光触媒の原理

光触媒には光を当てることによって起きる大きな二つの特徴があります。

@酸化分解反応

抗菌・抗ウイルス・消臭・防カビ・空気浄化

光触媒とは、商品名ではありません。光をエネルギーとして働く触媒のことです。光触媒の原理は、自然界でも多々見られます。その代表が植物の葉緑素による光合成です。二酸化炭素と水に光を当てても光合成は起きません。葉緑素という光触媒があることで化学反応が起こり、二酸化炭素と水から、酸素とデンプンを生成します。つまり光触媒とは、光のエネルギーによって働く触媒です。

ウイルス・有害物質の分解メカニズム

光触媒に高いエネルギーを持つ光(一般的に紫外線)を照射すると、触媒反応によって空気中の酸素と水分からOHラジカルなどの活性酸素を生成します。このOHラジカルは強い酸化力を持っており、その酸化力によって有害な化学物質や環境ホルモン、ウイルスなどの有機物を分解・無害化することができます。

OHラジカルの酸化力・結合力

酸化剤 OHラジカル 酸素原子 オゾン 過酸化水素 次亜塩素酸 塩素
相対ポテンシャル 2.05 1.78 1.52 1.30 1.10 1.00
酸化力(Volts) 2.80 2.42 2.07 1.77 1.49 1.36

 

分子 OHラジカル O - H C - H N - H C - O C - C C - CI C - N
結合力 120 111 99 93 84 83 81 73
C:炭素 O:酸素 H:水素 N:窒素 CI:塩素

酸化チタンへの光照射によって生じるOHラジカルは表に示すように、消毒や殺菌に広く使われている塩素や過酸化水素(オキシドール)、オゾンなどよりはるかに強い酸化力によってウイルスや有害物質を分解s手環境浄化を行います。

A超親水性反応

防汚(セルフクリーニング) 防曇(防滴)

例えば、建物の外壁に光触媒をコーティングした場合、その表面に水がかかると水滴にならずに水の膜になります(防曇)。酸化チタンは汚れよりも水との相性が良いため、汚れの下に水が潜り込み、汚れを浮き上がらせます。雨などが降った場合は自然に汚れを洗い流す効果があります(セルフクリーニング)。

超親水性のメカニズム

酸化チタンは、光を受けることで空気中の水分と反応し表面に親水基(-OH)を作ります。この親水基は、水との接触角を限りなく0℃に近づけ、表面をほとんど水を弾かせない状態にします。

トップへ