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低コストかつ簡便に、光触媒性能と親水性に優れた二酸化チタン薄膜を作製可能
■東北大学技術のご紹介 実用の二酸化チタン光触媒は粉末を原材料とすることが多く、基板への固定化や密着性が産業利用上の課題であった。また、二酸化チタンは紫外光には活性だが、太陽光などの自然光の活性が乏しい点も長年の課題である。 本発明は、陽極酸化法を用いたルチル型二酸化チタン薄膜の製造技術に関するものであり、本法により比較的低コストで、光触媒性能と超親水性を併せ持つ、密着能の高い薄膜の創製が可能である（右表）。この薄膜は紫外光だけでなく可視光においても光触媒活性を示す（図１）。また、紫外線照射だけでなく可視光下でも水滴が0.005秒後に完全に薄膜表面で濡れ拡がり、“浸透性に優れたインクジェットプリンター用用紙”と同等の高速濡れ性を確認している（図２）。
暗所下での過酸化水素の酸化が可能
光触媒は光照射下で酸化還元反応を誘起する材料である。特に、ダウンヒル反応（有害・汚染物質の酸化分解）に有効で、紫外光応答性の酸化チタン（TiO2）が既に実用化されている。しかし、TiO2光触媒技術は、太陽光スペクトルを踏まえると、対象が少量・低濃度物質に限定されており、暗所下では光照射下と同様の酸化分解処理は決して誘起されないという課題があった。 発明者は有機p-n接合体の光電極・光触媒として適用するための研究に取り組む中で、有機p-n接合体がチオールの酸化に対して, 暗所下でも触媒として作⽤(＝デュアルキャタリシス) することを⾒い出した［1］。さらに, 鋭意研究を進めた結果, 有機p-n接合体中のp型半導体(FePc)が過酸化水素の存在下で酸化分解されることにより, その場で過酸化水素に対する助触媒を生じ, 結果として, 有機n型半導体によるデュアルキャタリシスの発現を見いだした。 デュアルキャタリシスは、TiO2には備わっていない新しい触媒作⽤である。有機p-n接合体および助触媒の選定により、環境浄化⽤途の触媒として、適⽤範囲及び市場規模の拡⼤が期待される。
暗所下でのヒドラジンの酸化が可能
光触媒は光照射下で酸化還元反応を誘起する材料である。特に、ダウンヒル反応（有害・汚染物質の酸化分解）に有効で、紫外光応答性の酸化チタン（TiO2）が既に実用化されている。しかし、TiO2光触媒技術は、太陽光スペクトルを踏まえると、対象が少量・低濃度物質に限定されており、暗所下では光照射下と同様の酸化分解処理は決して誘起されないという課題があった。 発明者は有機p-n接合体の光電極・光触媒として適用するための研究に取り組む中で、有機p-n接合体がチオールの酸化に対して, 暗所下でも触媒として作⽤(＝デュアルキャタリシス) することを⾒い出した［1］。さらに, 鋭意研究を進めた結果, 有機p-n接合体に助触媒を担持することにより、デュアルキャタリシスの対象をギ酸、過酸化水素、ヒドラジンに拡大することに成功した。 デュアルキャタリシスは、TiO2には備わっていない新しい触媒作⽤である。有機p-n接合体および助触媒の選定により、環境浄化⽤途の触媒として、適⽤範囲及び市場規模の拡⼤が期待される。
