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光触媒認知度?

1 :光触媒研究所:2000/03/07(火) 13:03
「光触媒」という言葉を聴いたことある人、この指止ーまれ。

2 :Dr.sabbat:2000/03/07(火) 18:29
チタン酸化物だっけ?
実際に商品化されているらしいけど、あんまり見ないのはなぜかな?
高いんだろうか。

3 :名無しさん:2000/03/07(火) 21:06
京浜東北線や山手線の車両に使われてるはず。
以前(ずいぶん昔?)と比べて汚れがついてて
汚いよねぇー。
あれは酸化チタンでコーティングしてあるためで
あの汚れは水で流せばすぐ落とせるので
車両の洗浄は楽らしい。
また、ビルの壁にも塗装してあるところがあり
そういうところは白い壁でも汚れが
従来よりも付きにくいようです。
・・・ちがってたらごめんね。

4 :ノーマーク:2000/03/07(火) 21:13
TiO2のある一つの結晶形は(名前忘れた)光のエネルギーでラジカルを生成するので、
それを利用して有機物を酸化分解するのが原理だったはずです。
TOTOあたりがトイレの便器に塗料として使って、臭いと汚れを分解するとかやってたような。
素材系のメーカーでは、他にもコーティング用途に結構使ったりしてます。
石原産業とか、昭和電工とかがメーカーだったと思う。

5 :名無しさん:2000/03/07(火) 22:13
H2O→(hν@`光触媒)H2+1/2O2という反応系も
注目されてますねえ。


6 :ノーマーク:2000/03/07(火) 22:52
>5
ちょっと前に出た、車のサイドミラーに貼る撥水フィルムも、
確かその反応系を利用しているんじゃなかったっけ?



7 :Dr.sabbat:2000/03/08(水) 01:05
そうそうサイドミラーにコーティングっしたやつがあったね〜。
建材等に使われてるのかな。前にシンポジウムで話を聞いたときには
市場は大きいんだと言うようなことを言ってたが…。そんなに話題に
ならないね〜。

8 :kono:2000/03/08(水) 02:15
どこかの国道の防音壁にそういうパネルを取り付けて
窒素酸化物の分解による公害の低減にチャレンジしてました。
はじめの内はかなりの効果であったがだんだんと
肝心のパネルが煤だらけになって光が充分に当たらずイマイチ
だったらしい。

9 :駄目男君:2000/03/08(水) 16:13
>H2O→(hν@`光触媒)H2+1/2O2

電気化学光電池ですね。
これは確かに水を電気分解しながら、すなわち水素を発生させながら、
同時に電気も取り出せるってのが素晴らしいものですが、
いかんせん光電池。変換効率が悪すぎ。20%以下だったっけ。

あとは多孔性の金属酸化物に光増感色素なんかを固定させて、
同じように発電しながら電気分解ってやつもありましたね。

10 :>4:2000/03/10(金) 19:03
アナターゼですね。

11 :すんまそん:2000/03/10(金) 19:46
>6
細かいことなんですが、撥水フィルムというのは正しくありません。TiO2表面は表面水酸基に覆われていて親水性になっているのです。だから撥水とは全く逆なんです。

12 :>9:2000/03/12(日) 03:15
効率は色素増感TiO2で10%程度、
このときは反応は水の分解じゃないなくて、ヨウ素のRedOx反応。
水分解反応の時の効率はかなり低くて0.1%程度です。


13 :駄目男君:2000/03/12(日) 12:00
>12

どうも情報感謝です。
あ、そういや色素の場合は電気分解じゃなくてレドックス反応でしたね。
ヨウ素とそのイオンが延々と。

水分解反応の時の効率は0.1%程度の変換効率しかないんですか。
コンセプト的にはすばらしいものでも、いまいち話題にならない
のはこういうところにありそうですね。

14 :ロディ:2000/03/12(日) 14:44
TOTOの光触媒は、紫外線で親水性になるって聞いたことがあります。
それで屋内のもの(便器とか、鏡)に使えなくて、
屋外で使う用途専用ってことらしいです。

15 :>13:2000/03/12(日) 19:13
TiO2の一番の問題点は紫外光しか利用できないことです。
だから、こんなに効率が悪いのです。
紫外光のよく当たる屋外でなら利用できるけど、
屋内で使用するにはそれが一番問題でしょうね。

紫外光照射時の超親水化を利用した
車のサイドミラー用のフィルムがありますけど
それはけっこう使えますよ。
超親水性なので全然水滴がつかない。

16 :駄目男君:2000/03/12(日) 23:19
>15

なるほどなるほど。
可視光を効率よく吸収できるよううなバンドギャップを
もった半導体が利用できればもうちょっとはいけそうですね。
あ、けど紫外線より長波長側を吸収できるような半導体を使ったら、
今度は水を電気分解できるだけの電圧が得れなくなっちゃうか。
ん〜、難しいとこですね。こりゃ。

>超親水化

これもおもしろいですね。水滴をつけないための普通の
発想は疎水性のものを選択することですけど、
発想を逆転させて超親水化。なるほどなるほど。



17 :>16:2000/03/13(月) 12:47
水の電解電圧は理論値1.23Vです。1.23Vに相当するエネルギーは
光の波長でだいたい1240/1.23の式で1000nm、紫外よりぜんぜん
長波長の光を使えます(あくまで理論的に)。
太陽光のスペクトルの最大波長は可視光領域にあるので、例えば
波長550nmだとバンドギャップだいたい2.3eVの半導体に相当します。
可視光が使える実用的な半導体光触媒が有ればTiO2はメじゃない。
でも、20年以上研究されててそれ(可視光使えて、実用的な
半導体光触媒)は発見されてません。もし発見できれば

太陽光で水素ガバガバ光触媒発見→エネルギー問題解決に貢献
→お金がっぽり→超有名人

まちがいなし。でも、現在そっち方向の研究はあきらめかけられてる。
誰か何とかしろ。


18 :1:2000/03/13(月) 13:16
光触媒研究開発を行ってる企業(うわさOK)

TOTO、石原産業、堺化学(?)、日立、ダイキン工業、東芝、
三菱マテリアル、北海道電力(?)、四国電力(?)、
住友化学(?)、日本特殊塗料(?)、スタンレー電気、
トヨタ、ホンダ(?)、
他はどこだろう・・・


19 :1:2000/03/13(月) 13:17
関西ペイント

20 :駄目男君:2000/03/13(月) 23:28
>17

1.23Vの理論分解電圧にもかかわらず可視光が使える実用的な
半導体光触媒が発見されないということはその半導体の
酸素過電圧の高さがネックとなっていると考えれるのでしょうか。

電極の酸素過電圧(もしくは水素過電圧)が大きい活物質しだい
では鉛蓄電池のように2V以上まで水(正確には硫酸だけど)が分解
せずに電解液として安定に存在することができるようなこともあ
るわけだしと。

やはり半導体光触媒の物性しだいね。
運がよけりゃ大金持ち。

21 :>20:2000/03/14(火) 13:37
 ここで「半導体の酸素過電圧」というのは「半導体の価電子帯」
とし、「電極の酸素過電圧」は「電極の酸素発生電位」とした方が
適当かと思われます。
 半導体光触媒を水の分解に利用する場合、伝導体の下端が
水からの水素発生電位よりマイナス側に、価電子帯の上端が酸素発生電位より
プラス側に位置していなくてはいけないわけですが・・・。そのような
位置にあり、かつ可視光を利用できる(あくまで利用できる潜在能力の
あるという意味で)半導体は、実際にあります。(CdS、CdSeぐらいしか
有りませんが) でもこれらは光照されると例えばS2-+2p→Sのように
正孔が自分自身を酸化してしまい、利用できないことが分かっています。
この現象を光溶解と言います。水を可視光で完全分解できそうな
半導体光触媒は今のところこのようにすべて光溶解します。このように
分解しやすいということが最も大きな問題の一つです。

 また半導体の価電子帯の高さがネックになっているということは
確かに言われていることで、これは安定な半導体光触媒を探す際に
出てくる問題です。ここで金属酸化物の半導体光触媒が安定であると
一般には言われていますが、酸化物半導体は他のものに比べて価電子帯が
プラス側に高すぎて可視光が利用できません。また、可視光を利用できる
酸化物半導体はその伝導帯が水素発生電位よりもプラス側にあるのが
ほとんどで、水素が発生しなくなります。

 上記のような問題がある上に光発生した電子と正孔が反応にどれだけ
利用できるか、すなわち効率の問題もあって、光触媒をエネルギーの観点から
実用化するには問題山積みナリよ。

で、しょうがないから、今現在太陽光の中のほんのちょっぴりしか含まれない
紫外光が使える安定で安いTiO2を用いて、効率が悪くても利用できそうな
環境浄化の実用に走っちゃってるわけです。

さあ、ここまで読んで完全に理解できたあなた(たち)!
明日から光触媒の研究を始めましょう。未来は明るいかお先真っ暗か
どうかはあなたの腕次第よ、あと時の運

1=17より


22 :21:2000/03/14(火) 13:57
光溶解のところは「S2-+2p→S」ではなくて「CdS+2p→S+Cd2+」とした
ほうがよかったですね。

23 :アホ君>21:2000/03/14(火) 15:27
直感で申し訳ないんですが、二種の光触媒を使って水素発生電位と酸
素発生電位を別々にカバーするってことは出来ないんですか?
そもそも複数の触媒を使って一段の化学反応を起こすことって出来る
のかな?


24 :あほ2号:2000/03/14(火) 18:15
生物屋です。
酵素を使った光触媒ってどうなんでしょうか?

25 :駄目男君:2000/03/14(火) 23:26
>21

確かに化学電池と光電池を同じに考えるのもなんですので、
そのほうがいいですね。

光溶解がもっとも主となる原因ですか。なるほど。
正孔が自らを酸化してしまうのですね。
それじゃただの一次電池としてしか使えないのか。

これに専念ってのはある意味ギャンブル的なところがあるなあ。
別の研究の流れから運良く見つけることができれば大金持ち。

26 :1:2000/03/18(土) 13:21
 21で最初にえらそうに訂正したのは後で考えるとしなくても良かったんではという気もしてます。
勉強不足ですみません。 もう一度、半導体電極と通常の電極について勉強します。

 23さんの言っていることはまさに不均一系でやろうとしている人がいます。TiO2の上に担持しよう
とした例がありますがうまくいってないです。あとCdSを光溶解させないように同じくTiO2等に担持
させたりする例もありますが、これもうまくいってないみたいです。他にもありますが、ここでは
省略。均一系光触媒では複数の触媒を共存させてuphillの化学反応を起こさせることは昔から
やられてます。光合成の模倣につながってますよね。でも、不均一系はやっぱり効率めちゃ悪いです。


27 :1:2000/03/18(土) 13:24
>不均一系はやっぱり効率めちゃ悪いです。
不均一ではなく均一系でした。


28 :1:2000/03/18(土) 13:37
酵素はこの世界で注目されているかどうかは聞いたことがありませんが
http://www.sw.nec.co.jp/con/sci/2b/index.html
などのように使われているみたいです。

29 :触媒:2000/04/12(水) 22:29
光触媒反応による水の完全光分解ですね・・・。
実際問題として難しいですよね。
再結合を防ぐために犠牲試薬を入れてなんてのもやってますけど、
実際にはそれほど効果ないし。
まあ、大方の予想では無理だろうと言うことらしいです。
よっぽど画期的な光触媒物質が発見されない限り。
東大の藤嶋研も近頃はTiO2の殺菌作用ばかりですしね。
何とか利用できる形になってるのはグレッツェルセルくらいですか?

最近光触媒分野、特に水の完全光分解分野で進んでるところはどこなんでしょうか?


30 :名無しさん:2000/04/17(月) 18:57
蛍光燈にコーティングされてて、「汚れにくい」って言って売ってる
アレは別物?

31 :触媒:2000/04/18(火) 18:31
たぶん同じものだと思います。
ただし本当かどうかは疑問。
TiO2を用いて光触媒作用により抗菌作用ありとか、
汚れにくいとかあるけど、TiO2を用いれば光触媒作用を必ず示す訳じゃないです。
たとえば白いペンキなんかにはTiO2が大量に入ってますけど、
それには光触媒活性はないです。
あったら塗ったペンキがすぐに剥がれてきてしまいますから。

32 :名無しさん:2000/04/18(火) 19:52
古いガードレールなんか触ったら手が真っ白に成りましたが、
あれはペンキ中のTiO2の光触媒活性の現れだと聞いたことが
あります。今のガードレールはそんな心配は無いのでしょうか。

33 :名無しさん:2000/04/18(火) 20:13
光触媒の防汚機能を応用した製品は既にいくつか出てますよ
例えば↓とか
<a href="http://www.taiyokogyo.co.jp/titan/top.html" target="_blank">http://www.taiyokogyo.co.jp/titan/top.html</a>


34 :名無しさん:2000/04/18(火) 20:14
↑ あ、失敗した (^_^;)
タグつけなくて良かったんか...
すいません

35 :名無しさん:2000/04/18(火) 20:17
http://www.taiyokogyo.co.jp/titan/top.html
です、重ね重ねすみません m(_ _)m

36 :触媒:2000/04/19(水) 12:26
光触媒の応用製品はたくさんでてます。
省エネ効果があるので、今のトレンドらしいです。
TOTOやINAXなんかが良く研究してます。
大学関係では東大の藤嶋研が有名です。
藤嶋教授は自ら酸化チタン入りのペンキを自宅の壁に塗って、
どれほどの防汚効果があるのか実験しています。
ただし、このペンキは効果が1〜2年しかなく、
単価も高いために実用化まで至ってないらしいです。
昔は酸化チタンはペンキや紙などに使用されているために
いかに触媒活性を殺すかが問題となっていましたが、
最近は触媒活性を高めていかに下地の分解を抑えるかが問題となっています。


37 :関係者:2000/04/19(水) 20:06
>36
効果が1〜2年ってことはないですよ (^_^;)
3年以上が経過している物件もありますし
防汚効果も落ちていません
また、既に実用化もしています


38 :触媒:2000/04/19(水) 21:05
>37
あらら、そうですか。
去年の化学会の秋期大会で藤嶋先生の講演を聴いたときそんなことを言ってたと思ったけど、
記憶違いをしていたようです。
でもあれは光触媒効果で何年かすると剥がれてくるので、
普通のペンキよりも耐用年数が低く成るのですよね?

39 :関係者:2000/04/20(木) 00:03
えっと、藤島邸に塗られているのは、光触媒を混ぜたペンキではあ
りません。おっしゃる通り、それですとペンキ自体が光触媒作用で
やられてしまいます。
壁の最表面に光触媒のコーティングが施されているのです。
そのコーティングは光触媒活性が高く、かつ、下地を傷めることの
ない特殊な構造をとっております。
詳細は、もうまもなく公表されますが、今は御勘弁を...m(_ _)m


40 :触媒:2000/04/21(金) 12:24
うほっ、そうなんですか・・・・。
じゃあ、あのマダラ模様に塗って、塗ってるとこと塗ってないとこで、
汚れ具合を比べましょう、と言われたけど拒否したとか何とか言っていたのは、
TiO2入りのペンキでは無くて、コーティング剤のことだったのかな?
それとも隠してただけなのでしょうかね?

この間我が研究室の先生と飲んでいるときに、
最近の研究者は勉強が足りないと言われました。
なんでも、光触媒は混ぜれば混ぜるほどその活性が下がるとのこと、
こんな事は触媒屋さんがずっと前に確かめているけど、
最近の研究者はろくに勉強してないから触媒の手法と同じにすればいいと思ってるから、
いろんな物を混ぜて逆に活性下げてるだけだ。と言ってました。
うにゃうにゃ・・・・。
まあ、僕は光触媒やってないので関係ないんですけどね。

41 :名無しさん:2000/04/26(水) 11:26
うーん
私も光触媒の研究もしているのですが,個人的にはこの技術は,
太陽電池として利用できない限り未来はないのではないかと思います。
防汚作用では,インパクトが小さすぎてぜんぜんだめです。
よごれにくいだけのものに,高いお金を払ってくれる人が
そんなにいるとも思えません。
現状のコーティング剤の耐用年数の短さも論外だし

42 :触媒:2000/04/26(水) 13:27
ふむふむ、でも太陽電池として使うならシリコンが一番です。
量子収率がメチャメチャ高いです。
チタンを使った物なんかとは比べ物になりません。

僕は逆にこの分野は防汚作用を突き詰めて行くしかないと思ってます。
たとえば、20階建ての高層ビルなどで、その壁面を掃除しようと思えば、
ゴンドラを吊ってわざわざその場まで行って掃除しなければなりません。
でも、光触媒コーティングされた物だとそのまま放っておけば勝手に綺麗になります。
ここで節約されるエネルギーは結構バカにならない物だと思います。
資源の節約にもなりますよね、必要なのは太陽の光と雨だけなんだから。
問題はいかに下地を侵さないようにするかですけどね。


43 :41:2000/04/26(水) 18:28
私もシリコンの量子効率(アモルファスタイプで70%ぐらいだったかな?)は,
ちと厳しいと思います。
でも,今では,光触媒に工夫して電荷分離し量子効率を上げる研究がいろいろ
行われていますので,そのうちものになる技術もでてくるのではないかと
個人的に期待しています。

防汚は,触媒さんの利用法は確かにわかりますし
賛同できるのですけど,やはり,
日光のあたり加減によってできるムラと,
コーティング層の耐久性の低さは問題だと思います。

ま,ともかく,なんとかして光触媒もメジャーに
なって欲しいものです。


44 :触媒:2000/04/29(土) 16:10
光触媒は結構有名だと思います。
企業としては使いたくて使いたくてしょうがないみたいです。
汚れにくい、汚れがすぐ落ちるは非常によい宣伝になりますから。
一般の人が光触媒という言葉を知っているかというとそれは疑問ですが、
ものとしてはよく使われていると思います。

水の光分解についていい加減な論文が非常に多いこの頃・・・・。
何故量論比で出ていないのに水が分解していると言えるのか。
それどころか水素または酸素のいずれかが出ただけで、
水が光分解したと喜んでいる人が非常に多いです。
そんなだから、水の完全光分解なんて言葉を作っちゃうんですね、
うちの先生が。

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