| 光利用効率 |
|
| 【技術分類】 |
| １−Ａ 酸化チタンの物性と光活性 |
|
| 【技術の名称】 |
| １−Ａ−３ 光利用効率 |
|
| 【技術内容】 |
光触媒反応において、光の利用効率は種々の観点から重視されている。太陽光を利用する光触媒では有効な波長域の拡大が、また反応速度や生産性を重視する場合は、光量子の有効利用率（量子収率）の他、光散乱、反射の抑制、光透過性の向上が問題となる。いずれも光触媒の性能、反応装置等の触媒使用方法が複雑に関与する。
水溶液に懸濁した酸化チタン（TiO2）光触媒を用いた円筒形非濃縮型光反応器での溶存成分の光酸化除去を行う想定で、反応器径、触媒粒子径の最適化を検討した。
使用した触媒：P25 (Degussa, 50-55m2/g)
反応器サイズ 1: 2.25cm id,98cm H, 0.5L、2: 7.60cm id, 11cm H, 0.5L、3: 15.00cm id, 17cm H, 3.0L
試験反応：Imidacloprid（農薬）水溶液の無害化を検討。触媒濃度 50, 200, 500mg/L。
機械攪拌、および超音波の攪拌を検討した。多くの場合、超音波攪拌が高い反応速度を与えたが、反応器径が3のように大きいと、触媒濃度、攪拌の影響が小さく、また反応速度は低下した。 |
|
| 【図】 |
| 図１ 光反応速度に対する反応器、触媒濃度、攪拌法の影響 |
 |
| 出典：「Relationship between TiO2 particle size and reactor diameter in solar photoreactors efficiency．」、「Catal Today VOL. 54 NO. 2/3」、（1999年）、FERNANDEZ‐IBANEZ P、MALATO S、DE LAS NIEVES F J著、Elsevier Science BV発行、200頁 Fig.５ First order kinetic constant (kap) as a function of the reactor diameter for the same experiments described in Fig 4. [TiO2] = 50mg/L、(sonication ■, agitation □) , 200mg/L, sonication ▲, agitation △) and 500mg/L (sonication ●, agitation ○). Reprinted with permission from Elsevier Science |
|
| 図１の説明：細くて長い反応器である1の反応器で高い反応速度が得られた。触媒濃度が低い場合、反応速度の反応器や攪拌法による影響は低い。触媒濃度が200mg/L以上になると、反応器に依らず、攪拌法の影響も小さい。光の光路長（到達距離）に限界があることと関係がある。 |
|
| 【応用分野】 |
| 触媒利用効率の向上法 |
|
| 【出典／参考資料】 |
| 「Catal Today VOL. 54 NO. 2/3」、（1999年）、FERNANDEZ‐IBANEZ P、MALATO S、DE LAS NIEVES F J著、Elsevier Science BV発行、195頁〜204頁 |
