负载有过渡金属化合物的氧化钛

摘要

本发明提供一种对可见光的响应性优异，且发挥优异的光催化剂能力的负载有过渡金属化合物的氧化钛。本发明的负载有过渡金属化合物的氧化钛在结晶性氧化钛负载有过渡金属化合物，其特征为，平均短径为50nm以下，平均长宽比(长径/短径)为1.5以上。作为上述结晶性氧化钛，优选具有结晶面(110)及结晶面(111)的金红石型氧化钛和/或具有结晶面(110)、结晶面(111)及结晶面(001)的金红石型氧化钛。

权利要求

1.一种负载有过渡金属化合物的氧化钛，其在结晶性氧化钛上负载有过渡金属化合物而成，所述负载有过渡金属化合物的氧化钛的平均短径为10～25nm，平均长宽比即长径/短径为1.5以上，结晶性氧化钛为具有结晶面(110)及结晶面(111)的金红石型氧化钛和/或具有结晶面(110)、结晶面(111)及结晶面(001)的金红石型氧化钛，在结晶性氧化钛的制造中，以0.1～1500W/m3的搅拌所需动力Pv值进行搅拌来进行水热处理，并且，在过渡金属化合物负载工序后，通过采用横流方式进行膜过滤来实施精制处理。

2.根据权利要求1所述的负载有过渡金属化合物的氧化钛，其比表面积为10m2/g以上。

说明书

负载有过渡金属化合物的氧化钛

技术领域

[0001] 本发明涉及在氧化钛上负载过渡金属化合物而得到的负载有过渡金属化合物的氧化钛。上述负载有过渡金属化合物的氧化钛对可见光的响应性优异，能够发挥优异的光催化剂能力。

背景技术

[0002] 负载有过渡金属化合物的氧化钛具有光催化剂能力，通过照射可见光或紫外线等光，能够发挥强氧化力而将有害化学物质分解为水或二氧化碳，通过对负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液进行涂布或混合，能够对被涂布的物体或被混合物质赋予抗菌、防霉、除臭、空气净化、水质净化及防污效果等。而且，已知在负载有过渡金属化合物的氧化钛含有卤素离子等离子性杂质的情况下，对紫外线及可见光的响应性会下降。

[0003] 已知有负载有过渡金属化合物的氧化钛可经由下述工序进行制造(参照专利文献1、2等)。

[0004] 1.氧化钛制造工序：对钛化合物进行水热处理而得到氧化钛悬浮液；

[0005] 2.负载过渡金属化合物的工序：通过将过渡金属化合物添加在氧化钛悬浮液中而得到负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液；

[0006] 3.精制工序：通过对负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液施加使用全量过滤方式的加压或减压过滤、或者离心分离等处理而使固液分离从而降低离子性杂质的含量；

[0007] 但是，就上述方法而言，在精制工序中由于固液分离而使负载有过渡金属化合物的氧化钛发生压紧化从而使高活性面的露出量下降，因此，存在不能得到具有足够光催化剂能力的负载有过渡金属化合物的氧化钛的问题。进而，一旦发生了压紧化的负载有过渡金属化合物的氧化钛即使之后实施粉碎处理等而再分散，仍然还是不能得到充分的光催化剂能力。

[0008] 现有技术文献

[0009] 专利文献

[0010] 专利文献1：日本特开平10-158015号公报

[0011] 专利文献2：日本特开昭62-235215号公报

发明内容

[0012] 发明要解决的问题

[0013] 因此，本发明的目的在于，提供一种对可见光的响应性优异，且发挥优异的光催化剂能力的负载有过渡金属化合物的氧化钛。

[0014] 用于解决问题的技术方案

[0015] 本发明人为解决上述问题而进行了潜心的研究，结果发现：棒状的负载有过渡金属化合物的氧化钛一旦通过施加离心分离等固液分离处理而发生压紧化时，即使之后通过粉碎而再分散，棒状的晶体结构也会被切断，且因为下述1、2等理由，可见光区域的光催化剂能力显著下降。

[0016] 1.负载有过渡金属化合物的氧化钛的平均长宽比变小，成为更接近球状的形状，所以氧化反应场和还原反应场的分离性下降，无法避免逆反应或副反应的进行；

[0017] 2.由于棒状晶体结构被切断，会产生未负载过渡金属化合物的氧化钛片，该氧化钛片不能发挥可见光响应性。

[0018] 而且，在纯化工序中，当采用利用横流过滤方式进行的膜过滤处理代替离心分离等固液分离处理时，负载有过渡金属化合物的氧化钛就不会发生压紧化，能够在维持棒状晶体结构的状态下高效地除去离子性杂质，可得到离子性杂质的含量极低，且棒状的负载有过渡金属化合物的氧化钛。还发现：在进行水热处理时对反应体系内进行搅拌时，就会得到平均短径极小，且平均长宽比大的负载有过渡金属化合物的氧化钛。并且发现：如上所述得到的负载有过渡金属化合物的氧化钛对可见光的响应性优异，能够发挥优异的光催化剂能力。本发明是基于这些见解而完成的。

[0019] 即，本发明提供一种负载有过渡金属化合物的氧化钛，其在结晶性氧化钛上负载有过渡金属化合物，所述负载有过渡金属化合物的氧化钛平均短径为50nm以下，平均长宽比(长径/短径)为1.5以上。

[0020] 作为上述结晶性氧化钛，优选具有结晶面(110)及结晶面(111)的金红石型氧化钛和/或具有结晶面(110)、结晶面(111)及结晶面(001)的金红石型氧化钛。

[0021] 比表面积优选为10m2/g以上。

[0022] 本发明还提供一种氧化钛，其平均短径为50nm以下，平均长宽比(长径/短径)为1.5以上。

[0023] 发明效果

[0024] 本发明的负载有过渡金属化合物的氧化钛的平均短径为50nm以下，且平均长宽比(长径/短径)为1.5以上。因此，对可见光的响应性优异，能够吸收太阳光或白炽灯、萤光灯、LED等通常生活空间的光，并将有害化学物质分解为水或二氧化碳。即，本发明的负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液可优选用作LED照明下用光催化剂。而且，能够应用于抗菌防霉、除臭、空气净化、水净化等各种用途，且能够应用于以室内的壁纸或家具为主的家庭内或医院、学校等公共设施内的环境净化、家电制品的高功能化等广范的范围。

附图说明

[0025] 图1是示出利用横流方式进行的膜过滤的一个例子的概要图；

[0026] 图2是示出利用横流方式进行的膜过滤的逆清洗的一个例子的概要图；

[0027] 图3是具有结晶面(110)(111)的棒状金红石型氧化钛、以及具有结晶面(110)(111)(001)的棒状金红石型氧化钛的立体图；

[0028] 图4是使用电场发射型扫描电子显微镜拍摄到的实施例2中得到的负载有铁化合物的氧化钛的照片(×200000，比例尺：100nm)。

具体实施方式

[0029] [负载有过渡金属化合物的氧化钛]

[0030] 本发明的负载有过渡金属化合物的氧化钛的特征在于，过渡金属化合物负载在结晶性氧化钛上，负载有过渡金属化合物的氧化钛的平均短径为50nm以下，平均长宽比(长径/短径)为1.5以上。

[0031] 负载有过渡金属化合物的氧化钛的平均短径为50nm以下，优选为5～40nm，特别优选为5～30nm，最优选为10～25nm。当平均短径大于上述范围时，氧化反应场和还原反应场的分离性会下降，无法避免逆反应或副反应的进行，且光催化剂能力下降，因此不优选。

[0032] 另外，负载有过渡金属化合物的氧化钛的平均长宽比(长径/短径)为1.5以上，优选为1.5～100，更优选为1.5～50，特别优选为1.5～20，最优选为2～15。当平均长宽比小于上述范围时，氧化反应场和还原反应场的分离性会下降，无法避免逆反应或副反应的进行，且光催化剂能力下降，因此不优选。

[0033] 另外，在本发明中，平均短径及平均长宽比是对用下述调节方法得到的样品用下述测定方法求得的值。

[0034] ＜样品制备方法＞

[0035] 1.将少量(挖耳勺尺寸的药勺的一半左右)的负载有过渡金属化合物的氧化钛装入9mL的玻璃制样品瓶，且加入7mL乙醇，利用超声波清洗器，施加5分钟的超声波，使其分散到乙醇中从而得到乙醇分散液。

[0036] 2.将得到的乙醇分散液用玻璃制滴管吸取1滴，滴落于SEM用试样台上，在使其自然干燥以后，进行30秒钟的铂蒸镀。

[0037] ＜测定方法＞

[0038] 使用场发射型扫描电子显微镜(商品名“FE-SEM JSM-6700F”，日本电子(株)制造，加速电压：15kV，WD：约3mm，倍率：20万倍)，随机观察结晶粒子，提取代表性的三处，在提取的SEM照片整体中，提取位于中间且轮廓清晰的30个下述粒子：观察到的尺寸不极端大也不极端小的大小平均的粒子，拍摄到OHP薄片上，对这些粒子，利用图像分析软件(商品名“WinROOFVersion5.6”，三谷商事(株)制造)求出各短径(与最大长径正交的宽度)，对这些值进行平均作为平均短径。另外，用同样的方法求出平均长径(最大长径)，将两者之比(平均长径/平均短径)作为平均长宽比。

[0039] 作为上述结晶性氧化钛，例如可举出：金红石型氧化钛、锐钛矿型氧化钛、板钛型氧化钛等。在本发明中，从在露出稳定的结晶面的观点出发，优选为金红石型氧化钛或锐钛矿型氧化钛，从能够发挥更优异的光催化剂能力的观点出发，更优选为金红石型氧化钛，特别优选为具有结晶面(110)及结晶面(111)的金红石型氧化钛和/或具有结晶面(110)、结晶面(111)及结晶面(001)的金红石型氧化钛。

[0040] 过渡金属化合物例如以过渡金属离子、过渡金属单质、过渡金属盐、过渡金属氧化物、过渡金属氢氧化物、或过渡金属络合物的状态被负载。作为过渡金属化合物的负载量，例如，为50ppm以上，优选为100ppm以上，更优选为200ppm以上，特别优选为300ppm以上，最优选为500ppm以上。过渡金属化合物的负载量的上限例如为5000ppm左右，优选为3000ppm，特别优选为2000ppm。当过渡金属化合物的负载量小于上述范围时，可见光响应性存在下降的倾向。另一方面，当过渡金属化合物的负载量大于上述范围时，激发电子就会因注入电子的反向电子转移等而不能有效地发挥作用，从而光催化剂能力存在下降的倾向。

[0041] 从能够进一步提高氧化反应和还原反应的反应场的分离性，由此，从能够抑制激发电子和空穴的再结合、并能够抑制逆反应的进行、且能够飞跃地提高光催化剂活性这一点出发，优选上述过渡金属化合物表面选择性地负载于结晶性氧化钛的表面，特别优选过渡金属化合物选择性地负载在氧化反应面。

[0042] 另外，在本发明中，过渡金属化合物“表面选择性地”负载是指：过渡金属化合物的超过50％的量，优选为70％以上，特别优选为80％以上，负载在结晶性氧化钛的2个以上的结晶面中的特定的面(例如，特定的1面或2面等)上，而不是负载在所有的面上。另外，表面选择率的上限为100％。表面选择性可如下进行判定：通过使用透射式电子显微镜(TEM)或能量分散型萤光X射线分析装置(EDX)，确认源自各结晶面上的过渡金属化合物的信号。

[0043] 作为过渡金属化合物，只要是在可见光区域具有吸收光谱，且能够在激发状态向传导带注入电子的过渡金属化合物即可，但在本发明中，优选为元素周期表IIIB族～IIIA族元素化合物，其中优选为元素周期表VIII族～IIIA族元素化合物，特别优选为铁化合物或铂化合物，最优选为三价铁化合物(Fe3+)。因为三价铁化合物(Fe3+)易吸附于氧化钛，而2+
二价铁化合物(Fe )具有难以吸附的特性，所以通过利用其特性，能够容易地面选择地进行负载。

[0044] 上述负载有过渡金属化合物的氧化钛的比表面积例如为10m2/g以上。比表面积的下限优选为30m2/g，更优选为50m2/g，特别优选为60m2/g，最优选为70m2/g。比表面积的上限2 2 2
例如为200m/g，优选为150m/g，特别优选为100m/g。

[0045] 上述负载有过渡金属化合物的氧化钛的比表面积例如为10～200m2/g，优选为10～150m2/g，更优选为30～150m2/g，进一步优选为50～100m2/g，特别优选为60～100m2/g，最优选为70～100m2/g。比表面积为上述范围的负载有过渡金属化合物的氧化钛高活性面的露出量变多，因此，能够发挥优异的光催化剂能力。

[0046] 上述比表面积是使用高速比表面积/细孔径分布测定装置(商品名“NOVA-1200”，Quantachtome.Co制造)，在下述条件下，更换样品进行两次测定而得到的值的平均值，所述样品是对将负载有过渡金属化合物的氧化钛在100℃(真空下)脱气60分钟而得到的。

[0047] ＜比表面积测定条件＞

[0048] 测定原理：定容法(空白校正型)

[0049] 检测法：相对压力(利用压力转换器实现的样品室内的吸附平衡压力(P)与饱和蒸气压(P0)之比)和吸附气体量(利用压力转换器进行压力检测和利用热敏电阻进行歧管温度检测，计算理想气体下的注入气体量)

[0050] 吸附气体：氮气

[0051] 室尺寸：圆柱形小室(室容量：1.8cm3，主干外径：9mm)

[0052] 测定项目：P/P0＝0.1、0.2、0.3的吸附侧三点

[0053] 分析项目：利用BET多点法测定的比表面积

[0054] 本发明的负载有过渡金属化合物的氧化钛通过可见光响应性优异，且通过光照射而发挥优异的光催化剂能力，并将有害化学物质分解为水或二氧化碳，能够发挥抗菌、防霉、除臭、空气净化、水质净化、防污等各种效果。

[0055] 例如，使用上述负载有过渡金属化合物的氧化钛(200mg)对甲苯进行氧化时生成的CO2量例如为300ppm以上。另外，在对甲醇进行氧化时生成的CO2量例如为500ppm以上，优选为600ppm以上，进一步优选为700ppm以上，特别优选为750ppm以上。

[0056] 另外，对氧化上述甲苯时生成的CO2量进行测定的方法如下所述。

[0057] 将负载有过渡金属化合物的氧化钛200mg扩散于玻璃皿，装入反应容器(Tedorabaggu(テドラーバッグ)，材质：氟化乙烯树脂)中，且将100ppm的甲苯气体125mL吹送到反应容器内。在负载有过渡金属化合物的氧化钛吸附甲苯气体达到平衡以后，在室温(25℃)下进行光照射(LED，光强度：2.5W/cm2，光的波长：455nm)，测定从光照射开始24小时后的CO2的生成量。

[0058] 另外，在对上述甲醇进行氧化时生成的CO2量的测定方法如下所述。

[0059] 将负载有过渡金属化合物的氧化钛200mg扩散于玻璃皿，装入反应容器(Tedorabaggu、材质：氟化乙烯树脂)中，且将800ppm的甲醇气体125mL吹送到反应容器内。
在负载有过渡金属化合物的氧化钛吸附甲醇气体达到平衡以后，在室温(25℃)下进行光照射(LED，光强度：2.5W/m2，光的波长：455nm)，测定从光照射开始24小时后的CO2的生成量。

[0060] 如上所述，本发明的负载有过渡金属化合物的氧化钛能够发挥极其优异的光响应性，即，具有对从紫外线区域到可见光区域的宽波长范围的光的响应性，因此，能够通过吸收太阳光或白炽灯、萤光灯、LED等通常生活空间的光而发挥较高的催化活性，并将有害化学物质分解为水或二氧化碳，由此，发挥抗菌(细菌、放线菌、菌类、藻类等杀菌、杀藻)、防霉、除臭(例如，氨、胺类、甲基硫醇、硫化氢等含硫物质、乙酸、醛类、乙烯等恶臭气体的除臭)、空气净化、水质净化、防污等各种效果。另外，本发明的负载有过渡金属化合物的氧化钛可根据需要，通过在对粘结剂、溶剂、分散剂、增粘剂、界面活性剂等进行了混合的状态下，对其进行涂布或混合，来对被涂布物体或被混合物质赋予上述效果。

[0061] 作为本发明的负载有过渡金属化合物的氧化钛的被涂布物体及被混合物质，例如可举出：建材、建筑物外部装潢、建筑物内部装潢、建筑用涂料、墙壁、壁纸、地板、窗框、窗玻璃、晶化玻璃、玻璃、纱窗、雨水排水槽、太阳热反射片、信箱、结构部件、铺装材料、显示板、交通标志、道路交通标识反射板、显示面板、显示器滤光片、路面显示材料、道路用装饰板、围篱、门、隧道用/道路用照明装置、隔音墙、护栅、隧道内部装潢、道路用镜、乙烯基塑料温室顶棚内面、桥梁、桥梁的安全栏、汽车/列车/船的内外装及涂装、车辆用车轮、铁路车辆的车体结构、车辆用零件、机械装置或物品的外装/防尘罩/涂装、各种显示装置、广告塔、绝缘体、太阳能板、太阳能电池罩、太阳能热水器集热罩、燃料电池、光纤、车辆用照明灯罩、渔网、绳、软管、船底部件、防藻材料、鞋子、手提包、百叶窗、窗帘、壁布、屏风、推拉窗、塑料推拉窗、推拉门、合成皮革、桌布、衣类、雨衣、文具、书、笔记本、纸、纸箱、交通工具或家电等各种塑料主体、玩具、运动用具、乐器、钓具、车内装饰品、塑料容器、卡片类、帐篷、木材/柱/天花板/板墙等建筑用材料、家具、印刷胶合板、内装用板、人造花、观叶植物、人工植物、泳池/浴池/河川/海/工厂排水/生活排水/地下水/池塘/人工河川等水处理用填充剂、镜、洗脸盆、瓷砖、瓷砖的接缝、浴缸、浴室部件、厕所用地板完工物料、医院院内防感染用医院内部件、窑业体系多功能材料、釉液、冰箱内外壁、台座、厨房面板、洗菜池、微波炉、烹饪容器、换气装置、空调、热交换器、各种过滤器、便器、纤维、无纺布、口罩、衣类、寝具、帽子、安全帽、门垫、绒毯、医疗器具、食品、叉子、刀、汤匙、餐具、包装材、食品用保鲜膜、食品保存容器、餐具清洗装置、净水器、生活垃圾处理装置、三聚氰胺装饰板、地毯、照明装置、照明器具、照明灯、照明伞、黑光灯、防污涂料、过滤器、农业用乙烯膜等各种膜/片材、超亲水性膜、防草片材、电子部件、电器制品、电器机器、电晕充电装置、等离子发生装置、臭氧发生装置、曝光装置、加湿器、手干燥器、头皮护理装置、吸尘器、电话机、移动终端、移动设备、触摸面板显示器、有机EL元件/显示面板、喷墨记录装置、空气净化器、冷冻设备、除尘器、装饰品、机械零件、磁盘、展示柜、仪器用罩玻璃、照相机、眼镜、照相机的镜头、眼镜的镜片、隐形眼镜、美白剂、牙科/口腔用材料、牙齿漂白材料、植入物、口腔用器具、化妆品、洗发精等。

[0062] (负载有过渡金属化合物的氧化钛的制造方法)

[0063] 本发明的负载有过渡金属化合物的氧化钛例如可经过下述工序来制造。

[0064] (结晶性氧化钛制造工序)

[0065] 结晶性氧化钛制造工序是由钛化合物得到结晶性氧化钛的工序。作为结晶性氧化钛的制造方法，可采用公知惯用的方法。例如，棒状金红石型氧化钛可通过在水性介质(例如，水或水和水溶性有机溶剂的混合液)中对钛化合物进行水热处理[例如，100～220℃、2～48小时(优选为2～15小时，特别优选为5～15小时)]而合成。另外，进行水热处理时添加卤化物和/或进行搅拌(例如，搅拌所需动力Pv值：0.1～1500W/m3左右)时，能够对要得到的粒子的尺寸表面积进行调节，故优选。

[0066] 作为上述钛化合物，可举出三价钛化合物、四价钛化合物。作为三价钛化合物，例如可举出三氯化钛或三溴化钛等三卤化钛等。作为本发明的三价钛化合物，从廉价且容易获得的观点出发，优选三氯化钛(TiCl3)。

[0067] 另外，本发明的四价钛化合物例如可举出下述式(1)所示的化合物等。

[0068] Ti(OR)tX4-t   (1)

[0069] (式中，R表示烃基，X表示卤素原子。T表示0～3的整数)

[0070] 作为式(1)中的R烃基，例如可举出：甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等C1-4脂肪族烃基等。

[0071] 作为式(1)中的X卤素原子，可举出氯、溴、碘等。

[0072] 作为这种四价钛化合物，例如可举出：TiCl4、TiBr4、Til4等四卤化钛；Ti(OCH3)Cl3、Ti(OC2H5)Cl3、Ti(OC4H9)Cl3、Ti(OC2H5)Br3、Ti(OC4H9)Br3等三卤化烷氧基钛；Ti(OCH3)2Cl2、Ti(OC2H5)2Cl2、Ti(OC4H9)2Cl2、Ti(OC2H5)2Br2等二卤化二烷氧基钛；Ti(OCH3)3Cl、Ti(OC2H5)3Cl、Ti(OC4H9)3Cl、Ti(OC2H5)3Br等单卤化三烷氧基钛等。作为本发明的四价钛化合物，在廉价且容易取得的观点出发，优选四卤化钛，特别优选四氯化钛(TiCl4)。

[0073] 通过水热处理而得到的棒状金红石型氧化钛可利用公知惯用的方法进行精制，例如：过滤、浓缩、蒸馏、萃取、晶析、重结晶、柱色谱或将这些方法组合在一起的方法。在本发明中，其中从可得到如下的氧化钛这的观点出发优选利用下述横流方式进行膜过滤：该氧化钛能够维持氧化钛的晶体结构，同时能够降低离子性杂质的含量，且不需要实施粉碎处理等就能够直接进行负载过渡金属化合物的工序，能够高负载过渡金属化合物。

[0074] 通过上述方法而得到的结晶性氧化钛的平均短径为50nm以下，优选5～40nm，特别优选5～30nm，最优选10～25nm。

[0075] 另外，通过上述方法而得到的结晶性氧化钛的平均长宽比(长径/短径)为1.5以上，优选为1.5～100，更优选为1.5～50，特别优选为1.5～20，最优选为2～15。

[0076] 并且，通过上述方法而得到的结晶性氧化钛的比表面积例如为10m2/g以上。比表2 2 2 2
面积的下限优选为30m/g，更优选为50m/g，特别优选为60m/g，最优选为70m/g。比表面积的上限例如为200m2/g，优选为150m2/g，特别优选为100m2/g。

[0077] (负载过渡金属化合物的工序)

[0078] 负载过渡金属化合物的工序是将过渡金属化合物负载在经过上述工序而得到的结晶性氧化钛上从而得到负载有过渡金属化合物的氧化钛的工序。过渡金属化合物的负载例如可通过将含有过渡金属化合物的溶液添加在结晶性氧化钛中并使其浸渍而进行。例如，负载有三价铁化合物(Fe3+)作为过渡金属化合物的负载有过渡金属化合物的氧化钛可通过将含有硝酸铁(III)、硫酸铁(III)、氯化铁(III)等的溶液添加到结晶性氧化钛悬浮液中并使其浸渍而得到。

[0079] 含有过渡金属化合物的溶液的浓度例如为0.1～40重量％左右，优选为1～40重量％。另外，作为浸渍时间，例如为1分钟到24小时左右，优选5分钟～10小时。

[0080] 在本发明中，浸渍过渡金属化合物时照射激发光不需要大型设备等就能够容易且高效地在结晶性氧化钛的特定面选择性地负载过渡金属化合物，故优选。当照射激发光时，结晶性氧化钛的价电子带的电子就会激发到传导带，在价电子带上生成空穴，在传导带上生成激发电子，这些电子和空穴向粒子表面扩散，根据各结晶面的特性激发电子和空穴发生分离，形成氧化反应面和还原反应面。在该状态下，例如，当三价铁化合物作为过渡金属化合物进行浸渍时，三价铁化合物(Fe3+)吸附于氧化反应面，但在还原反应面中，三价铁化合物(Fe3+)还原成二价铁化合物(Fe2+)，二价铁化合物(Fe2+)具有难以吸附的特性，因此，溶3+
出到溶液中，作为结果，能够得到在氧化反应面选择性地负载有铁化合物(Fe )的负载有铁化合物的氧化钛。

[0081] 激发光是指具有带隙能量以上能量的光(例如，紫外线)。作为激发光照射装置，可使用具有高效地产生紫外线的光源的紫外线曝光装置等，例如，中/高压水银灯、紫外激光器、UV-LED、黑光灯等。作为激发光的照射量，例如为0.1～300mW/cm2左右，优选为0.5～100mW/cm2。

[0082] 并且，在本发明中，优选在浸渍时添加牺牲剂。通过添加牺牲剂，能够在结晶性氧化钛的特定结晶面以高选择率负载过渡金属化合物。作为牺牲剂，优选使用其自身易放出电子的有机化合物，例如可举出：甲醇、乙醇等醇；乙酸等羧酸；乙二胺四乙酸(EDTA)、三乙醇胺(TEA)等胺等。

[0083] 牺牲剂的添加量可适当调节，例如为结晶性氧化钛悬浮液的0.5～20.0重量％左右，优选为1.0～5.0重量％左右。牺牲剂也可以过量使用。

[0084] 在上述负载过渡金属化合物的工序后，优选实施精制处理。在本发明中，从不会使负载有过渡金属化合物的氧化钛压紧化，在维持棒状晶体结构的状态下，能够高效地除去离子性杂质，能够得到离子性杂质的含量极低且为棒状的负载有过渡金属化合物的氧化钛出发，优选实施利用横流方式进行膜过滤的处理。

[0085] (利用横流方式进行的膜过滤)

[0086] 利用上述横流方式进行的膜过滤是指下述方法：使被处理水平行于过滤膜面而流动，一边防止滤渣的沉积导致的过滤膜污染，一边使被处理水的一部分在被处理水的流动的侧方进行过滤。通过对上述氧化钛或负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液施加利用横流方式进行的膜过滤，能够高效地除去离子性杂质而不会在过滤膜表面形成压紧化的滤渣，能够维持氧化钛或负载有过渡金属化合物的氧化钛的晶体结构，并能够极低地降低离子性杂质的含量。

[0087] 施加利用横流方式进行的膜过滤的氧化钛或负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液的浓度例如为0.1～40重量％左右(优选为0.1～30重量％)。当氧化钛或负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液的浓度脱离上述范围时，离子性杂质的除去效率就会有下降的倾向。另外，在氧化钛或负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液的浓度大于上述范围的情况下，粘度会变得过高，变得容易积垢(堵塞)。

[0088] 当对氧化钛或负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液施加利用横流方式进行的膜过滤时，离子性杂质就会与透过液一同被分离除去，可得到浓缩后的氧化钛或负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液。

[0089] 浓缩倍率优选调节到1～400倍左右(其中更优选为1～20倍，特别优选为1～10倍)。当浓缩倍率大于上述范围时，就会难以抑制附着物质向膜面的堆积，存在难以防止氧化钛或负载有过渡金属化合物的氧化钛发生压紧化的倾向。另外，由于附着物质向膜面的堆积导致在过滤膜上发生积垢(堵塞)，膜寿命易下降，也存在必须频繁地进行逆清洗、或者产生过滤处理不能运作的情况等过滤速度易下降的倾向。另一方面，当浓缩倍率低于上述范围时，离子性杂质的分离效率就会下降，存在清洗水的使用量增加的倾向。

[0090] 上述浓缩倍率例如可通过控制过滤压力、氧化钛或负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液的膜面线速(横流速度)等来进行调整。过滤压力例如为0.001～5.0MPa左右，优选0.005～3MPa，特别优选0.01～2.0MPa。

[0091] 另外，含有氧化钛或负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液的供给液的膜面线速越大，越能抑制附着物质向膜面的堆积，并可得到高过滤流量(通量)。膜面线速(横流速度)例如为0.02m/s以上且不足3m/s，优选为0.05m/s以上不足1.5m/s。

[0092] 优选对经由利用横流方式进行的膜过滤而浓缩的氧化钛或负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液重复进行加水稀释，使得氧化钛或负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液的浓度成为上述范围，然后再次利用横流方式进行膜过滤的操作。由此，能够减轻积垢(堵塞)等导致的过滤膜的负荷，提高过滤膜的寿命，同时能够极低地降低离子性杂质的含量。

[0093] 图1是示出氧化钛或负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液利用横流方式进行膜过滤的一个例子(循环型膜过滤方式)的概要图。在储存槽储存的含有氧化钛或负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液的供给液以横流过滤方式进行膜过滤，可得到浓缩的氧化钛或负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液(浓缩液)。浓缩的氧化钛或负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液再次向储存槽循环，以稀释用的水(稀释用水)进行稀释，并以横流过滤方式进行膜过滤。

[0094] 作为利用横流方式进行的膜过滤所使用的过滤膜，例如可举出：超过滤膜、微过滤膜、纳米过滤器、逆渗透膜等。在本发明中，从分离性能优异的观点出发，其中优选使用超过滤膜。

[0095] 作为超过滤膜，优选使用平均细孔径为1～20nm左右(优选为1～10nm)，且能够分离分子量为1000～300000左右(优选1000～50000)、平均粒径为1～10nm左右的物质的超过滤膜。

[0096] 作为超过滤膜的膜形状，例如，可以是中空纤维型过滤膜、管状膜、螺旋膜、平膜等中的任一种，但从比较容易进行逆清洗的观点出发，优选使用中空纤维型过滤膜或管状膜。

[0097] 从防止污染物质导致的闭塞、提高向膜组件的中空纤维填充率的观点出发，中空纤维型过滤膜的中空纤维膜的内径为0.1～2.0mm左右(优选为0.5～1.5mm)。

[0098] 作为过滤膜的材质，例如可举出：乙酸纤维素、聚丙烯腈、聚砜、聚醚砜(PES)、聚丙烯腈、芳香族聚酰胺、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、陶瓷等通常的材质。在本发明中，其中优选乙酸纤维素、聚砜、聚醚砜(PES)、聚丙烯腈、芳香族聚酰胺。

[0099] 在使用中空纤维型过滤膜的情况下，作为使氧化钛或负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液流动的方法(过滤方式)，可举出：在内侧(中空纤维膜的内侧)使含有氧化钛或负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液的供给液流动，并使透过水向外侧(中空纤维膜的外侧)流动的方式(内压过滤方式)；和与其相反地在外侧使含有氧化钛或负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液的供给液流动，并使透过水向内侧流动的方式(外压过滤方式)。在本发明中，从能够维持高膜面流速的观点出发，其中优选内压过滤方式。

[0100] 在利用横流方式进行的膜过滤中，为了防止附着物质向过滤膜面的堆积，减轻对过滤膜形成的负担，并进行长时间进行膜过滤运作，优选利用清洗水对过滤膜实施间断的逆清洗。逆清洗优选一边控制压力及流速，一边以预定的周期进行。

[0101] 作为逆清洗的压力，例如为0.01～3.0MPa左右，优选为0.01～2.0MPa，特别优选为0.01～1.0MPa，最优选为0.01～0.5MPa，进一步优选为0.05～0.5MPa。另外，作为逆清洗的流速，例如为0.01～10kg/分钟左右，优选为0.05～5kg/分钟，特别优选为0.1～5kg/分钟[或者，例如为1×10-7～2×10-4m/秒钟左右，优选为8×10-7～9×10-5m/秒钟，特别优选为1×10-6～9×10-5m/秒钟]。作为逆清洗的频率，优选在例如0.5～3小时内进行一次左右。逆清洗的时间优选为0.5～10分钟左右。

[0102] 此外，作为逆清洗所使用的清洗水，优选使用水(例如，精制水、蒸馏水、纯水、离子交换水等)。另外，通过逆清洗而穿过膜的清洗水优选作为浓缩的负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液的稀释用水而再利用(参照图2)。

[0103] 在过滤氧化钛悬浮液的情况下，优选重复进行利用横流方式进行的膜过滤直到透过液的pH值成为1以上(优选为1～7，特别优选为2～6，最优选为2～5.5)。当使利用横流方式进行的膜过滤在透过液的pH值成为上述范围以前结束时，有时离子性杂质(特别是氢离子、氯离子、钛离子)的除去会不充分，难以进行过渡金属化合物的负载。

[0104] 另外，在对负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液进行过滤的情况下，优选重复进行利用横流方式进行的膜过滤直到透过液的电导率成为300μS/cm以下(例如为0.5～300μS/cm，优选为0.5～250μS/cm，特别优选为1～200μS/cm)。当使利用横流方式进行的膜过滤在透过液的电导率成为上述范围以前结束时，有时离子性杂质(特别是铁离子、氯离子)的除去不充分。

[0105] 然后，对利用横流方式进行膜过滤而得到的负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液进行干燥(例如，F.V.下(1.3kPa[A])以下)，在60℃下进行15小时左右，或在常压(大气压)下以105℃进行1小时左右，可得到负载有过渡金属化合物的氧化钛。

[0106] 实施例

[0107] 下面，通过实施例对本发明进行更具体地说明，但本发明不局限于这些实施例。

[0108] 实施例1

[0109] (结晶性氧化钛的制备)

[0110] 在室温(25℃)下，用纯水稀释四氯化钛水溶液(Ti浓度：16.5重量％±0.5重量％，氯离子浓度：31重量％±2重量％，东邦钛(株)制造)，使Ti浓度变成5.6重量％。将稀释后的四氯化钛水溶液5650g装入容量10L的钽内衬的高压釜并进行密封。使用热介质，历时2小时将上述高压釜内温度升温到140℃。然后，一边以搅拌所需的动力(Pv值)1360W/m3进行搅拌，一边在温度：140℃、压力：该温度的蒸气压的条件下保持5小时，然后通过对热介质进行冷却，而将高压釜冷却到40℃以下。然后，进一步在温度：140℃、压力：该温度的蒸气压的条件下保持5小时，然后通过对热介质进行冷却使高压釜冷却。确认高压釜内温度达到了40℃以下，再取出粗制氧化钛悬浮液(1)5650g。

[0111] (利用横流方式进行的膜过滤处理(1))

[0112] 用纯水将所得到的粗制氧化钛悬浮液(1)稀释成3倍，使用中空纤维型超过滤膜(商品名“FS03-FC-FUS03C1”，材质：PES，标称分级分子量：3万，达纤膜系统(株)制造)，在室温(25℃)、过滤压力0.02MPa下，一边加入与滤液量同量的纯水，一边施行利用横流方式进行的过滤处理。经过过滤处理而得到的浓缩液再次循环到储存槽，并重复进行过滤处理直到透过液的pH值达到4.0。另外，pH值使用pH值试纸进行了测定。在此期间，以1小时1次的比例，以0.1MPa的压力、2kg/分钟的流速实施1分钟的逆清洗。通过该逆清洗而穿过膜的清洗水循环到储存槽。然后，停止纯水的加入，使氧化钛浓度浓缩，得到氧化钛悬浮液(1-1)。在将氧化钛悬浮液(1-1)在常压下以105℃干燥1小时以后，可得到具有结晶面(110)及结晶面(111)的棒状金红石型氧化钛与具有结晶面(110)、结晶面(111)及结晶面(001)的棒状金红石型氧化钛的混合物即氧化钛(1)(比表面积：77m2/g，平均长宽比：6，平均短径：18nm)525g(参照图3)。所得到的氧化钛(1)通过利用下述紫外线进行的甲苯氧化法进行评价而得出的光催化剂能力为625ppm(分解率：94％)。

[0113] (铁化合物的负载处理)

[0114] 将氯化铁水溶液(35重量％)7.5g添加在上述得到的氧化钛悬浮液(1-1)中，在室温(25℃)下搅拌30分钟。然后，添加甲醇95g(氧化钛悬浮液的1.7重量％)，使用100W的高压水银灯，照射3小时的紫外线(UV)(UV照射量：5mW/cm2)，得到粗制负载有铁化合物的氧化钛悬浮液(1)。

[0115] (利用横流方式进行的膜过滤处理(2))

[0116] 粗制负载有铁化合物的氧化钛悬浮液(1)用纯水稀释成3倍，使用中空纤维型超过滤膜(商品名“FS03-FC-FUS03C1”，材质：PES，标称分级分子量：3万，达纤膜系统(株)制造)，在室温(25℃)、过滤压力0.02MPa下，一边加入与透过液量同量的纯水，一边施行利用横流方式进行的过滤处理。经过过滤处理而得到的浓缩液再次循环到储存槽，并重复进行过滤处理直到透过液的电导率达到200μS/cm。在此期间，以1小时1次的比例，以0.1MPa的压力、2kg/分钟的流速实施1分钟的逆清洗。通过该逆清洗而穿过膜的清洗水循环到储存槽。然后，停止纯水的加入，使负载有铁化合物的氧化钛浓度浓缩，得到负载有铁化合物的氧化钛悬浮液(1-1)。在此期间，以1小时1次的比例，以0.1MPa的压力、2kg/分钟的流速实施1分钟的逆清洗。通过该逆清洗而穿过膜的清洗水循环到储存槽。

[0117] 然后，在常压下，以105℃干燥1小时，得到负载有铁化合物的氧化钛(1)(比表面2
积：77m/g，平均长宽比：6，平均短径：18nm)。得到的负载有铁化合物的氧化钛(1)的铁化合物的含量为800ppm。另外，通过利用下述可见光进行的甲醇氧化法评价而得出的光催化剂能力为734ppm。并且，得到的负载有铁化合物的氧化钛(1)是具有结晶面(110)及结晶面(111)且仅在上述结晶面(111)上负载有铁化合物的棒状金红石型氧化钛与具有结晶面(110)、结晶面(111)及结晶面(001)且在上述结晶面(001)及结晶面(111)上负载有铁化合物的棒状金红石型氧化钛的混合物。

[0118] 实施例2

[0119] (结晶性氧化钛的制备)

[0120] 在室温(25℃)下，用纯水稀释四氯化钛水溶液(Ti浓度：16.5重量％±0.5重量％，氯离子浓度：31重量％±2重量％，东邦钛(株)制造)，使Ti浓度成为5.6重量％。将稀释后的四氯化钛水溶液5650g装入容量10L的钽内衬的高压釜内予以密封。使用热介质，历时2小时将上述高压釜内温度升温到140℃。然后，一边以搅拌所需动力(Pv值)220W/m3进行搅拌，一边在温度：140℃、压力：该温度的蒸气压的条件下保持10小时，然后通过对热介质进行冷却而使高压釜冷却。确认高压釜内温度达到了40℃以下，再取出粗制氧化钛悬浮液(2)5650g。

[0121] (利用横流方式进行的膜过滤处理(1))

[0122] 将所得到的粗制氧化钛悬浮液(2)用纯水稀释成3倍，使用中空纤维型超过滤膜(商品名“FS03-FC-FUS03C1”，材质：PES，标称分级分子量：3万，达纤膜系统(株)制造)，在室温(25℃)、过滤压力0.02MPa下，一边加入与透过液量同量的纯水，一边施行利用横流方式进行的过滤处理。经过过滤处理而得到的浓缩液再次循环到储存槽，并重复进行过滤处理直到透过液的pH值达到4.0。在此期间，以1小时1次的比例，以0.1MPa的压力、2kg/分钟的流速实施1分钟的逆清洗。通过该逆清洗而穿过膜的清洗水循环到储存槽。然后，停止纯水的加入，使氧化钛浓度浓缩，得到氧化钛悬浮液(2-1)。在将氧化钛悬浮液(2-1)在常压下以105℃干燥1小时以后，得到具有结晶面(110)及结晶面(111)的棒状金红石型氧化钛与具有结晶面(110)、结晶面(111)及结晶面(001)的棒状金红石型氧化钛的混合物即氧化钛(2)
533g。对所得到的氧化钛(2)通过利用下述紫外线进行的甲苯氧化法进行评价而得出的光催化剂能力为647ppm(分解率：95％)。

[0123] (铁化合物的负载处理)

[0124] 在上述得到的氧化钛悬浮液(2-1)中添加氯化铁水溶液(35重量％)7.5g，在室温(25℃)下搅拌30分钟。其后，添加甲醇95g(氧化钛悬浮液的1.7重量％)，使用100W的高压水银灯，照射3小时的紫外线(UV)(UV照射量：5mW/cm2)，得到粗制负载有铁化合物的氧化钛悬浮液(2)。

[0125] (利用横流方式进行的膜过滤处理(2))

[0126] 将粗制负载有铁化合物的氧化钛悬浮液(2)用纯水稀释成2倍，使用中空纤维型超过滤膜(商品名“FS03-FC-FUS03C1”，材质：PES，标示分子量：3万，达纤膜系统(株)制造)，在室温(25℃)、过滤压力0.02MPa下，一边加入与透过液量同量的纯水，一边施行利用横流方式进行的过滤处理。经过过滤处理而得到的浓缩液再次循环到储存槽，重复施加过滤处理直到滤液的电导率达到200μS/cm。在此期间，以1小时1次的比例，以0.1MPa的压力、2kg/分钟的流速实施1分钟的逆清洗。通过该逆清洗而穿过膜的清洗水循环到储存槽。然后，停止纯水的加入，使负载有铁化合物的氧化钛浓度浓缩，得到负载有铁化合物的氧化钛悬浮液(2-1)。在此期间，以1小时1次的比例，以0.1MPa的压力、2kg/分钟的流速实施1分钟的逆清洗。通过该逆清洗而穿过膜的清洗水循环到储存槽。

[0127] 然后，在常压下，以105℃干燥1小时，得到结晶性的负载有铁化合物的氧化钛(2)(比表面积：78m2/g，平均长宽比：3，平均短径：17nm)530g。得到的负载有铁化合物的氧化钛(2)的铁化合物的含量为830ppm。另外，通过利用下述可见光进行的甲醇氧化法进行评价而得出的光催化剂能力为775ppm。并且，所得到的负载有铁化合物的氧化钛(2)是具有结晶面(110)及结晶面(111)且仅在上述结晶面(111)上负载有铁化合物的棒状金红石型氧化钛与具有结晶面(110)、结晶面(111)及结晶面(001)且在上述结晶面(001)及结晶面(111)上负载有铁化合物的棒状金红石型氧化钛的混合物(图4)。

[0128] 实施例3

[0129] 在上述(利用横流方式进行的过滤处理(2))中，除重复进行直到透过液的电导率达到150μS/cm以外，其它都与实施例2相同，得到结晶性的负载有铁化合物的氧化钛(3)(比表面积：78.5m2/g，平均长宽比：3，平均短径：16nm)530g。得到的负载有铁化合物的氧化钛(3)的铁化合物的含量为890ppm。另外，通过利用下述可见光进行的甲醇氧化法评价而得出的光催化剂能力为795ppm。

[0130] 实施例4

[0131] 在上述(利用横流方式进行的过滤处理(2))中，除重复进行直到透过液的电导率达到100μS/cm为止以外，其它都与实施例2相同，得到结晶性的负载有铁化合物的氧化钛2
(4)(比表面积：79m /g，平均长宽比：3，平均短径：15nm)530g。得到的负载有铁化合物的氧化钛(4)的铁化合物的含量为950ppm。另外，通过利用下述可见光进行的甲醇氧化法评价而得出的光催化剂能力为800ppm。

[0132] 实施例5

[0133] 在上述(利用横流方式进行的过滤处理(2))中，除重复进行直到透过液的电导率达到50μS/cm以外，其它都与实施例2相同，得到结晶性的负载有铁化合物的氧化钛(5)(比表面积：80m2/g，平均长宽比：3，平均短径：14nm)530g。得到的负载有铁化合物的氧化钛(5)的铁化合物的含量为1200ppm。另外，通过利用下述可见光进行的甲醇氧化法评价而得出的光催化剂能力为800ppm。

[0134] 实施例6

[0135] 在上述(负载铁化合物的处理)中，除将氯化铁水溶液(35重量％)的使用量从7.5g变更为6.5g以外，其它都与实施例2相同，得到结晶性的负载有铁化合物的氧化钛(6)(比表面积：76m2/g，平均长宽比：3，平均短径：17nm)530g。得到的负载有铁化合物的氧化钛(6)中铁化合物的含量为700ppm。另外，通过利用下述可见光进行的甲醇氧化法评价而得出的光催化剂能力为780ppm。

[0136] 实施例7

[0137] 在上述(负载铁化合物的处理)中，除将氯化铁水溶液(35重量％)的使用量从7.5g变更为15.0g以外，其它都与实施例2相同，得到结晶性的负载有铁化合物的氧化钛(7)(比表面积：80m2/g，平均长宽比：3，平均短径：16nm)530g。得到的负载有铁化合物的氧化钛(7)中铁化合物的含量为2000ppm。另外，通过利用下述可见光进行的甲醇氧化法评价而得出的光催化剂能力为753ppm。

[0138] 实施例8

[0139] 在上述结晶性氧化钛的制备中，除将反应温度(高压釜内温度)从140℃变更为120℃以外，其它都与实施例2相同，得到粗制氧化钛悬浮液(8)，对得到的粗制氧化钛悬浮液(8)，与实施例2相同，在进行了上述(利用横流方式进行的膜过滤处理(1))以后，得到氧化钛悬浮液(8-1)，并得到具有结晶面(110)及结晶面(111)的棒状金红石型氧化钛与具有结晶面(110)、结晶面(111)及结晶面(001)的棒状金红石型氧化钛的混合物即氧化钛(8)530g。所得到的氧化钛(8)通过利用下述紫外线进行的甲苯氧化法评价而得出的光催化剂能力为600ppm(CO2产生率：90％)。

[0140] 然后，与实施例2同样地实施(负载铁化合物的处理)，利用横流方式进行的膜过滤处理(2)，得到结晶性的负载有铁化合物的氧化钛(8)(比表面积：85m2/g，平均长宽比：2，平均短径：10nm)。得到的负载有铁化合物的氧化钛(8)的铁化合物的含量为780ppm。另外，利用下述可见光进行的甲醇氧化法评价而得出的光催化剂能力为691ppm。

[0141] 实施例9

[0142] 在上述(结晶性氧化钛的制备)中，除将反应温度(高压釜内温度)从140℃变更为160℃以外，其它都与实施例2相同，得到粗制氧化钛悬浮液(9)，对得到的粗制氧化钛悬浮液(9)，与实施例2相同，在实施了上述利用横流方式进行的膜过滤处理(1)以后，得到氧化钛悬浮液(9-1)，并得到具有结晶面(110)及结晶面(111)的棒状金红石型氧化钛与具有结晶面(110)、结晶面(111)及结晶面(001)的棒状金红石型氧化钛的混合物即氧化钛(9)
530g。得到的氧化钛(9)通过利用下述紫外线进行的甲苯氧化法评价而得出的光催化剂能力为645ppm(分解率：95％)。

[0143] 然后，与实施例2同样地实施(负载铁化合物的处理)，利用横流方式进行的膜过滤处理(2)，得到结晶性的负载有铁化合物的氧化钛(9)(比表面积：55m2/g，平均长宽比：12，平均短径：25nm)。得到的负载有铁化合物的氧化钛(9)的铁化合物的含量为820ppm。另外，利用下述可见光进行的甲醇氧化法评价而得出的光催化剂能力为727ppm。

[0144] 实施例10

[0145] (结晶性氧化钛的制备)

[0146] 在室温(25℃)下，用纯水稀释四氯化钛水溶液(Ti浓度：16.5重量％±0.5重量％，氯离子浓度：31重量％±2重量％，东邦钛(株)制造)，使Ti浓度达到5.6重量％。将稀释后的四氯化钛水溶液5650g装入容量10L的钽内衬的高压釜内予以密封。使用热介质，历时2小时将上述高压釜内温度升温到140℃。其后，一边以搅拌所需的动力(Pv值)13W/m3进行搅拌，一边在温度：140℃、压力：该温度的蒸气压的条件下保持10小时，然后通过冷却热介质对高压釜进行冷却。确认高压釜内温度达到了40℃以下，再取出粗制氧化钛悬浮液(10)5650g。

[0147] (利用横流方式进行的膜过滤处理(1))

[0148] 不用纯水稀释得到的粗制氧化钛悬浮液(10)，使用中空纤维型超过滤膜(商品名“FS03-FC-FUS03C1”，材质：PES，标称分级分子量：3万，达纤膜系统(株)制造)，在室温(25℃)、过滤压力0.02MPa下，一边加入与滤液量同量的纯水，一边施行利用横流方式进行的过滤处理。经过过滤处理而得到的浓缩液再次循环到储存槽，且重复进行过滤处理直到透过液的pH值达到4.0。在此期间，以1小时1次的比例，以0.1MPa的压力、2kg/分钟的流速实施1分钟的逆清洗。通过该逆清洗而穿过膜的清洗水循环到储存槽。由此，得到氧化钛悬浮液(10-1)5650g。在将氧化钛悬浮液(10-1)在常压下以105℃干燥1小时以后，得到具有结晶面(110)及结晶面(111)的棒状金红石型氧化钛与具有结晶面(110)、结晶面(111)及结晶面(001)的棒状金红石型氧化钛的混合物即氧化钛(10)。所得到的氧化钛(10)的利用下述紫外线进行的甲苯氧化法评价而得出的光催化剂能力为647ppm(分解率：95％)。

[0149] (负载铁化合物的处理)

[0150] 将氯化铁水溶液(35重量％)7.5g添加在上述得到的氧化钛悬浮液(10-1)中，在室温(25℃)下搅拌30分钟。然后，添加甲醇95g(氧化钛悬浮液的1.7重量％)，使用100W的高压水银灯，照射3小时的紫外线(UV)(UV照射量：5mW/cm2)，得到粗制负载有铁化合物的氧化钛悬浮液(10)。

[0151] (利用横流方式进行的膜过滤处理(2))

[0152] 不用纯水稀释粗制负载有铁化合物的氧化钛悬浮液(10)，使用中空纤维型超过滤膜(商品名“FS03-FC-FUS03C1”，材质：PES，标称分级分子量：3万，达纤膜系统(株)制造)，在室温(25℃)、过滤压力0.02MPa下，一边加入与透过液量同量的纯水，一边施行利用横流方式进行的过滤处理。经过过滤处理而得到的浓缩液再次循环到储存槽，且重复进行过滤处理直到透过液的电导率达到200μS/cm。在此期间，以1小时1次的比例，以0.1MPa的压力、2kg/分钟的流速实施1分钟的逆清洗。通过该逆清洗而穿过膜的清洗水循环到储存槽。由此，得到负载有铁化合物的氧化钛悬浮液(10-1)。

[0153] 然后，在常压下，以105℃干燥1小时，得到结晶性的负载有铁化合物的氧化钛(10)2
(比表面积：76m /g，平均长宽比：5，平均短径：16nm)530g。得到的负载有铁化合物的氧化钛(10)的铁化合物的含量为820ppm。另外，利用下述可见光进行的甲醇氧化法评价而得出的光催化剂能力为778ppm。

[0154] 实施例11

[0155] (结晶性氧化钛的制备)

[0156] 在室温(25℃)下，用纯水稀释四氯化钛水溶液(Ti浓度：16.5重量％±0.5重量％，氯离子浓度：31重量％±2重量％，东邦钛(株)制造)，使Ti浓度达到5.6重量％。将稀释后的四氯化钛水溶液560g装入容量1L的钽内衬的高压釜内予以密封。使用热介质，历时2小时将上述高压釜内温度升温到140℃。然后，一边以搅拌所需的动力(Pv值)13W/m3进行搅拌，一边在温度：140℃、压力：该温度的蒸气压的条件下保持10小时，然后通过冷却热介质对高压釜进行冷却。确认高压釜内温度达到了40℃以下，再取出粗制氧化钛悬浮液(11)560g。

[0157] (利用横流方式进行的膜过滤处理(1))

[0158] 将得到的粗制氧化钛悬浮液(11)用纯水稀释成10倍，使用中空纤维型超过滤膜(商品名“FS03-FC-FUS03C1”，材质：PES，标称分级分子量：3万，达纤膜系统(株)制造)，在室温(25℃)、过滤压力0.05MPa下，一边加入与透过液量同量的纯水，一边施行利用横流方式进行的过滤处理。经过过滤处理而得到的浓缩液再次循环到储存槽，且重复进行过滤处理直到透过液的pH值达到2.9。然后，停止纯水的加入，使氧化钛浓度浓缩，得到氧化钛悬浮液(11-1)。在此期间，以1小时1次的比例，以0.15MPa的压力、0.1kg/分钟的流速实施1分钟的逆清洗。通过该逆清洗而穿过膜的清洗水循环到储存槽。将氧化钛悬浮液(11-1)在减压下以60℃干燥15小时之后，得到具有结晶面(110)及结晶面(111)的棒状金红石型氧化钛与具有结晶面(110)、结晶面(111)及结晶面(001)的棒状金红石型氧化钛的混合物即氧化钛(11)。得到的氧化钛(11)通过利用下述紫外线进行的甲苯氧化法评价而得出的光催化剂能力为617ppm(CO2产生率：93％)。

[0159] (负载铁化合物的处理)

[0160] 将氯化铁水溶液(35重量％)0.3g添加在上述得到的氧化钛悬浮液(11-1)中，在室温(25℃)下搅拌30分钟。然后，添加甲醇9.6g(氧化钛悬浮液的1.7重量％)，使用100W的高压水银灯，照射3小时的紫外线(UV)(UV照射量：0.9mW/cm2)，得到粗制负载有铁化合物的氧化钛悬浮液(11)。

[0161] (利用横流方式进行的膜过滤处理(2))

[0162] 将粗制负载有铁化合物的氧化钛悬浮液(11)用纯水稀释成10倍，使用中空纤维型超过滤膜(商品名“FS03-FC-FUS03C1”，材质：PES，标示分子量：3万，达纤膜系统(株)制造)，在室温(25℃)、过滤压力0.05MPa下，一边加入与透过液量同量的纯水，一边施行利用横流方式进行的过滤处理。经过过滤处理而得到的浓缩液再次循环到储存槽，且重复进行过滤处理直到透过液的电导率达到21μS/cm为止。然后，停止纯水的加入，使负载有铁化合物的氧化钛浓度浓缩，得到负载有铁化合物的氧化钛悬浮液(11-1)。在此期间，以1小时1次的比例，以0.15MPa的压力、0.1kg/分钟的流速实施1分钟的逆清洗。通过该逆清洗而穿过膜的清洗水循环到储存槽。

[0163] 然后，在减压下，以60℃干燥15小时，得到结晶性的负载有铁化合物的氧化钛(11)(比表面积：71m2/g，平均长宽比：9，平均短径：20nm)40g。所得到的负载有铁化合物的氧化钛(11)的铁化合物的含量为420ppm。另外，利用下述可见光实现的甲苯氧化法进行评价得出的光催化剂能力为416ppm，且通过利用下述可见光进行的甲醇氧化法评价而得出的光催化剂能力为716ppm。

[0164] 比较例1

[0165] (结晶性氧化钛的制备)

[0166] 在室温(25℃)下，用纯水稀释四氯化钛水溶液(Ti浓度：16.5重量％±0.5重量％，氯离子浓度：31重量％±2重量％，东邦钛(株)制造)，使Ti浓度达到5.6重量％。将稀释后的四氯化钛水溶液560g装入容量1L的钽内衬的高压釜内予以密闭。使用热介质，历时2小时将上述高压釜内温度升温到140℃。然后，不进行搅拌，在温度：140℃、压力：该温度的蒸气压的条件下保持10小时，然后通过冷却热介质对高压釜进行冷却。确认高压釜内温度达到了40℃以下，再取出粗制氧化钛悬浮液(12)560g。

[0167] 除使用粗制氧化钛悬浮液(12)代替粗制氧化钛悬浮液(11)以外，其它都与实施例11相同，得到结晶性的负载有铁化合物的氧化钛(12)(比表面积：9m2/g，平均长宽比：1.2，平均短径：100nm)。得到的负载有铁化合物的氧化钛(12)的铁化合物的含量为30ppm。另外，通过利用下述可见光进行的甲醇氧化法进行评价而得出的光催化剂能力为250ppm。

[0168] ＜光催化剂能力的评价方法＞

[0169] (利用可见光进行的甲苯氧化法)

[0170] 通过使用由实施例得到的负载有铁化合物的氧化钛作为光催化剂，在气相中使甲苯氧化，并测定生成的CO2量，来评价光催化剂能力。

[0171] 将负载有铁化合物的氧化钛200mg扩散于玻璃皿中，并装入反应容器(Tedorabaggu，材质：氟化乙烯树脂)中，将100ppm的甲苯气体125mL吹送到反应容器内。在负载有铁化合物的氧化钛吸附甲苯气体达到平衡以后，在室温(25℃)下进行光照射(LED，光强度：2.5mW/cm2，光的波长：455nm)。使用附带有甲烷化转化器(Methanizer)(商品名“MT221”，GL Sciences(株)制造)的带有氢火焰离子化检测器的气相色谱仪(商品名“GC-
14B”，岛津制作所制造)，测定从光照射开始24小时后的CO2的生成量(反应容器内的CO2浓度)。

[0172] (利用可见光进行的甲醇氧化法)

[0173] 通过使用由实施例及比较例得到的负载有铁化合物的氧化钛作为光催化剂，在气相中使甲醇氧化，并测定生成的CO2量，来评价光催化剂能力。

[0174] 将负载有铁化合物的氧化钛200mg扩散于玻璃皿，并装入反应容器(Tedorabaggu，材质：氟化乙烯树脂)中，将800ppm的甲醇气体125mL吹送到反应容器内。在负载有铁化合物2
的氧化钛吸附甲醇气体达到平衡以后，在室温(25℃)下进行光照射(LED，光强度：2.5W/m ，光的波长：455nm)。使用附带有甲烷化转化器(Methanizer)(商品名“MT221”，GL Sciences(株)制造)的带有氢火焰离子化检测器的气相色谱仪(商品名“GC-14B”，岛津制作所制造)，测定从光照射开始24小时后的CO2的生成量(反应容器内的CO2浓度)。

[0175] (利用紫外线进行的甲苯氧化法)

[0176] 通过使用由实施例得到的氧化钛作为光催化剂，在气相中使甲苯氧化，并测定生成的CO2量，来评价光催化剂能力。

[0177] 将氧化钛200mg扩散于玻璃皿，并装入反应容器(Tedorabaggu，材质：氟化乙烯树脂)中，将100ppm的甲苯气体125mL吹送到反应容器内。在氧化钛的吸附甲苯气体达到平衡以后，在室温(25℃)下进行光照射(LED，光强度：0.1mW/cm2，光的波长：365nm)。使用附带有甲烷化转化器(Methanizer)甲烷化转化器(Methanizer)(商品名“MT221”，GL Sciences(株)制造)的带有氢火焰离子化检测器的气相色谱仪(商品名“GC-14B”，岛津制作所制造)，测定从光照射开始24小时后的CO2的生成量(反应容器内的CO2浓度)。

[0178] 产业实用性

[0179] 本发明的负载有过渡金属化合物的氧化钛的平均短径为50nm以下，且平均长宽比(长径/短径)为1.5以上。因此，对可见光的响应性优异，能够吸收太阳光或白炽灯、萤光灯、LED等通常生活空间的光，并能够将有害化学物质分解为水或二氧化碳。即，本发明的负载有过渡金属化合物的氧化钛悬浮液优选用作LED照明下用光催化剂。而且，可以使用于抗菌、防霉、除臭、空气净化、水净化、防污等各种用途，且可以广范应用于以室内的壁纸或家具为主的家庭内或医院、学校等公共设施内的环境净化、家电制品的高性能化等。