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調査対象技術の樹系図

大分類 中分類 小分類 項目 内容説明 1 　 　 酸化チタン光触媒の原理、特性 　 　 A 　 酸化チタンの物性と光活性 光触媒の原理に関連する事項をここに分類する。 　 　 1 触媒の結晶構造 TiO2の結晶型、結晶性に関する全般的事項（非晶質、複数結晶相混合などを含む） 　 　 1a 結晶型 TiO2の結晶性（Anatase、Rutile、Brookite等） 　 　 1b 結晶配向性 光触媒の製造における結晶面の配向などについて 　 　 1c 格子欠陥 可視光化における結晶内への格子欠陥の導入など 　 　 1d 添加共存物質（ドーパント） TiO2のバンド構造改善を目的として導入する不純物（ドーパント） 　 　 1e 配位状態 [TiOx]の四面体配位、八面体配位と光触媒活性の関係 　 　 1f 結晶面 単結晶TiO2の特定結晶面での光触媒作用の特徴 　 　 1g 表面水酸基 光触媒作用の全てに関係する表面水酸基の挙動 　 　 2 正孔、電荷・電子移動 光触媒作用の初期過程で生成する正孔や電子、電荷に関する 　 　 2a 電荷分離、電荷伝播機構 光触媒作用の前提となる電荷分離と、その寿命、挙動などに関する 　 　 2b 電子移動 光還元、光電流等との関係で触媒中の電子移動速度、機構などに関する 　 　 2c 再結合速度 光触媒作用で生成する電荷分離状態が再結合する速度に関する 　 　 2d 光電流 光触媒作用を用いた電極、センサーにおける光電流の観測に関する 　 　 2e Schottky障壁 金属−光半導体の接合で生じる界面の電位差、バンド構造を反映 厚さは数μｍに及ぶSchottky障壁に関する 　 　 2f 光触媒の劣化機構 光触媒劣化の機構に関する項目 　 　 3 光利用効率 光触媒が照射した光エネルギーを有効に利用する割合に関する 　 　 3a 可視光特性 可視光の吸収、利用（光触媒作用の発現）に関する特性 　 　 3b 量子収率 光化学の基本である光子一ヶ当たりの反応を起こした数の割合、その測定例 　 　 3c 励起状態 光触媒の励起状態、その発光による緩和過程など 　 　 3d 励起波長依存性 光触媒作用における励起波長依存性やその変化と測定例 　 　 3e バンド構造 導電帯、荷電子帯、不純物レベルを含むエネルギー準位を示す 　 　 3f Fermi準位 金属性、半導体性に関わるエネルギー準位 　 　 4 吸光度 光半導体固体（TiO2）による光吸収、単色光で評価される吸光度 　 　 4a 吸収波長域（UV-Vis） 可視・紫外領域の吸収スペクトルとその変化 　 　 5 光透過性 光半導体固体（TiO2）中を通過する光エネルギーの割合。光透過性電極など 　 　 5a 粒子径 光透過性を支配する固体粒子の大きさ 　 　 5b 結晶子径 光透過性を支配する結晶固体粒子の大きさ 　 　 5c 量子サイズ効果 粒子が数ｎｍ（伝導電子、正孔のドブロイ波長）以下のナノ域になって発現する吸収スペクトル、熱力学量などの変化 　 　 6 酸化・還元活性 光触媒による各種基質の酸化、還元反応 　 　 6a 活性酸素種 光照射で生成する各種のラジカル性、イオン性などの励起状態の酸素 　 　 6b 光還元 光照射による基質の還元 　 　 6c 表面電位 バンド構造を反映した表面の電子エネルギー準位、等電点、ゼータ（ζ）電位 　 　 6d 基質吸着 基質吸着挙動と光触媒作用との関係、酸塩基性など 　 B 　 酸化チタン光触媒の基礎反応 光触媒の基礎的な反応特性に関する項目をここに分類する 　 　 1 酸化還元反応 光照射で生成する正孔、電子に起因する基質の酸化、還元活性 　 　 1a 気相有機物分解反応活性 気相にある基質の酸化、還元、分解反応（脱臭、VOC除去など） 　 　 1b 気相NOX分解活性 気相NOX分子の光触媒による分解活性 　 　 1c 水溶液相分解反応活性 水溶液中にある基質の酸化、還元、分解反応（排水処理、メッキ液処理など） 　 　 1d 吸着分子の分解活性（セルフクリーニング活性） TiO2光触媒表面に吸着した分子の光分解 　 　 1e 有機媒体中の光触媒反応 有機媒体中の基質の酸化、還元、分解反応（有機合成などを含む） 　 　 1f モデル反応（16O-18O交換など） 光触媒反応のモデルとなる反応 　 　 1g 固相反応 光触媒と固体の界面で進行する光触媒反応 　 　 2 超親水性 TiO2の親水性、疎水性が光化学反応で変化する現象 　 　 2a 水によるセルフクリーニング 超親水性に基づく、微量の雨水、凝縮水などによるセルフクリーニング挙動 　 　 2b 防曇効果 超親水性の効果でガラス窓、鏡などの曇り止めを行う 　 　 3 光触媒機能の制御 光触媒上に生成するラジカル、正孔、電子の捕捉、クエンチ等で光触媒機能を制御 　 　 3a ラジカル捕捉剤 光触媒作用で生成する種々のラジカルの捕捉を行う方法全般 　 　 3b 酸素、酸化剤併用 酸素溶存、酸素吹き込み、酸化剤添加等を行う光触媒酸化法 　 　 3c 光フラックス密度 入射光の強度（エネルギー密度）と、光触媒作用の効果の関係 　 　 4 光触媒電極 光触媒層を表面に形成した電極、特に光照射時のみ触媒作用する 　 　 5 電気化学的特性 光照射下での電気化学的挙動（光電流、電極反応）やその変化 　 　 5a 光電極反応 光照射、電圧印加下に進行する電極反応 　 　 5b 電圧印加 光触媒電極特性の電圧印加による変化 　 　 5c 防錆・防食効果 金属表面の光触媒作用による防錆、防食効果 　 　 6 超音波効果 超音波印加条件での光触媒作用 　 　 7 CO2、N2等の光還元 気相、液相のCO2、N2の光還元（メタン、MeOH,NH3などの生成） 　 　 7a 人口光合成、水の光分解 光触媒を用いた人口光合成、水の直接光分解作用 　 2 　 　 光触媒用酸化チタンの製法 酸化チタン光触媒の製造に関する事項 　 A 　 粉体触媒の製造 酸化チタンの結晶性微粒子の製造に関する 　 　 1 部粒子光触媒の製造（湿式法） 水性媒体でのAnatase微粒子の製造。逆相ミセル法など、1a、1bに含まれない湿式法 　 　 1a 無機チタン化合物 硫酸塩、塩化物等の無機チタン化合物を原料とする湿式法 　 　 1b 有機チタン化合物 アルコキシドなどの有機チタン化合物を原料とする、ゾルゲル法などの湿式法 　 　 2 微粒子光触媒の製造（乾式法） 乾式火炎法などを用いた酸化チタン微粒子の製造 　 　 3 微粒子光触媒の製造（その他） その他の手法による微粒子酸化チタンの製造 　 　 4 ゾル状光触媒の製造 ゾル（コロイド）状態化チタン光触媒の製造。コーティング原料など 　 　 5 層状酸化チタン 層状の結晶構造を有する酸化チタン光触媒の製造 　 　 6 高次構造化酸化チタン触媒 モノリス、特殊形状等の高次構造を有する酸化チタン光触媒の製造 　 　 6a チタニア架橋体 酸化チタンを架橋剤とする架橋粘土等の光触媒 　 　 6b 繊維状態化チタン 繊維の形状を有する酸化チタン光触媒 　 　 6c 多孔質酸化チタン メソ細孔、ミクロ細孔を有する結晶性および非晶酸化チタン光触媒 　 　 7 加熱処理・焼成 非晶質の酸化チタン原料の加熱結晶化による光触媒の製造 　 　 8 光触媒用担体 光触媒用に用いられる透光性、高比表面積などの特性を有する担体物質 　 　 9 光触媒担方法 担体への酸化チタン光触媒の担持方法 　 B 　 薄膜触媒の製造 種々の支持体上への酸化チタン光触媒薄膜の製造 　 　 1 液体コーティング法 コロイド状酸化チタン溶液等を用いた担体表面へのコーティング法 　 　 1a Langmuir-Blodgett膜 Langmuir-Blodgett膜の手法を用いた光触媒薄膜の製造 　 　 2 蒸着 揮発性チタン化合物の気化と担体表面への酸化チタン層の形成 　 　 2a 真空蒸着 真空下に行うTiO2蒸着膜の形成 　 　 2b CVD CVD（Chemical Vapor Deposition）法を用いた酸化チタン触媒膜の製造 　 　 2c スパッタリング マグネトロン等の手段による光触媒用スパッタリング膜の製造 　 　 2d プラズマ溶射法 酸化チタンのプラズマ照射気化と担体表面への酸化チタン膜の製造 　 　 2e MBE蒸着法 酸化チタン分子線を用いた酸化チタン層の形成 　 　 2f レーザー蒸着法 レーザー光のエネルギーを用いた蒸着と光触媒膜の製造 　 　 2g イオンクラスタービーム（ICB）法 イオンクラスタービームを用いた成膜法 　 　 3 光触媒の修飾 疎水性、高比表面積化等による光触媒の修飾 　 　 4 光触媒の接着法、バインダー 光触媒を支持体表面に接着するための方法、バインダー、安定性など 　 　 5 陽極酸化 金属チタンの陽極酸化による酸化チタン薄膜層の形成 　 C 　 光触媒の複合化 光触媒機能の向上を目的とした他機能との複合化 　 　 1 吸着機能剤との複合化 ゼオライト、活性炭等の吸着材との複合化 　 　 2 親水材との複合化 シリカ等の親水性材料との複合化 　 　 3 抗菌性成分との複合化 銀系抗菌剤等との複合化 　 　 4 分離膜、分離膜機能との複合化 分離膜、分離膜機能の防汚を目的とした光触媒の複合化 　 　 5 その他 その他の機能との複合化（光ファイバー、透光性など） 　 3 　 　 高活性化・可視光化 光触媒の活性向上に関わる技術分野をここに示す 　 A 　 比表面積の拡大 光と基質の物理的接触機会増加による光触媒活性の促進（微細粒子製造の副次的効果は除く） 　 　 1 触媒担体を用いた比表面積の拡大 透光性の高比表面積担体の利用など 　 　 2 二次処理による比表面積の拡大 磨砕、高エネルギー手段等による高比表面積化 　 B 　 有効波長領域とその拡大 有効波長域の拡大、特に各種の可視光化技術を示す 　 　 1 高温脱気・還元処理による可視光化 TiO2の高温脱気・還元処理による可視光化 　 　 2 湿式金属導入法 TiO2製造過程、あるいはTiO2への金属ドーパントの導入 　 　 3 気相金属イオン導入法 TiO2への金属ドーパント（原子、イオン等）の気相からの導入、半導体技術 　 　 4 その他異原子導入（TiO2-xNxなど） N、C、Sなどの異原子の導入、化合物、ドーピングを含む 　 　 5 高エネルギー光、電磁波照射法 γ-線、紫外線、MW、レーザー光等による処理に基づく可視光化 　 　 6 触媒効率（量子収率）の変化 反応媒体（光触媒を懸濁したスラリー等）への添加による光吸収機能の向上 　 　 7 複層化、パターン化 SiO2層、TiO2等の複層コーティング、金属膜によるストライプ導入など 　 　 8 異種半導体との複合化 CdS、WO3、SnO2などの異種半導体粒子とTiO2を複合化した光触媒 　 C 　 第2触媒機能導入、光吸収機能改善による高活性化 光触媒と、他の触媒機能材料、光吸収機能改善材料との複合化 　 　 1 蓄光型光触媒 蓄光性支持体と光触媒の併用による機能向上 　 　 2 増感剤、色素、金属錯体の併用 色素、金属錯体などの増感剤機能を併用する高活性化 　 　 3 光散乱、反射率の抑制 光散乱、反射率等の制御に基づく高機能化 　 　 4 金属、金属化合物触媒の導入 TiO2表面に貴金属系触媒機能成分を担持したような光触媒 　 4 　 　 評価技術 光触媒の活性、および活性に直結する各種の評価手法 　 A 　 光半導体特性の評価法 光半導体特性の評価に関連する各種の分析手段をまとめる 　 　 1 分光学的特性（キャラクタリゼーション） 各種の分光学的な手法を示す 　 　 1a X線回折 結晶構造やその変化に関するX線回折を用いた評価 　 　 1b EPR 光触媒作用で生成する三重項TiO2等、各種常磁性種の観測 　 　 1c NMR TiO2表面水酸基の光照射に伴う変化のNMRによる観測 　 　 1d 電子分光法 TiO2触媒表層の電子分光法（XPS,UPS,Auger等）による不純物、ドーパントの分析等 　 　 1e XAFS, XANES TiO2のTiOx配位状態のXAFS、XANESによる観測 　 　 1f 光ルミネッセンス 光触媒作動下での励起状態クエンチに伴う光ルミネッセンスの観測 　 　 1g 顕微鏡（SEM,TEM,AFM,STM） 各種顕微鏡を用いた粒子径、表面構造、格子欠陥等の直接観測 　 　 1h EFISPS（電場誘起表面光起電力スペクトル） 光触媒作用に伴う光起電力の分布の観測 　 　 1i ピコ秒、フェムト秒分光 超短時間分光法を用いた電子、正孔移動などの観察 　 　 2 物性、耐熱性の新しい評価法 光触媒の物性に関わる新しい評価法を示す 　 　 3 計算化学による評価法 DFT計算法などによる評価 　 B 　 光触媒活性評価法 光触媒活性評価法に関する基礎的項目 　 　 1 標準活性評価法 光触媒能力を評価する標準的手段とその規格化を目指した報告 　 　 1a 標準活性評価法（セルフクリーニング） 標準的光触媒反応と評価法（防汚、セルフクリーニング） 　 　 1b 標準活性評価法（空気浄化） 標準的光触媒反応と評価法（空気浄化） 　 　 1c 標準活性評価法（水質浄化） 標準的光触媒反応と評価法（水溶性不純物の光分解） 　 　 1d 標準活性評価法（抗菌性） 標準的光触媒反応と評価法（抗菌・抗黴性） 　 　 2 ハイスループット法 光触媒活性評価のためのハイスループット実験手法 　 　 3 ニューラルネットワーク法 ニューラルネットワークを用いた多元的な活性評価方法 　 　 4 イメージング 光触媒活性サイト、吸着分子（LB膜）の直接画像化技術等

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［更新日  2003.3.28］