界面の光励起プロセスを利用した環境浄化型可視光光触媒の開発
【研究分野】無機工業材料
【研究キーワード】
光触媒 / 環境浄化 / 酸化チタン / 界面電荷移動 / 可視光 / 酸化銅 / 助触媒環境浄化 / クラスター / 助触媒
【研究成果の概要】
酸化チタンをベースに極めて単純なプロセスでクラスター状のCuOxならびにTi(IV)の酸化物助触媒を共担持することで、高度な可視光型光触媒を開発することに成功した。こうした光触媒を模した薄膜モデルを構築し、分光学的手法、プローブ顕微鏡等によって酸化チタンと各種クラスターの電子構造を明らかにした。適切な仕事関数をもつ酸化物助触媒の選択、ならびに、大きさが数nmのクラスター構造であることが重要であることを見出した。本研究で開発した光触媒は空港などの室内空間での実証試験においても、顕著な抗菌・抗ウイルス、脱臭機能が発現することを確認し、実用化も果たした。
【研究の社会的意義】
界面電荷移動遷移（IFCT）の直接的観察や、その励起が起こり得る酸化物の組み合わせ、そして、その原理を応用して高度な可視光応答型光触媒へと発展させたことは、学術的には意義が高い。学術的意義をまとめたPerspective Articleが2016年に米国化学会のJ. Phys. Chem. Lett.誌に発行され、その引用数は2019年6月時点で68に達している。
また、開発した光触媒は室内照明においても高度な抗菌・抗ウイルス特性が発現することを実証試験でも確認し、特許を2件成立させて内装建材として実用化も果たした。安全・安心な室内環境を提供できることから、社会的意義としても極めて高い。
【研究代表者】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2014-04-01 - 2019-03-31
【配分額】5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)