| 第1章光触媒の現状と本書の構成 多賀康訓 1 |
| 第2章光触媒の動作機構と期待される特性 村上能規、野坂芳雄 |
| 1はじめに 5 |
| 2光触媒の電子エネルギー構造 6 |
| 3光触媒の光吸収過程とその測定法 10 |
| 4エネルギー準位と電位図 13 |
| 5電子、正孔の表面移動と表面吸着分子との反応 14 |
| 第3章可視光応答型光触媒の設計 |
| 1バンドギャップ狭窄法による可視光応答化 旭 良司 18 |
| 1.1はじめに 18 |
| 1.2可視光応答化の指針 18 |
| 1.3金属元素のドーピング 20 |
| 1.4アニオンドーピング 21 |
| 1.5まとめと今後の展望 24 |
| 2増感化合物表面修飾法による可視光応答化 西川貴志 26 |
| 2.1はじめに 26 |
| 2.2可視光応答型酸化チタンの設計 28 |
| 2.3可視光応答型酸化チタン光触媒の物性及び反応特性 31 |
| 2.4おわりに 32 |
| 第4章可視光応答型光触媒作製プロセス技術 |
| 1湿式プロセス 佐藤次雄、殷 〓 34 |
| 1.1はじめに 34 |
| 1.2チタン化合物水溶液のアンモニア中和-仮焼による窒素固溶酸化チタンの合成 34 |
| 1.3ソルボサーマル反応による窒素固溶酸化チタンの合成 35 |
| 1.4おわりに 42 |
| 2乾式プロセス 森川健志 44 |
| 2.1はじめに 44 |
| 2.2酸素欠損型TiO2-ｘ 44 |
| 2.3カチオン(陽イオン)ドープTiO2 45 |
| 2.4アニオン(陰イオン)ドープTiO2 46 |
| 2.4.1NドープTiO2 47 |
| 2.4.2SドープTiO2 49 |
| 2.4.3CドープTiO2 50 |
| 2.5共ドープTiO2 51 |
| 2.6おわりに 51 |
| 3薄膜プロセス 村上裕彦 54 |
| 3.1はじめに 54 |
| 3.2酸化チタン薄膜の作製方法 54 |
| 3.3可視光応答型酸化チタンの作製 55 |
| 3.3.1可視光応答型酸化チタンとバンド構造 55 |
| 3.3.2アンモニアによる酸化チタンの窒化反応 56 |
| 3.3.3光吸収スペクトルとエネルギーバンドギャップ測定 58 |
| 3.4可視光応答型酸化チタンの性能評価 60 |
| 3.4.1UV光下での触媒性能評価 60 |
| 3.4.2可視光下での触媒性能評価 60 |
| 3.5おわりに 61 |
| 第5章ゾルーゲル溶液の化学:コーティングの基礎 作花済夫 |
| 1はじめに 62 |
| 2溶液中のシリコンアルコキシドの反応 62 |
| 2.1均質溶液の調製 62 |
| 2.2シリコンアルコキシドのゾルーゲル反応の物質収支 63 |
| 2.3シリコンアルコキシドの加水分解と縮合 64 |
| 2.4加水分解の機構:触媒の影響 64 |
| 2.4.1シリコナルコキシドの加水分解 64 |
| 2.4.2酸性触媒による加水分解のメカニズム 65 |
| 2.4.3塩基性触媒による加水分解のメカニズム 65 |
| 2.4.4酸性、塩基性以外の触媒効果 66 |
| 2.4.5ゲル反応の起こり方:酸触媒と塩基触媒の比較 66 |
| 2.5ケイ素アルコキシドの加水分解・縮合に影響する各種ファクター 68 |
| 2.5.1テトラアルコキシシランの加水分解にたいするアルキル基の種類の影響 68 |
| 2.5.2アルキルアルコキシシランの加水分解 68 |
| 2.6ケイ素アルコキシドの反応に関連のあるその他の知見 69 |
| 2.6.1水の割合と加水分解 69 |
| 2.6.2溶媒と加水分解 69 |
| 2.6.3リエステリフィケーション 69 |
| 2.6.4リトランスエステリフィケーション 69 |
| 2.7縮合反応およびゲル化に影響するファクター 70 |
| 3非シリカ酸化物のズルーゲル反応 71 |
| 3.1遷移金属アルコキシドの加水分解・重合 71 |
| 3.2遷移金属アルコキシドの化学修飾による反応性の制御 72 |
| 3.3ヘテロ金属アルコキシドによる多成分機能性酸化物の合成 73 |
| 4おわりに 74 |
| 第6章可視光応答型光触媒の特性と物性 |
| 1Ti-O-N系 大脇健史 77 |
| 1.1はじめに 77 |
| 1.2TiO2-ｘNｘの光触媒特性 77 |
| 1.2.1ガス分解特性 77 |
| 1.2.2色素分解特性 78 |
| 1.2.3抗菌性 79 |
| 1.2.4親水性 79 |
| 1.3TiO2-ｘNｘの物性 80 |
| 1.3.1TiO2-ｘNxの結晶構造 80 |
| 1.3.2XPSによる状態および組成の解析 80 |
| 1.4NOｘドープ酸化チタンの特性と物性 82 |
| 1.5おわりに 82 |
| 2硫黄ドープ可視光応答型に酸化チタン光触媒 横野照尚 84 |
| 2.1はじめに 84 |
| 2.2硫黄カチオンをドープした可視光応答型二酸化チタン粒子の調製 85 |
| 2.3硫黄カチオンをドープした可視光応答型二酸化チタン粒子の物性 86 |
| 2.4硫黄カチオンドープ可視光応答型二酸化チタンの触媒活性 87 |
| 2.4.1硫黄カチオンドープ可視光応答型二酸化チタンを用いたメチレンブルーの光触媒的分解反応の波長依存性 88 |
| 2.4.2硫黄カチオンドープ可視光応答型二酸化チタンを用いた2-プロパノールの光触媒的分解反応の波長依存性 89 |
| 2.4.3硫黄カチオンドープ可視光応答型二酸化チタンを用いたアダマンタンの光触媒的部分酸化反応の波長依存性 90 |
| 2.4.4硫黄カチオンドープ可視光応答型二酸化チタン光触媒の高感度化 91 |
| 2.5可視光応答型二酸化チタン光触媒の展望と問題点 91 |
| 3Ti-O-C系 古谷正裕、田中伸幸、常盤井守泰 94 |
| 3.1はじめに 94 |
| 3.2構造特性 95 |
| 3.3被膜耐久性 96 |
| 3.4光触媒特性 97 |
| 3.5おわりに 98 |
| 4層間化合物光触媒 佐藤次雄、殷 〓 100 |
| 4.1はじめに 100 |
| 4.2層間化合物光触媒の設計指針 100 |
| 4.3層間化合物光触媒の調製 101 |
| 4.4層間化合物光y即売の特性 104 |
| 4.5ゲスト-ホスト電子運動 108 |
| 4.6おわりに 109 |
| 5Ba、Sr(Ti、Zr)O3 村松淳司、高橋英志 111 |
| 5.1はじめに 111 |
| 5.2新規合成法=ゲルーゾル法 111 |
| 5.3ゲルーゾル法よにるペロブスカイト酸化物合成法 112 |
| 5.4光触媒への応用 113 |
| 5.5硫化挙動 114 |
| 5.6部分硫化ペロブスカイトの光触媒特性 116 |
| 5.7光触媒活性 119 |
| 5.8結論 120 |
| 6水素および酸素生成のための可視光応答性酸化物および硫化物系光触媒 加藤英樹、辻 一誠、工藤昭彦 122 |
| 6.1はじめに 122 |
| 6.2可視光応答性光触媒の設計 122 |
| 6.3ワイドバンドギャップ光触媒のドーピングによる可視光応答化 123 |
| 6.4浅い価電子帯形成による可視光応答化 125 |
| 6.5固溶体形成による可視光応答化 126 |
| 6.6二段階励起型光触媒系による可視光照射下での水の完全分解 127 |
| 6.7おわりに 129 |
| 7(オキシ)ナイトライド型光触媒 堂免一成、前田和彦 131 |
| 7.1緒言 131 |
| 7.2金属酸化物と(オキシ)ナイトライド 131 |
| 7.3窒化ゲルマニウム(Ge3N4)による水の完全分解 133 |
| 7.4(Ga1-ｘZnｘ)(N1-xOx)固溶体による水の可視光完全分解 134 |
| 第7章可視光応答型光触媒の性能・安全性 |
| 1特性評価法 森川健志 138 |
| 1.1はじめに 138 |
| 1.2光源 138 |
| 1.3ガス測定方法 141 |
| 1.4ガス分解性能の計測 141 |
| 1.4.1CO2計測の例 141 |
| 1.4.2ガスの間欠注入測定 143 |
| 1.4.3ワンススルー測定 144 |
| 1.5部材の消臭官能試験 144 |
| 1.6その他の光触媒効果の評価 145 |
| 1.7おわりに 146 |
| 2性能評価法の標準化 駒木秀明 147 |
| 2.1はじめに 147 |
| 2.2これまで日本で提案された光触媒性能評価方法 147 |
| 2.3紫外光下での光触媒性能評価試験方法 148 |
| 2.4国際標準化の状況 151 |
| 2.4.1光触媒の国際標準化がなぜ必要か 151 |
| 2.4.2海外標準化の状況 152 |
| 2.5可視光応答型光触媒の性能評価試験方法 155 |
| 2.6おわりに 157 |
| 3光触媒分解速度と中間生成物 青木恒勇 159 |
| 3.1はじめに 159 |
| 3.2測定方法 160 |
| 3.3分解速度の測定結果(ホルムアルデヒド) 161 |
| 3.4分解速度の測定結果(アセトアルデヒド、トルエン) 162 |
| 3.5中間生成物(アセトアルデヒドの光触媒分解時） 163 |
| 3.6中間生成物(トルエンの光触媒分解時) 165 |
| 3.7おわりに 165 |
| 4生体安全性 小池宏信、小田原恭子、河合里美、中村洋介、北本幸子、森本隆史、須安祐子 167 |
| 4.1はじめに 167 |
| 4.2現在確立されている光毒性評価法 167 |
| 4.2.1日本の評価基準および試験法 168 |
| 4.2.2海外の評価基準および試験法 168 |
| 4.2.3まとめ 169 |
| 4.3光触媒に求められる生体安全性評価法 169 |
| 4.3.1光触媒そのものの生体安全性-酸化チタンの例 170 |
| 4.3.2光触媒反応中間体の生体安全性 170 |
| 4.4可視光応答型光触媒の生体安全性評価法 172 |
| 4.4.1可視光応答型光触媒そのものの安全性評価法 172 |
| 4.4.2可視光応答型光触媒反応中間体の生体安全性 172 |
| 4.4.3可視光応答型光触媒を用いたトルエンの光触媒分解(高濃度系) 172 |
| 4.4.4可視光応答型光触媒を用いたトルエンの光触媒分解(20Lチャンバー法) 173 |
| 4.4.5可視光応答型光触媒を用いたトルエンの光触媒分解のリスクアセスメント 175 |
| 4.5まとめと今後の課題 175 |
| 5室内設計と効果 正木康浩、福田 匡、田坂誠均 178 |
| 5.1はじめに 178 |
| 5.2VOC拡散・分解挙動のモデル化 178 |
| 5.3反応速度に対する環境因子の影響 179 |
| 5.3.1ラボ試験装置の仕様概要 179 |
| 5.3.2ラボ試験条件 179 |
| 5.3.3可視光型光触媒によるアセトアルデヒドの分解挙動 181 |
| 5.3.4各環境因子の影響度 181 |
| 5.4室内VOCシミュレーション 182 |
| 5.4.1VOC拡散・分解シミュレーションの基礎式 182 |
| 5.4.2解析条件 183 |
| 5.4.3物質伝達係数の影響 184 |
| 5.4.4住宅における実測値とシミュレーションの比較 184 |
| 5.5おわりに 186 |
| 第8章可視光応答型光触媒の開発、実用化技術 |
| 1合成皮革応用 溝口郁夫、山田真義 188 |
| 1.1製品概要・特徴 188 |
| 1.2特性 189 |
| 1.2.1メチレンブルー褐色 189 |
| 1.2.2ガス分解 189 |
| 1.2.3抗菌試験 190 |
| 1.2.4物性 190 |
| 1.3技術PR 191 |
| 2壁紙応用 溝口郁夫、山田真義 192 |
| 2.1製品概要・特徴 192 |
| 2.2評価 193 |
| 2.2.1OHラジカル生成量測定 193 |
| 2.2.2メチレンブルー褐色 193 |
| 2.2.3ガス分解 194 |
| 2.2.4抗菌試験 194 |
| 2.2.5物性 194 |
| 2.3施工事例 194 |
| 3フィルター応用 加藤真示 196 |
| 3.1可視光応答型光触媒のフィルター化 196 |
| 3.2光触媒フィルターの実用化開発 198 |
| 3.2.1プロジェクトにおける開発背景 198 |
| 3.2.2光触媒蛍光灯具 199 |
| 3.2.3光触媒ユニット 200 |
| 4繊維、ファブリック応用 金法順正 201 |
| 4.1はじめに 201 |
| 4.2「V-CAT(R)」開発 201 |
| 4.2.1可視光応答型光触媒 201 |
| 4.2.2繊維への固着 201 |
| 4.3「V-CAT(R)」特長 202 |
| 4.3.1技術的特長 202 |
| 4.3.2機能的特長 202 |
| 4.4「V-CAT(R)」性能 202 |
| 4.4.1可視光照射下での分解性能 202 |
| 4.4.2蛍光灯下での消臭性能 203 |
| 4.4.3蛍光灯下での抗菌性能 204 |
| 4.5「V-CAT(R)」商品展開 204 |
| 5可視光応答型光触媒の人工観葉樹応用 河合泰源、陳 杰、河合栄昭 205 |
| 5.1はじめに 205 |
| 5.2光触媒をコーティングしたクリーン・フローラのアルデヒド分解性能試験 208 |
| 5.3メチレンブルー退色効果試験 210 |
| 5.4防汚活性溶光触媒評価チェッカー(胡蝶蘭)① 211 |
| 5.5防汚活性溶光触媒評価チェッカー(胡蝶蘭)② 214 |
| 5.6防汚活性溶光触媒評価チェッカー(ガラス板) 217 |
| 5.7防汚活性溶光触媒評価チェッカー(シンゴニウム)① 219 |
| 5.8防汚活性溶光触媒評価チェッカー(シンゴニウム)② 221 |
| 5.9おわりに 222 |
| 6眼鏡応用 浅野英昭 224 |
| 6.1はじめに 224 |
| 6.2開発の経緯 224 |
| 6.3問題点 225 |
| 6.4今後の展開 225 |
| 7歯科応用 山口 晋 227 |
| 7.1はじめに 227 |
| 7.2歯を白くするためにはどうしたらよいか？ 227 |
| 7.3歯の着色原因物質と治療法 228 |
| 7.4ホワイトニング材の設計 229 |
| 7.4.1どんなオフィスホワイトニング材が求められているか？ 229 |
| 7.4.2可視光応答型酸化チタンの漂白能力 229 |
| 7.4.3可視光応答型酸化チタンと過酸化水素の組み合わせ 229 |
| 7.4.4臨床的な製品設計 230 |
| 7.5GC TiON IN OFFICEの特徴 230 |
| 7.6おわりに 231 |
| 8可視光応答型光触媒を用いた消菌クリーンシステム 入内嶋一憲 232 |
| 8.1緒言 232 |
| 8.2機能的特長 232 |
| 8.3技術的特長 233 |
| 8.4消菌分解性能 233 |
| 8.5用途 233 |
| 8.6使用に当たっての留意点 233 |
| 8.7消菌クリーンシステムの施工例 234 |
| 8.8消菌クリーンシステムを実際使用している病院の実データ 236 |
| 8.8.1実施例1 237 |
| 8.8.2実施例 2 239 |
| 8.8.3実施例3 239 |
| 8.8.4実施例4 240 |
| 8.8.5実施例5 242 |
| 9光触媒フィルム 原田正裕 243 |
| 9.1はじめに 243 |
| 9.2光触媒フィルムの用途と機能 243 |
| 9.3光触媒フィルムの構造と各層の役割 243 |
| 9.4光触媒能以外で求められる性能 246 |
| 9.5他手法との比較 247 |
| 9.6おわりに 248 |
| 10光触媒機能膜の防汚評価チェッカー 石井芳一 250 |
| 10.1はじめに 250 |
| 10.2光触媒機能の防汚の各種評価法 250 |
| 10.3光触媒機能チェッカー 251 |
| 10.4光触媒機能のチェッカーの測定原理 252 |
| 10.5有機色素の吸光度測定による評価例 253 |
| 10.6可視光応答型光触媒の評価例 254 |
| 10.7従来法との比較 255 |
| 10.8おわりに 256 |
| 第9章光触媒の物性解析 |
| 1作用スペクトル解析による光触媒活性評価 大谷文章 258 |
| 1.1はじめに 258 |
| 1.2作用スペクトルと量子収率 258 |
| 1.3均一系光化学反応の量子収率 259 |
| 1.4光触媒反応の量子収率 261 |
| 1.5量子-正孔の利用効率 262 |
| 1.6みかけの量子収率と作用スペクトル 263 |
| 1.7作用スペクトルと光触媒活性 265 |
| 1.8可視光応答型光触媒の作用スペクトル解析 265 |
| 1.9おわりに 267 |
| 2光触媒活性種の解析 野坂芳雄 268 |
| 2.1酸化チタン光触媒の反応と活性種 268 |
| 2.1.1OHラジカルは反応活性種か？ 268 |
| 2.1.2一般的な反応機構と時間依存性 269 |
| 2.2光触媒に生じた捕捉正孔・捕捉電子の解析 270 |
| 2.2.1電子スピン共鳴(ESR)法による解析 270 |
| 2.2.2吸収スペクトルによる解析 273 |
| 2.3活性酸素種の形成と解析 273 |
| 2.3.1スーパーオキサイドの解析 274 |
| 2.3.2過酸化水素の解析 275 |
| 2.3.3殺菌反応の解析 276 |
| 2.4その他の光触媒反応の解析 276 |
| 2.4.1水の分解反応の解析 276 |
| 2.4.2増感型光触媒反応における反応活性種 277 |
| 2.4.3超親水性化反応とその活性種 278 |
| 3半導体物性計測技術によるバンドギャップ内準位評価 中野由崇 280 |
| 3.1はじめに 280 |
| 3.2DLOS測定原理 280 |
| 3.3サンプル作製 281 |
| 3.4電気的測定条件 282 |
| 3.5物理的評価 283 |
| 3.6電気的評価 284 |
| 3.7おわりに 287 |
| 第10章買いしかり応答型光触媒の課題 多賀康訓 |
| 1高性能化へのアプローチ 289 |
| 2応用製品開発へのアプローチ 290 |
| 2.1プロセス技術開発 290 |
| 2.2安全性確認 290 |
| 2.3特性評価と官能評価との対比 290 |
| 2.4商品コンセプト 290 |
| 第1章光触媒の現状と本書の構成 多賀康訓 1 |
| 第2章光触媒の動作機構と期待される特性 村上能規、野坂芳雄 |
| 1はじめに 5 |
| 2光触媒の電子エネルギー構造 6 |
| 3光触媒の光吸収過程とその測定法 10 |
| 4エネルギー準位と電位図 13 |
