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公開番号2025129752
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-05
出願番号2024026620
出願日2024-02-26
発明の名称可視光応答型光触媒
出願人学校法人龍谷大学
代理人弁理士法人WisePlus
主分類B01J 23/08 20060101AFI20250829BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】優れた光触媒効果を有する可視光応答型光触媒を提供する。
【解決手段】オキシ水酸化ガリウムを含む可視光応答型光触媒、および、オキシ水酸化ガリウムまたは酸化ガリウムと、亜鉛、酸化亜鉛、チタンまたは酸化チタンを含む可視光応答型光触媒に関する。
【選択図】なし

特許請求の範囲【請求項１】
オキシ水酸化ガリウムを含む可視光応答型光触媒。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
オキシ水酸化ガリウムまたは酸化ガリウムと、亜鉛、酸化亜鉛、チタンまたは酸化チタンを含む可視光応答型光触媒。
【請求項３】
平均粒子径が０．０１～１５μｍである請求項２に記載の可視光応答型光触媒。
【請求項４】
平均長辺が０．０４～１５μｍであり、平均短辺が０．０１～１０μｍである請求項２または３に記載の可視光応答型光触媒。
【請求項５】
超音波照射してガリウムを水中に分散させる工程、および、
得られた分散液から水を除去し、乾燥する工程
を含む請求項１または２に記載の可視光応答型光触媒の製造方法。
【請求項６】
照射する超音波の周波数が１０～１００ｋＨｚである請求項５に記載の可視光応答型光触媒の製造方法。
【請求項７】
超音波の照射時間が１～５時間である請求項５に記載の可視光応答型光触媒の製造方法。
【請求項８】
さらに、乾燥して得られた粒子を４００℃以下の温度で熱処理する工程を含む請求項５に記載の可視光応答型光触媒の製造方法。
【請求項９】
分散工程において、ガリウムとともに、亜鉛、酸化亜鉛、チタンまたは酸化チタンを分散させる請求項５に記載の可視光応答型光触媒の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、可視光応答型光触媒に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
光触媒は、光エネルギーを吸収して電子（ｅ
－
）と正孔（ｈ
＋
）のペアを形成するが、この正孔（ｈ
＋
）が触媒の表面にある水分を強い酸化力を持つヒドロキシラジカルに変えることで、このヒドロキシラジカルが汚染物資や汚れ、細菌などの有機物を分解し、その機能を発揮する。その効果は、吸収する光エネルギーの大きさに比例し、光触媒のバンドギャップエネルギーと関係する。吸収できる光エネルギーは、バンドギャップエネルギーＥｇが低いほど大きく、吸収可能な上限の波長λと下記式の関係にある。
Ｅｇ＝プランク定数×光速度／λ＝１２４０／λ
【０００３】
光触媒として広く活用されている酸化チタンＴｉＯ
２
は、バンドギャップエネルギーが３．２ｅＶであり、波長３８８ｎｍ以下の紫外光を利用できるが、太陽光全エネルギーのわずか３％弱しか活用できない。特許文献１には、バンドギャップエネルギーがさらに低い単斜晶系バナジン酸ビスマスＢｉＶＯ
４
の効率的な製造方法が開示されており、バンドギャップエネルギーは２．４ｅＶで、波長５１７ｎｍ以下の可視光と紫外光のエネルギーを利用できるが、太陽光全エネルギーの１９％弱しか活用できない。
【０００４】
その他の可視光応答型光触媒として、グラファイト状窒化炭素ｇ－Ｃ
３
Ｎ
４
（非特許文献１）や、メラミンＣ
３
Ｈ
６
Ｎ
６
とＢｉＶＯ
４
との焼成物（特許文献２）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０－１１１４７６号公報
特開２０２１－１３７７８９号公報
【非特許文献】
【０００６】
「ＧＳアライアンスが可視光応答型光触媒、人工光合成にも応用できるグラファイト状窒化炭素（ｇ－Ｃ３Ｎ４）を合成して商業化」２０１８年１０月４日公開、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ａｔｐｒｅｓｓ．ｎｅ．ｊｐ／ｎｅｗｓ／１６７５２３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１～２および非特許文献１で開示されている可視光応答型光触媒は、光触媒効果は十分ではない。本発明は、優れた光触媒効果を有する可視光応答型光触媒を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者はオキシ水酸化ガリウムが光触媒効果を有することが知られている酸化ガリウムよりも高い光触媒効果を奏することを見出し、本発明を完成した。また、本発明者はオキシ水酸化ガリウムまたは酸化ガリウムに、チタン、酸化チタン、亜鉛または酸化亜鉛を添加すると、酸化ガリウムを単独で使用する光触媒よりも高い可視光応答型光触媒効果を発現することを見出し、本発明を完成した。
【０００９】
すなわち、本発明（１）は、オキシ水酸化ガリウムを含む可視光応答型光触媒である。
【００１０】
本発明（２）は、オキシ水酸化ガリウムまたは酸化ガリウムと、チタン、酸化チタン、亜鉛または酸化亜鉛を含む可視光応答型光触媒である。
（【００１１】以降は省略されています）

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