氧化钛及其制造方法 技术领域 本发明涉及作为光催化剂之一的、 尤其是光催化活性较大的新型锐钛矿型氧化钛 及其制造方法， 其作为有害物质的除去、 恶臭物质的除臭分解、 防污、 灭菌等的环境净化材 料有用
背景技术 光催化剂是具有下述功能的物质， 即， 通过在紫外线照射到表面时产生的自由基 物质 ( 羟基自由基、 超氧阴离子 )， 来吸附、 氧化分解有害物质 ( 醛类等 )、 除臭分解恶臭物 质 ( 受恶臭防治法所控制的物质 )、 防污、 灭菌等。 近年来， 通过涂布该光催化剂而谋求开展 这些功能的利用。 多种金属氧化物均能够用作光催化剂， 但在这些物质中， 多使用活性通常 较高的氧化钛作为光催化剂。氧化钛存在锐钛矿型、 金红石型、 板钛矿型这 3 种晶体和非晶 体 ( 无定形 )， 其中， 锐钛矿型的氧化钛在功能性和安全性这两个方面是优异的。
作为获得锐钛矿型氧化钛粉末的方法， 通常有气相法和液相法。作为由气相法制 备的具代表性的锐钛矿型氧化钛， 有 DegussaP-25( 日本アエロジル株式会社制 )， 通过在 氧气气氛下以 1000℃左右的高温水解氯化钛， 并使水解物缩合， 从而制造比表面积为 40m2/ g(BET 法 ) 的氧化钛粉末。 另外， 公开了一种利用 CVD( 化学气相蒸镀 ) 法在炉内温度 600℃ 至 800℃的范围内调制氧化钛的方法 ( 参照非专利文献 1)。
在由液相法获得锐钛矿型氧化钛的方法中， 相关技术文献中公开了溶胶 - 凝胶 法、 HyCOM 法 (Hydrothermal Crystalizationin Organic Media， 有机介质中的水热结晶 )、 和硫酸法。
溶胶 - 凝胶法中的氧化钛需要在常压下通过水解由钛醇盐获得氢氧化钛的工序 ； 和通过加热使氢氧化钛缩聚而形成氧化钛的焙烧工序这两个工序 ( 参照非专利文献 2)。
HyCOM 法已知为如下方法 ： 作为醇盐水解中所需的水分， 将压力 (10kg/cm2G) 以上 的气体中的水分或蒸汽状的水分供给到溶解有钛醇盐的溶剂中， 从而获得氧化钛 ( 参照非 专利文献 3)。
另外， 硫酸法公开了通过对硫酸钛进行加热、 水解、 焙烧， 而得到氧化钛 ( 参照专 利文献 1)。
还公开了一种将二氧化钛溶胶、 二氧化钛凝胶或二氧化钛溶胶 - 凝胶混合物在密 闭容器内进行加热处理的方法 ( 参照专利文献 2)。
此外， 还公开了有关使用脉冲等离子体法而生成一氧化钛的方法 ( 参照非专利文 献 4)。
非专利文献 1 ： 化学工学论文集第 16 卷第 3 号第 584 页～第 587 页， 1990 年 5 月 发行
非专利文献 2 ： “ゾルゲル法の科学 ( 溶胶凝胶法的科学 )， 第 8 页～第 15 页， 1988 年 7 月发行， アグネ承風社”
非专利文献 3 ： J.Mater.Sci.Lett.， 15， 197(1996)
非专利文献 4 ： J.of.Nanoscience and Nanotechnology Vol 73157-3159， 2007 专利文献 1 ： 日本特开平 7-171408 号公报 专利文献 2 ： 日本特开平 11-335121 号公报发明内容 发明要解决的问题
在由气相法获得锐钛矿型氧化钛粉末的情况下， 使用上述任意一种方法调制锐钛 矿型氧化钛时， 都需要使反应氛围为高温 ( 在气相法中通常为 800℃以上 )， 存在下述缺点 ： 需要高热源装置 ； 从操作性、 安全性的观点出发， 实施较为困难 ； 为了使用反应性强的氯化 钛作为原料， 需要特殊装置等。另外， 在 CVD 法中， 原料上的问题完全相同， 而且还存在产物 中具有卤素等杂质等问题。
在通过溶胶 - 凝胶法获得锐钛矿型的氧化钛的情况下， 需要焙烧工序， 用于焙烧 的加热温度需要在 300℃至 700℃的范围内。在加热处理不到 300℃的情况下， 所得到的氧 化钛为无定形的状态， 另一方面， 若以超过 700℃的温度进行加热处理， 则锐钛矿型的氧化 钛发生结晶转变， 变成光催化功能低的金红石型。 此外， 加热温度为 300℃以上时， 有时也由 于所焙烧的颗粒的大小、 使用的加热仪器的结构、 加热方法， 而会形成锐钛矿型和金红石型 氧化钛的混合物。
由 HyCOM 法得到的氧化钛即便在超过 900℃的焙烧后也是锐钛矿型， 具有高耐热 性这种特征， 但在原料中的水分管理方面必须特别注意， 而且存在为了产生高压蒸汽等而 需要特殊的反应装置的缺点。
为了通过硫酸法获得氧化钛， 需要下述多个工序， 存在必须进行非常繁杂的操作 的问题， 即对硫酸钛进行加热、 水解， 在得到的酸性钛溶胶中加入氢氧化钠， 调节 pH 值至 7 后， 进行过滤、 洗涤并结晶 ； 接着， 向得到的氧化钛湿饼中加入水， 调制氧化钛浆料， 进而加 入氢氧化钠， 调节 pH 值至 7 后， 用高压釜在 150℃下进行 3 小时的水热处理 ； 然后， 向水热 处理后的浆料中加入硝酸， 调节 pH 值至 7 后， 进行过滤、 水洗、 干燥 (110℃， 3 小时 )。而且， 由于容易混入钠等在中和中所使用的金属， 因而为了获得纯净的锐钛矿型氧化钛， 不得不 强化洗涤等工序， 还存在排水等废弃物较多的问题。
在使用二氧化钛溶胶、 凝胶和混合物的方法中， 需要在醇等有机物的存在下调制 溶胶或凝胶的工序， 需要在加压装置内在 200℃以上的高温下反应的特殊的装置， 而且存在 除去有机物的工序、 排水等废弃物较多等问题。
在非专利文献 4 中， 虽然公开了一种以高电流量通过脉冲等离子体法制造一氧化 钛的方法， 但对氧化钛并无公开， 也没有关于氧化钛的制法的记载。
用于解决问题的方案
本发明人等反复进行了深入研究， 结果发现， 通过在水中， 在低电流量下， 引入钛 金属极并使金属极间产生脉冲等离子体， 能够获得作为金属氧化物的氧化钛， 由此完成了 本发明。
根据本发明， 可提供以下方案。
[1] 一种氧化钛， 其 400nm ～ 700nm 波长的光反射率为 80％以下。
[2] 一种氧化钛， 其从 400℃至 800℃的热重量减少率为 1.0％以下。
[3] 根据 [1] 或 [2] 所述的氧化钛， 其具有锐钛矿结构。
[4] 根据 [1] 或 [2] 所述的氧化钛， 其具有锐钛矿结构和金红石结构。
[5] 一种锐钛矿型氧化钛的制造方法， 其特征在于， 在水中以不到 5 安培使钛电极 间产生脉冲等离子体， 从而将钛氧化。
[6] 一种锐钛矿结构和金红石结构复合氧化钛的制造方法， 其对利用 [5] 所述的 方法获得的锐钛矿型氧化钛进行加热。
[7] 根据 [4] 所述的氧化钛， 在拉曼光谱测定中， 在 350cm-1 至 700cm-1 之间至少具 有 2 个峰， 在 450cm-1 至 550cm-1 之间的峰比其他峰的强度低。
发明的效果
根据本发明， 能够提供一种 400nm ～ 700nm 波长的光反射率为 80％以下的光吸收 性高的氧化钛。 这种氧化钛不仅在紫外区域可吸收光， 在可见光区域也可吸收光， 因此作为 颜料或光催化剂是有用的。 附图说明 图 1 为实施例 1 中得到的氧化钛的 X 射线晶体分析图。
图 2 为实施例 1 中得到的氧化钛的透射电子显微镜照片。a) 为低分辨率的照片， b) 为高分辨率的照片。
图 3 所示为实施例 1 中得到的氧化钛的热重分析结果的图表。
图 4 为实施例 1 ～ 5 和参考例中得到的氧化钛的紫外 - 可见反射光谱。1 为实施 例 1 中得到的氧化钛的紫外 - 可见反射光谱， 2 为实施例 2 中得到的氧化钛的紫外 - 可见反 射光谱， 3 为实施例 3 中得到的氧化钛的紫外 - 可见反射光谱， 4 为实施例 4 中得到的氧化 钛的紫外 - 可见反射光谱， 5 为实施例 5 中得到的氧化钛的紫外 - 可见反射光谱， 6 为参考 例中得到的氧化钛的紫外 - 可见反射光谱。
图 5 所示为参考例中得到的氧化钛的热重分析结果的图表。
图 6 为实施例 1 ～ 5 和参考例中得到的氧化钛的 X 射线晶体分析图。
图 7 为实施例 1 ～ 5 和参考例中得到的氧化钛的拉曼光谱。
具体实施方式
本发明中， 通过在水中使用钛电极产生脉冲等离子体的方法而获得氧化钛。通过 本方法得到的氧化钛可选择性地生成锐钛矿型氧化钛。所生成的氧化钛呈蓝色， 一次颗粒 具有数纳米至数十纳米的粒径， 可以以聚集物形式获得。 呈蓝色的原因尚未明确， 但认为是 由于其吸收波长区域与一般的锐钛矿型氧化钛不同， 可从紫外区域达到可见光区域、 甚至 红外区域。因此， 不仅在紫外区域可吸收光， 在可见光区域也可吸收光， 因而能够期待其作 为新型颜料、 进而表现出作为光催化剂的效果。
尤其是， 作为光催化剂， 一般的锐钛矿型氧化钛只吸收紫外光， 因此在无法有效使 用紫外线的场所、 用途中效果较小， 因而通过能够在可见光区域使用光催化剂而提高有效 性， 还能够在空气中以及水中等使用。因此， 作为光催化剂， 能够期待在除臭、 杀菌、 光电转 换等用途中发挥作用。
作为在本发明中使用的电极即钛， 没有特别限定， 可以使用通常能够获得的金属钛。考虑到杂质对结构应变、 光吸收性的影响， 通常可以使用 99％以上纯度的物质， 更优选 使用 99.5％以上纯度的物质。作为使用的形态， 可以是棒状、 金属丝状、 板状等任意形态。 关于两电极的大小， 可以具有其中一个电极的大小与另一个不同等的形状。
本发明中， 使用水作为氧化剂。作为所使用的水没有特别限定， 可以使用蒸馏水、 纯化水等， 考虑到在所生成的氧化钛中混入异种金属的问题， 优选使用离子交换水。
作为本发明中的实施温度， 没有特别限定， 在从室温至 300℃的范围内实施。在过 高的温度下， 水的蒸汽压上升， 需要特殊的反应容器， 故不优选 ； 在过低的温度下， 等离子体 产生时氧化钛的生成效率降低， 故不优选。因此， 优选在 60 ℃以上、 200 ℃以下、 更优选在 80℃以上、 120℃以下实施。
本发明中， 通过产生等离子体而制造氧化钛。作为产生等离子体的电压， 没有特 别限定， 可以在 50V 至 500V 的范围实施， 考虑到安全性、 特殊装置的必要性， 可以在 60V 至 400V 的范围、 更优选为 80V 至 300V 的范围实施。 在过低的电压下， 钛的氧化无法充分进行， 可能会得到复合氧化物， 因而需要注意。
在本发明中， 作为产生等离子体的电流， 没有特别限定， 可以在 0.1 至不到 5A 的范 围、 尤其是 0.2 至不到 5A 的范围实施， 考虑到能量效率， 优选在 0.2 至 4A 的范围、 更优选为 0.5 至 3.5A 的范围实施。在过高的电流下， 反应中出现分解， 可能会生成一氧化钛等氧化 物， 因而需要注意。 关于提供脉冲等离子体的间隔， 没有特别限定， 脉冲等离子体的循环没有特别限 定， 可以按照 5 至 100 毫秒的方式实施， 为了提高每单位时间的效率， 可以按照 3 至 80 毫秒、 更优选为 1 至 50 毫秒的循环的方式实施。
当然， 每一次脉冲等离子体的持续时间也根据所提供的电压和电流而异， 通常以 1 至 1000 微秒的方式实施， 考虑到放电的效率， 优选以 2 至 500 微秒、 更优选为 5 至 100 微秒、 尤其是 1 至 50 微秒、 优选为 2 至 30 微秒的范围的方式实施。
本发明中， 还能够对电极赋予振动。 通过赋予振动， 使电极间析出的氧化钛不会滞 留， 而且能够高效地进行放电， 故优选。 作为赋予振动的方法， 没有特别限定， 可以是使用振 动器 (vibrator)、 致动器 (actuator) 等装置而定期赋予振动或间歇赋予振动的方法。
作为实施本发明的氛围， 没有特别限定， 能够在减压下、 加压下、 常压下的任意状 态下实施， 但由于担心因水的电解而产生氧气、 氢气， 因而通常从安全、 操作性考虑， 在氮 气、 氩气等惰性气体流通气氛下实施。
本发明中得到的氧化钛在水中沉积。 由于亲水性较高， 水中漂浮的颗粒也较多， 因 而可使用离心分离器等强制性使其沉降。可以通过使用倾析等方法除去水而得到沉积物， 从而获得氧化钛。
本发明中得到的氧化钛对于热稳定。 因此， 可以根据所需要的干燥度、 可见光反射 率， 能进行高达 800℃的热处理。即便进行加热， 光反射率也不会超过 80％， 能够吸收可见 光， 对于热是稳定的。
作为加热处理的方法， 还可以利用间歇处理、 连续处理中的任意方法进行处理， 可 以在大气下或惰性气体下实施处理。关于升温速度， 没有特别限定， 通常以每分钟 0.1℃～ 100℃的范围、 优选以每分钟 1℃～ 50℃的范围进行升温。
以下， 举出实施例来具体说明本发明， 但本发明不受这些实施例的限定。
实施例 1
取离子交换水 200g 至 300ml 烧杯中， 升温至 90℃。在水中插入直径 5 毫米、 长度 100 毫米的金属钛电极 ( 纯度 99％以上 )， 将电极固定， 使电极间为 1 毫米， 为了防止电极表 面沉积反应产物并提高反应效率， 提供 200Hz 的振动。将各电极连接到交流电源， 以 200V、 3A 进行脉冲放电。放电间隔为 20 毫秒， 放电时间为 20 微秒。在放电开始的同时， 观测电极 间氧化钛的析出。 连续进行 5 小时放电， 通过倾析除去所沉降的较大颗粒 (TiO 颗粒 )， 将之 后的悬浮液利用离心分离机以 4000rpm 离心 30 分钟， 使目标物质 (TiO2 颗粒 ) 沉降。回收 通过离心分离而沉降的氧化钛， 用离子交换水 200ml 洗涤， 通过 110℃热风干燥 3 小时， 得到 作为目标物质锐钛矿型氧化钛 5g。
将得到的氧化钛在 900℃下焙烧， X 射线晶体分析与金红石型氧化钛一致， 从而确 认出所得到的物质为氧化钛 (TiO2)。
另外， 从 110℃热风干燥后的氧化钛的透射电子显微镜的晶格像可以确认， 热风干 燥后得到的氧化钛为锐钛矿型氧化钛。所得到的氧化钛的 X 射线晶体分析 (XRD Cu Kα 辐 射， RigakuRINT-2500VHF) 结果示于图 1 和图 6。
另 外， 110 ℃ 热 风 干 燥 后 得 到 的 氧 化 钛 的 透 射 电 子 显 微 镜 (TEM PH 值 ilips Tecnai F20 S-Twin) 图像示于图 2， 110 ℃热风干燥后得到的氧化钛的热重分析 (SII 制 EXSTAR6000) 结果示于图 3， 110℃热风干燥后得到的氧化钛的紫外 - 可见反射光谱 (JASCO 制 V-550 UV/VIS spectrometer) 示于图 4。 热重分析中的重量减少率和紫外可见反射光谱 中的反射率示于表 1。 所得到的氧化钛的拉曼光谱 ( 利用日本分光公司制 NRS-3100 测定 ) 示于图 7。
在 25ml 的玻璃制试管中加入 10μmol/L 亚甲基蓝水溶液 20ml， 向其中添加实施例 1 中得到的氧化钛 10mg， 使用超声波将其分散。测定所得到的溶液的 630nm 的光的透过度， 以未添加氧化钛的溶液作为标准， 并设未添加氧化钛的溶液的透过度为 0， 测定色调的变化 率。结果示于表 2。
实施例 2
在 110℃下热风干燥 3 小时后， 进而在 300℃下焙烧 3 小时， 除此之外与实施例 1 同样地获得氧化钛。所得到的氧化钛的紫外 - 可见反射光谱示于图 4。热重分析中的重量 减少率和紫外可见反射光谱中的反射率示于表 1。所得到的复合氧化钛的 X 射线晶体分析 (XRD Cu Kα 辐射， Rigaku RINT-2500VHF) 结果示于图 6。
所得到的氧化钛的拉曼光谱 ( 利用日本分光公司制 NRS-3100 测定 ) 示于图 7。
在 25ml 的玻璃制试管中加入 10μmol/L 亚甲基蓝水溶液 20ml， 向其中添加实施例 2 中得到的氧化钛 10mg， 使用超声波将其分散。测定所得到的溶液的 630nm 的光的透过度， 以未添加氧化钛的溶液作为标准， 并设未添加氧化钛的溶液的透过度为 0， 测定色调的变化 率。结果示于表 2。
实施例 3
在 110℃下热风干燥 3 小时后， 进而在 400℃下焙烧 3 小时， 除此之外与实施例 1 同样地获得氧化钛。所得到的氧化钛的紫外 - 可见反射光谱示于图 4。热重分析中的重量 减少率和紫外可见反射光谱中的反射率示于表 1。所得到的复合氧化钛的 X 射线晶体分析 (XRD Cu Kα 辐射， Rigaku RINT-2500VHF) 结果示于图 6。
所得到的氧化钛的拉曼光谱 ( 利用日本分光公司制 NRS-3100 测定 ) 示于图 7。
在 25ml 的玻璃制试管中加入 10μmol/L 亚甲基蓝水溶液 20ml， 向其中添加实施例 3 中得到的氧化钛 10mg， 使用超声波将其分散。测定所得到的溶液的 630nm 的光的透过度， 以未添加氧化钛的溶液作为标准， 并设未添加氧化钛的溶液的透过度为 0， 测定色调的变化 率。结果示于表 2。
实施例 4
在 110℃下热风干燥 3 小时后， 进而在 500℃下焙烧 3 小时， 除此之外与实施例 1 同样地获得氧化钛。所得到的氧化钛的紫外 - 可见反射光谱示于图 4。热重分析中的重量 减少率和紫外可见反射光谱中的反射率示于表 1。所得到的复合氧化钛的 X 射线晶体分析 (XRD Cu Kα 辐射， Rigaku RINT-2500VHF) 结果示于图 6。
所得到的氧化钛的拉曼光谱 ( 利用日本分光公司制 NRS-3100 测定 ) 示于图 7。
在 25ml 的玻璃制试管中加入 10μmol/L 亚甲基蓝水溶液 20ml， 向其中添加实施例 4 中得到的氧化钛 10mg， 使用超声波将其分散。测定所得到的溶液的 630nm 的光的透过度， 以未添加氧化钛的溶液作为标准， 并设未添加氧化钛的溶液的透过度为 0， 测定色调的变化 率。结果示于表 2。 实施例 5
在 110℃下热风干燥 3 小时后， 进而在 800℃下焙烧 3 小时， 除此之外与实施例 1 同样地获得氧化钛。所得到的氧化钛的紫外 - 可见反射光谱示于图 4。热重分析中的重量 减少率和紫外可见反射光谱中的反射率示于表 1。所得到的复合氧化钛的 X 射线晶体分析 (XRD Cu Kα 辐射， Rigaku RINT-2500VHF) 结果示于图 6。
所得到的氧化钛的拉曼光谱 ( 利用日本分光公司制 NRS-3100 测定 ) 示于图 7。
在 25ml 的玻璃制试管中加入 10μmol/L 亚甲基蓝水溶液 20ml， 向其中添加实施例 5 中得到的氧化钛 10mg， 使用超声波将其分散。测定所得到的溶液的 630nm 的光的透过度， 以未添加氧化钛的溶液作为标准， 并设未添加氧化钛的溶液的透过度为 0， 测定色调的变化 率。结果示于表 2。
实施例 6
在实施例 1 中使电流为 1A， 除此之外与实施例 1 同样进行。所得到的氧化钛为 0.2g。所得到的氧化钛的 XRD 光谱、 拉曼光谱与实施例 1 同样。
实施例 7
在实施例 1 中使电流为 2A， 除此之外与实施例 1 同样进行。所得到的氧化钛为 2.8g。所得到的氧化钛的 XRD 光谱、 拉曼光谱与实施例 1 同样。
实施例 8
在实施例 1 中使电流为 4A， 除此之外与实施例 1 同样进行。所得到的氧化钛为 6.0g。 所得到的氧化钛的 XRD 光谱、 拉曼光谱与实施例 1 同样。 此外， 电极上有黑色附着物， 得到聚集物。根据 XRD 的分析结果， 聚集物为一氧化钛， 生成量为 1.1g。
实施例 9
在实施例 1 中使电压为 150V， 除此之外与实施例 1 同样进行。所得到的氧化钛为 1.2g。所得到的氧化钛的 XRD 光谱、 拉曼光谱与实施例 1 同样。
实施例 10
在实施例 1 中使电压为 300V， 除此之外与实施例 1 同样进行。所得到的氧化钛为 6.2g。 所得到的氧化钛的 XRD 光谱、 拉曼光谱与实施例 1 同样。 此外， 电极上有黑色附着物， 得到聚集物。根据 XRD 的分析结果， 聚集物为一氧化钛， 生成量为 2.1g。
实施例 11
在实施例 1 中使放电间隔为 10 毫秒， 除此之外与实施例 1 同样进行。所得到的氧 化钛为 5.9g。所得到的氧化钛的 XRD 光谱、 拉曼光谱与实施例 1 同样。
实施例 12
在实施例 1 中使放电时间为 40 微秒， 除此之外与实施例 1 同样进行。所得到的氧 化钛为 6.1g。所得到的氧化钛的 XRD 光谱、 拉曼光谱与实施例 1 同样。
参考例
石原产业株式会社制造的锐钛矿型氧化钛 ( 商品名 ： ST-01) 的紫外 - 可见反射光 谱示于图 4。热重分析中的重量减少率和紫外可见反射光谱中的反射率示于表 1。
所得到的氧化钛的拉曼光谱 ( 利用日本分光公司制 NRS-3100 测定 ) 示于图 7。
在 25ml 的玻璃制试管中加入 10μmol/L 亚甲基蓝水溶液 20ml， 向其中添加参考例 的氧化钛 10mg， 使用超声波将其分散。 测定所得到的溶液的 630nm 的光的透过度， 以未添加 氧化钛的溶液作为标准， 并设未添加氧化钛的溶液的透过度为 0， 测定色调的变化率。结果 示于表 2。
比较例 1
使电流值为 5A 进行实施， 除此之外与实施例 1 同样进行。没有得到二氧化钛 (TiO2)， 得到了一氧化钛 (TiO)。
比较例 2
在实施例 1 中使电压为 45V， 除此之外与实施例 1 同样进行， 无法得到钛的氧化物。
[ 表 1]
400-700nm 的反射率 (％ ) 实施例 1 实施例 2 实施例 3 实施例 4 实施例 5 参考例
400-800℃的重量减少率 (％ ) 0.2 0.2 0.2 0.1 0.1 1.326 38 55 70 75 96[ 表 2]9CN 101918320 A
说1 天后 实施例 1 实施例 2 实施例 3 实施例 4 实施例 5 参考例 2 2 2 1 1 0明书7 天后 34 30 24 19 15 58/9 页5 天后 22 18 12 10 8 2由表 1 的数据可知， 由于本发明的氧化钛的 400nm ～ 700nm 波长的光反射率为 80％以下， 即吸收可见光， 因此除了能够用作颜料以外， 还能够用作光催化剂。根据氧化钛 所使用的环境、 加工为所使用的形态的情况， 可能会暴露在高温环境下， 需要保持其性质， 为此要求具有较高的热稳定性。 可知， 本发明的氧化钛在 400 ～ 800℃下的重量减少率 (％ ) 较低， 为 0.1 ～ 0.2％， 热稳定性较高， 在作为颜料或光催化剂使用、 加工时具有不存在分解 等形状变化等特性。
由表 2 的数据可知， 在使用了本发明的氧化钛的实施例 1 ～ 5 中， 随着时间的经 过， 亚甲基蓝的色调变化较大， 而市售的锐钛矿型氧化钛几乎没有变化。 本发明的氧化钛尤 其显示出吸收可见光并氧化有机物的性质。
另外由图 1 可知， 构成实施例 1 中得到的颗粒的结晶为纳米级， 没有较大的微晶。
由图 2 可知， 实施例 1 中得到的颗粒为微细的颗粒。进而通过高精细的 TEM 图像 可知， 结晶间距离为 0.35nm， 具有锐钛矿骨架。
由图 3 可知， 实施例 1 中得到的颗粒在 400 ～ 800℃之间的热重量减少较小。另一 方面， 由图 5 可知， 参考例的氧化钛在 400 ～ 800℃之间的热重量减少较大， 与实施例 1 的氧 化钛相比热稳定性较低。
由图 4 可知， 实施例 1 ～ 5 和参考例中得到的颗粒的紫外～可见光区域中的光反 射率存在差异。参考例的颗粒的光反射率几乎为 1( ＝ 100％ )， 入射光几乎全部被反射 ； 与 此相对， 实施例 1 ～ 5 的颗粒的 400nm ～ 700nm 波长的光反射率为 0.8( ＝ 80％ ) 以下， 其 吸收可见光。
由图 6 可知， 通过实施例 1 ～ 5 的热处理， 结晶成长， 在这些例子中得到了包括锐 钛矿型至金红石型的氧化钛。
由图 7 可知， 通过实施例 1 ～ 5 的热处理， 结晶成长， 但这些例子中的氧化钛的表 层结构具有与现有的锐钛矿型氧化钛 ( 参考例 ) 不同的结构。
在以往的氧化钛中， 在紫外～可见光区域没有得到光催化剂等的性质。 本发明中， 通过提供具有新型表面结构的氧化钛， 实现了可见光吸收性、 高热稳定性等在以往的氧化 钛中无法达成的特性。
产业上的可利用性
本发明的氧化钛的光吸收性较高， 不仅可以在紫外区域吸收光， 还可以在可见光 区域吸收光， 因此适合作为颜料以及光催化剂， 在有害物质的除去、 恶臭物质的除臭分解、 防污、 灭菌等的环境净化材料中有用。