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JP4872094B2 - Method for producing visible light responsive photocatalytic material and photocatalytic material - Google Patents
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JP4872094B2 - Method for producing visible light responsive photocatalytic material and photocatalytic material - Google Patents

Method for producing visible light responsive photocatalytic material and photocatalytic material Download PDF

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Description

本発明は、可視光応答性光触媒材料及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a visible light responsive photocatalytic material and a method for producing the same.

酸化チタンなどの光触媒材料は、通常紫外光によって高い触媒能を示すが、可視光に限定した場合には触媒活性を示さない。このため、酸化チタンなどに可視光応答性を付与することが検討されている。例えば、還元処理により酸化チタンを低次酸化チタンとして、可視光応答性を付与することが開示されている(非特許文献1)。また、可視光に応答するバンドギャップを有する金属を酸化チタンに担持させた上で還元することも開示されている(特許文献3)。
特開平9−309768号公報 三好正大ら、色材、73(12)、580(2000)
Photocatalytic materials such as titanium oxide usually show high catalytic ability by ultraviolet light, but do not show catalytic activity when limited to visible light. For this reason, giving visible light responsiveness to titanium oxide etc. is examined. For example, it has been disclosed that titanium oxide is converted into low-order titanium oxide by reduction treatment to impart visible light responsiveness (Non-patent Document 1). Further, it is also disclosed that a metal having a band gap that responds to visible light is supported on titanium oxide and then reduced (Patent Document 3).
JP 9-309768 A Masayoshi Miyoshi et al., Coloring Materials, 73 (12), 580 (2000)

しかしながら、低次酸化チタンによる二酸化チタンのバンドギャップ修飾では、光触媒反応に関わる電子・正孔が量的に少なく、高い光触媒能を期待できない。さらに、金属を酸化チタンに担持させた還元物でも十分な可視光応答性が得られていない。   However, the band gap modification of titanium dioxide with low-order titanium oxide is not expected to have high photocatalytic performance due to the small amount of electrons and holes involved in the photocatalytic reaction. Further, sufficient visible light responsiveness is not obtained even with a reduced product in which a metal is supported on titanium oxide.

そこで、本発明は、高い可視光応答性を有する光触媒材料を提供することを目的の一つとする。また、本発明は、簡易に可視光応答性光触媒材料を提供することを他の一つの目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a photocatalytic material having high visible light responsiveness. Another object of the present invention is to provide a visible light responsive photocatalytic material in a simple manner.

本発明者らは、上記した課題に鑑み、還元処理により可視光応答性を付与するべく、種々の検討を行ったところ、還元処理の対象として一定のチタン酸化合物を用いることで極めて高い可視光応答性を有する光触媒材料を簡易な方法で得られることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明によれば、以下の手段が提供される。   In view of the above-mentioned problems, the present inventors have made various studies in order to impart visible light responsiveness by reduction treatment. As a result of using a certain titanic acid compound as a reduction treatment target, extremely high visible light is obtained. The present inventors have found that a photocatalytic material having responsiveness can be obtained by a simple method. That is, according to the present invention, the following means are provided.

本発明の第1の形態によれば、可視光応答性光触媒材料の製造方法であって、
以下の(a)〜(c);
(a)チタン酸ニッケル、チタン酸鉄、チタン酸コバルト
(b)上記(a)の各複合酸化物の固溶体
(c)上記(a)及び(b)の各酸化物中のチタン以外の金属元素を、当該金属元素とは異なる異種の金属元素であってニッケル、鉄、銅及びコバルトからなる群から選択される1種又は2種以上で置換固溶した固溶体
からなる群から選択される1種又は2種以上のチタン酸化合物を還元する還元工程を備える、可視光応答性光触媒材料の製造方法が提供される。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for producing a visible light responsive photocatalytic material,
The following (a) to (c);
(A) Nickel titanate, iron titanate, cobalt titanate (b) Solid solution of each composite oxide of (a) (c) Metal elements other than titanium in the oxides of (a) and (b) Is a different metal element different from the metal element, and is selected from the group consisting of a solid solution in which one or more kinds selected from the group consisting of nickel, iron, copper and cobalt are substituted and dissolved Alternatively, a method for producing a visible light responsive photocatalytic material, which includes a reduction step of reducing two or more kinds of titanate compounds, is provided.

この形態においては、前記還元工程は、前記チタン酸化合物を完全に還元しない程度に還元する工程であることが好ましい。また、前記還元工程は、前記チタン酸化合物を、下記式(1)で表される吸光度比が0.12以上0.75以下となるように還元する工程とすることができる。

吸光度比=[ABS(s)−ABS(0)]/[ABS(1)−ABS(0)] (1)

ただし、式中、ABS(0)は前記還元工程前の前記チタン酸化合物の拡散吸収スペクトルの波長380nm以上の可視光領域での最小吸収波長における相対吸光度を表し、ABS(1)は実質的に完全に還元された前記チタン酸化合物の拡散吸収スペクトルの前記最小吸収波長における相対吸光度を表し、ABS(s)は前記還元工程後の前記チタン酸化合物の拡散吸収スペクトルの前記最小吸収波長における相対吸光度を表す。
In this embodiment, the reducing step is preferably a step of reducing the titanic acid compound to such an extent that it is not completely reduced. Moreover, the said reduction | restoration process can be made into the process of reduce | restoring the said titanic acid compound so that the light absorbency ratio represented by following formula (1) may be 0.12 or more and 0.75 or less.

Absorbance ratio = [ABS (s) -ABS (0) ] / [ABS (1) -ABS (0) ] (1)

However, in the formula, ABS (0) represents the relative absorbance at the minimum absorption wavelength in the visible light region having a wavelength of 380 nm or more of the diffusion absorption spectrum of the titanate compound before the reduction step, and ABS (1) is substantially Represents the relative absorbance at the minimum absorption wavelength of the diffusion absorption spectrum of the titanate compound that has been completely reduced, and ABS (s) represents the relative absorbance at the minimum absorption wavelength of the diffusion absorption spectrum of the titanate compound after the reduction step. Represents.

さらに、この態様においては、前記吸光度比が0.7以下であることが好ましい。   Furthermore, in this embodiment, the absorbance ratio is preferably 0.7 or less.

さらに、前記還元工程は、前記還元工程後のチタン酸化合物のX線回折スペクトルにおいて該チタン酸化合物に由来する回折ピークのみが観察される程度に前記チタン酸化合物を還元する工程としてもよい。   Furthermore, the reduction step may be a step of reducing the titanate compound to such an extent that only a diffraction peak derived from the titanate compound is observed in the X-ray diffraction spectrum of the titanate compound after the reduction step.

さらにまた、前記還元工程は、前記還元工程後のチタン酸化合物が淡灰色を帯びた黄緑色〜灰色を帯びた黄緑色の外観を有する程度に前記チタン酸化合物を還元する工程とすることもできる。   Furthermore, the reduction step may be a step of reducing the titanate compound to such an extent that the titanate compound after the reduction step has a light gray yellowish green to grayish yellow green appearance. .

また、前記還元工程は、前記チタン酸化合物を350℃以上450℃以下に加熱して還元する工程とすることもできる。   Moreover, the said reduction process can also be made into the process of heating and reducing the said titanic acid compound to 350 to 450 degreeC.

さらに、前記チタン酸化合物はチタン酸ニッケル及びその固溶体並びにこれらの酸化物中のニッケルを銅で置換固溶した固溶体とすることができる。また、前記可視光応答性光触媒材料は粉末の形態とすることができる。この態様において、前記還元工程後のチタン酸化合物の拡散反射スペクトルが420nm以上480nm以下に第1の最大吸収波長を有し、700nm以上800nm以下に第2の最大吸収波長を有し、500nm以上700nm以下に一つの最小吸収波長を有し、前記第1の最大吸収波長における吸光度に対する前記最小吸収波長における吸光度の比が0.1以上0.9以下となる程度に前記チタン酸化合物を還元する工程とすることができる。   Further, the titanic acid compound can be nickel titanate and its solid solution, and nickel in these oxides can be replaced with copper to form a solid solution. The visible light responsive photocatalytic material can be in the form of a powder. In this aspect, the diffuse reflection spectrum of the titanic acid compound after the reduction step has a first maximum absorption wavelength at 420 nm to 480 nm, a second maximum absorption wavelength at 700 nm to 800 nm, and 500 nm to 700 nm. The step of reducing the titanate compound so as to have one minimum absorption wavelength below, and the ratio of the absorbance at the minimum absorption wavelength to the absorbance at the first maximum absorption wavelength is 0.1 or more and 0.9 or less. It can be.

また、本発明の他の形態によれば、上記いずれかの製造方法により得られる可視光応答性触媒材料が提供される。   Moreover, according to the other form of this invention, the visible light responsive catalyst material obtained by one of the said manufacturing methods is provided.

本発明のさらに他の形態によれば、可視光応答性光触媒材料であって、
以下の(a)〜(c);
(a)チタン酸ニッケル、チタン酸鉄、チタン酸コバルト
(b)上記(a)の各複合酸化物の固溶体
(c)上記(a)及び(b)の各酸化物中のチタン以外の金属元素を、当該金属元素とは異なる金属元素であってニッケル、鉄、銅及びコバルトからなる群から選択される1種又は2種以上で置換固溶した固溶体
からなる群から選択される1種又は2種以上のチタン酸化合物を含有し、該チタン酸化合物は、下記式(1)で表される吸光度比が0.12以上0.75以下となるように還元されている、材料が提供される。

吸光度比=[ABS(s)−ABS(0)]/[ABS(1)−ABS(0)] (1)

ただし、式中、ABS(0)は前記還元前の前記チタン酸化合物の拡散吸収スペクトルの波長380nm以上の可視光領域での最小吸収波長における相対吸光度を表し、ABS(1)は実質的に完全に還元された前記チタン酸化合物の拡散吸収スペクトルの前記最小吸収波長における相対吸光度を表し、ABS(s)は前記還元後の前記チタン酸化合物の拡散吸収スペクトルの前記最小吸収波長における相対吸光度を表す。
According to yet another aspect of the present invention, a visible light responsive photocatalytic material comprising:
The following (a) to (c);
(A) Nickel titanate, iron titanate, cobalt titanate (b) Solid solution of each composite oxide of (a) (c) Metal elements other than titanium in the oxides of (a) and (b) 1 or 2 selected from the group consisting of a solid solution that is a metal element different from the metal element and selected from the group consisting of nickel, iron, copper and cobalt and substituted with a solid solution of two or more. Provided is a material containing a titanic acid compound of more than one species, wherein the titanic acid compound is reduced so that the absorbance ratio represented by the following formula (1) is 0.12 or more and 0.75 or less. .

Absorbance ratio = [ABS (s) -ABS (0) ] / [ABS (1) -ABS (0) ] (1)

However, in the formula, ABS (0) represents the relative absorbance at the minimum absorption wavelength in the visible light range of 380 nm or more of the diffusion absorption spectrum of the titanate compound before the reduction, and ABS (1) is substantially complete. Represents the relative absorbance at the minimum absorption wavelength of the diffusion absorption spectrum of the titanate compound reduced to ABS, and ABS (s) represents the relative absorbance at the minimum absorption wavelength of the diffusion absorption spectrum of the titanate compound after the reduction. .

この形態においては、前記チタン酸化合物のX線回折スペクトルにおいて、前記チタン酸化合物に由来する回折ピークのみが観察されることが好ましい態様である。また、前記チタン酸化合物は淡灰色を帯びた黄緑色〜灰色を帯びた黄緑色の外観を有していることも好ましい態様である。さらに、前記チタン酸化合物はチタン酸ニッケル及びその固溶体並びにこれらの酸化物中のニッケルを銅で置換固溶した固溶体とすることができる。   In this embodiment, it is a preferred embodiment that only the diffraction peak derived from the titanate compound is observed in the X-ray diffraction spectrum of the titanate compound. Moreover, it is also a preferable aspect that the titanic acid compound has a light grayish yellow-green to grayish yellow-green appearance. Further, the titanic acid compound can be nickel titanate and its solid solution, and nickel in these oxides can be replaced with copper to form a solid solution.

本発明のさらに他の形態によれば、上記いずれかに記載の可視光応答性光触媒材料を含む光触媒複合体が提供される。   According to still another aspect of the present invention, there is provided a photocatalyst complex including any one of the above visible light responsive photocatalytic materials.

さらに、本発明の他の形態によれば、チタン酸化合物の処理方法であって、
以下の(a)〜(c);
(a)チタン酸ニッケル、チタン酸鉄、チタン酸コバルト
(b)上記(a)の各複合酸化物の固溶体
(c)上記(a)及び(b)の各酸化物中のチタン以外の金属元素を、当該金属元素とは異なる異種の金属元素であってニッケル、鉄、銅及びコバルトからなる群から選択される1種又は2種以上で置換固溶した固溶体
からなる群から選択される1種又は2種以上のチタン酸化合物を還元する還元工程を備え、該還元工程は、前記チタン酸化合物を、下記式(1)で表される吸光度比が0.12以上0.75以下となる可視光吸収能を付与する工程である、処理方法が提供される。

吸光度比=[ABS(s)−ABS(0)]/[ABS(1)−ABS(0)] (1)

ただし、式中、ABS(0)は前記還元工程前の前記チタン酸化合物の拡散吸収スペクトルの波長380nm以上の可視光領域での最小吸収波長における相対吸光度を表し、ABS(1)は実質的に完全に還元された前記チタン酸化合物の拡散吸収スペクトルの前記最小吸収波長における相対吸光度を表し、ABS(s)は前記還元工程後の前記チタン酸化合物の拡散吸収スペクトルの前記最小吸収波長における相対吸光度を表す。
Furthermore, according to another aspect of the present invention, there is provided a method for treating a titanic acid compound,
The following (a) to (c);
(A) Nickel titanate, iron titanate, cobalt titanate (b) Solid solution of each composite oxide of (a) (c) Metal elements other than titanium in the oxides of (a) and (b) Is a different metal element different from the metal element, and is selected from the group consisting of a solid solution in which one or more kinds selected from the group consisting of nickel, iron, copper and cobalt are substituted and dissolved Or a reduction step of reducing two or more kinds of titanic acid compounds, wherein the reduction step is such that the titanic acid compound has a visible light absorption ratio represented by the following formula (1) of 0.12 or more and 0.75 or less. A processing method, which is a step of imparting light absorption ability, is provided.

Absorbance ratio = [ABS (s) -ABS (0) ] / [ABS (1) -ABS (0) ] (1)

However, in the formula, ABS (0) represents the relative absorbance at the minimum absorption wavelength in the visible light region having a wavelength of 380 nm or more of the diffusion absorption spectrum of the titanate compound before the reduction step, and ABS (1) is substantially Represents the relative absorbance at the minimum absorption wavelength of the diffusion absorption spectrum of the titanate compound that has been completely reduced, and ABS (s) represents the relative absorbance at the minimum absorption wavelength of the diffusion absorption spectrum of the titanate compound after the reduction step. Represents.

本発明の可視光応答性光触媒材料の製造方法は、所定のチタン酸化合物を還元処理することを特徴とする。こうしたチタン酸化合物を還元することにより、可視光、すなわち、380nm以上800nm以下の波長領域における応答性が高まり、この波長域の光励起により優れた酸化還元能力を示すようになる。従来、酸化チタンに遷移金属をドープしあるいは担持させた上還元処理することにより可視光応答性を高める試みが種々なされてきているが、本発明によれば一定のチタン酸化合物を還元することで、予想を越えた高い可視光応答性を有する光触媒材料を得ることができた。したがって、本発明方法によれば、簡易に高い可視光応答性を有する光触媒材料を得ることができる。   The method for producing a visible light responsive photocatalytic material of the present invention is characterized in that a predetermined titanic acid compound is reduced. By reducing such titanic acid compounds, the responsiveness in visible light, that is, in the wavelength region of 380 nm to 800 nm is increased, and excellent redox ability is exhibited by photoexcitation in this wavelength region. Conventionally, various attempts have been made to increase the visible light responsiveness by doping or supporting a transition metal on titanium oxide, and reducing the titanic acid compound according to the present invention. As a result, a photocatalytic material having a higher visible light response than expected could be obtained. Therefore, according to the method of the present invention, a photocatalytic material having high visible light responsiveness can be obtained easily.

一方、このようなチタン酸化合物を還元しすぎた場合には、チタン酸化合物は黒色を呈するようになり可視光応答性が低下しすぎるが、本発明者らが見出した還元条件を充足するように還元することで、高い可視光応答性を有する光触媒材料を容易に得ることができる。   On the other hand, when such a titanic acid compound is reduced too much, the titanic acid compound becomes black and the visible light responsiveness is too low, but the reduction conditions found by the present inventors are satisfied. By reducing to a photocatalytic material having high visible light responsiveness, it can be easily obtained.

また、本発明の可視光応答性光触媒材料は、所定のチタン酸化合物であって、所定の拡散反射スペクトルを有することを特徴としている。本発明の光触媒材料によれば、可視光応答性を有するものとなっている。本触媒材料は、上記した本発明方法により好適に製造されるものである。   The visible light responsive photocatalytic material of the present invention is a predetermined titanic acid compound and has a predetermined diffuse reflection spectrum. According to the photocatalyst material of the present invention, it has visible light responsiveness. The present catalyst material is preferably produced by the above-described method of the present invention.

以下、本発明の可視光応答性光触媒材料、その製造方法等について詳細に説明する。なお、説明の都合上、本発明の光応答性光触媒材料の製造方法についてまず説明する。   Hereinafter, the visible light responsive photocatalyst material of the present invention, the production method thereof, and the like will be described in detail. For convenience of explanation, the method for producing the photoresponsive photocatalyst material of the present invention will be described first.

(可視光応答性光触媒材料)
(チタン酸化合物)
本発明の可視光応答性光触媒材料の製造方法は、チタン酸化合物の還元工程を備えている。本方法において用いるチタン酸化合物として、以下の(a)〜(c)の化合物が挙げられる。
(a)チタン酸ニッケル、チタン酸鉄、チタン酸コバルト
(b)上記(a)の各複合酸化物の固溶体
(c)上記(a)及び(b)の各酸化物中のチタン以外の金属元素を、当該金属元素とは異なる異種の金属元素であってニッケル、鉄、銅及びコバルトからなる群から選択される1種又は2種以上で置換固溶した固溶体
(Visible light-responsive photocatalytic material)
(Titanate compound)
The manufacturing method of the visible light responsive photocatalyst material of this invention is equipped with the reduction process of a titanic acid compound. Examples of titanic acid compounds used in this method include the following compounds (a) to (c).
(A) Nickel titanate, iron titanate, cobalt titanate (b) Solid solution of each composite oxide of (a) (c) Metal elements other than titanium in the oxides of (a) and (b) Is a solid solution in which the metal element is a different metal element different from the metal element and is replaced with one or more selected from the group consisting of nickel, iron, copper and cobalt

本発明におけるチタン酸化合物としては、これらの1種あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。こうしたチタン酸化合物を還元することにより、高い可視光応答性を付与することができる。なかでも、チタン酸ニッケル及びその固溶体並びにこれらの化合物のニッケルを銅等で置換した銅固溶体を用いることが好ましい。こうしたチタン酸化合物によれば、特に高い可視光吸収特性が得られるからである。   As a titanic acid compound in this invention, these 1 type (s) or 2 or more types can be used in combination. By reducing such titanic acid compounds, high visible light responsiveness can be imparted. Especially, it is preferable to use the copper titanate and its solid solution, and the copper solid solution which substituted nickel of these compounds with copper etc. This is because such a titanic acid compound provides particularly high visible light absorption characteristics.

これらのチタン酸化合物は、従来公知のセラミックスの合成方法により得ることができるが、例えば、合成セラミックス粉末を得る場合には、噴霧熱分解法を用いることができる。還元工程に供されるチタン酸化合物の形態は粉末とすることもできるが、各種三次元形状の成形体としてしてもよいし、シート状体であってもよい。また、還元工程を実施するにあたり、チタン酸化合物以外の他の材料と複合化されていてもよい。この場合、チタン酸化合物は、皮膜として他の材料表面に付与されていてもよいし、他の材料に分散されて保持されていてもよい。   These titanic acid compounds can be obtained by a conventionally known ceramic synthesis method. For example, when obtaining a synthetic ceramic powder, a spray pyrolysis method can be used. Although the form of the titanic acid compound used for the reduction step can be a powder, it can be a molded body having various three-dimensional shapes or a sheet-like body. Moreover, when implementing a reduction | restoration process, you may be compounded with other materials other than a titanic acid compound. In this case, the titanic acid compound may be applied to the surface of another material as a film, or may be dispersed and held in another material.

(還元工程)
チタン酸化合物に高い可視光応答性を付与するには、チタン酸化合物を還元することができる。還元処理は、特に限定しないが、好ましくは、還元雰囲気中においてチタン酸化合物を加熱することによって行う。還元雰囲気は、水素ガスやアンモニアガスなどの還元性ガスを1種又は2種以上からなるガスあるいはこれらの還元性ガスと窒素ガスなどの不活性ガスとの混合ガスを用いることができる。加熱温度は、好ましくは、500℃未満である。500℃未満であると、チタン酸化合物が還元されにくいため、過度に還元されて十分な可視光応答性が得られないことを容易に回避できるからである。好ましくは、450℃以下であり、さらに好ましくは420℃以下である。450℃以下であれば、過度の還元を容易に回避できるからである。420℃以下の場合には、時間によって還元程度を容易に調整することができるとともに、高い可視光応答性が得られるからである。
(Reduction process)
In order to impart high visible light responsiveness to the titanate compound, the titanate compound can be reduced. The reduction treatment is not particularly limited, but is preferably performed by heating the titanate compound in a reducing atmosphere. As the reducing atmosphere, a gas composed of one or more reducing gases such as hydrogen gas and ammonia gas, or a mixed gas of these reducing gases and an inert gas such as nitrogen gas can be used. The heating temperature is preferably less than 500 ° C. This is because when the temperature is less than 500 ° C., the titanic acid compound is difficult to be reduced, so that it is possible to easily avoid excessive reduction and insufficient visible light response. Preferably, it is 450 degrees C or less, More preferably, it is 420 degrees C or less. This is because excessive reduction can be easily avoided at 450 ° C. or lower. This is because when the temperature is 420 ° C. or lower, the degree of reduction can be easily adjusted depending on time and high visible light responsiveness can be obtained.

また、還元工程における加熱温度は、300℃以上であることが好ましい。300℃以上であればチタン酸化合物を還元できるからである。より好ましくは350℃である。350℃以上であれば、効率的にチタン酸化合物を還元できるとともに良好な可視光応答性が得られるからである。さらに好ましくは380℃以上である。   Moreover, it is preferable that the heating temperature in a reduction process is 300 degreeC or more. This is because the titanic acid compound can be reduced at 300 ° C. or higher. More preferably, it is 350 degreeC. This is because when the temperature is 350 ° C. or higher, the titanate compound can be efficiently reduced and good visible light responsiveness can be obtained. More preferably, it is 380 degreeC or more.

以上のことから、還元工程における加熱温度は、300℃以上500℃未満であることが好ましく、より好ましくは、350℃以上450℃以下である。また、350℃以上420℃以下とすることも好ましい。また、380℃以上420℃以下又は400℃近傍にて加熱することがより好ましい。   From the above, the heating temperature in the reduction step is preferably 300 ° C. or higher and lower than 500 ° C., and more preferably 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower. Moreover, it is also preferable to set it as 350 to 420 degreeC. Moreover, it is more preferable to heat at 380 ° C. or higher and 420 ° C. or lower or around 400 ° C.

還元工程における加熱時間は特に限定しないが、例えば、350℃以上450℃以下の場合、数十分から1時間以内程度とすることができる。好ましくは30分程度である。還元工程におけるチタン酸化合物の還元程度は、以下に示すような還元工程後のチタン酸化合物の拡散反射スペクトルや粉末X線回折スペクトルを指標として設定することができる。   Although the heating time in a reduction process is not specifically limited, For example, in the case of 350 degreeC or more and 450 degrees C or less, it can be set to about several dozen to about 1 hour. Preferably it is about 30 minutes. The degree of reduction of the titanic acid compound in the reduction step can be set by using a diffuse reflection spectrum or a powder X-ray diffraction spectrum of the titanic acid compound after the reduction step as shown below as an index.

チタン酸化合物の適切な還元程度は拡散反射スペクトルにより得ることができる。本発明で用いるチタン酸化合物は、その還元程度により外観の色相が異なる。こうした色相の相違は、拡散反射スペクトルによって容易に把握することができる。本発明方法において好ましい還元程度の指標となるチタン酸化合物の拡散反射スペクトルの第1の特徴は、前記チタン酸化合物が完全に還元されていないことである。チタン酸化合物が完全に還元された場合の拡散反射スペクトルは、波長380nm以上の可視領域においておおよそ一定の吸光度を示すものであるが、本発明においては、こうした拡散反射スペクトルを示さないことである。すなわち、拡散反射スペクトルの可視光領域において最大吸収や最小吸収を有することである。   An appropriate degree of reduction of the titanate compound can be obtained by a diffuse reflectance spectrum. The appearance of the titanic acid compound used in the present invention varies depending on the degree of reduction. Such a difference in hue can be easily grasped by a diffuse reflection spectrum. The first feature of the diffuse reflectance spectrum of titanate compounds, which is a preferable index of reduction in the method of the present invention, is that the titanate compounds are not completely reduced. When the titanic acid compound is completely reduced, the diffuse reflectance spectrum shows a substantially constant absorbance in the visible region having a wavelength of 380 nm or more. However, in the present invention, such a diffuse reflectance spectrum is not exhibited. That is, it has maximum absorption and minimum absorption in the visible light region of the diffuse reflection spectrum.

さらに具体的には、還元されたチタン酸化合物についての下記式(1)で表される吸光度比が0.12以上0.75以下であることである。

吸光度比=[ABS(s)−ABS(0)]/[ABS(1)−ABS(0)] (1)

ただし、式中、ABS(0)は前記還元工程前の前記チタン酸化合物の拡散吸収スペクトルの波長380nm以上の可視光領域での最小吸収波長における相対吸光度を表し、ABS(1)は実質的に完全に還元された前記チタン酸化合物の拡散吸収スペクトルの前記最小吸収波長における相対吸光度を表し、ABS(s)は前記還元工程後の前記チタン酸化合物の拡散吸収スペクトルの前記最小吸収波長における相対吸光度を表す。
More specifically, the absorbance ratio represented by the following formula (1) for the reduced titanic acid compound is 0.12 or more and 0.75 or less.

Absorbance ratio = [ABS (s) -ABS (0) ] / [ABS (1) -ABS (0) ] (1)

However, in the formula, ABS (0) represents the relative absorbance at the minimum absorption wavelength in the visible light region having a wavelength of 380 nm or more of the diffusion absorption spectrum of the titanate compound before the reduction step, and ABS (1) is substantially Represents the relative absorbance at the minimum absorption wavelength of the diffusion absorption spectrum of the titanate compound that has been completely reduced, and ABS (s) represents the relative absorbance at the minimum absorption wavelength of the diffusion absorption spectrum of the titanate compound after the reduction step. Represents.

チタン酸化合物の種類にもよるが、当該吸光度比が0.12以上0.75以下であれば、可視光応答性を発揮させることができる。当該吸光度比は好ましくは0.13以上である。また、当該吸光度比は0.7以下であることが好ましい。これらの範囲にあると、還元処理により適切な可視光応答性がチタン酸化合物に付与されたということができる。前記吸光度比の基準となる相対吸光度は、いずれも、還元処理前の拡散反射スペクトルにおける最小吸収波長を基準とすることが好ましい。なお、可視光領域は800nmまでの範囲とすることが好ましい。また、ここでいう実質的に完全に還元されたチタン酸化合物としては、還元によりその拡散反射スペクトルの可視光領域でおおよそ一定した相対吸光度を呈するようになったもの又は目視にて十分に黒色化したもの若しくは標準物質としての黒体のいずれかを用いることができる。   Although depending on the type of titanic acid compound, visible light responsiveness can be exhibited when the absorbance ratio is 0.12 or more and 0.75 or less. The absorbance ratio is preferably 0.13 or more. The absorbance ratio is preferably 0.7 or less. When in these ranges, it can be said that appropriate visible light responsiveness was imparted to the titanic acid compound by the reduction treatment. It is preferable that the relative absorbance that serves as a reference for the absorbance ratio is based on the minimum absorption wavelength in the diffuse reflection spectrum before the reduction treatment. Note that the visible light region is preferably in the range of up to 800 nm. In addition, as the titanic acid compound substantially completely reduced as referred to herein, a compound that has exhibited a substantially constant relative absorbance in the visible light region of the diffuse reflection spectrum by reduction or sufficiently blackened visually. Or a black body as a standard substance can be used.

なお、ここでいう相対吸光度は、拡散反射スペクトルからKubelka-Munk法により変換された値である。また、各相対吸光度は、還元処理前後のチタン酸化合物の拡散反射スペクトルを同一条件下(典型的には、同一測定装置及び同一スペクトル測定条件)で測定したものとする。なお、スペクトル測定条件は、拡散反射スペクトル(波長及び吸光度等)測定の正確性、精度及び再現性に支障ない範囲であれば必ずしも完全に一致していなくてもよい。   Here, the relative absorbance is a value converted from the diffuse reflection spectrum by the Kubelka-Munk method. Each relative absorbance is obtained by measuring the diffuse reflection spectrum of the titanate compound before and after the reduction treatment under the same conditions (typically, the same measurement apparatus and the same spectrum measurement conditions). Note that the spectrum measurement conditions do not necessarily have to be completely the same as long as they do not interfere with the accuracy, precision, and reproducibility of the diffuse reflection spectrum (wavelength, absorbance, etc.) measurement.

また、チタン酸化合物はチタン酸ニッケル及びその固溶体並びにこれらの酸化物中のニッケルを銅で置換固溶した固溶体のとき、還元処理後の可視光域の吸収スペクトルは、420nm以上480nm以下に第1の最大吸収波長を有し、700nm以上800nm以下に第2の最大吸収波長を有し、500nm以上700nm以下に一つの最小吸収波長を有し、さらに、前記第1の最大吸収波長における吸光度に対する前記最小吸収波長における吸光度の比が0.1以上0.9以下であってもよい。こうした吸収スペクトルを有するチタン酸化合物は、高い可視光応答性を備えることができる。前記吸光度比は、好ましく0.2以上であり、さらに好ましくは、0.6以上である。また、より好ましくは、0.8以下である。   In addition, when the titanic acid compound is nickel titanate, a solid solution thereof, or a solid solution obtained by replacing nickel in these oxides with copper, the absorption spectrum in the visible light region after the reduction treatment is first in the range from 420 nm to 480 nm. A maximum absorption wavelength of 700 nm to 800 nm, a second maximum absorption wavelength of 500 nm to 700 nm, and a minimum absorption wavelength of 500 nm to 700 nm, and further to the absorbance at the first maximum absorption wavelength. The absorbance ratio at the minimum absorption wavelength may be 0.1 or more and 0.9 or less. A titanic acid compound having such an absorption spectrum can have high visible light responsiveness. The absorbance ratio is preferably 0.2 or more, and more preferably 0.6 or more. More preferably, it is 0.8 or less.

チタン酸化合物がチタン酸ニッケルのときの各種の還元条件による還元処理後の拡散反射スペクトルを図1に例示する。このスペクトルにおいて、最小吸収波長は、575nm〜600nm程度とすることができる。また、一つの最大吸収波長は、450nm近傍とすることができ、他の一つの最大吸収波長はブロードであるが800nm近傍とすることができる。   FIG. 1 illustrates diffuse reflection spectra after reduction treatment under various reduction conditions when the titanate compound is nickel titanate. In this spectrum, the minimum absorption wavelength can be about 575 nm to 600 nm. One maximum absorption wavelength can be in the vicinity of 450 nm, and the other maximum absorption wavelength is broad but can be in the vicinity of 800 nm.

なお、拡散反射スペクトルにおける最大吸収波長、最小吸収波長は、スペクトル全体からみて適切であれば足り、適宜、スペクトルの目視観察のみならず吸収スペクトル測定装置における最大吸収波長や最小吸収波長の検出システムによって取得することができる。同様に、最大吸収波長や最小吸収波長における吸光度は、測定装置における検出システムによって取得することができる。   Note that the maximum absorption wavelength and the minimum absorption wavelength in the diffuse reflection spectrum need only be appropriate in view of the entire spectrum, and are appropriately determined not only by visual observation of the spectrum, but also by a detection system for the maximum absorption wavelength and the minimum absorption wavelength in the absorption spectrum measurement device. Can be acquired. Similarly, the absorbance at the maximum absorption wavelength and the minimum absorption wavelength can be obtained by a detection system in the measurement apparatus.

適切な還元処理の指標となる第2の特徴は、目視による外観(色相)である。適切な還元処理後のチタン酸化合物(典型的には粉末)は淡灰色を帯びた黄緑色から灰色を帯びた黄緑色を示すことができる。第2の特徴は、適切な還元状態を容易に把握できる点において優れている。なお、粉末の色相の相違は、JIS K7103(1977)等に定義される黄色度(YI)やJIS L1015(1992)等において定義される白色度(W)によって規定することもできる。   A second feature that serves as an index of appropriate reduction treatment is visual appearance (hue). A suitable titanate compound (typically powder) after the reduction treatment can exhibit a light gray yellowish green to a grayish yellow green. The second feature is excellent in that an appropriate reduction state can be easily grasped. The difference in the hue of the powder can also be defined by the yellowness (YI) defined in JIS K7103 (1977) or the like and the whiteness (W) defined in JIS L1015 (1992) or the like.

また、チタン酸化合物の適切な還元程度を示す他の一つの指標は、粉末X線回折スペクトルにより得ることができる。適切な還元が施された場合には、当該スペクトルにおいて、還元対象となるチタン酸化合物に由来するピークのみが観察されるか、あるいは当該チタン酸化合物を構成する金属及び/又はその酸化物に由来するピークが観察されてもごくわずかである程度とすることができる。過度の還元が施された場合には、チタン酸化合物を構成する金属及び/又はその酸化物に由来するピークが観察されるようになる。したがって、上記のような粉末X線回折スペクトルを有する場合には、還元処理前のチタン酸化合物の結晶構造が維持されていると考えられ、こうした結晶構造の維持が可視光応答性の発現に寄与しているものと推測される。より好ましくは、チタン酸化合物の粉末X線回折スペクトルは、チタン酸化合物に由来するピークのみが観察される。また、本発明におけるチタン酸化合物が適切に還元されたときの粉末X線回折スペクトルでは、酸化チタン、ニッケル、鉄、コバルト及び銅に由来するピークが観察されないことが好ましい。   Further, another index indicating an appropriate reduction degree of the titanic acid compound can be obtained by a powder X-ray diffraction spectrum. When appropriate reduction is performed, in the spectrum, only the peak derived from the titanate compound to be reduced is observed, or derived from the metal constituting the titanate compound and / or its oxide. Even if a peak to be observed is observed, it can be made to some extent. When excessive reduction is performed, peaks derived from the metal constituting the titanic acid compound and / or its oxide are observed. Therefore, when it has the powder X-ray diffraction spectrum as described above, it is considered that the crystal structure of the titanate compound before the reduction treatment is maintained, and the maintenance of such crystal structure contributes to the development of visible light responsiveness. Presumed to be. More preferably, only the peak derived from the titanate compound is observed in the powder X-ray diffraction spectrum of the titanate compound. Moreover, in the powder X-ray diffraction spectrum when the titanic acid compound in this invention is reduced | reduced appropriately, it is preferable that the peak derived from a titanium oxide, nickel, iron, cobalt, and copper is not observed.

これらの還元程度の指標は、還元処理後のチタン酸化合物の、有機物分解反応などによって把握される酸化還元性能と整合性を有している。したがって、チタン酸化合物が適切に還元処理されたか否かは、還元処理後のチタン酸化合物の酸化還元性能を直接測定することによっても確認することができる。   These indicators of the degree of reduction are consistent with the redox performance of the titanic acid compound after the reduction treatment ascertained by the organic matter decomposition reaction or the like. Therefore, whether or not the titanate compound is appropriately reduced can be confirmed by directly measuring the oxidation-reduction performance of the titanate compound after the reduction treatment.

(可視光応答性光触媒材料)
こうして所定のチタン酸化合物に還元処理を施すことにより、本発明の可視光応答性光触媒材料を得ることができる。本光触媒材料は、上記所定のチタン酸化合物を含有するとともに、上記したチタン酸化合物の拡散反射スペクトルにおける第1の特徴、第2の特徴、上記粉末X線スペクトル及び外観上の特徴のいずれかあるいは2種以上を備えている。好ましくは、これらの特徴の全てを備えている。本発明の本光触媒材料は、当業者の予想を越えた高い可視光応答性を有し、可視光のみでも高い光触媒活性を発揮するものとなっている。なお、本発明の光触媒材料は、所定のチタン酸化合物を含有し、本発明方法によって得られるものに限定しないで、上記した還元程度の指標を少なくとも一つ充足するものであればよい。
(Visible light-responsive photocatalytic material)
Thus, the visible light responsive photocatalyst material of this invention can be obtained by performing a reduction process to a predetermined titanic acid compound. The photocatalyst material contains the predetermined titanic acid compound, and any one of the first characteristic, the second characteristic, the powder X-ray spectrum, and the appearance characteristic in the diffuse reflection spectrum of the titanic acid compound described above or Two or more types are provided. Preferably all of these features are provided. The photocatalyst material of the present invention has high visible light responsiveness beyond the expectation of those skilled in the art, and exhibits high photocatalytic activity even with only visible light. In addition, the photocatalyst material of the present invention contains a predetermined titanic acid compound, and is not limited to that obtained by the method of the present invention, as long as it satisfies at least one index of the above-described reduction degree.

(光触媒複合体)
本発明の光触媒材料は、還元処理後のチタン酸化合物以外の材料を含有する光触媒複合体の形態を有していてもよい。既に説明したように、材料としての機能に障害を及ぼさない限り、還元処理を他の材料との複合形態で実施することもできるし、還元処理後のチタン酸化合物を他の材料と複合化してもよい。
(Photocatalyst complex)
The photocatalyst material of the present invention may have a form of a photocatalyst complex containing a material other than the titanate compound after the reduction treatment. As already explained, as long as the function as a material is not hindered, the reduction treatment can be carried out in a composite form with other materials, or the titanate compound after the reduction treatment can be combined with other materials. Also good.

(チタン酸化合物の処理方法:可視光応答性光触媒材料の再活性化)
また、本発明の光触媒材料は、酸化還元能力が低下してきた場合には、再び、チタン酸化の還元処理を行うことで光触媒材料を再活性化することができる。酸化還元性能の低下は、当該機能の低下のほか、チタン酸化合物の外観等など上記した各種の還元程度の指標からも把握することができる。この還元処理においては、上記した各種の還元程度の指標をそのまま適用することができる。
(Titanate compound treatment method: Reactivation of visible light responsive photocatalytic material)
Moreover, the photocatalyst material of this invention can reactivate a photocatalyst material by performing the reduction process of titanium oxidation again, when the oxidation-reduction capability has fallen. The reduction in the oxidation-reduction performance can be grasped from the above-mentioned various reduction indicators such as the appearance of the titanic acid compound in addition to the reduction in the function. In this reduction process, the above-described various indexes of reduction can be applied as they are.

以上説明したように、本発明によれば、高い可視光応答性を有する光触媒材料、光触媒材料複合体が提供される。また、本発明によれば、高い可視光応答性を有する光触媒材料を簡易に得ることのできる製造方法及びチタン酸化合物の処理方法が提供される。   As described above, according to the present invention, a photocatalyst material and a photocatalyst material composite having high visible light responsiveness are provided. Moreover, according to this invention, the manufacturing method and the processing method of a titanic acid compound which can obtain the photocatalyst material which has high visible light responsiveness easily are provided.

以下、本発明を実施例を挙げて具体的に説明するが、これらの実施例は、本発明を限定することを意図するものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, these Examples are not intending limiting this invention.

(チタン酸ニッケル粉末の合成)
チタン酸ニッケル粉末の原料として、硝酸ニッケルとチタンイソプロポキシドを用いる。
硝酸ニッケルとチタンイソプロポキシドを、ニッケルとチタンのモル比が1:1となるように無水エタノール中に溶解した。この溶液を、アンモニア水中に滴下して、微粒子懸濁液を得た。この懸濁液を、噴霧熱分解装置によって結晶性粉末を合成した。具体的には、懸濁液を超音波振動によって霧化し、霧化した微粒子をキャリアーガス(空気)により100℃、200℃、400℃及び800℃に保持した電気炉に導入し、霧化した液滴の乾燥、分解、結晶化を行い、生成したチタン酸ニッケル微粒子をフィルターで回収した。なお、キャリアガス(空気)流量は、5L/分とした。
(Synthesis of nickel titanate powder)
Nickel nitrate and titanium isopropoxide are used as raw materials for the nickel titanate powder.
Nickel nitrate and titanium isopropoxide were dissolved in absolute ethanol so that the molar ratio of nickel to titanium was 1: 1. This solution was dropped into aqueous ammonia to obtain a fine particle suspension. From this suspension, a crystalline powder was synthesized by a spray pyrolysis apparatus. Specifically, the suspension was atomized by ultrasonic vibration, and the atomized fine particles were introduced into an electric furnace maintained at 100 ° C., 200 ° C., 400 ° C., and 800 ° C. with a carrier gas (air) and atomized. The droplets were dried, decomposed, and crystallized, and the produced nickel titanate fine particles were collected with a filter. The carrier gas (air) flow rate was 5 L / min.

(チタン酸ニッケル粉末の還元)
得られたチタン酸ニッケル粉末を、1気圧水素雰囲気中で350℃、400℃及び500℃の条件(いずれも加熱時間は30分)で還元した。チタン酸ニッケル粉末については、還元処理前後で拡散反射スペクトルを測定した。また、還元処理後のチタン酸ニッケル粉末について粉末X線回折スペクトルを測定するとともに、各種粉末の可視光下での光触媒性能をメチレンブルー分解率によって評価した。試験条件は、光強度(波長500nm):50μWcm−2とし、同時に二酸化チタンについても評価した。各種還元条件によって得られたチタン酸化合物の拡散反射スペクトルを図1に示し、光触媒性能の評価結果を図2に示す。
(Reduction of nickel titanate powder)
The obtained nickel titanate powder was reduced under conditions of 350 ° C., 400 ° C. and 500 ° C. in a 1 atmosphere hydrogen atmosphere (all heating times were 30 minutes). About the nickel titanate powder, the diffuse reflection spectrum was measured before and after the reduction treatment. Moreover, while measuring powder X-ray diffraction spectrum about the nickel titanate powder after a reduction process, the photocatalytic performance under visible light of various powder was evaluated by the methylene blue decomposition rate. The test conditions were light intensity (wavelength 500 nm): 50 μWcm −2, and titanium dioxide was also evaluated at the same time. FIG. 1 shows the diffuse reflectance spectrum of the titanate compound obtained under various reduction conditions, and FIG. 2 shows the evaluation results of the photocatalytic performance.

チタン酸ニッケル粉末は、還元処理前の目視による外観観察では、黄緑色を呈していたが、還元処理により灰色を帯び、500℃、30分の還元処理により黒色を呈した。すなわち、350℃、30分の還元処理では、淡灰色を帯びた黄緑色を呈し、400℃、30分の還元処理では、灰色を帯びた黄緑色を呈した。   The nickel titanate powder had a yellowish green color by visual observation before the reduction treatment, but became gray by the reduction treatment and black by the reduction treatment at 500 ° C. for 30 minutes. That is, the reduction treatment at 350 ° C. for 30 minutes exhibited a light grayish yellow green color, and the reduction treatment at 400 ° C. for 30 minutes exhibited a grayish yellowish green color.

図1に示すように、こうした色相の変化は、拡散反射スペクトルにも顕れた。すなわち、還元処理前には、450nm近傍と800nm近傍とに最大吸収波長を有し、600nm近傍に最小吸収波長を有しており、還元処理時の加熱温度の上昇につれて、最大吸収波長における吸光度は大きく変化しなかったが、最小吸収波長における吸光度が増大し、500℃の還元処理ではこれらの最大吸収や最小吸収は観察されなくなくなり、可視光領域でおおよそ一定の相対吸光度を呈した。また、350℃の還元処理における前記式(1)に基づく吸光度比(ただし、最小吸収波長を600nm近傍(約575nm)とする。)は、約0.15であり、400℃の還元処理における前記式(1)に基づく吸光度比は約0.65であった。   As shown in FIG. 1, such a change in hue also appeared in the diffuse reflection spectrum. That is, before the reduction treatment, it has a maximum absorption wavelength near 450 nm and 800 nm, and has a minimum absorption wavelength near 600 nm. As the heating temperature during the reduction treatment increases, the absorbance at the maximum absorption wavelength is Although there was no significant change, the absorbance at the minimum absorption wavelength increased, and these maximum absorption and minimum absorption were not observed in the reduction treatment at 500 ° C., and a roughly constant relative absorbance was exhibited in the visible light region. The absorbance ratio based on the above formula (1) in the reduction treatment at 350 ° C. (however, the minimum absorption wavelength is about 600 nm (about 575 nm)) is about 0.15. The absorbance ratio based on equation (1) was about 0.65.

また、400℃及び500℃での還元処理後のチタン酸ニッケルの粉末X線回折スペクトルによれば、400℃の処理ではチタン酸ニッケルのピークのみが観察されたのに対し、500℃の処理ではチタン酸ニッケル以外に二酸化チタンとニッケルのピークが観察された。   Further, according to the powder X-ray diffraction spectrum of nickel titanate after reduction treatment at 400 ° C. and 500 ° C., only the peak of nickel titanate was observed in the treatment at 400 ° C., whereas in the treatment at 500 ° C. In addition to nickel titanate, titanium dioxide and nickel peaks were observed.

また、図2の可視光下での光触媒能の評価結果に示すように、350℃及び400℃での還元処理では、二酸化チタンの3倍〜7倍程度の光触媒能を示した。これに対し、500℃の還元処理では、二酸化チタンよりも低い光触媒機能しか示さなかった。   Moreover, as shown in the evaluation result of the photocatalytic ability under visible light in FIG. 2, the reduction treatment at 350 ° C. and 400 ° C. showed a photocatalytic ability about 3 to 7 times that of titanium dioxide. In contrast, the reduction treatment at 500 ° C. showed only a lower photocatalytic function than titanium dioxide.

以上の結果から、チタン酸ニッケルを適度に還元処理することにより、高い可視光応答性を有する光触媒材料が得られることが示された。具体的には、350℃〜400℃、30分程度の還元処理が有効であることが示された。また、還元処理後のチタン酸ニッケルの物性評価結果と光触媒能の評価結果によれば、有効な還元処理の指標として、粉末の外観観察、拡散反射スペクトルにおける最大吸収波長や最小吸収波長並びに吸光度比、粉末X線回折スペクトルを用いることできることが示された。   From the above results, it was shown that a photocatalytic material having high visible light responsiveness can be obtained by appropriately reducing nickel titanate. Specifically, it was shown that reduction treatment at 350 ° C. to 400 ° C. for about 30 minutes is effective. Moreover, according to the physical property evaluation result and the photocatalytic ability evaluation result of the nickel titanate after the reduction treatment, as an effective reduction treatment index, the appearance of the powder, the maximum absorption wavelength, the minimum absorption wavelength and the absorbance ratio in the diffuse reflection spectrum are used. It was shown that a powder X-ray diffraction spectrum can be used.

各種還元条件による還元チタン酸ニッケル粉末の拡散反射スペクトルを示す図。The figure which shows the diffuse reflection spectrum of the reduced nickel titanate powder by various reduction conditions. 還元チタン酸ニッケルの可視光下での光触媒能を示すグラフ図。The graph which shows the photocatalytic capability under visible light of reduced nickel titanate.

Claims (11)

可視光応答性光触媒材料の製造方法であって、
チタン酸ニッケルを、下記式(1)で表される吸光度比が0.12以上0.75以下となるように還元する工程を備える、製造方法。
吸光度比=[ABS(s)−ABS(0)]/[ABS(1)−ABS(0)] (1)

ただし、式中、ABS(0)は前記還元工程前の前記チタン酸化合物の拡散反射スペクトルの波長380nm以上の可視光領域での最小吸収波長における相対吸光度を表し、ABS(1)は実質的に完全に還元された前記チタン酸ニッケルの拡散反射スペクトルの前記最小吸収波長における相対吸光度を表し、ABS(s)は前記還元工程後の前記チタン酸ニッケルの拡散反射スペクトルの前記最小吸収波長における相対吸光度を表す。
A method for producing a visible light responsive photocatalytic material, comprising:
A manufacturing method provided with the process of reduce | restoring nickel titanate so that the light absorbency ratio represented by following formula (1) may be 0.12 or more and 0.75 or less.
Absorbance ratio = [ABS (s) -ABS (0) ] / [ABS (1) -ABS (0) ] (1)

However, in the formula, ABS (0) represents the relative absorbance at the minimum absorption wavelength in the visible light region having a wavelength of 380 nm or more of the diffuse reflection spectrum of the titanate compound before the reduction step, and ABS (1) is substantially Represents the relative absorbance at the minimum absorption wavelength of the diffuse reflection spectrum of the nickel titanate that has been completely reduced, and ABS (s) represents the relative absorbance at the minimum absorption wavelength of the diffuse reflection spectrum of the nickel titanate after the reduction step. Represents.
前記吸光度比は0.7以下である、請求項1に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1, wherein the absorbance ratio is 0.7 or less. 前記還元工程は、前記還元工程後のチタン酸ニッケルのX線回折スペクトルにおいて該チタン酸ニッケルに由来する回折ピークのみが観察される程度に前記チタン酸ニッケルを還元する工程である、請求項1又は2に記載の製造方法。   The reduction step is a step of reducing the nickel titanate to such an extent that only a diffraction peak derived from the nickel titanate is observed in an X-ray diffraction spectrum of the nickel titanate after the reduction step. 2. The production method according to 2. 前記還元工程は、前記チタン酸ニッケルを350℃以上450℃以下に加熱して還元する工程である、請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。   The said reduction process is a manufacturing method in any one of Claims 1-3 which is a process of heating and reducing the said nickel titanate to 350 to 450 degreeC. 前記還元工程後のチタン酸ニッケルの拡散反射スペクトルが420nm以上480nm以下に第1の最大吸収波長を有し、700nm以上800nm以下に第2の最大吸収波長を有し、500nm以上700nm以下に一つの最小吸収波長を有し、前記第1の最大吸収波長における吸光度に対する前記最小吸収波長における吸光度の比が0.1以上0.9以下となる程度に前記チタン酸ニッケルを還元する工程である、請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。 The diffuse reflection spectrum of nickel titanate after the reduction step has a first maximum absorption wavelength at 420 nm to 480 nm, a second maximum absorption wavelength at 700 nm to 800 nm, and one at 500 nm to 700 nm. The step of reducing the nickel titanate to a degree having a minimum absorption wavelength and a ratio of absorbance at the minimum absorption wavelength to absorbance at the first maximum absorption wavelength being 0.1 or more and 0.9 or less. Item 5. The production method according to any one of Items 1 to 4. 請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法により得られる可視光応答性光触媒材料。   A visible light responsive photocatalytic material obtained by the production method according to claim 1. 可視光応答性光触媒材料であって、
チタン酸ニッケルを含有し、下記式(1)で表される吸光度比が0.12以上0.75以下となるように還元されている、材料。

吸光度比=[ABS(s)−ABS(0)]/[ABS(1)−ABS(0)] (1)

ただし、式中、ABS(0)は前記還元前の前記チタン酸ニッケルの拡散反射スペクトルの波長380nm以上の可視光領域での最小吸収波長における相対吸光度を表し、ABS(1)は実質的に完全に還元された前記チタン酸ニッケルの拡散反射スペクトルの前記最小吸収波長における相対吸光度を表し、ABS(s)は前記還元後の前記チタン酸ニッケルの拡散反射スペクトルの前記最小吸収波長における相対吸光度を表す。
A visible light responsive photocatalytic material,
A material containing nickel titanate and reduced so that an absorbance ratio represented by the following formula (1) is 0.12 or more and 0.75 or less.

Absorbance ratio = [ABS (s) -ABS (0) ] / [ABS (1) -ABS (0) ] (1)

In the formula, ABS (0) represents the relative absorbance at the minimum absorption wavelength in the visible light region of wavelength 380 nm or more of the diffuse reflection spectrum of the nickel titanate before the reduction, and ABS (1) is substantially complete. Represents the relative absorbance at the minimum absorption wavelength of the diffuse reflection spectrum of the nickel titanate reduced to ABS, and ABS (s) represents the relative absorbance at the minimum absorption wavelength of the diffuse reflection spectrum of the nickel titanate after reduction. .
還元後の前記チタン酸ニッケルのX線回折スペクトルにおいて、前記チタン酸ニッケルに由来する回折ピークのみが観察される、請求項7に記載の材料。   The material according to claim 7, wherein only a diffraction peak derived from the nickel titanate is observed in an X-ray diffraction spectrum of the nickel titanate after reduction. 還元後の前記チタン酸ニッケルは、拡散反射スペクトルが420nm以上480nm以下に第1の最大吸収波長を有し、700nm以上800nm以下に第2の最大吸収波長を有し、500nm以上700nm以下に一つの最小吸収波長を有し、前記第1の最大吸収波長における吸光度に対する前記最小吸収波長における吸光度の比が0.1以上0.9以下である、請求項7又は8に記載の材料。   The reduced nickel titanate has a diffuse reflection spectrum having a first maximum absorption wavelength of 420 nm or more and 480 nm or less, a second maximum absorption wavelength of 700 nm or more and 800 nm or less, and one in 500 nm or more and 700 nm or less. The material according to claim 7 or 8, wherein the material has a minimum absorption wavelength, and a ratio of absorbance at the minimum absorption wavelength to absorbance at the first maximum absorption wavelength is 0.1 or more and 0.9 or less. 請求項7〜9のいずれかに記載の可視光応答性光触媒材料を含む光触媒複合体。   The photocatalyst composite containing the visible light responsive photocatalyst material in any one of Claims 7-9. チタン酸化合物の処理方法であって、
チタン酸ニッケルを還元する還元工程を備え、
該還元工程は、前記チタン酸ニッケルを、下記式(1)で表される吸光度比が0.12以上0.75以下となる可視光吸収能を付与する工程である、処理方法。

吸光度比=[ABS(s)−ABS(0)]/[ABS(1)−ABS(0)] (1)

ただし、式中、ABS(0)は前記還元工程前の前記チタン酸ニッケルの拡散反射スペクトルの波長380nm以上の可視光領域での最小吸収波長における相対吸光度を表し、ABS(1)は実質的に完全に還元された前記チタン酸ニッケルの拡散反射スペクトルの前記最小吸収波長における相対吸光度を表し、ABS(s)は前記還元工程後の前記チタン酸ニッケルの拡散反射スペクトルの前記最小吸収波長における相対吸光度を表す。
A method for treating a titanic acid compound,
Comprising a reduction step of reducing nickel titanate,
The reduction step is a treatment method in which the nickel titanate is provided with a visible light absorption ability such that the absorbance ratio represented by the following formula (1) is 0.12 or more and 0.75 or less.

Absorbance ratio = [ABS (s) -ABS (0) ] / [ABS (1) -ABS (0) ] (1)

However, in the formula, ABS (0) represents the relative absorbance at the minimum absorption wavelength in the visible light region of wavelength 380 nm or more of the diffuse reflection spectrum of the nickel titanate before the reduction step, and ABS (1) is substantially Represents the relative absorbance at the minimum absorption wavelength of the diffuse reflection spectrum of the nickel titanate that has been completely reduced, and ABS (s) represents the relative absorbance at the minimum absorption wavelength of the diffuse reflection spectrum of the nickel titanate after the reduction step. Represents.
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