专利名称：光催化剂纤维及其制造方法
技术领域：
本发明涉及在纤维中所形成的中孔(mesopore，微孔)中担载有钼颗粒的高活性光催化剂纤维及其制造方法。
背景技术：
近年来，随着对环境保护的关注的提高，要求对大气中和水中有害物质进行处理。在这样的状况下，已将注意力集中在利用光催化剂所具有的强氧化力来进行有害物质的分解。光催化剂的氧化分解机制如下由激发光生成的空穴对OH基进行氧化，产生OH自由基，所产生的OH自由基将有机物、细菌、真菌、病毒以及藻类等有机性杂质氧化分解。在各种活性种中，OH自由基具有最強的氧化力，因而与以往使用的杀菌灯所产生的光、臭氧以及氯等活性种不同，其对有机物进行完全分解，并且对于迄今为止尚无对策的难分解性物质也可进行分解。 作为光催化剂，主要使用粉末状氧化钛(酸化チタン)等光催化剂。但是，这些粉末状光催化剂具有难以处理的问题。例如，在水的浄化中，将光催化剂粉末加入到水中，对有机性杂质进行分解，之后需要从水中分离出光催化剂粉末。尽管也可将光催化剂粉末涂布·担载至基材，但具有脱落的光催化剂粉末会混入到水中这样的问题。另ー方面，作为光催化剂，已知有光催化剂纤维(专利文献I)。若使用纤维状的光催化剂，则能够解决上述问题。现有技术文献专利文献专利文献I :W0/JP2008/05368
发明内容
发明所要解决的课题然而，要求使用更高活性的光催化剂纤维来有效地分解有害物质。因此，本发明的目的在于提供高活性的光催化剂纤维及其制造方法。解决课题的手段为了达成上述目的，本发明人反复进行了深入研究，结果发现，通过使ニ氧化硅基复合氧化物纤维与含有牺牲剂和钼的含钼溶液接触并同时进行光的照射，可以制造出高活性的光催化剂纤維。即，本发明涉及光催化剂纤维的制造方法，该制造方法的特征在于，其具备下述エ序；得到纺丝原液的第Iエ序，该纺丝原液为改性聚碳硅烷、或为上述改性聚碳硅烷与有机金属化合物的混合物，所述改性据碳硅烷具有利用有机金属化合物对聚碳硅烷进行修饰而成的结构，所述聚碳硅烷具有主要以化学式I所表示的主链骨架并且其数均分子量为200 10，000 ;由上述纺丝原液得到纺丝纤维的第2エ序；通过在氧化气氛中对上述纺丝纤维进行加热处理来得到不熔化纤维(不融化繊維)的第3エ序；通过在氧化气氛中对上述不熔化纤维进行烧制来得到ニ氧化硅基复合氧化物纤维的第4エ序；通过对上述ニ氧化硅基复合氧化物纤维的表面侧施以处理来除去表面附近的ニ氧化硅并形成中孔(メソポァ)的第5エ序；以及使上述ニ氧化硅基复合氧化物纤维与含有牺牲剂和钼的含钼溶液接触并同时进行光的照射的第6エ序。[化学式I]
权利要求
1.一种光催化剂纤维的制造方法，该制造方法的特征在于，其具备下述工序 第I工序，在该工序中，得到纺丝原液，该纺丝原液为改性聚碳硅烷或为所述改性聚碳硅烷与有机金属化合物的混合物，所述改性聚碳硅烷具有利用有机金属化合物对聚碳硅烷进行修饰而成的结构，所述聚碳硅烷具有主要以化学式I所表示的主链骨架并且其数均分子量为200 10，000 ； 第2工序，在该工序中，由所述纺丝原液得到纺丝纤维； 第3工序，在该工序中，通过在氧化气氛中对所述纺丝纤维进行加热处理，得到不熔化纤维； 第4工序，在该工序中，通过在氧化气氛中对所述不熔化纤维进行烧制，得到二氧化硅基复合氧化物纤维； 第5工序，在该工序中，通过对所述二氧化硅基复合氧化物纤维的表面侧施以处理来除去表面附近的二氧化硅并形成中孔；以及 第6工序，在该工序中，使所述二氧化硅基复合氧化物纤维与含有牺牲剂和钼的含钼溶液接触，同时进行光的照射； [化学式I]
2.如权利要求I所述的光催化剂纤维的制造方法，其特征在于，所述牺牲剂为甲醇或乙醇。
3.如权利要求I或2所述的光催化剂纤维的制造方法，其特征在于，所述含钼溶液中所述钼的浓度为I. Oppm 10. Oppm0
4.如权利要求I 3任一项所述的光催化剂纤维的制造方法，其特征在于，所述含钼溶液中所述牺牲剂的浓度为O. I重量％ 50. O重量％。
5.如权利要求I 4任一项所述的光催化剂纤维的制造方法，其特征在于，所述光的强度为 2. 5mff/cm2 7. OmW/cm2。
6.一种光催化剂纤维，其为含有第I相与第2相的复合氧化物相的二氧化硅基复合氧化物纤维，所述第I相是以二氧化硅成分为主体的氧化物相，所述第2相是二氧化硅以外的含有金属的金属氧化物相；该光催化剂纤维的特征在于 构成作为第2相的所述金属氧化物相的金属氧化物的至少I种以上金属元素的存在比例朝向纤维表面呈梯度性增加；构成作为第2相的所述金属氧化物相的金属形成为颗粒状，在该颗粒间形成有从纤维表面朝向纤维内部的平均微孔径为2nm 30nm的中孔，所述中孔中担载有平均粒径为O. 5nm IOnm的钼(Pt)颗粒。
7.如权利要求6所述的光催化剂纤维，其特征在于，担载在所述中孔中的所述钼颗粒的数目在每单位表面积的所述中孔中为6X IO13个/m2以上。
全文摘要
本发明提供高活性的光催化剂纤维及其制造方法。本发明的光催化剂纤维是含有以二氧化硅成分为主体的氧化物相(第1相)与二氧化硅以外的含有金属的金属氧化物相(第2相)的复合氧化物相的二氧化硅基复合氧化物纤维，该光催化剂纤维的特征在于，构成上述金属氧化物相(第2相)的金属氧化物的至少1种以上金属元素的存在比例朝向纤维表面呈梯度性增加；构成上述金属氧化物相(第2相)的金属形成为颗粒状，在该颗粒间形成有从纤维表面朝向纤维内部的平均微孔径为2nm～30nm的中孔，上述中孔中担载有平均粒径为0.5nm～10nm的铂(Pt)颗粒。
文档编号B01J35/02GK102821851SQ20118001665
公开日2012年12月12日 申请日期2011年3月3日 优先权日2010年3月31日
发明者陶山宏一郎, 山冈裕幸, 原田义胜, 藤井辉昭, 大谷慎一郎, 须原贞义 申请人:宇部兴产股份有限公司