アパタイト被覆二酸化チタン光触媒

アパタイトと二酸化チタンの複合化

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2004年8月
光触媒を用いた青果物流通容器の生菌数増殖抑制に関する基礎的研究を追加

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アパタイトと二酸化チタン光触媒の複合化

ナノメートルオーダーのアパタイト結晶を析出させた二酸化チタン


アパタイトは、細菌やウィルスなどのタンパク質やアンモニアや窒素酸化物、アルデヒド類などの吸着能に優れ、それらを大量に吸着することができる。そのため環境改善材料としての利用も可能である。

一方、光触媒は光を照射することで強い酸化力を生じるため、有害な有機化学物質や細菌、臭いなどを分解し炭酸ガスや水などに分解・除去することができる。

反面、樹脂や有機系の塗料や繊維などに粉末を混合すると機材やバインダーそのものを分解して、変色させたりぼろぼろにしてしまうためそのままでは混合して応用できない。

また、大気中に浮遊したり水中の分散している有機物や細菌などをその表面に引き寄せたり多量に吸着しておくことはできないため、たまたま接触した物質しか分解できない。

さらには、最も重大な欠点として、光が当たらないとまったく機能しないことが挙げられる。

そこで、これらのアパタイトや二酸化チタン光触媒の欠点を補うため、二酸化チタンの表面にナノメートルオーダーのアパタイト結晶を析出させた複合材料を開発した。この複合材料は、以下のような点で優れており図1のように環境浄化材料としての応用範囲を飛躍的に拡大する可能性がある。

  1. アパタイトが吸着した物質は光が当たれば二酸化チタンが分解・除去するためアパタイトの吸着能 はその都度再生し半永久的に使用を続けることができる。すなわち、吸着・分解機能を有する複合材料である。
  2. 夜間など必ずしも光が当たらない状況や光が微弱な場合でもアパタイトは多量の細菌や物質を吸着しておくことができる。一般家庭の室内の有害物質程度であれば何日かは光がなくても吸着・除去できる。
  3. アパタイトは有機物質と光触媒を隔離する働きもする。したがってアパタイトを被覆した二酸化チタンをプラスチックや繊維、紙などの有機系の媒体などに混合しても二酸化チタンと基材が直接接触しないため、基材を分解することがなく、この複合材料はそのまま混合することができる。
  4. アパタイトで捉えておいた物質を二酸化チタンで分解することができるのでわずかな光でも確実に物質を分解できる。光触媒は、通常有機物を炭酸ガスと水にまで分解するのに一定の時間が必要である。しかし、空気中や水中の物質が光触媒表面に留まっていることはむしろ稀でたまたま一定時間表面留まっていた物質しか分解できない。

アパタイトを被覆した二酸化チタン

従来の光触媒に比べて応用範囲が拡大

大気汚染
窒素酸化物の除去、防汚
空気浄化
シックハウス症候群の原因となる有機物の除去

抗菌・抗カビ、水処理、洗浄・漂白・滅菌

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