代表的な光触媒物質は酸化チタン:光触媒の勉強資料

代表的な光触媒物質は酸化チタン

光が当たることによって触媒効果を示すようになる物質。その代表的 なものは酸化チタンです。化学式でいうとTiO2。Tiというのはチタン という遷移元素で、そこに酸素原子が2つ結合した、一種の半導体です。

この酸化チタンに光を当てることにより、強い酸化反応や還元反応が 起こりやすくなり、さまざまな物質が水や二酸化炭素などに分解されます。 専門的な例外は別として、それがすなわち光触媒と考えてまず問題はあ りません。光は基本的には紫外線なのですが、最近は可視光での光触媒 もかなり実現されてきています。

実は酸化チタンというのは白色顔料として極めてポピュラーな物質で あり、また歯磨き粉や化粧品、さらに装飾品にも使われています。水に も有機溶剤にも、また酸にもアルカリにも反応しにくい、非常に安定な 物質なのですが、それが光によって他の物質を劇的に不安定にする(化 学反応しやすくする)というのは面白い特徴といえます。そのメカニズ ムは第4項(『まず光によって電子が伝導帯に移行』)以降で説明します。

酸化チタンには、ルチル型、アナターゼ(英語ではアナタース)型、 ブルッカイト型という、3種類の結晶構造があります。アナターゼ型も ブルッカイト型も加熱すると、粒径が大きく光触媒作用が弱いルチル型 に、不可逆的に変わってしまいます。

代表的な光触媒物質は酸化チタン 触媒と光触媒酸化チタンの原点の本多・藤嶋効果




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