| 固相反応 |
|
| 【技術分類】 |
| １−Ｂ 酸化チタン光触媒の基礎反応 |
|
| 【技術の名称】 |
| １−Ｂ−１−ｇ 固相反応 |
|
| 【技術内容】 |
酸化チタン（TiO2）光触媒を修飾Polyethyleneフィルム表面に固定化した触媒を開発、水溶液中のアゾ色素Orange IIやChlorophenols類の光分解に使用した。反応前後の触媒表面を観察し、比較すると、樹脂、触媒界面で光誘起界面電荷移動（酸化還元過程）が進行することを確認した。
触媒の調製：Polyethylene-maleic anhydride block-copolymer films (DuPont Co、30μm)を使用、充分水洗した後、TiO2 (50m2/g、Degussa P25)の 5g/Lスラリーに数時間浸漬、さらに75℃ 1h加熱した。処理フィルムを取り出し、100℃ 1h乾燥する。結合の緩いTiO2は水洗して除去した。TiO2担持量はコポリマーフィルム(48cm2, 100mg)上に1.5mgであった。
光触媒反応：円筒型パイレックス製容器（内容積 60mL、液量 40mL）を使用、壁背面にフィルム触媒を置き、125W 水銀ランプ（ピーク波長 366nm）照射して反応。TiO2を溶液に添加した懸濁状態の光触媒の方が活性は高いが、同様にOrange IIの光分解活性を示した。
反応前後の触媒の特性分析：XPS、ATR-FTIR、ICP、TEMなど |
|
| 【図】 |
| 図１ フィルム使用前後のATR-FTIRスペクトル |
 |
| 出典：「Photodynamics and Surface Characterization of TiO2 and Fe2O3 Photocatalysts Immobilized on Modified Polyethylene Films．」、「J Phys Chem B VOL. 105 NO. 48」、（2001年）、DHANANJEYAN M R、THAMPI K R、BUFFAT P、BENSIMON M、KULIK A、KIWI J、MIELCZARSKI E、MIELCZARSKI J著、American Chemical Society発行、12049頁 Fig.３ Attenuated total reflection infrared spectra of (a) copolymer alone, (b) copolymer-TiO2 before use, and (c) copolymer-TiO2 after Orange-II degradation at a pH of 6 with visible-light irradiation. Reprinted with permission from American Chemical Society |
|
| 図１の説明：TiO2の固定化で水溶液に接触しているため、1793cm-1の酸無水物吸収が消失する。また1046, 1017cm-1（CO streching）が新たに検出され、酸化反応使用後はこの吸収強度がかなり大きくなる。このことはTiO2と樹脂界面で酸化反応が進行していることを示す。一方使用前後のXPSスペクトルではTi3+、Ti4+の共存が観測され、触媒表面では酸化と還元が同時に進行している。 |
|
| 【応用分野】 |
| 光触媒の固相反応解析による実用化 |
|
| 【出典／参考資料】 |
| 「J Phys Chem B VOL. 105 NO. 48」、（2001年）、DHANANJEYAN M R、THAMPI K R、BUFFAT P、BENSIMON M、KULIK A、KIWI J、MIELCZARSKI E、MIELCZARSKI J著、American Chemical Society発行、12046頁〜12055頁 |
