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光触媒とは?

現代は様々な環境汚染が恐るべきスピードで広がっています。
この危機的環境問題を解決することができるのはないかと期待されているのが「光触媒」です。
ではこの「光触媒」とはいったいなんでしょうか?

まず光触媒の触媒という意味はなんでしょうか?

触媒…それ自身は変化することなく化学反応を促進する働きのあるもの
通常このように定義されております。触媒とは自分ではなく、相手の化学変化を促すものなのです。ということは…

光触媒…光を浴びることによって、自分が変化することなく、相手の科学変化を促す物質が「光触媒」
ということになります。

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光触媒の効果「活性酸素発生」

光合成の仕組み図光触媒という言葉を聞いたことがないという人もいるかもしれませんが、実は光触媒は身近に見られるのです。

緑色植物が二酸化炭素と水から炭水化物と酸素を作る光合成作用をしていることはご存知でしょう。そこで重要な働きをしているのが葉緑素(クロロフィル)なのです。

つまり葉緑素は光を受けると、他の物質(二酸化炭素と水)を化学変化(砂糖と糖)させる光触媒なのです。

緑色植物は、この葉緑素の光触媒効果によって成長し、生き続けています。私たちは、クロロフィルのつくった炭水化物を食べ、放出した酸素を呼吸して生活しているのです。

この葉緑素の光触媒が無くては、地上の生物は存在しないほど重要なのです。

しかし、残念ながら光合成をできる光触媒を人類はまだ作り出せていません。

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鉱物の光触媒「二酸化チタン」

葉緑素のような植物の中にある色素だけはでなく、鉱物でも光触媒があります。

その中でも光触媒の代表格は二酸化チタンです。

二酸化チタン二酸化チタンは、昔から白色ペンキや化粧品、あるいは食品添加剤(おもに白色着色料)として使われてきました。

白色ペンキが長期間太陽にさらされるとボロボロになるチョーキング現象は、酸化チタンの光触媒作用(光酸化)によるものなのです。
この原因は、酸化チタンが活性酸素をつくるためです。

この二酸化チタンが光を受けて起こる反応には二種類のものがあります。それは「活性酸素を発生させる」ことと「超親水性」の二種類です。

二酸化チタンの結晶l構造二酸化チタンの結晶構造は二種類あります。
光触媒として使用するのはアナターゼ型です。
ルチル型は化粧品や食品添加物として使われる安定した結晶構造を持っています。

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