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光触媒 – 環境技術解説|環境展望台:国立環境研究所 環境情報メディア.光触媒 – Wikipedia

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光触媒
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光触媒 废水处理. 光触媒 抗紫外线产品. 纳米光触媒 具有很强的散射和吸收紫外线的能力,并将这种光能转化为化学能,因而具有抗紫外线及防止褪色、老化的功能。将纳米光触媒溶液加入到涂层剂中,用来对棉织物进行涂层整理,可以得到抗紫外线良好的针织物。 [3].

沥青在热、氧气、阳光等环境因素作用下会发生一系列挥发、氧化、聚合,导致其路用性能劣化。一般地区的太阳辐射影响有限,所以沥青质量控制中主要考虑热老化,但对于青海、西藏等高海拔地区,空气稀薄,太阳辐射强烈,紫外线老化严重影响 沥青混凝土路面 的使用寿命。纳米 TiO 2 具有独特的紫外线屏蔽功能,且化学性质稳定,能较大程度地改善聚丙烯等材料的耐老化性能,将纳米TiO 2 掺入沥青,能改善沥青抗紫外线老化能力的影响。 [12]. TiO 2 光触媒尤其是对人体有害的中长波紫外线的吸收能力很强,并且可透过可见光,无毒无味,无刺激性,加之可以随意着色,价格便宜,被广泛应用于防晒化妆品中。 [8].

光触媒 自清洁镀膜. 阳光照射后的 TiO 2 薄膜表面具有很好的润湿性,具有良好的光诱导超亲水性,TiO 2 的这种亲水性与光催化性使有机污物和无机污物均不容易附着在镀膜表面,并在自然雨水的冲刷下清洗表面。有光诱导亲水性作为提升,再借助于 TiO 2 的光催化性才使负载有 TiO 2 薄膜的镀膜具有自清洁的性能。 [11]. 光触媒TiO 2 应用于 汽车玻璃 ,可有效防止雨天结雾、挂珠,保持后视镜及前窗玻璃的干净明亮,有利于汽车安全驾驶。TiO 2 经特殊处理后溅镀于玻璃上并形成薄膜,使具有防雾功能。当玻璃遇水且接受光源时,表面不结水滴而形成水膜,且在玻璃干燥后不会造成水痕。 [3]. 陶瓷、卫浴在给人们带来生活便利的同时,也附带产生了一个问题——卫生清洁,这是一直以来困扰了人们的问题,尤其是马桶,洗漱盆等,长期使用后都会产生一定的异味或者污垢,普通清洁有很难去除,在经过多年实践应用后,光触媒被很好的融合到了陶瓷、卫浴的生产工艺,通过在陶瓷表面负载一层光触媒,不仅易于清洁,而且还有助于分解异味,防止污垢附着,极大的提高了陶瓷产品的清洁容易度。 [10].

光触媒 疾病治疗. 光催化 最新的应用是用于疾病治疗,并且 藤岛昭 研发的 光催化捕蚊器 更是已经在 疟疾 肆虐的地区开始使用。 []. 词条图册 更多图册. 图集 光触媒的概述图(2张). 科普中国 致力于权威的科学传播. 包申旭 教授 审核.

V百科 往期回顾. このWikipediaでは言語間リンクがページの先頭にある記事タイトルの向かい側に設置されています。 ページの先頭をご覧ください 。. ページ ノート. 閲覧 編集 履歴表示. その他 閲覧 編集 履歴表示. al は 可視光線 の下で 水酸化鉄 とコロイド状 ウラン を触媒とする ホルムアルデヒド の生成についての論文を発表した [5] [8] 。年になって、Doodeve and Kitchenerが安定性が高く毒性のない酸化物TiO 2 が、酸素の存在下で染料を漂白するための 光増感剤 として働くことを発見した。これは、TiO 2 によって吸収された紫外線がその表面で活性酸素種の生成を導き、 光酸化 を通じて有機化学的なしみを生じる現象である。これは不均一系光触媒(反応物と触媒の 相 が異なる)の根源的な性質が観察された最初の事例である [5] [9] 。 その後25年以上、実用性のある応用が見つからなかったことから、研究者の関心は薄れ光触媒の研究は停滞した。年になって、V. Chem-ZTG 35 : — Design of Advanced Photocatalytic Materials for Energy and Environmental Applications.

London: Springer. doi : Elktrochem Agnew P 17 : — Compt Rend : — Part I. The Synthesis of Formaldehyde and Carbohydrates from Carbon Dioxide and Water.

J Chem Soc : — Faraday Soc 34 : — Nauk SSSR 4 : — Bull Chem Soc Jpn 38 : 32— 図3 光触媒の基本原理と応用分野 出典:特許庁「光触媒(基本原理)」. 表1 光触媒の研究開発の概況 用途分類 環境分野 その他の分野 空気浄化 自動車排ガスの浄化への応用について研究中。排ガス処理については、研究は行われているが本格的な実用化には至っていない。 屋内の空気清浄機、脱臭機やエアコン、家電品等のフィルターについては多数実用化済み。 水質浄化 排水処理(TOC、COD等)については、市場規模は大きいが、本格的な実用化はこれから。 浄水器、貯水槽などの浄化用フィルターの研究は多数行われ、一部では光触媒応用製品も販売されている。 防汚・セルフクリーニング 建築物の外壁に光触媒をコーティングすることにより、建築物外皮に水膜を形成し、防汚れ防止とヒートアイランド緩和に役立てる研究が行われている。 防汚機能をもったタイル等の建材(外壁、屋内)、ガラス用コーティング剤等は多数実用化されている。 この他、トンネル照明、日用品など多数の応用例がある。 その他 焼却灰、土壌汚染(VOC)の浄化に光触媒シート等を利用する研究がある。 抗菌作用をもつタイルが、病院、老人ホーム等で実用化されている。 実用化、研究中といった研究開発段階については、およその目安であることに注意。 出典:各種資料に基づいて作成.

図5 光触媒繊維を用いた水処理用モジュールの構造 出典:宇部興産(株)「研究開発(アクアソリューション)」. ニュース・イベント 国内ニュース 海外ニュース イベント情報 環境GIS 速報・予測 環境の状況 環境指標・統計 環境規制・指定. 研究・技術 環境技術解説 環境技術情報ナビ 大気汚染常時監視データ 環境データベース 国・独立行政法人 地方環境研究所 環境研究技術サポート 分析マニュアル 環境省 日本産業規格. 政策・法令 環境法令ガイド 環境政策法令ナビ 環境学習 大学研究室紹介 実践レポート 探求ノート 環境トピックス 検索・ナビ.

 
 

 

光触媒 – 環境技術解説|環境展望台:国立環境研究所 環境情報メディア

 

光触媒 自净性. 经光触媒加工的表面,通过紫外线的照射后受到激发,可以把接触的有机物分解掉,不仅起到杀菌作用,还能将有害物质分解为无害小分子物质。同时由于光照条件下表现出的超亲水特性,当灰尘落于光触媒涂层上时,只需以清水清洗便达到洁净表面的目的。 [3]. 光触媒 功效及应用 编辑 播报. 光触媒 空气净化. 光触媒受光照后产生羟基自由基,与空气中的有机物质反应后生成无毒的无机物,能有效分解甲醛、苯、氨气等,将其转化成H 2 O和CO 2 ,氧化除去大气中的氨氮化物、硫化物以及各类臭气,起到空气净化的作用。实验研究表明,光触媒对空气污染物的降解与其浓度有关,低浓度的甲醛可完全被光触媒光催化分解为H 2 O和CO 2 ,而在较高浓度时,则先被氧化成HCOOH等中间体,然后在分解成H 2 O和CO 2 。 [8].

纺织品中或多或少都含有微量的甲醛或者其它有害物质,经过光触媒处理后的不仅可以有效的降低甲醛等有害物质的含量,而且纺织品在使用过程中也容易清洗。 [9]. 传统 地板精油 只是养护地板的作用,而通过添加光触媒,制作成 光触媒木质精油 ,实现了对地板保养的同时,还起到净化空气除甲醛的作用,尤其是当地板见光性好时,光触媒作用更强。 [10]. 光触媒 抗菌材料. 光触媒 废水处理. 光触媒 抗紫外线产品.

纳米光触媒 具有很强的散射和吸收紫外线的能力,并将这种光能转化为化学能,因而具有抗紫外线及防止褪色、老化的功能。将纳米光触媒溶液加入到涂层剂中,用来对棉织物进行涂层整理,可以得到抗紫外线良好的针织物。 [3].

沥青在热、氧气、阳光等环境因素作用下会发生一系列挥发、氧化、聚合,导致其路用性能劣化。一般地区的太阳辐射影响有限,所以沥青质量控制中主要考虑热老化,但对于青海、西藏等高海拔地区,空气稀薄,太阳辐射强烈,紫外线老化严重影响 沥青混凝土路面 的使用寿命。纳米 TiO 2 具有独特的紫外线屏蔽功能,且化学性质稳定,能较大程度地改善聚丙烯等材料的耐老化性能,将纳米TiO 2 掺入沥青,能改善沥青抗紫外线老化能力的影响。 [12]. TiO 2 光触媒尤其是对人体有害的中长波紫外线的吸收能力很强,并且可透过可见光,无毒无味,无刺激性,加之可以随意着色,价格便宜,被广泛应用于防晒化妆品中。 [8].

光触媒 自清洁镀膜. 阳光照射后的 TiO 2 薄膜表面具有很好的润湿性,具有良好的光诱导超亲水性,TiO 2 的这种亲水性与光催化性使有机污物和无机污物均不容易附着在镀膜表面,并在自然雨水的冲刷下清洗表面。有光诱导亲水性作为提升,再借助于 TiO 2 的光催化性才使负载有 TiO 2 薄膜的镀膜具有自清洁的性能。 [11]. 光触媒TiO 2 应用于 汽车玻璃 ,可有效防止雨天结雾、挂珠,保持后视镜及前窗玻璃的干净明亮,有利于汽车安全驾驶。TiO 2 经特殊处理后溅镀于玻璃上并形成薄膜,使具有防雾功能。当玻璃遇水且接受光源时,表面不结水滴而形成水膜,且在玻璃干燥后不会造成水痕。 [3]. al は 可視光線 の下で 水酸化鉄 とコロイド状 ウラン を触媒とする ホルムアルデヒド の生成についての論文を発表した [5] [8] 。年になって、Doodeve and Kitchenerが安定性が高く毒性のない酸化物TiO 2 が、酸素の存在下で染料を漂白するための 光増感剤 として働くことを発見した。これは、TiO 2 によって吸収された紫外線がその表面で活性酸素種の生成を導き、 光酸化 を通じて有機化学的なしみを生じる現象である。これは不均一系光触媒(反応物と触媒の 相 が異なる)の根源的な性質が観察された最初の事例である [5] [9] 。.

FilimonovはZnOおよびTiO 2 からの イソプロパノール の光酸化に関して研究成果を発表した [5] [10] 。また同時期に、Kato and Mashio 、Doerffler and Hauffe 、そしてIkekawa et al. alおよびTanaka and Blyholdeは、様々な アルケン の酸化と 亜酸化窒素 N 2 O の光触媒による腐食を観察した [5] [14] [15] 。.

代表的な光触媒活性物質として、 酸化チタン が知られている。現在、実用化されている光触媒はこれと 酸化タングステン [19] だけである。. 酸化チタンに似た 電子構造 [注 3] を持つ物質が他にも数多く存在するなかで、なぜ酸化チタンに顕著な光触媒活性が見られるかは未知の部分が多く、この解明に向けて多くの研究が行われている。特に表面活性種としての スーパーオキシドアニオン ・ ヒドロキシルラジカル の関与、表面酸素欠陥の役割などが議論されている。しかし、いずれも断片的な実験事実からの推測の域を得ず、いまだに統一的なシナリオは描かれていない。超親水作用についても、酸化チタンの酸化作用によって表面に吸着した疎水性有機物が分解された影響なのか、それとも酸化チタン表面自体に何らかの化学変化が起こっているのか、研究者の見解は分かれたままである。.

特に純粋な酸化チタンは無色透明な粉末であり、ルチル型二酸化チタンの場合吸収する光の波長のピークは nm以下の紫外領域にある。そのため 太陽光 や 白熱灯 ・ 蛍光灯 など通常の生活空間における 光源 では、そのごく一部しか光触媒反応に寄与していない。しかしこれは酸化チタンが 可視光 を吸収するようにすれば [注 4] 、飛躍的に性能向上が期待できることも意味している。可視光応答化の技法の代表的なものは、少量の 不純物 を加えるもので、 ドープ (ドーピング)と呼ばれる。さまざまな物質がこれまでにドープされている。その中には可視光での光触媒活性を持つものも報告されている。しかし同じ物質のドーピングでも生成手法によって特性が大きく変化するなど、その機構は不明な点が多い。.

藤嶋昭 は大学院生の頃、コピー機用の新たな感光材料の基礎研究を行っていた。硫酸ナトリウム Na 2 SO 4 水溶液中で 酸化亜鉛 ZnO や 硫化カドミウム CdS などの酸化物半導体や硫化物半導体を一方の電極とし、もう一方を白金電極とした回路を作製し、そこに光を当てると電流が流れる現象が知られていた。この現象は酸化亜鉛が溶解することで電流が流れるのだろうと予測されていた。他の酸化物半導体ではどうだろうかと考えていた時に、偶然入手できた酸化チタンの単結晶を一方の電極とし、もう一方を白金としてキセノンランプの光を当てる実験を試みた。すると両方の電極から泡が生じており、酸化チタンからは酸素が、白金からは水素が出ていた。その後数日光を当て続けても酸化チタンは一向に溶解していないことが判明し、このときはじめて光によって水を酸素と水素に分解出来ていることが判った [20] 。.

この実験を元に、年(昭和47年)、東京大学の 本多健一 と 藤嶋昭 は、酸化チタンを用いた水の光分解に関する論文を ネイチャー 誌に発表した [21] 。これは粉末状の酸化チタンを水中に入れ、光 [注 5] を当てると、水素と酸素に分解され、それぞれの気泡が発生するというものだった。この現象は、発見者の名前を取って「 本多-藤嶋効果 」と呼ばれる。. コンテンツにスキップ 案内. メインページ コミュニティ・ポータル 最近の出来事 新しいページ 最近の更新 おまかせ表示 練習用ページ アップロード ウィキメディア・コモンズ. ヘルプ 井戸端 お知らせ バグの報告 寄付 ウィキペディアに関するお問い合わせ. リンク元 関連ページの更新状況 ファイルをアップロード 特別ページ この版への固定リンク ページ情報 このページを引用 ウィキデータ項目. ブックの新規作成 PDF 形式でダウンロード 印刷用バージョン. このWikipediaでは言語間リンクがページの先頭にある記事タイトルの向かい側に設置されています。 ページの先頭をご覧ください 。.

ページ ノート. 閲覧 編集 履歴表示. その他 閲覧 編集 履歴表示. 光触媒の実用化研究はいったん停止したものの、年代の後半に、方針を変更して研究が再開された。その際、効率性の面で課題が多いエネルギー変換に代わり、強い酸化力を活かして、微量な汚染物質の分解等に適用することが主な目標となった。  その一環として、除菌や消臭に関心を持っていた東陶機器基礎研究所と東京大学との共同研究が始まった。酸化チタンをコーティングしたタイルを製造し、病院の手術室で効果を調べたところ、タイルを貼った床や壁ばかりではなく、空気中の細菌も減少していることが確認された。さらに、年、東陶機器基礎研究所で発見された新たな現象である光触媒の「超親水性」(光が当たることで光触媒の表面が濡れやすくなる現象)あるいは光誘起親水性が応用範囲を広げた。  このような経緯を経て、光触媒は、日本発の新技術として、環境分野をはじめ、様々な分野で応用可能な技術として期待が高まり、多くの企業によって様々な製品が開発されるようになった。.

図1 光触媒による有害化学物質の分解メカニズム 出典:新エネルギー・産業技術総合開発機構「よくわかる!技術解説 光触媒」. 排ガス処理に関しては、煙突内に光触媒を含む充填剤を充填し、そこに排ガスを通して、排ガス中のダイオキシン等を分解する研究が行われている。この場合、煙突内であることから、光源として紫外線ランプを使用する。  室内空気に関しては、いわゆるシックハウス症候群の健康障害を防ぐため、建築材料から発生するVOCの除去に関連して、光触媒が注目されるようになった。壁や障子、タイルなどの内装材に酸化チタン系光触媒を導入した商品が開発されているほか、光触媒と紫外線ランプを内蔵し、室内空気を吸引・浄化処理する空気清浄化装置も、多くの家電メーカー、空調機メーカーにより商品化されている。.

光触媒という新しい技術を普及させていくためには、光触媒の性能評価方法を統一し、十分な性能を有するものとそうでないものを峻別していくことが必要である。そこで、光触媒に関する標準化作業が本格的に開始されることとなり、空気浄化の性能試験と抗菌加工製品の試験法のJIS規格が年に制定され、その後も新たなJIS規格の検討が進んでいる。こうした標準化はISOによる国際規格の検討とも並行して進められている。  また、年には、光触媒製品技術協議会と光触媒製品フォーラムという2つの団体が発展的に解消し、新しい業界団体である光触媒工業会が設立されている。. 環境省では、ヒートアイランド現象の緩和を目指して、クールシティ中枢街区パイロット事業を実施している(図6)。この事業は、ヒートアイランド現象の顕著な街区において、複数の対策技術を組み合わせて一体的に実施することにより、ヒートアイランド現象の緩和等を図るもので、光触媒も、その他の技術(施設緑化や保水性建材、高反射性塗装など)とともに、対策メニューの1つとして位置づけられている。  また、経済産業省は、平成19年度から循環社会型光触媒産業創成プロジェクトを開始しており、高性能の触媒の開発などを進めている。.

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