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内容
第１講 紫外・可視光で機能する新規な第2世代のTiO2光触媒の開発
大阪府立大学大学院工学研究科応用化学専攻 教授 安保 正一
1．はじめに 3
2．光触媒の作用機構と環境浄化への応用
2.1 有害物を含む汚染水の無害化・清浄化
2.2 超親水効果
2.3 TiO2の活性
2.4 光触媒の高効率化
2.5 NOxの分解除去
3．太陽光・可視光で作動するTiO2光触媒の開発
3.1 可視光で機能する光触媒の意義
3.2 金属イオン注入法によるTiO2光触媒の可視光化
3.2.1 イオン注入法とは
3.2.2 可視光照射下での光触媒反応
3.3 薄膜状TiO2光触媒の可視光化
第２講 可視光応答型光触媒の現況と応用展開
(独)産業技術総合研究所セラミックス研究部門環境材料化学研究グループ グル
ープ長 垰田 博史
1．光触媒機能材料の研究
1.1 光触媒の研究開発の歩み
1.2 TiO2光触媒
1.3 TiO2の光触媒作用 54
1.3.1 TiO2の酸化力
1.3.2 環境分野への応用
2．可視光応答型光触媒
2.1 可視光応答型光触媒の特徴
2.2 TiO2以外の化合物
2.3 改良型TiO2化合物
2.3.1 改良型TiO2の注意点
2.4 TiO2光触媒の固定化
2.4.1 TiO2の固定化法
2.4.2 TiO2薄膜光触媒
2.5 水の処理法
2.6 環境ホルモンへの応用例
2.7 浄化装置例
2.8 TiO2光触媒の高機能化
2.8.1 ハイブリッド型光触媒
2.8.2 表面積と性能
2.8.3 実験例
2.8.4 分解反応の促進
3．光触媒の応用
3.1 脱色
3.2 ダイオキシン類の除去
3.3 焼却設備概要
3.4 ダイオキシン類の分解
3.5 水処理
3.6 土壌汚染処理
3.7 大気浄化
3.8 大気浄化の実証実験
3.9 汚れ防止、曇り止め
3.10 抗菌抗カビ
3.11 複合光触媒微粒子
3.11.1 マスクメロン型光触媒
3.11.2 金平糖型光触媒
3.11.3 光触媒が実際に用いられている例
3.11.4 アパタイトをつけた光触媒の作成
3.11.5 脱臭器
3.12 光触媒製品技術協議会
3.12.1 紹介
3.12.2 試験法
4．おわりに
第３講 層状化合物および低次酸化物を利用した可視光応答型光触媒の開発と環
境浄化への応用
東北大学多元物質科学研究所 教授 佐藤 次雄
1．はじめに
1.1 概要
1.2 光触媒の原理
1.3 期待される光触媒反応
1.3.1 人工光合成によるエネルギー貯蔵
1.3.2 環境浄化などに期待される反応
1.4 光触媒の種類
2．可視光励起型光触媒の層間包接
2.1 光触媒の候補
2.2 層間包
2.2.1 電子とホールの再結合
2.2.2 再結合の抑制
2.2.3 インターカレーション反応
2.2.4 層状化合物の種類
2.3 CdS包接層状化合物の合成と可視光反応型光触媒活性
2.3.1 作製法
2.3.2 XRDパターン
2.3.3 拡散反射スペクトル
2.3.4 CdSの入り方
2.3.5 層間包接の問題点
2.4 犠牲剤存在下での水素生成反応
2.4.1 実験装置
2.4.2 水素生成量
2.4.3 層状化合物による活性の違い
2.5 硝酸イオンの光触媒還元
2.5.1 硝酸イオンの背景
2.5.2 硝酸イオン除去プロセス
2.5.3 CdSによる硝酸イオンの還元
2.6 Fe2O3包接層状化合物の合成と可視光反応型光触媒活性
2.6.1 合成法
2.6.2 触媒活性
2.7 TiO2包接層状化合物の合成と光触媒活性
2.7.1 合成法
2.7.2 水の分解
2.8 HTaWO6／（Pt、TiO2）ナノ複合体の可視光反応型光触媒活性
2.8.1 合成法
2.8.2 基本特性
2.8.3 可視光応答性
2.8.4 可視光での触媒活性
2.8.5 化学的安定性
2.9 層状化合物／TiO2ナノ複合体のフェノール酸素酸化に対する光触媒特性
2.9.1 フェノールの酸素酸化
2.9.2 フェノール酸素酸化のメカニズム
3．層状化合物への遷移金属イオンの付活
3.1 背景
3.2 構造変化と触媒活性
4．低次酸化物光触媒
5．おわりに
第４講 低温プラズマ処理および湿式法による可視光応答型光触媒の開発と環境
浄化への応用
近畿大学工学部化学環境工学科 教授 井原 辰彦
1．はじめに
2．製法
2.1 プラズマ法
2.2 湿式法
3．可視活性評価
4．環境浄化への応用
4.1 水環境―水の浄化
第５講 金属超微粒子担持ルチル型酸化チタン光触媒（青色可視光応答型）の開
発と環境浄化への応用
大阪市立大学大学院理学研究科数物系専攻物性物理分野量子構造物理学 教授
小松 晃雄
1．はじめに
2．Pt微粒子を利用した光触媒の可視光応答化
2.1 光触媒活性向上の考え方
2.1.1 半導体光触媒
2.1.2 光触媒活性の向上
2.1.3 光照射半導体中の電子とホール
2.1.4 半導体光触媒の表面化学反応
2.2 TiO2光触媒の特性
2.2.1 TiO2の結晶構造
2.2.2 TiO2の表面構造
2.2.3 TiO2結晶の光物性
2.2.4 TiO2光触媒の電子・ホールの結晶中の運動
2.3 白金微粒子利用のポイント
2.3.1 TiO2表面への金属担持効果
2.3.2 アセトアルデヒドの酸化分解評価による光触媒効率の向上効果
2.3.3 金属超微粒子担持TiO2光触媒の拡散反射スペクトル
2.3.4 金属超微粒子担持TiO2光触媒の局在電子状態と光触媒効率
2.4 用途展開の考え方
2.4.1 「マクロ」条件の最適化：光源と光照射条件
2.4.2 表面改質効果と複合材料化
3．環境浄化への応用
～アセトアルデヒド・ホルムアルデヒドの分解など～
3.1 無機ガス発生量の定量による光触媒評価法
3.2 種々のルチル結晶における新評価法の結果
3.3 白色蛍光灯光源による反応効果
4．おわりに
第６講 オキシナイトライド・オキシサルファイド系光触媒開発の現状
東京工業大学資源化学研究所触媒化学部門 教授 堂免 一成
1．はじめに
1.1 太陽エネルギーの利用
1.2 水分解の原理
1.3 種々の光触媒の特徴
1.4 可視光光触媒の条件
2．オキシナイトライド系
2.1 オキシナイトライドの原理
2.2 DFTによる理論計算
2.3 オキシナイトライドの物性
2.4 Ta系窒化物
2.5 Ti系オキシナイトライド
2.6 UPSおよび電気化学測定
3．フルオロオキシナイトライド系
4．オキシサルファイド系
5．まとめ
第７講 可視光線応答型酸化チタン光触媒の開発
住友化学工業（株） 基礎化学品研究所 酒谷 能彰
1．可視光線応答型酸化チタン光触媒の開発と歴史
2．酸化チタン光触媒
3．光誘起親水性
4．可視光化の意義
5．住友化学工業㈱の取り組み
6．粉末状可視光光触媒(TPS)
7．可視光線照射下でのアセトアルデヒドの分解反応
7.1 キセノンランプ照射下でのアセトアルデヒドの分解反応
7.2 蛍光灯照射下でのアセトアルデヒドの分解
7.3 ブラックライト照射下でのアセトアルデヒドの分解反応
7.4 アセトアルデヒド分解反応の評価
7.5 アセトアルデヒド以外の分解反応
8．可視光光触媒コーティング剤(TSS)
8.1 コーティング膜の評価
8.2 親水化速度
8.3 有機酸の酸化分解
9．繊維状可視光光触媒(TFS)
10．まとめと今後の取り組み
第８講 可視光による水からの水素製造
－新しい可視光応答性の水の完全分解用光触媒システムの開発－
(独)産業技術総合研究所光反応制御研究センター センター長 荒川 裕則
1．はじめに
2．太陽光エネルギー利用の現状
3．光触媒による水分解システムの課題
3.1 可視光による水の光触媒分解までの道のり
3.2 白金チタニア系光触媒での紫外光による水の分解
3.3 水分解光触媒の具備すべき条件
4．新しい可視光応答性酸化物半導体光触媒の開発
4.1 可視光応答性酸化物半導体光触媒による水の直接分解へのアプローチ
4.1.1 ビスマスインジウムナイオベート（Bi2InNbO7）、ビスマスインジウムタ
ンタレート（Bi2InTaO7）でのアプローチ
4.1.2 ビスマスナイオベート（BiNbO4）、ビスマスタンタレート（BiTaO4）で
のアプローチ
4.1.3 インジウムナイオベート（InNbO4）、インジウムタンタレート
（InTaO4）でのアプローチ
4.1.4 InTaO4のドーピング
4.1.5 NiをドーピングしたInTaO4による純水の可視光分解
4.2 可視光応答性酸化物半導体光触媒の構造
4.2.1 NiをドーピングしたInTaO4の構造
4.2.2 InTaO4系触媒のバンド構造
4.3 可視光応答性酸化物半導体光触媒による水の直接分解の結論と今後
5．光合成を模倣した二段階水分解システムの開発
5.1 二段階光触媒水分解の概念
5.2 二段階光触媒へのアプローチ
5.2.1 紫外光による二段階水分解
5.2.2 酸化タングステンを利用した太陽光エネルギー変換システム
5.2.3 電子メディエーターと半導体光触媒の探索
5.2.4 可視光による二段階水分解システムのメカニズムと性能
6．おわりに
特別寄稿 可視光動作型Ti-O-N系光触媒の開発
（株）豊田中央研究所 第一特別研究室長 フェロー 多賀 康訓
1．はじめに
2．Ti－O－N系光触媒の概要
3．Ti－O－N光触媒の特性
3.1 メチレンブルーの分解特性
3.2 指紋分解特性
3.3 アセトアルデヒド分解特性
3.4 表面親水特性
4．光触媒の課題
5．おわりに
著者
第1講
安保 正一
大阪府立大学大学院工学研究科応用化学専攻教授
第2講
垰田 博史
（独）産業技術総合研究所セラミックス研究部門環境材料化学研究グループ グループ長
第3講
佐藤 次雄
東北大学多元物質科学研究所 教授
第4講
井原 辰彦
近畿大学工学部化学環境工学科 教授
第5講
小松 晃雄
大阪市立大学大学院理学研究科数物系専攻物性物 理学分野量子構造物理学 教授
第6講
堂免 一成
東京工業大学資源化学研究所触媒化学部門教授
第7講
酒谷 能彰
住友化学工業株式会社基礎化学品研究所
第8講
荒川 裕則
独立行政法人産業技術総合研究所・光反応制御研究センター長
特別寄稿
多賀 康訓
株式会社豊田中央研究所フェロー、第一特別研究室長
