專利名稱：：生產(chǎn)用于光催化劑的三氧化鎢粉末的方法，用于光催化劑的三氧化鎢粉末，及光催化劑產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及生產(chǎn)可見(jiàn)光光催化劑材料的方法、光催化劑材料和光催化劑產(chǎn)品，特別涉及生產(chǎn)用于光催化劑的三氧化鎢粉末的方法、用于光催化劑的三氧化鎢粉末和光催化劑產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
：目前，二氧化鈦經(jīng)常用作光催化劑材料，用于比如防垢和除臭的目的。此外，光催化劑材料用于多種領(lǐng)域，包括用于室外用途的建筑材料、用于室內(nèi)用途的建筑材料、和用于家用電器(比如照明設(shè)備、冰箱、空調(diào)和衛(wèi)生間設(shè)備)的材料。然而，由于二氧化鈦在紫外線區(qū)激發(fā)，在接收較少量紫外光的室內(nèi)領(lǐng)域中不能獲得足夠的光催化性能。因此，最近已進(jìn)行在可見(jiàn)光下也具有光催化性能的光催化劑(所謂的可見(jiàn)光光催化劑)的研究和開(kāi)發(fā)。關(guān)于可見(jiàn)光光催化劑，已知鎢氧化物。使用鎢氧化物作為可見(jiàn)光光催化劑的技術(shù)公開(kāi)于例如專利文獻(xiàn)l(日本未審專利申請(qǐng)公開(kāi)No.2001-152130)。關(guān)于在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)的作為可見(jiàn)光光催化劑的鎢氧化物，通過(guò)濺射處理在基板上形成鎢氧化物膜，所述鎢氧化物的晶體結(jié)構(gòu)主要是三斜。然而，所述濺射處理涉及將基板暴露于高溫。因此，有時(shí)不能進(jìn)行濺射處理，取決于基板的耐熱溫度。此外，濺射操作經(jīng)常在高真空室等中進(jìn)行，并涉及復(fù)雜的真空控制和處理。因此，出現(xiàn)了生產(chǎn)成本因基板的形狀和尺寸可能極高的問(wèn)題，和在寬區(qū)域上難以成膜的問(wèn)題，例如在結(jié)構(gòu)材料上。另一方面，也考慮使用鴨氧化物粉末作為光催化劑。如果鎢氧化物處于粉末形式，可通過(guò)將所述粉末和有機(jī)結(jié)合劑(比如樹(shù)脂)混合，并將所述混合物涂布在基板上來(lái)形成膜。因此，無(wú)需將基板暴露于高溫，并可以在具有寬區(qū)域的材料(比如結(jié)構(gòu)材料)上成膜。關(guān)于生產(chǎn)鎢氧化物粉末的方法，例如，日本未審專利申請(qǐng)公開(kāi)No.2002-293544(專利文獻(xiàn)2)描述了在空氣中通過(guò)加熱偏鎢酸銨(APT)獲得三氧化鎢粉末的方法。在提出的所述方法中，通過(guò)其中將APT在空氣中加熱的方法獲得粒徑為0.01(^m(BET比表面積為82n^/g)的三斜三氧化鎢粉末。然而，制造效率低，因?yàn)樾枰?0小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間的混煉以穩(wěn)定BET比表面積。專利文獻(xiàn)1:日本未審專利申請(qǐng)公開(kāi)No.2001-152130專利文獻(xiàn)2:日本未審專利申請(qǐng)公開(kāi)No.2002-293544專利文獻(xiàn)3:日本未審專利申請(qǐng)公開(kāi)No.2006-102737非專利文獻(xiàn)1:JournalofSolidStateChemistry,Vol,143,No.24,p.32,1999
發(fā)明內(nèi)容關(guān)于高效地獲得細(xì)粉末的方法，例如，日本未審專利申請(qǐng)公開(kāi)No.2006-102737(專利文獻(xiàn)3)公開(kāi)了熱等離子體處理。通過(guò)熱等離子體處理獲得1nm至ij200nm的細(xì)粉末。通過(guò)熱等離子體處理確實(shí)有效地獲得了細(xì)粉末。然而，即使所述細(xì)粉末原樣用作光催化劑，光催化性質(zhì)因?yàn)橄铝性蛞膊灰欢钊藵M意盡管通過(guò)所述熱等離子體方法獲得了lnm到200nm的細(xì)粉末，但它們的平均粒徑變化大。當(dāng)光催化劑粉末用于光催化劑產(chǎn)品時(shí)，通過(guò)在基板上形成膜生產(chǎn)光催化劑產(chǎn)品。所述膜通過(guò)下述過(guò)程形成將所述光催化劑粉末和樹(shù)脂粘合劑混合，將所述混合物涂布在基板上，然后干燥所述混合物。因此，所述膜含有光催化劑粉末。通常，就含有光催化劑粉末的膜而言，暴露在所述膜的表面上的光催化劑粉末發(fā)揮光催化效果。在這樣的情況下，所述光催化劑粉末的平均粒徑越小，比表面積越大，因此，光催化效果由此變得越大。然而，如果平均粒徑變化，膜的厚度或表面的粗糙度出現(xiàn)差異。膜的厚度或表面的粗糙度差異引起透光率變化，將產(chǎn)生外觀問(wèn)題，比如顏色不均勻。此外，有多種鎢氧化物，比如三氧化鎢W03、二氧化鎢\￥02、WO、5W203、W40s和W40u。其中，三氧化鎢W03主要用于光催化劑材料，因?yàn)樗哂袃?yōu)異的光催化性能且在空氣中在常溫下穩(wěn)定。然而，三氧化鎢W03具有復(fù)雜晶體結(jié)構(gòu)，且即使對(duì)其施加小的壓力，該晶體結(jié)構(gòu)也容易變化。因此，三氧化鎢W03的光催化性能不穩(wěn)定。三氧化鎢具有多種晶體結(jié)構(gòu)，包括單斜、斜方、三斜、六方、立方和四方。例如，在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)的由鎢氧化物組成的可見(jiàn)光光催化劑層具有分解有害氣體(比如乙酸)的能力不足的問(wèn)題，盡管它具有優(yōu)異的親水性。此外，盡管當(dāng)處理三氧化鎢W03粉末以使其更微細(xì)并改進(jìn)光催化性能時(shí)，通過(guò)在空氣中加熱偏鎢酸銨等生產(chǎn)的三氧化鎢W03粉末的晶體結(jié)構(gòu)主要為單斜，但三氧化鎢W03細(xì)粉末的晶體結(jié)構(gòu)因解聚處理施加的壓力而變?yōu)橹饕獮槿?JournalofSolidStateChemistry,Vol.143，No.24,p.32,1999(非專利文獻(xiàn)l))。此外，如上所述，所述光催化劑細(xì)顆粒越細(xì)，效果越顯著。然而，盡管可通過(guò)所述解聚處理將所述粉末顆粒磨碎至一定程度，但難以將通過(guò)在空氣中加熱偏鎢酸銨等生產(chǎn)的三氧化鎢W03粉末顆粒的尺寸減小至lOOnm或更小。本發(fā)明考慮上述情況完成，旨在提供在可見(jiàn)光下具有高光催化性能的用于光催化劑的三氧化鎢細(xì)粉末、生產(chǎn)所述粉末的方法、及使用所述用于光催化劑的三氧化鎢細(xì)粉末的光催化劑產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)用于光催化劑的三氧化鎢粉末的方法解決了上述問(wèn)題，其特征在于所述方法包括升華步驟，通過(guò)在氧氣氛中使用下列處理中的至少一種升華鎢金屬粉末或鎢化合物粉末，獲得三氧化鎢粉末電感耦合等離子體處理、電弧放電處理、激光處理和電子束處理；和熱處理步驟，在氧化性氣氛中在30(TC到100(TC熱處理在所述升華步驟中獲得的三氧化鎢粉末10分鐘到2小時(shí)。此外，根據(jù)本發(fā)明的用于光催化劑的三氧化鉤粉末解決了上述問(wèn)題，其特征在于所述粉末是通過(guò)上述生產(chǎn)用于光催化劑的三氧化鎢粉末的方法獲得的用于光催化劑的三氧化鎢粉末，其中所述三氧化鎢粉末的BET比表面積為8.2m2/g到820m2/g。根據(jù)本發(fā)明的光催化劑產(chǎn)品解決了上述問(wèn)題，其特征在于所述產(chǎn)品包含基板和在所述基板的表面上形成的光催化劑覆蓋層，其中所述光催化劑覆蓋層通過(guò)用有機(jī)或有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合粘合劑粘合權(quán)利要求10的用于光催化劑的三氧化物粉末而形成。通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)用于光催化劑的三氧化鎢粉末的方法，可有效地生產(chǎn)粒徑小且粒徑分布窄的用于光催化劑的三氧化鎢粉末。此外，由于所述三氧化鎢粉末的粒徑小和粒徑分布窄，根據(jù)本發(fā)明的用于光催化劑的三氧化鎢粉末和光催化劑產(chǎn)品在可見(jiàn)光下具有優(yōu)異的光催化性能。具體實(shí)施例方式生產(chǎn)用于光催化劑的三氧化鎢粉末的方法根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)用于光催化劑的三氧化鎢粉末的方法包括升華步驟和熱處理步驟。(升華步驟)所述升華步驟是通過(guò)在氧氣氛中升華鎢金屬粉末或鎢化合物粉末獲得三氧化鎢粉末的步驟。升華是物質(zhì)狀態(tài)從固相變化到汽相(氣相)或從汽相變化到固相，而不經(jīng)過(guò)液相。在本發(fā)明中，由于原料粉末在升華的同時(shí)被氧化，獲得了鎢氧化物的細(xì)粉末。關(guān)于在所述升華步驟中使用的鎢化合物粉末，例如有鴇氧化物(比如三氧化鉤W03和二氧化鉤W02)、碳化鴿、鉤酸銨、鴇酸轉(zhuǎn)、鴇酸等。在該步驟中，通過(guò)在氧氣氛中進(jìn)行升華步驟，鎢金屬粉末或鎢化合物粉末立即從固相變成汽相，且變成汽相的鎢金屬蒸汽被氧化，從而獲得鉤氧化物粉末。此外，因?yàn)椴捎闷嘀械难趸磻?yīng)，獲得了細(xì)粉末。關(guān)于所述升華步驟中的原料鎢金屬粉末或鎢化合物粉末，優(yōu)選鎢金屬粉末、三氧化鎢粉末、碳化鎢粉末和鎢酸銨粉末，因?yàn)樵谘鯕夥罩猩A后獲得的三氧化鎢粉末中含有雜質(zhì)的概率更小。其中，更優(yōu)選鎢金屬粉末、三氧化鎢粉末和碳化鎢粉末，因?yàn)樵谒錾A步驟后不產(chǎn)生作為副產(chǎn)物(除三氧化鎢外的物質(zhì))的有害物質(zhì)。此外，關(guān)于用作原料的鎢化合物，優(yōu)選含有鴨(w)和氧(o)作為組成元素的化合物。對(duì)于含有w和o作為組成成分的化合物，當(dāng)在升華步驟中使用電感耦合等離子體或下述其他處理時(shí)，所述化合物更易立即升華。關(guān)于含有W和O作為組成元素的鎢化合物，例如有W03、w2Qo58、w18o49、W02、鎢酸、APT、偏鎢酸銨等。作為所述升華步驟中的原料的鎢金屬粉末或鎢化合物粉末的平均粒徑為0.1到100pm，優(yōu)選為0.3pm到10pm，更優(yōu)選為0.3pm到3nm，進(jìn)一步優(yōu)選為0.3(am到1.5pm。優(yōu)選使用平均粒徑在上述范圍內(nèi)的鎢金屬粉末或鎢化合物粉末，因?yàn)橐子谶M(jìn)行升華。當(dāng)平均粒徑小于O.lpm時(shí)，原料粉末微細(xì)到需要預(yù)先調(diào)整且處理性能降低，此外，生產(chǎn)成本不利地增大；因此，在工業(yè)上不優(yōu)選。另一方面，當(dāng)平均粒徑超過(guò)10(Him時(shí)，難以引起均勻的升華反應(yīng)。盡管當(dāng)用大量能量進(jìn)行所述處理時(shí)可引起均勻的升華反應(yīng)，但在工業(yè)上不優(yōu)選。關(guān)于在所述升華步驟中在氧氣氛中升華鎢金屬粉末或鎢化合物粉末的方法，舉例有下述處理中的至少一種電感耦合等離子體處理、電弧放電處理、激光處理和電子束處理。其中，優(yōu)選電感耦合等離子體處理和電弧放電處理，因?yàn)橐子谝淮问褂么罅吭戏勰┰谘鯕夥罩羞M(jìn)行氧化反應(yīng)。例如，在激光處理和電子束處理中，所述升華步驟通過(guò)照射激光或電子束進(jìn)行。由于激光或電子束的照射點(diǎn)半徑小，一次處理大量原料粉末需要長(zhǎng)時(shí)間。因此，這些處理中的批量產(chǎn)率差。相比之下，優(yōu)選等離子體處理和電弧放電處理。因?yàn)橥ㄟ^(guò)分別調(diào)節(jié)等離子體和電弧放電的產(chǎn)生區(qū)域可控制一次可處理的原料量。當(dāng)在所述升華步驟中通過(guò)所述電感耦合等離子體處理進(jìn)行氧氣氛中的升華時(shí)，通常使用下述方法，其中通過(guò)使用氬氣和氧氣產(chǎn)生等離子體，并將鎢金屬粉末或鎢化合物粉末引入所述等離子體中。關(guān)于將鎢金屬粉末或鎢化合物粉末引入等離子體中的方法，例如有下述方法將鎢金屬粉末或鎢化合物粉末和載氣一起吹入等離子體中的方法、和通過(guò)將鎢金屬粉末或鎢化合物粉末分散于指定的液體分散介質(zhì)中獲得的分散體吹入等離子體中的方法。關(guān)于在將鎢金屬粉末或鎢化合物粉末吹入等離子體中的情形中使用的載氣，例如有空氣、氧氣、含有氧氣的惰性氣體等。其中，優(yōu)選空氣，因?yàn)槠涑杀镜?。此外，?dāng)反應(yīng)場(chǎng)含有足夠量的氧氣，例如，當(dāng)除載氣外把含有氧氣的活性氣體吹入等離子體中時(shí)，或當(dāng)所述鎢化合物粉末是三氧化鴇粉末時(shí)，惰性氣體(比如氬氣或氦氣)可用作載氣。當(dāng)使用將鎢金屬粉末或鎢化合物粉末和載氣一起吹入等離子體中的方法時(shí)，易于獲得晶體結(jié)構(gòu)僅由單斜晶體、斜方晶體和三斜晶體構(gòu)成的三氧化鎢粉末。關(guān)于用于制備含有鎢金屬粉末或鎢化合物粉末的分散液的分散介質(zhì)，使用分子中含有氧原子的液體分散介質(zhì)。通過(guò)使用所述分散介質(zhì)，更加易于處理原料粉末。關(guān)于分子中具有氧原子的液體分散介質(zhì)，使用例如含有20體積％或更多的水和醇中至少一種的液體分散介質(zhì)。關(guān)于用于液體分散介質(zhì)的醇，例如，優(yōu)選選自甲醇、乙醇、1-丙醇和2-丙醇中的至少一種醇。水和醇不妨礙原料粉末的升華反應(yīng)和氧化反應(yīng)，因?yàn)樗痛荚诘入x子體的熱量的作用下易揮發(fā)，且易于促進(jìn)氧化反應(yīng)，因?yàn)樗痛荚诜肿又泻?。將所述鎢金屬粉末或鎢化合物粉末分散在上述分散介質(zhì)中，以制備分散液。所述分散體中含有10質(zhì)量％到95質(zhì)量％，優(yōu)選為40質(zhì)量％到80質(zhì)量%的鎢金屬粉末或鎢化合物粉末。當(dāng)所述鎢金屬粉末或鎢化合物粉末在所述分散體中的含量在上述范圍內(nèi)時(shí)，所述鎢金屬粉末或鎢化合物粉末均勻地分散在所述分散體中。優(yōu)選地，所述原料粉末均勻地分散，因?yàn)檫@樣易于均勻地進(jìn)行所述原料粉末的升華反應(yīng)。當(dāng)所述鎢金屬粉末或鎢化合物粉末在所述分散體中的含量少于10質(zhì)量％時(shí)，所述原料粉末的量太少，而不能有效生產(chǎn)。另一方面，當(dāng)所述含量超過(guò)95質(zhì)量％時(shí)，所述分散體可粘至容器，因?yàn)橛捎谒龇稚Ⅲw的量少，所述原料粉末的粘度增大，因此，更難處理所述分散體。所述使用分散體的方法也可用于電弧放電處理。當(dāng)使用將鎢金屬粉末或鉤化合物粉末制成上述分散體并吹入等離子體中的方法時(shí)，易于獲得晶體結(jié)構(gòu)僅由單斜晶體和斜方晶體構(gòu)成的三氧化鎢粉末。此外，當(dāng)通過(guò)用激光或電子束進(jìn)行照射而進(jìn)行所述升華步驟時(shí)，因下列原因優(yōu)選使用粒狀鉤金屬或鉤化合物。由于激光或電子束的照射點(diǎn)直徑小，使用所述鎢金屬粉末或鎢化合物粉末將會(huì)導(dǎo)致難以供應(yīng)這樣的粉末。9然而，當(dāng)使用粒狀鎢金屬或鎢化合物時(shí)，有效的升華是可能的。此外，當(dāng)在用激光或電子束進(jìn)行照射期間移動(dòng)顆粒、激光束或電子束時(shí)，可有效升華具有特定尺寸的顆粒的整個(gè)表面。因此可獲得由單斜晶體、三斜晶體和斜方晶體構(gòu)成的三氧化鎢粉末。上述使用顆粒的方法也可用于使用電感耦合等離子體處理的情形，和使用電弧放電處理的情形。對(duì)所述激光處理沒(méi)有特別要求，只要激光具有足夠的能量升華鎢金屬和鎢粉末。然而，優(yōu)選C02激光，因?yàn)樗哂休^高的能量。(熱處理步驟)熱處理步驟是在氧化性氣氛中在指定的溫度下熱處理在所述升華步驟中獲得的三氧化鎢粉末指定的時(shí)間的步驟。通過(guò)進(jìn)行所述熱處理步驟，可增大所述三氧化鎢細(xì)粉末在所述鎢氧化物細(xì)粉末中的百分比至99%或更大，基本上到100%。此外，通過(guò)所述熱處理步驟可調(diào)節(jié)三氧化鎢的晶體結(jié)構(gòu)，使其具有指定的結(jié)構(gòu)。關(guān)于在所述熱處理步驟中使用的氧化性氣氛，使用例如空氣或含氧氣體。這里描述的含氧氣體指含有氧氣的惰性氣體。所述熱處理步驟中的熱處理溫度為300。C到IOOO'C，優(yōu)選為50(TC到700°C。所述熱處理步驟的熱處理時(shí)間為10分鐘到2小時(shí)，優(yōu)選為30分鐘到1.5小時(shí)。優(yōu)選地，所述熱處理的溫度和時(shí)間設(shè)在上述范圍內(nèi)，因?yàn)檫@樣易于從除三氧化鎢外的鉤氧化物生產(chǎn)三氧化鉤。當(dāng)所述溫度低于300。C時(shí)，將在所述升華步驟中未變成三氧化鉤的粉末變成三氧化鉤的氧化效果小。另一方面，所述溫度優(yōu)選不超過(guò)100(TC，因?yàn)殒u氧化物細(xì)顆粒晶粒生長(zhǎng)快速。通過(guò)進(jìn)行所述熱處理步驟，可調(diào)節(jié)所述三氧化鎢細(xì)粉末的晶體結(jié)構(gòu)。用于光催化劑的三氧化鎢粉末根據(jù)本發(fā)明的用于光催化劑的三氧化鎢粉末是通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的上述生產(chǎn)用于光催化劑的三氧化鎢粉末的方法獲得的粉末。根據(jù)本發(fā)明的用于光催化劑的三氧化鎢粉末從BET比表面積轉(zhuǎn)化得到的平均粒徑為lnm到100nm，優(yōu)選為10nm到100nm，更優(yōu)選為15nm到100nm。此外，關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的用于光催化劑的三氧化鎢粉末，通過(guò)圖像分析獲得的以(D90-D10)/D50表示的粒徑分布在0.3到2的范圍內(nèi)。粒徑分布(D90-D10)/D50是通過(guò)下述方法計(jì)算的參數(shù)。首先，對(duì)用SEM或TEM取得的粉末的近距離照片作圖像分析，以選取150個(gè)或更多個(gè)粉末晶粒，并計(jì)算基于體積的累積直徑(體積比)。由上述計(jì)算獲得的D90、D50、D10計(jì)算(D卯-D10)/D50的值，定義為粒徑分布。粒徑分布(D90-D10)/D50顯示，所述值和越接近l，粒徑越均勻。此外，根據(jù)本發(fā)明的用于光催化劑的三氧化鎢粉末的D50優(yōu)選為lnm到100nm，更優(yōu)選為10nm到100nm。此外，根據(jù)本發(fā)明的用于光催化劑的三氧化鎢粉末主要具有下列晶體結(jié)構(gòu)中的任意一種或多種單斜晶體、斜方晶體和三斜晶體。這里描述的晶體結(jié)構(gòu)表示通過(guò)X-射線衍射法確定的晶體結(jié)構(gòu)。在X-射線衍射法中，晶體結(jié)構(gòu)按下述方式確定對(duì)照J(rèn)CPDS卡片查找通過(guò)X射線衍射獲得的峰，當(dāng)存在相應(yīng)的峰時(shí)，認(rèn)定存在晶體結(jié)構(gòu)。此外，當(dāng)通過(guò)x射線衍射觀察到兩種或多種晶體結(jié)構(gòu)的峰時(shí)，認(rèn)為所述晶體結(jié)構(gòu)的"主要"晶體結(jié)構(gòu)是具有最高峰強(qiáng)度的晶體結(jié)構(gòu)。用于確定晶體結(jié)構(gòu)的JCPDS卡片的卡片號(hào)如下。JCPDS卡片種類單斜晶體43-1035斜方晶體20-1324三斜晶體20-1323或32-1395立方晶體41-0905四方晶體05-0388六方晶體33-1387此外，優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的用于光催化劑的三氧化鉤粉末具有選自單斜、斜方和三斜的至少兩種晶體結(jié)構(gòu)。此外，更優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的用于光催化劑的三氧化鎢粉末僅具有選自單斜、斜方和三斜的至少兩種晶體結(jié)構(gòu)，因?yàn)楣獯呋阅芨?。關(guān)于此處描述的光催化性能，例如，分解有機(jī)氣體(比如乙醛)的性能。ii此外，更優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的用于光催化劑的三氧化鎢粉末的晶體結(jié)構(gòu)僅由單斜晶體、斜方晶體和三斜晶體構(gòu)成，或者其晶體結(jié)構(gòu)僅由單斜晶體和三斜晶體構(gòu)成，因?yàn)楣獯呋阅苓M(jìn)一步提高。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的用于光催化劑的三氧化鉤粉末在上述范圍內(nèi)具有較大的平均粒徑。平均粒徑越大，光催化性能越高。根據(jù)本發(fā)明的用于光催化劑的三氧化鎢粉末的BET比表面積通常為8.2m2/g到820m2/g，優(yōu)選為20m2/g到820m2/g。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的用于光催化劑的三氧化鴿粉末具有上述后面的BET比表面積。換言之，BET比表面積越大越優(yōu)選，因?yàn)楣獯呋阅芟鄳?yīng)提高。根據(jù)本發(fā)明的用于光催化劑的三氧化鎢粉末可以是混合粉末，所述混合粉末由具有上述晶體結(jié)構(gòu)、粒徑和任選的BET比表面積的特定三氧化鉤粉末，和物理性能與所述物理性能不同的三氧化鉤粉末組成。在由所述混合粉末組成的用于光催化劑的三氧化鴇粉末中，通常含有90質(zhì)量％或更多的上述特定的三氧化鎢粉末，優(yōu)選為95質(zhì)量％或更多，更優(yōu)選為99質(zhì)量％到99.9質(zhì)量％。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的用于光催化劑的三氧化鉤粉末在上述范圍內(nèi)具有較高的上述特定的三氧化鎢粉末的含量比率。所述三氧化鉤粉末的含量的比率越高，顯示的光催化性能越高。光催化劑產(chǎn)品根據(jù)本發(fā)明的光催化劑產(chǎn)品是包含基板和在所述基板的表面上形成光催化劑覆蓋層的產(chǎn)品。此外，在所述基板和所述光催化劑覆蓋層之間可形成阻擋層。關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的光催化劑產(chǎn)品的基板，使用例如玻璃、陶瓷、混凝土、金屬、樹(shù)脂(包括丙烯酸樹(shù)脂)、木材、纖維等。此外，基板的形狀沒(méi)有特別限制，且所述基板可具有多種形狀，包括片狀、棒狀和纖維狀。此外，例如，當(dāng)所述光催化劑用于建筑材料時(shí)，建筑物的外壁或內(nèi)壁可原樣用作基板，當(dāng)所述光催化劑產(chǎn)品用于照明設(shè)備時(shí)，所述照明設(shè)備的外部或內(nèi)部可原樣用作基板，且當(dāng)所述光催化劑產(chǎn)品用于除臭設(shè)備時(shí)，空氣通道可原樣用作基板。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的光催化劑產(chǎn)品的光催化劑覆蓋層是通過(guò)用無(wú)機(jī)或有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合粘合劑粘合上述根據(jù)本發(fā)明的用于光催化劑的三氧化鎢粉末形成的層。關(guān)于所述無(wú)機(jī)粘合劑，使用例如膠態(tài)二氧化硅、氧化鋁溶膠、氧化鋯溶膠等。所述無(wú)機(jī)粘合劑在所述光催化劑覆蓋層中變成二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯等，并將根據(jù)本發(fā)明的用于光催化劑的三氧化鎢粉末的晶粒彼此粘合。因此，根據(jù)本發(fā)明的用于光催化劑的三氧化鎢粉末的晶粒牢固地固定在所述基板的表面上。所述有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合粘合劑表示含有金屬元素(比如Si)作為組成成分的有機(jī)物。關(guān)于所述有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合粘合劑，例如有硅樹(shù)脂等。不優(yōu)選不含金屬元素的有機(jī)物，因?yàn)樗鲇袡C(jī)物會(huì)因三氧化鎢粉末而降解。此外，如果必要，可在所述基板和所述光催化劑覆蓋層之間設(shè)置阻擋層。在例如所述基板是可因光催化效果降解的材料(比如樹(shù)脂、纖維、或木材)時(shí)，使用所述阻擋層。當(dāng)目標(biāo)有機(jī)物因光催化效果分解時(shí)，有時(shí)基板(比如樹(shù)脂基板)也同時(shí)降解。然而，通過(guò)在光催化劑覆蓋層下形成僅由無(wú)機(jī)粘合劑或有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合粘合劑制成的層作為阻擋層時(shí)，可防止基板的降解。此外，也可以使阻擋層起到粘合層的作用。所述光催化劑覆蓋層的厚度通常為O.l拜到3pm，優(yōu)選為0.5]nm到2(im。關(guān)于所述光催化劑覆蓋層，僅光催化劑粉末從所述粘合劑暴露，艮P，僅和空氣接觸的光催化劑粉末發(fā)揮光催化效果。然而，光催化劑覆蓋層的厚度小于O.l)im是不優(yōu)選的，因?yàn)榇嬖谒鰧雍突逯g不能施加足夠的連接強(qiáng)度(結(jié)合強(qiáng)度)的風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，所述光催化劑覆蓋層的厚度超過(guò)5pm是不優(yōu)選的，因?yàn)榇嬖谒龉獯呋瘎└采w層可能破裂的風(fēng)險(xiǎn)。因此，優(yōu)選地，按逐步更優(yōu)選的順序，所述光催化劑覆蓋層的厚度在O.lpm至l」5pm，0.5pm到4(xm，或lpm到3nm的范圍內(nèi)，因?yàn)樵诟咚降墓獯呋阅芎桶胪该鞫戎g的平衡相應(yīng)改進(jìn)。所述光催化劑覆蓋層通常含有10體積％或更多的，優(yōu)選為30體積％到80體積％的根據(jù)本發(fā)明的用于光催化劑的三氧化鉤粉末。上述特定的用于光催化劑的三氧化鎢粉末在所述光催化劑覆蓋層中的含量?jī)?yōu)選為不小于10體積％，因?yàn)楣獯呋阅艿乃讲怀浞指?。另一方面，?dāng)所述含量超過(guò)80體積％時(shí)，存在所述層和所述基板之間的連接強(qiáng)度因所述大量的光催化劑粉末而減小的風(fēng)險(xiǎn)。在此情況下，也可以增加粘合層以保持強(qiáng)度。所述層和所述基板之間的連接強(qiáng)度根據(jù)使用環(huán)境調(diào)節(jié)。厚度和體積％具有上述值的光催化劑覆蓋層顯示高半透明度。特別地，厚度和體積％具有上述值的光催化劑覆蓋層對(duì)波長(zhǎng)為550nm的光具有50%或更多的高透光率。選擇波長(zhǎng)為550nm的光是因?yàn)樵谠摬ㄩL(zhǎng)，三氧化鎢粉末吸收的光的量小，從而可以測(cè)量光催化劑覆蓋層本身的透光率。顯示低透光率的光催化劑覆蓋層的部分會(huì)引起反射等，所述反射等會(huì)造成外觀的缺點(diǎn)，比如顏色不均勻。因此，特別當(dāng)所述光催化劑覆蓋層用于可見(jiàn)材料(比如建筑材料、照明設(shè)備等)時(shí)會(huì)引起問(wèn)題。根據(jù)本發(fā)明的光催化劑產(chǎn)品可用于外觀重要的領(lǐng)域(比如建筑材料、照明設(shè)備等)中。此外，關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的光催化劑產(chǎn)品，可見(jiàn)光可用作所述光催化劑產(chǎn)品的激發(fā)源?？梢?jiàn)光的波長(zhǎng)范圍為390到830nm。特別當(dāng)照射波長(zhǎng)為430到500nm的光時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的用于光催化劑的三氧化鉤粉末顯示優(yōu)異的光催化效果。關(guān)于發(fā)射波長(zhǎng)為430到50Gnm的光的激發(fā)源，例如有曰光、熒光、藍(lán)色發(fā)光二極管、藍(lán)色激光等。特別優(yōu)選藍(lán)色發(fā)光二極管和藍(lán)色激光，因?yàn)樗鼈儍H可發(fā)射波長(zhǎng)為430到500nm的光。實(shí)施例下面描述實(shí)施例。然而，不應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明限于這些實(shí)施例。實(shí)施例1制備平均粒徑為0.5pm的三氧化鎢粉末作為原料粉末。在升華步驟中，在使用大氣(空氣)作為載氣的同時(shí)，將該原料粉末噴入RF等離子體中，將平均流速調(diào)節(jié)至lm/s，所述原料粉末在進(jìn)行氧化反應(yīng)的同時(shí)被升華。因此通過(guò)所述升華步驟獲得三氧化鉤粉末。然后，在空氣氣氛下對(duì)獲得的三氧化鎢粉末進(jìn)行530°01小時(shí)的熱處理步驟。從而獲得用于光催化劑的三氧化鎢粉末。對(duì)獲得的用于光催化劑的三氧化鎢粉末，測(cè)量BET比表面積、粒徑分14布和晶相。關(guān)于粒徑分布參數(shù)，使用(D90-D10)/D50值，該值由通過(guò)計(jì)算圖像分析得到的150個(gè)或更多個(gè)晶粒的累積直徑獲得的D90、D50和D10計(jì)算。晶相通過(guò)測(cè)量XRD分析獲得的X射線圖并對(duì)照上述JCPDS卡片査找測(cè)量結(jié)果而確定。測(cè)量結(jié)果如下BET比表面積為41m2/g，從BET比表面積轉(zhuǎn)化的平均粒徑為20nm，粒徑分布(D卯-D10)/D50為0.9。此外發(fā)現(xiàn)，晶相僅由單斜晶體、斜方晶體和三斜晶體構(gòu)成。實(shí)施例2制備平均粒徑為lpm的鉤金屬粉末作為原料粉末。在升華步驟中，在使用大氣(空氣)作為載氣的同時(shí)，將該原料粉末噴入RF等離子體中，將平均流速調(diào)節(jié)至2m/s，所述原料粉末在進(jìn)行氧化反應(yīng)的同時(shí)被升華。因此通過(guò)所述升華步驟獲得三氧化鎢粉末。然后，在空氣氣氛下對(duì)獲得的三氧化鎢粉末進(jìn)行600X>2小時(shí)的熱處理步驟。從而獲得用于光催化劑的三氧化鎢粉末。對(duì)獲得的用于光催化劑的三氧化鎢粉末，進(jìn)行和實(shí)施例1所述相同的測(cè)量，并獲得下列結(jié)果BET比表面積為14m2/g，粒徑分布(D90-D10)/D50為0.93。此外發(fā)現(xiàn)，晶相僅由單斜晶體、斜方晶體和三斜晶體構(gòu)成'。實(shí)施例3制備平均粒徑為2]im的鉤金屬粉末作為原料粉末。在升華步驟中，將該原料粉末和水混合以制備分散液，在使用大氣(空氣)作為載氣的同時(shí)，將該分散液噴入RF等離子體中，將平均流速調(diào)節(jié)至0.5m/s。所述原料粉末在進(jìn)行氧化反應(yīng)的同時(shí)被升華，通過(guò)所述升華步驟獲得三氧化鎢粉末。然后，在空氣氣氛下對(duì)獲得的三氧化鎢粉末進(jìn)行550°Cx30分鐘的熱處理步驟。從而獲得用于光催化劑的三氧化鎢粉末。對(duì)獲得的用于光催化劑的三氧化鎢粉末，進(jìn)行和實(shí)施例1所述相同的測(cè)量，并獲得下列結(jié)果BET比表面積為68m2/g，粒徑分布(D90-D10)/D50為0.88。此外發(fā)a，晶相僅由單斜晶體、斜方晶體和三斜晶體構(gòu)成。實(shí)施例4到13然后，對(duì)生產(chǎn)條件按表1所述變化的產(chǎn)品進(jìn)行和實(shí)施例1所述相同的測(cè)量。比較實(shí)施例1按照和實(shí)施例1所述相同的方式進(jìn)行到升華步驟結(jié)束，但不進(jìn)行所述熱處理步驟，這樣制備的產(chǎn)品定義為比較實(shí)施例1。比較實(shí)施例2通過(guò)在空氣氣氛下加熱偏鎢酸銨粉末制備鎢氧化物粉末。將獲得的鎢氧化物粉末放入氧化鋁研缽中，在噴水的同時(shí)研磨和混煉25小時(shí)。得到的產(chǎn)品定義為比較實(shí)施例2。比較實(shí)施例3和4按照和實(shí)施例1所述的方式進(jìn)行制備，區(qū)別在于所述熱處理步驟的溫度為20(TC和1300°C，制備的產(chǎn)品分別定義為比較實(shí)施例3和4。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>波長(zhǎng)為460nrn的藍(lán)光。這樣完成了用于測(cè)量乙醛分解能力的測(cè)量設(shè)備。(乙醛分解能力的測(cè)量)首先，在上述測(cè)量設(shè)備的玻璃容器中放置玻璃盤(pán)，在所述玻璃盤(pán)上放置lg樣品粉末。然后，以20ppm的濃度將乙醛氣體充入所述測(cè)量設(shè)備中。然后，將所述測(cè)量設(shè)備密封，驅(qū)動(dòng)所述風(fēng)扇，由空氣和乙醛氣體組成的混合氣體在所述測(cè)量設(shè)備中的所述玻璃容器和管中循環(huán)。此外，通過(guò)上述LED的發(fā)射，峰波長(zhǎng)為460nm的藍(lán)光以lmW/cm2的強(qiáng)度照射到所述玻璃盤(pán)上的樣品粉末上。在該條件下連續(xù)操作所述測(cè)量設(shè)備，用多種氣體監(jiān)測(cè)器(multigasmonitor)順序測(cè)量在所述測(cè)量設(shè)備內(nèi)循環(huán)的氣體中的乙醛氣體濃度(乙醛的剩余量)。(測(cè)量透光率的方法)(測(cè)量樣品的制備)作為基板，制備玻璃基板。將根據(jù)各個(gè)實(shí)施例和比較實(shí)施例的用于光催化劑的三氧化鎢粉末和硅樹(shù)脂混合以制備光催化劑糊料。然后，將所述光催化劑糊料涂布在所述玻璃基板上并干燥以形成光催化劑覆蓋層。(透光率的測(cè)量)使用UV-Vis分光光度計(jì)(ShimadzuCorporation(商品名UV-2550))照射波長(zhǎng)為550nm的光，并測(cè)量透光率。結(jié)果顯示于下表3和4中。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>表4<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于光催化劑的三氧化鎢粉末在乙酸分解能力方面是優(yōu)異的。此外，所述光催化劑覆蓋層具有高透光率，因此，在光學(xué)上很少會(huì)出現(xiàn)諸如顏色不均勻的問(wèn)題。因此，可以說(shuō)當(dāng)用于建筑材料等的外觀時(shí)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于光催化劑的三氧化鎢粉末是有效的。權(quán)利要求1.生產(chǎn)用于光催化劑的三氧化鎢粉末的方法，所述方法包括升華步驟，通過(guò)在氧氣氛中使用下列處理中的至少一種升華鎢金屬粉末或鎢化合物粉末來(lái)獲得三氧化鎢粉末電感耦合等離子體處理、電弧放電處理、激光處理和電子束處理；和熱處理步驟，在氧化性氣氛中在300℃到1000℃下熱處理在所述升華步驟中獲得的三氧化鎢粉末10分鐘到2小時(shí)。2.權(quán)利要求1的生產(chǎn)用于光催化劑的三氧化鎢粉末的方法，其中作為所述升華步驟中的原料的所述鎢金屬粉末或所述鎢化合物粉末的平均粒徑為O.ljim至lj100nm。3.權(quán)利要求2的生產(chǎn)用于光催化劑的三氧化鎢粉末的方法，其中在所述升華步驟中在所述氧氣氛中的所述升華通過(guò)電感耦合等離子體處理實(shí)現(xiàn)，并將所述鎢金屬粉末或鎢化合物粉末和載氣一起吹入在所述氧氣氛中產(chǎn)生的等離子體中。4.權(quán)利要求2的生產(chǎn)用于光催化劑的三氧化鎢粉末的方法，其中在所述升華步驟中在所述氧氣氛中的所述升華通過(guò)電感耦合等離子體處理實(shí)現(xiàn)，并將所述鎢金屬粉末或鎢化合物粉末分散在液體分散介質(zhì)中而得到的分散體吹入在所述氧氣氛中產(chǎn)生的等離子體中，其中所述液體分散介質(zhì)在分子中具有氧原子。5.權(quán)利要求4的生產(chǎn)用于光催化劑的三氧化鎢粉末的方法，其中所述在分子中具有氧原子的液體分散介質(zhì)含有51體積％或更多的水和醇中的至少任意一種。6.權(quán)利要求5的生產(chǎn)用于光催化劑的三氧化鎢粉末的方法，其中所述醇是選自甲醇、乙醇、l-丙醇和2-丙醇中的至少一種。7.由權(quán)利要求1到6任意一項(xiàng)的生產(chǎn)用于光催化劑的三氧化鎢粉末的方法獲得的用于光催化劑的三氧化鎢粉末，其中所述三氧化鎢粉末的BET比表面積為8.2m2/g到820m2/g。8.權(quán)利要求7的用于光催化劑的三氧化鎢粉末，其中所述三氧化鎢粉末通過(guò)圖像分析獲得的粒徑分布(D90-D10)/D50在0.3到2的范圍內(nèi)。9.權(quán)利要求7或8的用于光催化劑的三氧化鉤粉末，其中所述三氧化鎢粉末具有選自單斜晶體、斜方晶體和三斜晶體中的至少兩種晶體結(jié)構(gòu)，且所述三氧化鎢粉末從BET比表面積轉(zhuǎn)化得到的平均粒徑為lnm到100nm。10.用于光催化劑的三氧化鎢粉末，其含有90質(zhì)量％和100質(zhì)量％之間的權(quán)利要求7到9任意一項(xiàng)的三氧化鎢粉末。11.光催化劑產(chǎn)品，其包含基板和在所述基板的表面上形成的光催化劑覆蓋層，其中所述光催化劑覆蓋層通過(guò)用有機(jī)粘合劑或有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合粘合劑粘合權(quán)利要求10的用于光催化劑的三氧化物粉末而形成。12.權(quán)利要求11的光催化劑產(chǎn)品，其中所述光催化劑覆蓋層的厚度為0.1|nm至U3jum。13.權(quán)利要求11或12的光催化劑產(chǎn)品，其中所述光催化劑覆蓋層含有10體積％或更多的所述用于光催化劑的三氧化鉤粉末。14.權(quán)利要求11到13任意一項(xiàng)的光催化劑產(chǎn)品，其中所述光催化劑覆蓋層對(duì)波長(zhǎng)為550nm的光的透光率為50%或更大。全文摘要本申請(qǐng)公開(kāi)了生產(chǎn)用于光催化劑的三氧化鎢粉末的方法，其特征在于所述方法包括升華步驟，通過(guò)在氧氣氛中使用電感耦合等離子體處理升華鎢金屬粉末或鎢化合物粉末獲得三氧化鎢粉末，和熱處理步驟，在氧化性氣氛中在300℃到1000℃下熱處理在所述升華步驟中獲得的三氧化鎢粉末10分鐘到2小時(shí)。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)用于光催化劑的三氧化鎢粉末的方法獲得的三氧化鎢粉末在可見(jiàn)光下具有優(yōu)異的光催化性能。文檔編號(hào)C01G41/02GK101641292SQ20088000889公開(kāi)日2010年2月3日申請(qǐng)日期2008年3月11日優(yōu)先權(quán)日2007年3月23日發(fā)明者中野佳代,佐藤光,白川康博申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝;東芝高新材料公司