室内環境の改善に貢献する可視光応答型光触媒（Ⅰ)
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- カテゴリ: タングステン知識
- 2015年6月23日（火曜）18:07に公開
- 作者: yanmei
- 参照数: 1616
【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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酸化チタンと酸化タングステンと複合化する超親水化材料の開発（Ⅳ）
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- カテゴリ: タングステン知識
- 2015年6月23日（火曜）18:05に公開
- 作者: yanmei
- 参照数: 1449
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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酸化チタンと酸化タングステンと複合化する超親水化材料の開発（Ⅱ）
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- 2015年6月23日（火曜）18:02に公開
- 作者: yanmei
- 参照数: 1399
このような高感度酸化チタンが実現できれば、酸化チタンを屋内用途へと展開でき、応用範囲がさらに広がっていくと期待される。
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研究は、様々なアプローチによって行なわれている。
例えば酸化タングステンとの複合化である。光誘起超親水性は光誘起された正孔が酸化チタン表面上に到達することによって
起こるため、生成した正孔を効率的に酸化チタン表面に拡散することができれば（電荷分離効率の向上）、親
水化特性は向上するはずである。
そこで、電荷分離効率向上の見込まれる光触媒の複合化に着目し、酸化チタンと酸化タングステンと複合化することにより、光誘起によって生じた正孔が効率よく酸化チタンに移動し（電子は酸化タングステン側へ移動）、蛍光灯照射のもと（紫外光強度1μW/cm2
）で超親水化する材料の開発に成功している。
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酸化チタンと酸化タングステンと複合化する超親水化材料の開発（Ⅲ）
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- 2015年6月23日（火曜）18:04に公開
- 作者: yanmei
- 参照数: 1641
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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酸化チタンと酸化タングステンと複合化する超親水化材料の開発（Ⅰ）
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- 2015年6月23日（火曜）18:01に公開
- 作者: yanmei
- 参照数: 1532
【現状と最前線 】
清浄な条件下で十分に暗所に放置しておいた酸化チタン表面の水接触角は通常 20～40 度の値を示す。このような酸化チタン表面に紫外光を照射すると接触角は徐々に低下し、最終的には 0 度の超親水性を示す。これを光誘起超親水化現象と呼ぶ。この現象が見出されたことにより、雨水や放水によるセルフクリーニング、防曇（図に示す）、冷却などの新たな機能を材料に与え、酸化チタンコーティング材料の応用範囲を大きく広げることになった。
その結果、酸化チタンは、防曇・セルフクリーニング材料として既に商品化されている。 しかしながら、光誘起超親水化発現には数百μW/cm2 程度の紫外光強度が必要である。太陽光を光源として利用できる屋外では、曇天・雨天の日でも得ることができるため、屋外用途では光誘起超親水化現象を利用した光触媒製品はすでに市販されている。一方、屋内光源である蛍光灯は紫外光強度 1μW/cm2程度であり、このような微弱紫外光照射下では光誘起超親水化には至らないため、商品化には至っていない。
屋内用途でも水周りにおいて、防曇ミラーやセルフクリーニングタイルといった光誘起超親水性を利用した製品が求められている。そこで、光誘起超親水化現象の屋内用途への展開を目指して、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研究が精力的に行われている。
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