金属超微粒子担持光触媒の製造技術

本新技術の背景、内容、効果は次の通りである。

　地球規模で環境問題が問われている現在の社会状況との関連から、光触媒技術が産業界から大変注目されている。特に、酸化チタン（ＴｉＯ₂）を光触媒とする技術の研究開発及び実用化が、抗菌や防汚、脱臭等の広い用途でなされている。
　酸化チタンは光半導体としての特性を持ち、ギャップエネルギーに相等する紫外線を吸収して価電子帯の電子が励起され、それらが表面で外部の物質と反応を起こすことを光触媒のメカニズムとしている。酸化チタン内に励起された電子と正孔は、外部で反応を起こす前に再結合して消滅する場合があり、これが光触媒効率を制限していることから、白金等の金属電極を酸化チタン上に担持し、酸化チタン表面に正孔を、金属電極表面に電子をそれぞれ分離させる方法が提案されていた。しかし、担持金属の粒径がミクロンサイズに留まっており、量子サイズ効果を発現できる範囲に担持金属の粒径を小さくすることが要求されていた。
　一方、酸化チタンは、一般には高温型のルチル型と低温型のアナターゼ型の2種類が使用され、熱的に安定なルチル型が塗料等の工業材料用として多く使用されているが、光触媒効率はルチル型よりもアナターゼ型が高いことから、従来から光触媒にはアナターゼ型単体が用いられている。しかし、アナターゼ型酸化チタンの光触媒反応が利用できる光は、紫外光に限られており、エネルギーの有効利用の観点からすると、可視光をも利用できる光触媒が望まれている。

　本研究者は、まず白金ブチルメルカプタンやバルサム白金等、加熱分解により有機金属化合物から金属だけが単離できる有機金属錯体を用い、そのコロイド溶液を酸化チタン微粒子に塗着し、乾燥・焼成させることにより、ナノスケールにまで極小化した金属超微粒子を酸化チタン微粒子に高密度に担持できることを見出した。次に、ルチル型酸化チタンのギャップエネルギーを波長に換算すると407nmと可視光域であり、この特徴を使用する励起光源の観点からみて、分光強度やスペクトル強度分布からの計算より、ルチル型酸化チタンの光触媒効率が、アナターゼ型酸化チタンと比して、太陽光利用において1.5倍、白色蛍光灯利用において4倍と推定されることに着目した。そして、ルチル型酸化チタンに白金超微粒子を担持させ、捕虫器用蛍光灯及び白色蛍光灯照射下でのアセトアルデヒドの酸化分解において、アナターゼ型酸化チタン単体と比して高い光触媒効率が得られることを確認した。特に、白色蛍光灯下での触媒効率向上の高いことが示されている。
　本新技術は、酸化チタン微粒子に白金等の金属超微粒子を担持させた光触媒を製造するものである。本光触媒の製造工程は、以下のとおりである

本新技術には、次のような特徴がある。

従って、

等、屋内外にわたり幅広い用途での利用が期待される。

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参考：本件に係る事前評価は、新技術審議会において行われ、評価結果などは別添の通りです。