利用還原性有機(jī)物的光催化劑的制作方法
【專利說(shuō)明】利用還原性有機(jī)物的光催化劑 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是設(shè)及利用有鐵還原能力的還原性有機(jī)物和鐵的反應(yīng)生成物的光催化劑 的技術(shù)。另外，本發(fā)明是設(shè)及利用所述光催化劑的有機(jī)物分解方法或殺菌方法的技術(shù)。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 【? W往的光催化劑技術(shù)】
[0003] 光催化劑可僅通過(guò)受光而在有機(jī)系的有害物質(zhì)的分解或殺菌等中利用，所W作為 方便且廣泛使用性高的技術(shù)而社會(huì)的需求升高。
[0004] 作為顯示光催化劑活性的物質(zhì)，除氧化鐵之外，還知鶴、銅、饑、銀、鋼、鋒、憐化嫁、 嫁、神等的金屬化合物，但運(yùn)些均是僅在400nmW下的紫外波長(zhǎng)顯示光催化劑活性的物質(zhì)。 運(yùn)些中，氧化鐵W外的光催化劑價(jià)格非常高，且有毒性強(qiáng)的等的問(wèn)題而未實(shí)用化，現(xiàn)階段作 為光催化劑實(shí)用化的僅有氧化鐵。
[0005] 氧化鐵吸收紫外線則發(fā)生活性氧，顯示有機(jī)物的分解或殺菌等的光催化劑活性。 利用此效果進(jìn)行在外壁涂裝氧化鐵而使難被污等的利用。
[0006] 但是，由于氧化鐵在4(K)nmW上的可見(jiàn)光不顯示光催化劑活性，從而無(wú)法在在僅能 使用巧光燈等的可見(jiàn)光的居住空間的殺菌一分解等中利用，有適用場(chǎng)合有限的問(wèn)題。
[0007] 另外，為了實(shí)現(xiàn)在可見(jiàn)光的光催化劑活性而盡管?chē)L試了使雜質(zhì)混入的技術(shù)(滲雜） (參照例如，專利文獻(xiàn)1，2等），但加工技術(shù)難，且有價(jià)格非常高的問(wèn)題。再者，由于由滲雜技 術(shù)制造的光催化劑的活性非常弱，不存在達(dá)到實(shí)用化的狀況。
[000引另外，在美國(guó)，由于氧化鐵是受引發(fā)癌癥的物質(zhì)的認(rèn)定的物質(zhì)，氧化鐵本身的安全 性被懷疑，從而能利用氧化鐵的場(chǎng)合大大受限。
[0009] 鑒于W上的狀況，期待不受利用場(chǎng)合的限定的安全性高的光催化劑，在可見(jiàn)光顯 示活性的廉價(jià)的光催化劑的開(kāi)發(fā)。
[0010] 【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】
[0011] 【專利文獻(xiàn)】
[0012] 專利文獻(xiàn)1:特開(kāi)平7-303835號(hào)公報(bào)
[0013] 專利文獻(xiàn)2:特開(kāi)2006-305532號(hào)公報(bào) 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0014] 【發(fā)明要解決的技術(shù)課題】
[0015] 本發(fā)明為解決上述課題，旨在廉價(jià)地提供能在有機(jī)物分解或殺菌中利用，且是不 受利用場(chǎng)合的限定的安全性高的光催化劑，吸收含可見(jiàn)光的廣泛的波長(zhǎng)的光而顯示活性的 光催化劑。
[0016] 【解決課題的技術(shù)方案】
[0017] 本發(fā)明人在重復(fù)銳意研究后發(fā)現(xiàn)，將有鐵還原能力的還原性有機(jī)物，或者上述還 原性有機(jī)物的供給原料在水存在下與鐵供給原料混合而得到的反應(yīng)生成物被賦予強(qiáng)力的 光催化劑活性。另外，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，所述光催化劑活性，不僅是紫外線，即使照射可見(jiàn)光或 紅外線時(shí)也發(fā)揮活性。再者，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，所述光催化劑作為物質(zhì)有穩(wěn)定性，能重復(fù)使用。 再有，作為所述光催化劑的原料的鐵還原性有機(jī)物和鐵供給原料是廉價(jià)且熟悉的物質(zhì)，是 對(duì)于人體或環(huán)境安全性高的原料。
[0018] 進(jìn)而，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)利用所述光催化劑，不僅是紫外線，即使照射可見(jiàn)光或 紅外線也能進(jìn)行有機(jī)物分解及殺菌。
[0019] 本發(fā)明基于運(yùn)些見(jiàn)解完成。
[0020] 即，[實(shí)施方式1]設(shè)及的本發(fā)明設(shè)及光催化劑，其W將有鐵還原能力的還原性有機(jī) 物、或者上述還原性有機(jī)物的供給原料、及鐵供給原料在水存在下混合而得到的反應(yīng)生成 物作為活性成分。
[0021] 另外，[實(shí)施方式2]設(shè)及的本發(fā)明設(shè)及實(shí)施方式1所述的光催化劑，上述還原性有 機(jī)物是多酪類及/或抗壞血酸。
[0022] 另外，[實(shí)施方式3]設(shè)及的本發(fā)明設(shè)及實(shí)施方式2所述的光催化劑，其中上述多酪 類是選自綠原酸、咖啡酸、較酸及兒茶素的1種W上的化合物、或者在分子內(nèi)有巧巾W上上述 化合物的化合物。
[0023] 另外，[實(shí)施方式4]設(shè)及的本發(fā)明設(shè)及實(shí)施方式1~3之任一項(xiàng)所述的光催化劑，其 中上述還原性有機(jī)物的供給原料是選自果實(shí)、種子、莖葉、芽、花、根及地下莖的1種W上的 植物體、或者上述植物體的加工品。
[0024] 另外，[實(shí)施方式5]設(shè)及的本發(fā)明設(shè)及實(shí)施方式1~4之任一項(xiàng)所述的光催化劑，其 中上述還原性有機(jī)物的供給原料是咖啡豆賠煎物，茶葉，果實(shí)棒汁液，或者植物干饋液。
[0025] 另外，[實(shí)施方式6]設(shè)及的本發(fā)明設(shè)及實(shí)施方式1~5之任一項(xiàng)所述的光催化劑，其 中上述鐵供給原料被混合至相對(duì)于上述還原性有機(jī)物（或者上述還原性有機(jī)物的供給原 料)的干重100重量份，W鐵元素的重量換算0.1~10重量份含有。
[0026] 另外，[實(shí)施方式7]設(shè)及的本發(fā)明設(shè)及實(shí)施方式1~6之任一項(xiàng)所述的光催化劑，其 中上述反應(yīng)生成物是在照射屬于紫外線、可見(jiàn)光、或者紅外線的波長(zhǎng)的光時(shí)發(fā)揮光催化劑 活性。
[0027] 另外，[實(shí)施方式引設(shè)及的本發(fā)明設(shè)及實(shí)施方式1~7之任一項(xiàng)所述的光催化劑，其 特征在于，由上述光催化劑活性發(fā)揮有機(jī)物分解作用。
[0028] 另外，[實(shí)施方式9]設(shè)及的本發(fā)明設(shè)及有機(jī)物質(zhì)分解劑，其含有實(shí)施方式1~8之任 一項(xiàng)所述的光催化劑。
[0029] 另外，[實(shí)施方式10]設(shè)及的本發(fā)明設(shè)及有機(jī)物分解方法，其特征在于，使實(shí)施方式 1~8之任一項(xiàng)所述的光催化劑與分解對(duì)象物接觸，照射屬于紫外線、可見(jiàn)光、或者紅外線的 波長(zhǎng)的光。
[0030] 另外，[實(shí)施方式11]設(shè)及的本發(fā)明設(shè)及殺菌劑，其含有實(shí)施方式1~8之任一項(xiàng)所 述的光催化劑。
[0031] 另外，[實(shí)施方式12]設(shè)及的本發(fā)明設(shè)及殺菌方法，其特征在于，使實(shí)施方式1~8之 任一項(xiàng)所述的光催化劑與殺菌對(duì)象物接觸，照射屬于紫外線、可見(jiàn)光、或者紅外線的波長(zhǎng)的 光。
[0032] 【發(fā)明效果】
[0033] 本發(fā)明的光催化劑有，不僅是紫外線，即使在照射可見(jiàn)光或紅外線時(shí)也發(fā)揮活性 的性質(zhì)。由此本發(fā)明被期待在W往技術(shù)的氧化鐵中利用困難的各種各樣的用途的使用。例 如，通常的在室內(nèi)空間的利用變得可能。
[0034] 另外，由于本發(fā)明的光催化劑是作為作為其原料的鐵還原性有機(jī)物使用多酪類或 抗壞血酸的光催化劑，所W對(duì)于人體或環(huán)境，安全性高。另一方面，作為W往技術(shù)的氧化鐵 在美國(guó)是受引發(fā)癌癥物質(zhì)的認(rèn)定的物質(zhì)而妨礙其普及。
[0035] 運(yùn)方面、本發(fā)明的光催化劑被期待在用氧化鐵利用困難的各種各樣的用途的使 用。
[0036] 另外，由本發(fā)明，僅使用廉價(jià)的原料（由鐵化合物或植物體中所含的還原性有機(jī)物 等）的簡(jiǎn)便的方法，提供優(yōu)良的光催化劑變得可能。特別是，作為還原性有機(jī)物的供給原料 使用植物體提取殘?jiān)?咖啡渣或茶渣等）、植物干饋液(碳化的副產(chǎn)物）、植物棒汁液(葡萄汁 等)等時(shí)，特別廉價(jià)地制造光催化劑變得可能。另一方面，作為W往技術(shù)的氧化鐵是每IOmg 數(shù)萬(wàn)日元而價(jià)格極其高的材料。
[0037] 運(yùn)方面、本發(fā)明的光催化劑被期待是解決氧化鐵的制造成本的問(wèn)題的技術(shù)。
[0038] 本發(fā)明的光催化劑被期待在食品、醫(yī)療、公眾衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)、環(huán)境凈化等廣泛的領(lǐng)域 的殺菌或有機(jī)物分解中廣泛的利用。 【【附圖說(shuō)明】】
[0039] 【圖1】是顯示在實(shí)施例5中，照射可見(jiàn)光而進(jìn)行大腸桿菌的殺菌試驗(yàn)的結(jié)果的照 片。圖中的照片中的藍(lán)色呈色部分（白黑照片中的黑色部分)是顯示存在大腸桿菌的部分。 無(wú)色的部分是顯示不存在大腸桿菌的部分。
[0040] 【圖2】是顯示在實(shí)施例6中，照射太陽(yáng)光而進(jìn)行大腸桿菌的殺菌試驗(yàn)的結(jié)果的照 片。圖中的照片中的藍(lán)色呈色部分（白黑照片中的黑色部分)是顯示存在大腸桿菌的部分。 無(wú)色的部分是顯示不存在大腸桿菌的部分。
[0041] 【圖3】是顯示在實(shí)施例7中，照射太陽(yáng)光而進(jìn)行大腸桿菌的殺菌試驗(yàn)的結(jié)果的照 片。圖中的照片中的藍(lán)色呈色部分（白黑照片中的黑色部分)是顯示存在大腸桿菌的部分。 無(wú)色的部分是顯示不存在大腸桿菌的部分。 【【具體實(shí)施方式】】
[0042] 本發(fā)明是設(shè)及利用有鐵還原能力的還原性有機(jī)物和鐵的反應(yīng)生成物的光催化劑 的技術(shù)。另外，本發(fā)明是設(shè)及利用所述光催化劑的有機(jī)物分解方法或殺菌方法的技術(shù)。
[0043] 【還原性有機(jī)物】
[0044] 在本發(fā)明的光催化劑的制造中，將"有鐵還原能力的還原性有機(jī)物"作為原料使 用。如果定義所述有機(jī)物，則可定義為有將=價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵的作用的強(qiáng)還原力的有機(jī) 物。
[0045] 作為所述有機(jī)物，具體可舉抗壞血酸、多酪類等。另外，除運(yùn)些化合物W外，有在植 物體或其加工品多含有鐵還原能力的還原性有機(jī)物的情況，可作為本發(fā)明的原料適宜地使 用。
[0046] 其中，作為'抗壞血酸'，不僅是抗壞血酸的游離酸，也可使用抗壞血酸化合物(抗 壞血酸鐘、抗壞血酸鋼等）。
[0047] 另外，作為'多酪類'，指有多個(gè)徑基的苯酪性分子。是在幾乎所有植物中都含有的 化合物，已知類黃酬或苯酪酸等各種各樣的種類。作為具體性的化合物的例，可舉出兒茶素 (表兒茶素、表倍兒茶素、沒(méi)食子酸表兒茶素、沒(méi)食子酸表沒(méi)食子兒茶素等）、較酸、單寧、綠 原酸、咖啡酸、新綠原酸、花青素、原花色素、茶紅素、蕓香巧、類黃酬(搬皮巧、花青巧、黃燒 酬、黃燒醇、黃酬醇、異黃酬等）、黃酬、查耳酬類(抽皮素查耳酬等）、葉黃素、鼠尾草酸、圣草 構(gòu)祿巧、川陳皮巧、紅橘素、厚樸酪、和厚樸酪、較花酸、木酪素、姜黃素、香豆素、兒茶酪、原 花青素、茶黃素、迷迭香酸、咕噸酬、搬皮素、白襲蘆醇、沒(méi)食子酸、褐藻多酪、等。另外，也可 舉分子內(nèi)有巧巾W上運(yùn)些化合物的化合物(例如，W含運(yùn)些化合物的形式結(jié)合而高分子化的 復(fù)合物）。
[0048] 另外，對(duì)于從某種果實(shí)提取的多酪組合物有時(shí)也作為帶其果實(shí)的名稱的多酪稱 呼。例如，自葡萄的果實(shí)提取的多酪組合物稱為葡萄多酪。
[0049] 在本發(fā)明中，作為所述原料使用如上述一樣的化合物的純化品時(shí)，光催化劑的活 性變高而適宜。
[0050] 【?還原性有機(jī)物的供給原料】
[0051 ]在本發(fā)明中，可將含有多酪類及/或抗壞血酸的植物體或其加工品作為所述還原 性有機(jī)物的供給原料使用。
[0052] 其中，作為植物體，可舉選自果實(shí)、種子、莖葉、芽、花、根、及地下莖的1處W上來(lái)源 的。
[0053] 含大量的'抗壞血酸'的植物體原材料的例可包括番茄、青椒、紅胡椒、冬瓜、苦瓜、 西葫蘆、黃瓜、芙魏豆、南瓜、茄子、綠豆、蠶豆、毛豆、秋葵、金虎尾、相橘果實(shí)(諸如，巧樣、酸 澄、澄、葡萄抽、廝澄、抽子、金橘、臭澄、夏澄、八朔橘、伊予相、酸澄、溫州蜜相、扁實(shí)巧樣及 枯）、柿、雜猴桃、番木瓜、黑替、藍(lán)替、蔓越替、覆盆子、越枯、越橘、草替、甜瓜