專利名稱：磷灰石及其制造方法，以及磷灰石基材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磷灰石及其制造方法，以及磷灰石基材。
背景技術(shù)：
已知氧化鈦等半導(dǎo)體物質(zhì)具有光催化功能。即，氧化鈦這樣的半導(dǎo)體物質(zhì)，當(dāng)相當(dāng)于價(jià)帶與導(dǎo)帶的帶隙的波長(zhǎng)的光能被吸收時(shí)，通過激發(fā)，價(jià)帶的電子轉(zhuǎn)移至導(dǎo)帶，在價(jià)帶產(chǎn)生正電荷(空穴)。在這里，在半導(dǎo)體物質(zhì)的表面吸附某種物質(zhì)(例如，有機(jī)物)時(shí)，移動(dòng)至導(dǎo)帶的電子移動(dòng)到半導(dǎo)體物質(zhì)表面上的有機(jī)物處并將其還原，另外，通過價(jià)帶，在那里產(chǎn)生的空穴奪取電子，進(jìn)行有機(jī)物的氧化。特別是，在氧化鈦中，因價(jià)帶的空穴具有非常強(qiáng)的氧化能力，所以有機(jī)物最終會(huì)被分解為水和二氧化碳。近幾年來，通過這種氧化鈦的光催化功能(氧化分解功能)，氧化鈦膜可以用作抗菌劑、殺菌劑、脫臭劑、環(huán)境凈化劑等。然而，氧化鈦本身由于其表面不具有吸附有機(jī)物的能力，所以，所得到的氧化分解功能是有限的。
另一方面，作為牙齒或骨骼等生物體硬組織主成分的羥基磷灰石鈣Ca10(PO4)6(OH)2容易與各種陽離子或陰離子發(fā)生離子交換，具有高的生物相容性及吸附特性。因此，上述磷灰石典型作為人造骨骼、人造齒根等醫(yī)療用材料，還在色譜法用吸附劑、化學(xué)傳感器、離子交換體、催化劑等廣闊領(lǐng)域中的應(yīng)用也在進(jìn)行積極的研究。上述磷灰石，特別是對(duì)蛋白質(zhì)等有機(jī)物具有特異的吸附能力。
最近，將上述氧化鈦等半導(dǎo)體物質(zhì)與羥基磷灰石鈣等磷酸鈣類化合物加以組合，而進(jìn)行了能有效呈現(xiàn)兩種特性的制品的研究與開發(fā)(例如，特開2003-80078號(hào)公報(bào)，特開2003-321313號(hào)公報(bào))。
另外，通過將上述磷灰石中的鈣離子的一部分與鈦離子交換，開發(fā)出具有光催化功能的鈣·鈦羥基磷灰石Ca9Ti(PO4)6(OH)2(例如，參見特開2000-327315號(hào)公報(bào)、特開2001-302220號(hào)公報(bào)、特開2003-175338號(hào)公報(bào)、特開2003-334883號(hào)公報(bào))。由此，具有與氧化鈦同等的光催化功能，通過磷灰石所具有的特異的吸附特性，故可以提高其光催化功能的效率。
然而，激發(fā)氧化鈦這樣的氧化能力強(qiáng)的光催化劑的必要的光能為3.2eV，換算成光的波長(zhǎng)達(dá)到約380nm。因此，氧化鈦用近紫外光可以激發(fā)，而用可見光不能激發(fā)。由于太陽光中紫外光占的比例為4～5％，故氧化鈦的光催化效率不充分。特別是，在幾乎不存在紫外光的熒光燈下的室內(nèi)，不能發(fā)揮光催化功能。
在這里，強(qiáng)烈要求開發(fā)太陽光中約占45％的可見光下也可作用的光催化劑。如果，開發(fā)出可見光下作用的光催化劑，這可以飛快提高效率，還可以發(fā)揮熒光燈下的室內(nèi)的光催化功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及磷灰石，其是含有具有光催化功能的金屬原子與其他金屬原子的磷灰石，其特征在于，上述具有光催化功能的金屬原子含有吸收可見光的光能的金屬原子。
另外，本發(fā)明涉及磷灰石的制造方法，其特征在于，該法包括制備以1×10-6mol/dm3以上且1×10-2mol/dm3以下濃度含有吸收可見光的金屬原子的溶液的步驟；以及，在上述溶液中浸漬磷灰石的步驟。
另外，本發(fā)明涉及磷灰石的制造方法，其特征在于，該法包括制備磷灰石原料溶液的步驟，該磷灰石原料溶液是含有吸收可見光的金屬原子與其他的金屬原子的磷灰石原料溶液，上述吸收可見光的金屬原子的含量相對(duì)于上述溶液中含有的全部金屬原子為0.5mol％以上且3mol％以下；以及使上述磷灰石原料溶液中含有的物質(zhì)共沉淀，從而使析出磷灰石的步驟。
另外，本發(fā)明涉及磷灰石基材，該基材是含有吸收可見光的金屬原子與其他金屬原子的磷灰石基材，上述吸收可見光的金屬原子是選自Cr、Co、Cu、Fe、以及Ni中的至少一種金屬原子，上述其他金屬原子是選自Ca、Al、La、Mg、Sr、Ba、Pb、Cd、Eu、Y、Ce、Na以及K中的至少一種金屬原子。
附圖簡(jiǎn)要說明

圖1是實(shí)施例1與比較例的紫外-可見光反射光譜圖。
圖2是實(shí)施例8與實(shí)施例9與比較例的紫外-可見光反射光譜圖。
圖3是實(shí)施例1與比較例的二氧化碳?xì)怏w濃度與乙醛氣體濃度變化圖。
圖4是實(shí)施例8與實(shí)施例9的二氧化碳?xì)怏w濃度與乙醛濃度的變化圖。
圖5是硝酸鉻水溶液的鉻濃度與乙醛氣體減少量的關(guān)系圖。
圖6是燒成溫度與二氧化碳?xì)怏w濃度的關(guān)系圖。
圖7是實(shí)施例14的二氧化碳?xì)怏w濃度與乙醛氣體濃度的變化圖。
實(shí)施方案<磷灰石的實(shí)施方案>
本發(fā)明的磷灰石之一例是含有金屬原子A、金屬原子B和金屬原子C的磷灰石。上述金屬原子A是通常磷灰石中含有的金屬原子，上述金屬原子B是吸收紫外光的金屬原子，上述金屬原子C是吸收可見光的金屬原子。
因此，在磷灰石中含有的金屬原子中，通過不僅含有吸收紫外光的金屬原子還含有吸收可見光的金屬原子，提供一種可以發(fā)揮不僅吸收紫外光，而且吸收可見光的光催化功能的磷灰石。
本實(shí)施方案的磷灰石，基本上可用下式(1)表示式(1)；Ax-m-nBmCn(DOy)zEs上述金屬原子A是選自Ca、Al、La、Mg、Sr、Ba、Pb、Cd、Eu、Y、Ce、Na以及K中的至少一種金屬原子，且是磷灰石中含有的金屬原子的主要成分。其中，Ca是最一般的。
上述吸收紫外光的金屬原子B是選自Ti、Zr以及W中的至少一種金屬原子。其中，Ti是最優(yōu)選的。金屬原子B的含量相對(duì)于磷灰石中含有的全部金屬原子優(yōu)選3mol％以上且11mol％以下，更優(yōu)選8mol以上且10mol％以下。
上述吸收可見光的金屬原子C是選自Cr、Co、Cu、Fe以及Ni中的至少一種金屬原子。其中，Cr是最優(yōu)選的。金屬原子C的含量，對(duì)磷灰石中含有的全部金屬原子優(yōu)選0.5mol％以上且2mol％以下，更優(yōu)選0.5％mol以上且1.5mol％以下。
對(duì)于本實(shí)施方案的磷灰石，金屬原子A構(gòu)成磷灰石結(jié)晶結(jié)構(gòu)，該金屬原子A的一部分由金屬原子B與金屬原子C取代是優(yōu)選的。
上述D表示P、S等原子，上述O表示氧原子。另外，上述E表示羥基(-OH)、鹵原子(F、Cl、Br、I)等。
用上述式表示的磷灰石為，例如，將羥基磷灰石、氟磷灰石、氯磷灰石、磷酸三鈣、磷酸氫鈣等中含有的金屬原子用吸收紫外光的金屬原子與吸收可見光的金屬原子取代。本實(shí)施方案的磷灰石中，適當(dāng)?shù)牟捎媒饘僭覣為Ca，金屬原子B為Ti，金屬原子C為Cr，D為P，E為羥基的Ca·Ti·Cr羥基磷灰石。特別是用下式(2)表示的磷灰石是優(yōu)選的。
式(2)Ca9Ti0.9Cr0.1(PO4)6(OH)2另外，本實(shí)施方案的磷灰石優(yōu)選在500℃以上且700℃以下的溫度燒成。由此，可以提高磷灰石的結(jié)晶性，能夠更加提高可見光的光催化效果。
本實(shí)施方案的磷灰石，可根據(jù)其使用目的、制造條件等提供各種形狀和尺寸。作為優(yōu)選的形狀，例如，可以舉出粉末、片、棒、厚板、塊、薄板、膜、薄膜等。
本發(fā)明的磷灰石的另一個(gè)例子是含有吸收可見光金屬原子和其他金屬原子的磷灰石。上述吸收可見光的金屬原子是選自Cr、Co、Cu、Fe以及Ni中的至少一種金屬原子，上述其他金屬原子是選自Ca、Al、La、Mg、Sr、Ba、Pb、Cd、Eu、Y、Ce、Na以及K中的至少一種金屬原子。由此，可以提供一種可發(fā)揮可見光催化功能的磷灰石。還有，本實(shí)施方案是不含有具有紫外光催化功能的金屬原子的方案。
對(duì)于上述實(shí)施方案的磷灰石，用下式(3)表示的磷灰石是更優(yōu)選的通式(3)Ca9.9Cr0.1(PO4)6(OH)2上述實(shí)施方案的磷灰石在上述以外的各方面與上式(1)表示的磷灰石幾乎相同。
<磷灰石的制造方法實(shí)施方案>
作為本發(fā)明的磷灰石的制造方法之一例，該法包括制備以1×10-6mol/dm3以上且1×10-2mol/dm3以下濃度含吸收可見光的金屬原子的溶液的步驟；以及，在此溶液中浸漬磷灰石的步驟，該法是采用所謂浸漬法的制造方法。由此，可容易制造即使可見光也可以發(fā)揮光催化功能的磷灰石。
上述吸收可見光的金屬原子是選自Cr、Co、Cu、Fe以及Ni中的至少一種金屬原子。
上述溶液的上述吸收可見光的金屬原子濃度優(yōu)選1×10-5mol/dm3以上且1×10-3mol/dm3以下、更優(yōu)選4×10-5mol/dm3以上且2×10-4mol/dm3以下。因?yàn)槿缭谠摑舛确秶鷥?nèi)，可以提高可見光的催化劑功能。
另外，本實(shí)施方案的制造方法優(yōu)選還含有于上述溶液中浸漬的磷灰石干燥后，于500℃以上且700℃以下的溫度進(jìn)行燒成的步驟。通過于500℃以上且700℃以下的溫度燒成上述光響應(yīng)性磷灰石，可以提高磷灰石的結(jié)晶性，可更加提高可見光催化功能。燒成溫度為550℃以上且650℃以下是更優(yōu)選的。
作為上述磷灰石，可以使用前述的羥基磷灰石、氟磷灰石、氯磷灰石、磷酸三鈣、磷酸氫鈣等。上述磷灰石通常含有選自Ca、Al、La、Mg、Sr、Ba、Pb、Cd、Eu、Y、Ce、Na以及K中的至少一種金屬原子。其中，特別是鈣羥基磷灰石Ca10(PO4)6(OH)2是優(yōu)選的。
另外，作為吸收紫外光的金屬原子，上述磷灰石優(yōu)選還含有Ti、Zr、及W中的至少一種金屬原子。這樣的原因是，可容易地制造不僅在可見光下而且在紫外光下均發(fā)揮光催化功能的磷灰石。作為該磷灰石，鈣·鈦羥基磷灰石Ca9Ti(PO4)6(OH)2是特別優(yōu)選的。
本發(fā)明的磷灰石制造方法又一例，該方法含有制備磷灰石原料溶液的步驟，該溶液是含有吸收可見光的金屬原子和其他金屬原子的磷灰石原料溶液，上述吸收可見光的金屬原子含量相對(duì)于上述溶液中含有的全部金屬原子為0.5mol％以上且3mol％以下；以及，使上述磷灰石原料溶液中含有的物質(zhì)共沉淀，使磷灰石析出的步驟，即采用所謂共沉淀法的制造方法。由此，可以容易地制造即使在可見光下也可以發(fā)揮光催化功能的磷灰石。
上述吸收可見光的金屬原子是選自Cr、Co、Cu、Fe以及Ni的至少1種金屬原子。
上述溶液的上述吸收可見光的金屬原子含量，對(duì)上述溶液中所含的全部金屬原子優(yōu)選0.5％mol以上且2mol％以下，更優(yōu)選0.5mol％以上且1.5mol％以下。如果在該濃度范圍內(nèi)，可以提高可見光催化功能。
上述其他金屬原子是選自Ca、Al、La、Mg、Sr、Ba、Pb、Cd、Eu、Y、Ce、Na及K中的至少一種金屬原子，其中特優(yōu)選的是Ca。
對(duì)于上述其他金屬原子，作為吸收紫外光的金屬原子，優(yōu)選的是還含有選自Ti、Zr及W中的至少一種金屬原子。這樣做的原因是，可以容易的制造不僅在可見光下而且在紫外光下均發(fā)揮光催化功能的磷灰石。其中，Ti是特別優(yōu)選的。
上述溶液中的上述吸收紫外光的金屬原子的含量，對(duì)上述溶液中的含有的全部金屬原子，優(yōu)選3mol％以上且11mol％以下，更優(yōu)選8mol且以上10mol％。
另外，本實(shí)施方案的制造方法優(yōu)選還含有把上述析出的磷灰石干燥后，于500℃以上且700℃以下的溫度進(jìn)行燒成的步驟。通過于500℃以上且700℃以下的溫度燒成上述光響應(yīng)性磷灰石，可以提高磷灰石的結(jié)晶性，能夠更加提高可見光催化功能。燒成溫度更優(yōu)選在550℃以上且650℃以下。
特別是，作為本實(shí)施方案采用共沉淀法制造的磷灰石，優(yōu)選鈣·鈦·鉻羥基磷灰石Ca9Ti0.9Cr0.1(PO4)6(OH)2。
<磷灰石基材的實(shí)施方案>
本發(fā)明的磷灰石基材之一例是含有磷灰石的基材，該磷灰石含有吸收可見光的金屬原子與其他金屬原子，上述吸收可見光的金屬原子是選自Cr、Co、Cu、Fe以及Ni的至少一種金屬原子，上述其他金屬原子是選自Ca、Al、La、Mg、Sr、Ba、Pb、Cd、Eu、Y、Ce、Na以及K中的至少一種金屬原子。
另外，對(duì)于上述其他金屬原子，作為吸收紫外光的金屬原子，優(yōu)選還含有選自Ti、Zr以及W中的至少一種金屬原子。
作為上述基材的材質(zhì)，可以使用選自紙、合成紙、織造布、非織造布、皮革、木材、玻璃、金屬、陶瓷、合成樹脂、以及印刷油墨的至少一種。作為上述基材的形狀，例如，可以舉出箔、膜、薄板、板等。
上述磷灰石可以以在上述基材的單面或雙面上涂布或被覆的形態(tài)。另外，也可以使用在上述基材的內(nèi)部含有上述磷灰石的形態(tài)。還有，當(dāng)用印刷用油墨作為基材時(shí)，可以在油墨中含有上述磷灰石。
因此，上述磷灰石可用于在室內(nèi)放置的各種制品的基材中，在幾乎不存在紫外光的室內(nèi)也可以發(fā)揮光催化功能。例如，通過采用本實(shí)施方案的磷灰石基材，例如，如果制造室內(nèi)用的壁紙、衣物、空氣清潔機(jī)用過濾器，可以除去室內(nèi)的雜菌、灰塵、不良?xì)馕?、煙草的煙，可以?jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)環(huán)境凈化。另外，通過用本實(shí)施方案的磷灰石基材制成計(jì)算機(jī)的附近儀器，例如鍵盤、鼠標(biāo)、機(jī)箱等，可以防止手垢的附著。另外，面罩、包扎帶、防菌手套等衛(wèi)生用品也可以采用本實(shí)施方案的磷灰石基材。
對(duì)于本實(shí)施方案的磷灰石基材中使用的磷灰石，上述磷灰石實(shí)施方案中說明的全部均可以使用。另外，上述磷灰石優(yōu)選于500℃以上且700℃以下的溫度進(jìn)行燒成。
下面通過實(shí)施例說明本發(fā)明。在以下的實(shí)施例中，以上述式(1)的金屬原子A為Ca，金屬原子B為Ti，金屬原子C為Cr的磷灰石為主進(jìn)行說明，但在本發(fā)明中，與其他可以使用的金屬原子加以組合的磷灰石也可以得到同樣的效果。
<用浸漬法制造磷灰石>
實(shí)施例1按下列操作，用浸漬法制造磷灰石。稱量市場(chǎng)銷售的1.5g鈣·鈦羥基磷灰石Ca9Ti(PO4)6(OH)2(下面稱作TiHAP)(太平化學(xué)制造，“TiHIP0201”)并將其放入300cm3的1×10-4mol/dm3的硝酸鉻水溶液中，用磁攪拌器攪拌5分鐘。攪拌后，進(jìn)行過濾以及用4dm3的純水洗滌后，在100℃的烘箱中進(jìn)行干燥，得到摻雜了Cr的TiHAP粉末。然后，把該TiHAP粉末用1小時(shí)升溫至650℃進(jìn)行燒成，制成實(shí)施例1的試樣。
實(shí)施例2～7除了采用表1所示濃度的硝酸鉻水溶液以外，與實(shí)施例1同樣操作分別制造實(shí)施例2～7的試樣。


<采用共沉淀法制造磷灰石>
實(shí)施例8按下列操作，用共沉淀法制造磷灰石。首先，把硝酸鈣21.25kg與硝酸鉻0.40g溶于經(jīng)過脫除二氧化碳?xì)怏w處理的純水中，邊用磁攪拌器進(jìn)行攪拌邊滴加30％硫酸鈦水溶液5.55cm3與95％磷酸水溶液2.94cm3。最后，迅速添加10％氨水，調(diào)整pH至9。然后，于100℃進(jìn)行熟化5小時(shí)，過濾并用4dm3純水進(jìn)行洗滌，于100℃烘箱中干燥，得到摻雜了Cr的TiHAP粉末。然后，把該TiHAP粉末用1小時(shí)升溫至650℃，進(jìn)行燒成，制成實(shí)施例8的試樣。
還有，上述磷灰石原料溶液中的Ca、Ti、Cr的摩爾比(mol％)為Ca∶Ti∶Cr＝90∶9∶1。
實(shí)施例9除了磷灰石原料溶液中的Ca、Ti、Cr的摩爾比(mol％)變成Ca∶Ti∶Cr＝90∶7∶3以外，與實(shí)施例8同樣操作制造實(shí)施例9的試樣。
實(shí)施例10除了用1小時(shí)升溫至300℃燒成以外，與實(shí)施例8同樣操作制造實(shí)施例11除了用1小時(shí)升溫至550℃燒成以外，與實(shí)施例8同樣操作制造實(shí)施例12除了用1小時(shí)升溫至600℃燒成以外，與實(shí)施例8同樣操作制造實(shí)施例13除了用1小時(shí)升溫至800℃燒成以外，與實(shí)施例8同樣操作制造實(shí)施例13的試樣。
實(shí)施例14除了不滴加硫酸鈦水溶液以外，與實(shí)施例8同樣操作制造實(shí)施例14的試樣。
還有，磷灰石原料溶液中的Ca、Cr的摩爾比(mol％)為Ca∶Cr＝99∶1。
比較例直接使用實(shí)施例1中的太平化學(xué)制造的“TiHAP0201”作為本比較例試樣。
<各試樣的形態(tài)>
實(shí)施例1～14及比較例試樣的形態(tài)全部為粉末。
<紫外-可見(UV-Vis)光反射光譜的測(cè)定>
測(cè)定實(shí)施例1、實(shí)施例8、實(shí)施例9及比較例各試樣的UV-Vis反射光譜。測(cè)定裝置采用日本分光制造的UV-VIS Spectrophotometer“JASCOV-560”。其結(jié)果示于圖1及圖2。從圖1及圖2可以確認(rèn)，在實(shí)施例1、實(shí)施例8、實(shí)施例9中，不僅紫外光(低于380nm波長(zhǎng)的光)，而且可見光(380～780nm波長(zhǎng)的光)均因光吸收而使反射率降低。與此相反，在比較例中，未發(fā)現(xiàn)因可見光吸收引起的反射率降低，但發(fā)現(xiàn)因僅紫外光的吸收引起的反射率降低。
<光催化功能的評(píng)價(jià)(1)>
實(shí)施例1、實(shí)施例8、實(shí)施例9及比較例各試樣的光催化功能按下法進(jìn)行測(cè)定。
首先，用BET法測(cè)定試樣的比表面積，稱量試樣使得由該比表面積得到的表面積為85.5cm3，進(jìn)行加壓成型制成片狀測(cè)定試樣。然后，把測(cè)定試樣放入用標(biāo)準(zhǔn)空氣置換的容積500cm3的密閉玻璃容器內(nèi)，導(dǎo)入乙醛氣體(CH3CHO)使氣相濃度達(dá)到7500ppm。接著，在暗處靜置1小時(shí)后，照射可見光3小時(shí)，其后照射紫外光2小時(shí)，每1小時(shí)測(cè)定密閉玻璃容器內(nèi)乙醛氣體及乙醛氣體分解產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w(CO2)濃度。
測(cè)定裝置采用GL Sciences制造的氣相色譜儀“GC-390B”。另外，可見光的照射采用通過林時(shí)計(jì)工業(yè)制造的氙光源“LA-251Xe”與L-42過濾器組合而切斷紫外光得到的光(39500勒克斯)，在紫外光照射時(shí)采用黑光(1mW/cm2)。
其結(jié)果示于圖3及圖4。還有，在圖3及圖4中，所謂暗處1小時(shí)，意指于暗處靜置1小時(shí)，所謂Vis-1h，意指照射可見光1小時(shí)，所謂UV-1h，意指照射紫外光1小時(shí)，以下同樣。
從圖3及圖4可知，在實(shí)施例1、實(shí)施例8及實(shí)施例9中，可以確認(rèn)通過照射可見光的乙醛氣體濃度的減少及二氧化碳?xì)怏w濃度的上升。另外，該傾向也可通過照射紫外光加以保持。因此，可以確認(rèn)實(shí)施例1、實(shí)施例8及實(shí)施例9的試樣不僅具有紫外光催化功能，而且具有可見光催化功能。
反之，在比較例中，在照射可見光時(shí)，幾乎未發(fā)現(xiàn)乙醛氣體濃度的減少及二氧化碳?xì)怏w濃度的上升。但是，在比較例中，確認(rèn)了通過照射紫外光的乙醛氣體濃度的減少及二氧化碳?xì)怏w濃度的上升。
<在共沉淀法中，磷灰石原料溶液中吸收可見光的金屬原子含量最優(yōu)化>
另外，從上述圖4可見，在共沉淀法中磷灰石原料溶液中鉻的含量，對(duì)鈦與鉻的總量?jī)?yōu)選0.5mol％以上且2mol％以下、更優(yōu)選0.5mol％以上且1.5mol％以下。
<在浸漬法中，浸漬溶液中吸收可見光的金屬原子濃度最優(yōu)化>
對(duì)實(shí)施例2～實(shí)施例7的試樣，與上述同樣操作測(cè)定光催化功能。其結(jié)果與實(shí)施例1(Cr濃度為1×10-4mol/dm3)的結(jié)果一并示于圖5。圖5是可見光照射每一小時(shí)的乙醛氣體濃度減少量與硫酸鉻水溶液濃度的圖。從圖5可見，硫酸鉻水溶液(浸漬溶液)濃度優(yōu)選1×10-5mol/dm3以上且1×10-3mol/dm3以下，更優(yōu)選4×10-5mol/dm3以上且2×10-4mol/dm3以下。
<燒成溫度最優(yōu)化>
對(duì)實(shí)施例10～實(shí)施例13的試樣，與上述同樣操作測(cè)定光催化功能。其結(jié)果示于圖6。在圖6中示出通過可見光及紫外光的照射的照射時(shí)間與二氧化碳?xì)怏w濃度的關(guān)系。從圖6及上述實(shí)施例8(燒成溫度650℃)的結(jié)果可知，燒成溫度優(yōu)選500℃以上且700℃以下、更優(yōu)選550℃以上且650℃以下。
<光催化劑的功能評(píng)價(jià)(2)>
對(duì)實(shí)施例14的試樣，與上述同樣操作測(cè)定光催化功能。其結(jié)果示于圖7。還有，在圖7中僅可見光照射5小時(shí)。即使在不含吸收紫外光的鈦的實(shí)施例14中，由于含有吸收可見光的鉻，可以確認(rèn)與實(shí)施例1同樣的可見光催化功能。由此可知，為了發(fā)揮可見光催化功能，幾乎僅是鉻所為。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明能提供一種具有以前沒有的構(gòu)成的磷灰石及其制造方法，以及磷灰石基材，通過將該磷灰石基材用作放置在室內(nèi)的各種制品基材，即使在室內(nèi)也可以發(fā)揮光催化功能。
權(quán)利要求
1.磷灰石，其是含有具有光催化功能的金屬原子及其他金屬原子的磷灰石，其特征在于，上述具有光催化功能的金屬原子含有吸收相當(dāng)于可見光光能的能量的金屬原子。
2.按照權(quán)利要求1中所述的磷灰石，其特征在于，上述吸收可見光的金屬原子是選自Cr、Co、Cu、Fe以及Ni的至少1種金屬原子。
3.按照權(quán)利要求1中所述的磷灰石，其特征在于，上述吸收可見光的金屬原子含量，相對(duì)于上述磷灰石中含有的全部金屬原子為0.5mol％以上且2mol％以下。
4.按照權(quán)利要求1中所述的磷灰石，其特征在于，上述其他金屬原子是選自Ca、Al、La、Mg、Sr、Ba、Pb、Cd、Eu、Y、Ce、Na及K中的至少一種金屬原子。
5.按照權(quán)利要求1中所述的磷灰石，其特征在于，上述具有光催化功能的金屬原子還含有選自Ti、Zr及W中的至少一種金屬原子，作為吸收紫外光的金屬原子。
6.按照權(quán)利要求1中所述的磷灰石，其特征在于，上述磷灰石在500℃以上且700℃以下的溫度進(jìn)行燒成。
7.磷灰石的制造方法，其特征在于，該方法包括制備以1×10-6mol/dm3以上且1×10-2mol/dm3以下濃度含吸收可見光的金屬原子的溶液的步驟；以及，在此溶液中浸漬磷灰石的步驟。
8.按照權(quán)利要求7中所述的磷灰石的制造方法，還包括將在上述溶液中浸漬的磷灰石干燥后，于500℃以上且700℃以下的溫度進(jìn)行燒成的步驟。
9.按照權(quán)利要求7中所述的磷灰石的制造方法，其中，上述吸收可見光的金屬原子是選自Cr、Co、Cu、Fe、以及Ni的至少1種金屬原子。
10.按照權(quán)利要求7中所述的磷灰石的制造方法，其中，上述磷灰石含有選自Ca、Al、La、Mg、Sr、Ba、Pb、Cd、Eu、Y、Ce、Na及K中的至少一種金屬原子。
11.按照權(quán)利要求10中所述的磷灰石的制造方法，其中，上述磷灰石還含有選自Ti、Zr及W中的至少一種金屬原子，作為吸收紫外光的金屬原子。
12.磷灰石的制造方法，其特征在于，該方法包括制備磷灰石原料溶液的步驟，該磷灰石原料溶液是含有吸收可見光的金屬原子與其它的金屬原子的磷灰石原料溶液，上述吸收可見光的金屬原子含量相對(duì)于上述溶液中含有的全部金屬原子為0.5mol％以上且3mol％以下；以及，使上述磷灰石原料溶液中含有的物質(zhì)共沉淀，使磷灰石析出的步驟。
13.按照權(quán)利要求12中所述的磷灰石的制造方法，其特征在于，還包括上述析出的磷灰石干燥后，于500℃以上且700℃以下的溫度進(jìn)行燒成的步驟。
14.按照權(quán)利要求12中所述的磷灰石的制造方法，其特征在于，上述吸收可見光的金屬原子是選自Cr、Co、Cu、Fe以及Ni的至少1種金屬原子。
15.按照權(quán)利要求12中所述的磷灰石的制造方法，其特征在于，上述其他金屬原子是選自Ca、Al、La、Mg、Sr、Ba、Pb、Cd、Eu、Y、Ce、Na及K中的至少一種金屬原子。
16.按照權(quán)利要求15中所述的磷灰石的制造方法，其特征在于，上述其他金屬原子還含有選自Ti、Zr及W中的至少一種金屬原子，作為吸收紫外光的金屬原子。
17.磷灰石基材，該基材是含有磷灰石的基材，該磷灰石含有吸收可見光的金屬原子與其它金屬原子；其特征在于，上述吸收可見光的金屬原子是選自Cr、Co、Cu、Fe以及Ni的至少一種金屬原子；上述其它金屬原子是選自Ca、Al、La、Mg、Sr、Ba、Pb、Cd、Eu、Y、Ce、Na以及K中的至少一種金屬原子。
18.按照權(quán)利要求17中所述的磷灰石基材，其特征在于，上述其他金屬原子，還含有選自Ti、Zr以及W中的至少一種金屬原子，作為吸收紫外光的金屬原子。
19.按照權(quán)利要求17中所述的磷灰石基材，其特征在于，上述基材包括選自紙、合成紙、織造布、非織造布、皮革、木材、玻璃、金屬、陶瓷、合成樹脂、以及印刷油墨的至少一種。
20.按照權(quán)利要求17中所述的磷灰石基材，其特征在于，上述磷灰石于500℃以上且700℃以下的溫度進(jìn)行了燒成。
全文摘要
本發(fā)明的磷灰石，其是含有具有光催化功能的金屬原子及其他金屬原子的磷灰石，具有上述光催化功能的金屬原子含有吸收相當(dāng)于可見光能量的能量的金屬原子。通過將使用該磷灰石的磷灰石基材用于放置在室內(nèi)的各種制品的基材，即使在室內(nèi)也可以發(fā)揮光催化功能。
文檔編號(hào)C01B25/32GK1953808SQ200480043019
公開日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2004年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月13日
發(fā)明者渡部俊也, 若村正人, 長(zhǎng)沼靖雄 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社, 國立大學(xué)法人東京大學(xué)