝されないため、白金層が剥離しにくい。 By providing a platinum layer between the tungsten oxide layer and the titanium oxide layer, the self-cleaning action is further improved. In the case of this configuration, since the platinum layer is not directly exposed to the outside air, the platinum layer is hardly peeled off.
また、本発明の光触媒性部材は、前記白金層が、白金微粒子が分散した白金微粒子分散層であることが好ましい。 In the photocatalytic member of the present invention, the platinum layer is preferably a platinum fine particle dispersed layer in which platinum fine particles are dispersed.
白金層が、白金微粒子が分散した白金微粒子分散層であれば、酸化チタン層またはタングステン層上において、白金層が設けられた部分と白金層が設けられていない部分を均等に配置できるため、自己浄化作用が更に向上する。 If the platinum layer is a platinum fine particle dispersed layer in which platinum fine particles are dispersed, the portion where the platinum layer is provided and the portion where the platinum layer is not provided can be evenly arranged on the titanium oxide layer or the tungsten layer. The purification action is further improved.
以上に示した本発明により、紫外線量の少ない照明装置による光照射においても自己浄化作用が発現し、かつ耐久性の高い光触媒性部材を提供することが可能となった。 According to the present invention described above, it is possible to provide a photocatalytic member that exhibits a self-cleaning action and has high durability even in light irradiation by a lighting device with a small amount of ultraviolet rays.
以下、本発明を実施するための形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and is based on ordinary knowledge of a person skilled in the art without departing from the gist of the present invention. It should be understood that modifications and improvements as appropriate to the following embodiments also fall within the scope of the present invention.
(第一実施形態)
先ず、本発明の第一実施形態について説明する。図1に示すように、本発明の光触媒性部材1は、基材2と、酸化タングステン層3と、酸化チタン層4を備えている。
(First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the photocatalytic member 1 of the present invention includes a base material 2, a tungsten oxide layer 3, and a titanium oxide layer 4.
基材2としては、ガラス、透明プラスチック等の透明材料や、金属、セラミック、プラスチック、木、石、コンクリート等の材料が使用できる。基材2の形状は、用途に応じて板状、球状、レンズ状等にすることができる。 As the base material 2, a transparent material such as glass or transparent plastic, or a material such as metal, ceramic, plastic, wood, stone, or concrete can be used. The shape of the base material 2 can be a plate shape, a spherical shape, a lens shape, or the like depending on the application.
酸化タングステン層3は、基材2の上に形成される。酸化タングステンは、酸化チタンと比較してバンドギャップが小さいため、酸化タングステン層3は、光の波長に換算すると、400nm以上の可視光により自己浄化作用が発現する。なお、酸化タングステン層3は、その他の金属酸化物等を含んでいてもよい。 The tungsten oxide layer 3 is formed on the substrate 2. Since tungsten oxide has a smaller band gap than titanium oxide, the tungsten oxide layer 3 exhibits a self-cleaning action with visible light of 400 nm or more when converted to the wavelength of light. The tungsten oxide layer 3 may contain other metal oxides.
酸化チタン層4は、酸化タングステン層3の上に形成される。酸化チタン層4は、酸化タングステン層3よりも耐久性が高い。酸化チタンは、上述の通り、自己浄化作用を発現するためには、光の波長に換算すると400nm以下の紫外線が必要となる。しかし、理由は不明だが、酸化タングステン層3の上に形成されることにより、酸化チタン層4は、光の波長に換算すると、400nm以上の可視光により自己浄化作用を発現することが分かった。 The titanium oxide layer 4 is formed on the tungsten oxide layer 3. The titanium oxide layer 4 has higher durability than the tungsten oxide layer 3. As described above, in order to express the self-cleaning action, titanium oxide requires ultraviolet light having a wavelength of 400 nm or less in terms of the wavelength of light. However, although the reason is unknown, it was found that when formed on the tungsten oxide layer 3, the titanium oxide layer 4 expresses a self-cleaning action by visible light of 400 nm or more when converted to the wavelength of light.
酸化タングステン層3の厚みは、200〜1500nmであることが好ましい。酸化タングステン層3の厚みが200nm未満であると、紫外線量の少ない照明装置による光照射において自己浄化作用を発現しないことがあり、1500nmより大きいと、成膜時間及びコストを要する。酸化タングステン層3の厚みは、450〜1100nmであることがより好ましい。 The thickness of the tungsten oxide layer 3 is preferably 200 to 1500 nm. If the thickness of the tungsten oxide layer 3 is less than 200 nm, the self-cleaning action may not be exhibited in light irradiation by a lighting device with a small amount of ultraviolet rays, and if it is greater than 1500 nm, film formation time and cost are required. The thickness of the tungsten oxide layer 3 is more preferably 450 to 1100 nm.
酸化チタン層4の厚みは、50〜200nmであることが好ましい。酸化チタン層4の厚みが50nm未満であると、耐久性が低下することがあり、200nmより大きいと、紫外線量の少ない照明装置による光照射において自己浄化作用を発現しないことがある。酸化チタン層4の厚みは、90〜160nmであることがより好ましい。 The thickness of the titanium oxide layer 4 is preferably 50 to 200 nm. If the thickness of the titanium oxide layer 4 is less than 50 nm, the durability may be lowered. If the thickness is more than 200 nm, the self-cleaning action may not be exhibited in light irradiation by an illumination device with a small amount of ultraviolet rays. The thickness of the titanium oxide layer 4 is more preferably 90 to 160 nm.
酸化タングステン層3と酸化チタン層4との厚みの比(酸化チタン層/酸化タングステン層)は、0.03〜0.2であることが好ましい。酸化タングステン層3と酸化チタン層4との厚みの比が0.03未満であると、耐久性が低下することがあり、0.2より大きいと、紫外線量の少ない照明装置による光照射において自己浄化作用を発現しないことがある。酸化タングステン層3と酸化チタン層4との厚みの比(酸化チタン層/酸化タングステン層)は、0.05〜0.15であることがより好ましい。 The thickness ratio of the tungsten oxide layer 3 to the titanium oxide layer 4 (titanium oxide layer / tungsten oxide layer) is preferably 0.03 to 0.2. When the thickness ratio between the tungsten oxide layer 3 and the titanium oxide layer 4 is less than 0.03, the durability may be lowered. There may be no purification effect. The ratio of the thickness of the tungsten oxide layer 3 to the titanium oxide layer 4 (titanium oxide layer / tungsten oxide layer) is more preferably 0.05 to 0.15.
光触媒性部材1は、基材2に酸化タングステン層3を形成した後に、酸化チタン層4を形成することにより作製される。酸化タングステン層3及び酸化チタン層4は、スパッタリング法、真空蒸着法、CVD法等により形成することができる。 The photocatalytic member 1 is produced by forming the titanium oxide layer 4 after forming the tungsten oxide layer 3 on the substrate 2. The tungsten oxide layer 3 and the titanium oxide layer 4 can be formed by sputtering, vacuum deposition, CVD, or the like.
(第二実施形態)
次に、本発明の第二実施形態について説明する。なお、第一実施形態と共通する部分の説明は省略する。図2に示すように、本発明の光触媒性部材1は、基材2と、酸化タングステン層3と、酸化チタン層4と、白金層5を備えている。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, description of the part which is common in 1st embodiment is abbreviate | omitted. As shown in FIG. 2, the photocatalytic member 1 of the present invention includes a base material 2, a tungsten oxide layer 3, a titanium oxide layer 4, and a platinum layer 5.
白金層5は、酸化チタン層4の上に形成されている。白金層5は電子を貯蔵するため、酸素の多電子還元反応が促進され、同時に酸化反応が促進される。そのため、自己浄化作用が強く発現される。白金層5は、酸化チタン層4の全体を覆うように形成されているのではなく、一部分に設けられている。すなわち、図3の光触媒性部材1の平面図に示すように、白金層5は、酸化チタン層4が露出するように形成される。白金層5の形成面積割合は、酸化チタン層4の形成面積に対して30〜80%であることが好ましい。白金層5の形成面積割合が30%未満であると上記効果がほとんど得られず、80%より大きいと、酸化チタン層4が白金層5によりほとんど覆われてしまうため分解活性が低下する。白金層5の形成面積割合は、35〜70%であることがより好ましい。 The platinum layer 5 is formed on the titanium oxide layer 4. Since the platinum layer 5 stores electrons, the multi-electron reduction reaction of oxygen is promoted, and at the same time, the oxidation reaction is promoted. Therefore, the self-purifying action is strongly expressed. The platinum layer 5 is not formed so as to cover the entire titanium oxide layer 4 but is provided in a part. That is, as shown in the plan view of the photocatalytic member 1 in FIG. 3, the platinum layer 5 is formed so that the titanium oxide layer 4 is exposed. The formation area ratio of the platinum layer 5 is preferably 30 to 80% with respect to the formation area of the titanium oxide layer 4. If the formation area ratio of the platinum layer 5 is less than 30%, the above effect is hardly obtained, and if it is more than 80%, the titanium oxide layer 4 is almost covered with the platinum layer 5 and the decomposition activity is lowered. The formation area ratio of the platinum layer 5 is more preferably 35 to 70%.
白金層5は、白金微粒子が分散した層、いわゆる白金微粒子分散層であることが好ましい。白金微粒子は、酸化チタン層4上に均一に分散しやすく、白金層5が設けられた部分と白金層5が設けられていない部分を均等に配置できるため、自己浄化作用が更に向上する。 The platinum layer 5 is preferably a layer in which platinum fine particles are dispersed, that is, a so-called platinum fine particle dispersed layer. Since the platinum fine particles are easily dispersed uniformly on the titanium oxide layer 4 and the portion where the platinum layer 5 is provided and the portion where the platinum layer 5 is not provided can be arranged uniformly, the self-cleaning action is further improved.
白金層5は、酸化チタン層4を形成した後に、スパッタリング法、真空蒸着法、CVD法等により形成することができる。なお、白金層5の形成面積割合の調整は、白金層5の成膜時間を調整することにより行うことができる。例えば、白金層5の成膜時間は、5〜15秒であることが好ましい。 The platinum layer 5 can be formed by sputtering, vacuum deposition, CVD, or the like after the titanium oxide layer 4 is formed. The formation area ratio of the platinum layer 5 can be adjusted by adjusting the film formation time of the platinum layer 5. For example, the film formation time of the platinum layer 5 is preferably 5 to 15 seconds.
(第三実施形態)
次に、本発明の第三実施形態について説明する。なお、第一実施形態及び第二実施形態と共通する部分の説明は省略する。図4に示すように、本発明の光触媒性部材1は、基材2と、酸化タングステン層3と、酸化チタン層4と、白金層5を備えている。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In addition, description of the part which is common in 1st embodiment and 2nd embodiment is abbreviate | omitted. As shown in FIG. 4, the photocatalytic member 1 of the present invention includes a base material 2, a tungsten oxide layer 3, a titanium oxide layer 4, and a platinum layer 5.
白金層5は、酸化タングステン層3と酸化チタン層4との間に形成されている。白金層5は、酸化タングステン層3上の全体に形成されるのではなく、一部分に形成されている。 The platinum layer 5 is formed between the tungsten oxide layer 3 and the titanium oxide layer 4. The platinum layer 5 is not formed entirely on the tungsten oxide layer 3 but is formed in part.
酸化タングステン層3上の白金層5の形成面積割合は、40〜75%であることが好ましい。白金層5の形成面積割合が40%未満であると自己浄化作用の効果がほとんど得られず、75%より大きいと、酸化タングステンの可視光応答性の効果が低下する。白金層5の形成面積割合は、45〜65%であることがより好ましい。 The formation area ratio of the platinum layer 5 on the tungsten oxide layer 3 is preferably 40 to 75%. If the formation area ratio of the platinum layer 5 is less than 40%, the effect of the self-cleaning action is hardly obtained, and if it is more than 75%, the visible light response effect of tungsten oxide is lowered. The formation area ratio of the platinum layer 5 is more preferably 45 to 65%.
白金層5は、白金微粒子が分散した層、いわゆる白金微粒子分散層であることが好ましい。白金微粒子は、酸化タングステン層3上に均一に分散しやすく、白金層5が設けられた部分と白金層5が設けられていない部分を均等に配置できるため、自己浄化作用が更に向上する。 The platinum layer 5 is preferably a layer in which platinum fine particles are dispersed, that is, a so-called platinum fine particle dispersed layer. Since the platinum fine particles are easily dispersed uniformly on the tungsten oxide layer 3 and the portion where the platinum layer 5 is provided and the portion where the platinum layer 5 is not provided can be arranged uniformly, the self-cleaning action is further improved.
光触媒性部材1は、基材2に酸化タングステン層3を形成した後に、白金層5を形成し、最後に酸化チタン層4を形成することにより作製される。酸化タングステン層3、白金層5及び酸化チタン層4は、スパッタリング法、真空蒸着法、CVD法等により形成することができる。例えば、白金層5の成膜時間は、5〜15秒であることが好ましい。 The photocatalytic member 1 is manufactured by forming the platinum layer 5 after forming the tungsten oxide layer 3 on the substrate 2 and finally forming the titanium oxide layer 4. The tungsten oxide layer 3, the platinum layer 5, and the titanium oxide layer 4 can be formed by a sputtering method, a vacuum evaporation method, a CVD method, or the like. For example, the film formation time of the platinum layer 5 is preferably 5 to 15 seconds.
本実施形態では、白金層5が外気に曝されないように構成されているため、白金層5が光触媒性部材1から剥離しにくい。なお、白金層5の形成面積割合の調整は、成膜時間を調整することにより行うことができる。 In the present embodiment, since the platinum layer 5 is configured not to be exposed to the outside air, the platinum layer 5 is difficult to peel from the photocatalytic member 1. The formation area ratio of the platinum layer 5 can be adjusted by adjusting the film formation time.
以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited thereto.
以下に、測定試料について説明する。 The measurement sample will be described below.
基材として、寸法50mm×50mm×1mmのガラスを準備し、基材の一方の面にスパッタリング法により酸化タングステン、酸化チタン及び白金を形成した。
試料No.1は、基材上に酸化タングステン層を形成し、その上に酸化チタン層を形成することで得た。酸化タングステン層と酸化チタン層との厚みの比(酸化チタン厚/酸化タングステン厚)が、0.1(酸化チタン層=100nm、酸化タングステン層=1000nm)である。なお、酸化タングステン層は、酸化チタン層により完全に覆われている。
試料No.2は、基材上に酸化タングステン層を形成し、その上に酸化チタン層を形成することで得た。酸化タングステン層と酸化チタン層との厚みの比(酸化チタン厚/酸化タングステン厚)が、0.15(酸化チタン層=150nm、酸化タングステン層=1000nm)である。なお、酸化タングステン層は、酸化チタン層により完全に覆われている。
試料No.3は、基材上に酸化タングステン層を形成することで得た。酸化タングステン層と酸化チタン層との厚みの比(酸化チタン厚/酸化タングステン厚)が、0(酸化チタン層=0nm、酸化タングステン層=500nm)である。なお、基材は、酸化タングステン層により完全に覆われている。
試料No.4は、基材上に酸化タングステン層を形成することで得た。酸化タングステン層と酸化チタン層との厚みの比(酸化チタン厚/酸化タングステン厚)が、0(酸化チタン層=0nm、酸化タングステン層=1000nm)である。なお、基材は、酸化タングステン層により完全に覆われている。
Glass having dimensions of 50 mm × 50 mm × 1 mm was prepared as a substrate, and tungsten oxide, titanium oxide and platinum were formed on one surface of the substrate by a sputtering method.
Sample No. No. 1 was obtained by forming a tungsten oxide layer on a substrate and forming a titanium oxide layer thereon. The thickness ratio of the tungsten oxide layer to the titanium oxide layer (titanium oxide thickness / tungsten oxide thickness) is 0.1 (titanium oxide layer = 100 nm, tungsten oxide layer = 1000 nm). Note that the tungsten oxide layer is completely covered with the titanium oxide layer.
Sample No. No. 2 was obtained by forming a tungsten oxide layer on a substrate and forming a titanium oxide layer thereon. The ratio of the thickness of the tungsten oxide layer to the titanium oxide layer (titanium oxide thickness / tungsten oxide thickness) is 0.15 (titanium oxide layer = 150 nm, tungsten oxide layer = 1000 nm). Note that the tungsten oxide layer is completely covered with the titanium oxide layer.
Sample No. 3 was obtained by forming a tungsten oxide layer on the substrate. The ratio of the thickness of the tungsten oxide layer to the titanium oxide layer (titanium oxide thickness / tungsten oxide thickness) is 0 (titanium oxide layer = 0 nm, tungsten oxide layer = 500 nm). The base material is completely covered with the tungsten oxide layer.
Sample No. No. 4 was obtained by forming a tungsten oxide layer on the substrate. The thickness ratio of the tungsten oxide layer to the titanium oxide layer (titanium oxide thickness / tungsten oxide thickness) is 0 (titanium oxide layer = 0 nm, tungsten oxide layer = 1000 nm). The base material is completely covered with the tungsten oxide layer.
試料No.5は、基材上に酸化タングステン層を形成し、その上に酸化チタン層を形成することで得た。酸化タングステン層と酸化チタン層との厚みの比(酸化チタン厚/酸化タングステン厚)が、1(酸化チタン層=100nm、酸化タングステン層=100nm)である。なお、酸化タングステン層は、酸化チタン層により完全に覆われている。
試料No.6は、基材上に酸化タングステン層を形成し、その上の一部に白金層を形成し、そして、酸化タングステン層及び白金層の上に酸化チタン層を形成することで得た。酸化タングステン層と酸化チタン層との厚みの比(酸化チタン厚/酸化タングステン厚)が、1(酸化チタン層=100nm、酸化タングステン層=100nm)である。なお、白金層のスパッタリング時間は7秒である。酸化タングステン層上における白金の形成面積割合は70%である。
試料No.7は、基材上に酸化タングステン層を形成し、その上の一部に白金層を形成し、そして、酸化タングステン層及び白金層の上に酸化チタン層を形成することで得た。酸化タングステン層と酸化チタン層との厚みの比(酸化チタン厚/酸化タングステン厚)が、1(酸化チタン層=100nm、酸化タングステン層=100nm)であり、酸化チタン層と酸化タングステン層の間に白金層を形成した。なお、白金層のスパッタリング時間は10秒である。酸化タングステン層上における白金の形成面積割合は70%である。
試料No.8は、基材上に酸化タングステン層を形成し、その上に酸化チタン層を形成し、そして酸化チタン上の一部に白金層を形成することで得た。
酸化タングステン層と酸化チタン層との厚みの比(酸化チタン厚/酸化タングステン厚)が、1(酸化チタン層=100nm、酸化タングステン層=100nm)であり、酸化チタン層上に白金層を形成した。なお、白金層のスパッタリング時間は7秒である。酸化チタン層の形成面積割合は75%である。
Sample No. No. 5 was obtained by forming a tungsten oxide layer on a substrate and forming a titanium oxide layer thereon. The ratio of the thickness of the tungsten oxide layer to the titanium oxide layer (titanium oxide thickness / tungsten oxide thickness) is 1 (titanium oxide layer = 100 nm, tungsten oxide layer = 100 nm). Note that the tungsten oxide layer is completely covered with the titanium oxide layer.
Sample No. No. 6 was obtained by forming a tungsten oxide layer on the substrate, forming a platinum layer on a part of the tungsten oxide layer, and forming a titanium oxide layer on the tungsten oxide layer and the platinum layer. The ratio of the thickness of the tungsten oxide layer to the titanium oxide layer (titanium oxide thickness / tungsten oxide thickness) is 1 (titanium oxide layer = 100 nm, tungsten oxide layer = 100 nm). The sputtering time for the platinum layer is 7 seconds. The formation area ratio of platinum on the tungsten oxide layer is 70%.
Sample No. No. 7 was obtained by forming a tungsten oxide layer on the substrate, forming a platinum layer on a part of the tungsten oxide layer, and forming a titanium oxide layer on the tungsten oxide layer and the platinum layer. The thickness ratio of the tungsten oxide layer to the titanium oxide layer (titanium oxide thickness / tungsten oxide thickness) is 1 (titanium oxide layer = 100 nm, tungsten oxide layer = 100 nm), and between the titanium oxide layer and the tungsten oxide layer. A platinum layer was formed. The sputtering time for the platinum layer is 10 seconds. The formation area ratio of platinum on the tungsten oxide layer is 70%.
Sample No. No. 8 was obtained by forming a tungsten oxide layer on a substrate, forming a titanium oxide layer thereon, and forming a platinum layer on a portion of the titanium oxide.
The thickness ratio of the tungsten oxide layer to the titanium oxide layer (titanium oxide thickness / tungsten oxide thickness) was 1 (titanium oxide layer = 100 nm, tungsten oxide layer = 100 nm), and a platinum layer was formed on the titanium oxide layer. . The sputtering time for the platinum layer is 7 seconds. The formation area ratio of the titanium oxide layer is 75%.
上記の測定試料を、それぞれ透明な密閉容器内に載置し、容器内をアセトアルデヒド含有気体で充満させた。なお、気体中のアセトアルデヒドの濃度は60ppmである。密閉容器への気体の充満後、外気が容器内に流入しないように密閉した後、密閉容器内にフィルタ(AGCテクノグラス株式会社 紫外線吸収フィルタ V−40)を取り付けたキセノンランプ(中心波長:450nm、ワット密度:1.0mW/cm2)の光を照射した。光の照射中、1分毎に外気が容器内に流入しないように容器内の気体を1ml取り出し、アセトアルデヒドの濃度をガスクロマトグラフィーにより測定した。アセトアルデヒドの濃度が低いほど、自己浄化作用が十分に発現していることを示す。 Each of the measurement samples was placed in a transparent sealed container, and the container was filled with acetaldehyde-containing gas. The concentration of acetaldehyde in the gas is 60 ppm. After filling the sealed container with gas, it is sealed so that outside air does not flow into the container, and then a xenon lamp (center wavelength: 450 nm) with a filter (AGC Techno Glass Co., Ltd., UV absorption filter V-40) attached to the sealed container. , Watt density: 1.0 mW / cm 2 ). During irradiation with light, 1 ml of gas in the container was taken out so that outside air would not flow into the container every minute, and the concentration of acetaldehyde was measured by gas chromatography. The lower the concentration of acetaldehyde, the more self-purifying action is expressed.
図5及び図6に、上記の測定試料の可視光照射下におけるアセトアルデヒドの濃度の時間経過を示す。試料No.1及び試料No.2は、最表面が酸化チタン層であるにも関わらず、酸化タングステン層に光が直接照射される試料No.3及び試料No.4と同程度のアセトアルデヒド分解能を示した。
また、酸化チタン層上の一部分、または、酸化タングステン層と、酸化チタン層との間に白金層を部分的に設けることにより、自己浄化作用が向上した。
5 and 6 show the time course of the concentration of acetaldehyde under the visible light irradiation of the measurement sample. Sample No. 1 and sample no. No. 2 is a sample No. 2 in which the tungsten oxide layer is directly irradiated with light although the outermost surface is a titanium oxide layer. 3 and Sample No. As high as 4, acetaldehyde resolution was shown.
In addition, the self-cleaning action was improved by providing a platinum layer partly on the titanium oxide layer or partially between the tungsten oxide layer and the titanium oxide layer.
1 光触媒性部材、2 基材、3 酸化タングステン層、4 酸化チタン層、5 白金層
1 Photocatalytic member, 2 base material, 3 tungsten oxide layer, 4 titanium oxide layer, 5 platinum layer
Claims (4)
前記基材上に設けられてなる酸化タングステン層と、
前記酸化タングステン層上に設けられてなる酸化チタン層と、
を有することを特徴とする光触媒性部材。 A substrate;
A tungsten oxide layer provided on the substrate;
A titanium oxide layer provided on the tungsten oxide layer;
A photocatalytic member characterized by comprising:
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