【光触媒の高性能化】

 

光触媒の開発初期は一部分の酸化分解が難し有機物により作用がさげられることがわかった。また、ユーザーが室内での消臭効果をより体感しやすくするには、更なる高性能化が必要である。

 

これらの課題を解決する為、金属と金属酸化物を三酸化タングステン光触媒に混合した高性能材を開発した。

 

金属の添加により、酸化分解が難しい有機物を分解しやすくした。

 

また、金属酸化物の添加により、におい成分や細菌類を光触媒を引きつけ、分解速度が上げた。引き付ける力は強すぎても弱すぎても効果が低下するため、適正な吸着力を持つものを選定した。

 

高性能材におい成分の分解速度が従来材に比べ１０倍速くなり、細菌の抗菌性も向上した。

 

一方光触媒を用いた消臭は、光の照射でにおい成分を分解し無臭化するので、持続性は高いものの即効性がないと言われる。そこで、吸着剤と光触媒を組み合わせて、消灯時間帯でにおい成分を吸収し、昼間の明かりや照明で吸着したにおい成分を光触媒で分解するというサイクルを回し、即効性と吸着性能が低下しない、消臭に特化したいブリッド材を開発した。

 

 

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光誘起超親水化発現機構を明らかにするためには、表面光化学的なアプローチが必要不可欠である。そのような研究によって超親水性の発現機構が明らかになること、また表面光化学分野が発展することが期待される。 

 

 

【将来予測と方向性 】

 

・５年後までに解決・実現が望まれる課題 

1μW/cm2程度の微弱な紫外光のもとで超親水化する高感度酸化チタンの創出 

表面光化学的なアプローチによる光誘起超親水化発現機構の解明 

 

・１０年後までに解決・実現が望まれる課題 

酸化チタン防曇・セルフクリーニング材料の室内用途への展開 

超親水性を利用する冷却機能（都市温暖化防止、省エネルギー技術）の展開 

 

 

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【光触媒の環境貢献】

 

光触媒には、光による触媒作用を作用した空気や水の浄化作用と、超親水性を利用した防汚作用がある。

 

水の浄化装置や屋外用途では、紫外線応答型の酸化チタンえお適用した事例が既に多数ある。一方、室内では紫外線の量が少ないため、従来の紫外光応答型光触媒では効果が得にくく適用は難しい。室内での使用には、可視光を吸収し、更に低照度でも効果がある光触媒が必要である。

 

従来の可視光応答型二酸化チタンよりも高いガス分解性能がある。この他にホルムアルデヒドやトルエンなどのvocや、生活の４大悪臭（アンモニア、ジメチルアミン、メチルメルカブタン、および硫化水素）。窒化酸化物等の分解を確認している。

 

さらに、光触媒の酸化分解作用として、黄色ブドウ球菌や、大腸菌、MRSA（メチシリン耐性黄色ブドウ球菌）、O157などに対する高い抗菌性と、鳥インフルエンザウイルスや、人インフルエンザウイルス、アデノウイルスなどに対する高い抗ウイルス性も確認している。

 

 

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しかしながら、酸化タングステンの密着性に課題が残されており、今後の技術開発が望まれている。また、酸化チタン表面にナノスケールの構造を導入することによって親水化が進行しやすい結晶面を露出する方法や、酸化チタン製膜中に残留引っ張り応力を導入する方法が検討されている。 

 

 

光誘起超親水化現象に関するもうひとつの研究課題は、その発現機構である。通常の光触媒酸化分解反応により酸化チタン表面に吸着している有機物が分解除去されて、清浄表面が露出するために親水性が現れるという機構と、紫外光照射により酸化チタン表面が比較的長い寿命をもつ準安定状態（酸化チタン表面の不安定水酸基量が増加することによる表面エネルギーの高い状態）に変化するために親水性が現れるという機構が提唱されている。

 

 

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