研究内容

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見出し 光触媒のしくみと応用

見出し 光合成と光触媒

光は無限に存在するクリーンエネルギーです。そのクリーンなエネルギーを利用して植物は葉緑素を光触媒として二酸化炭素と水から有機物と酸素を合成(光合成)します。一方、酸化チタン光触媒のルーツは、1971年に報告された酸化チタン電極に紫外光を照射すると水を水素と酸素に分解できるという「本多・藤嶋効果」です。アルコールの酸化分解反応を利用した水からの水素、酸素発生効率向上の研究から有害物質の酸化分解が考え出されました。これが、光触媒による環境浄化の研究の始まりです。

見出し 酸化チタン光触媒とは?

光誘起分解反応

酸化チタンに波長380nm以下の紫外光を照射すると、伝導帯に電子が励起され、価電子帯に電子の抜け殻である正孔が生成します。この電子や正孔が環境中の酸素や水(水蒸気)と反応して、スーパーオキシドアニオン(O2-)やヒドロキシラジカル(・OH)を形成します。特に、ヒドロキシラジカルの酸化力は、塩素・過酸化水素・オゾンを凌ぐほどで、あらゆる有機物を分解できます。
あらゆる有機物を分解する
抗菌・抗ウィルス
防汚・セルフクリーニング

光誘起超親水化反応

紫外光照射により生成した正孔は表面に拡散して格子酸素にトラップされます。正孔が格子酸素にトラップされたときチタン―酸素間の結合距離は長くなり、酸素欠陥に配位した水酸基と酸化チタンとの相互作用が光照射により弱まります。その際に吸着水がチタン原子に配位して新たな表面水素基が形成され、酸化チタン表面の水酸基密度は増加すると考えられます。その結果、水との親和性が向上し、超親水性が発現します。
水が濡れ広がって水滴が形成しない
防曇(くもり止め)
防汚・セルフクリーニング

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