電子や正孔からの活性酸素の生成：光触媒の勉強資料

光による励起によって生成した伝導帯電子や正孔ですが、その一部は すぐに再結合して消滅してしまいます。しかし酸化チタンの場合、その 再結合率が比較的低く、それゆえ光触媒の効果が高いわけです。次項で 示すように、ほかの金属を担持させることにより、再結合確率をさらに 減らし、光触媒の能力を向上させることが可能です。

さて、正孔は正の電荷を与えやすいので、水に含まれる水酸イオンに 作用し、ヒドロキシラジカル（ＯＨラジカル）を生成します。これは極 めて高い酸化力を持つ活性酸素で、それに触れた有機化合物の原子結合 を簡単に切断します。一方で、伝導帯電子は負の電荷を与えやすいので、 空気中の酸素分子に作用し、スーパーオキサイドアニオンを生成します。 こちらはそれほど強い還元力を持つわけではないのですが、それでも最 終的には反応して水となります。

ヒドロキシラジカルの持つこの強い酸化力が、光触媒によるさまざま な分解（浄化や殺菌）作用の基礎となります。

まず光によって電子が伝導帯に移行

金属担持による光触媒性能向上