The entrenching of the processing method on the titanium oxide surface: Aiming at implementation in the water treatment system

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K23538
• Research Institution: Hokkai-Gakuen University
• Principal Investigator: 安藤 直哉 北海学園大学, 工学部, 准教授 (20847595)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2022-03-31
• Keywords: 光触媒 / 酸化処理 / 水処理 / アンモニア / メチレンブルー

Outline of Annual Research Achievements

酸化チタンとポリマー粒子を混合し焼結することで，酸化チタン表面に微細凹凸が付加されていることを光学顕微鏡観察により確認した．
純水系におけるメチレンブルーおよびアンモニアの酸化分解実験では，両物質とも表面凹凸付加により，液相中の濃度が表面凹凸構造なしに比べ低下しており，酸化分解がより効率的に行われたことを確認した。これにより，表面凹凸構造により触媒反応の効率化が起きている可能性が示唆された。
一方で，水道水および河川水を用いた実験においては，メチレンブルーは純水系に比べ分解率が低くなる傾向を確認した。酸化分解のされやすさは，純水＞水道水＞河川水であった。アンモニアについても，メチレンブルー同様に酸化分解のされやすさは，純水＞水道水＞河川水であったが，河川水中のアンモニア分解では表面凹凸構造付加による効率化が確認できなかった．しかしながら，メチレンブルーおよびアンモニア分解実験において水道水および河川水ではE260の減少を確認しており，その減少率は表面凹凸構造の付加により増加しており，表面凹凸構造の付加により触媒効率が上昇していることが示唆された。
表面凹凸構造なしと，表面凹凸構造付加後の細孔表面積を水銀圧入法で測定した結果，表面凹凸構造付加により，僅かではあるが細孔分布に変化があり，ピークの細孔径が数 nm大きくなっていた．基材への塗布量と細孔表面積から推定される表面積は，表面凹凸構造付加により表面凹凸構造なしに比べ小さくなっていることを確認した．
表面凹凸構造付加により，表面凹凸構造なしと比較し表面積が減少したにもかかわらず酸化分解力が増加していることを確認した．これらの結果から，表面凹凸構造を付加することにより，入光したＵＶが表面凹凸構造により有効利用された可能性が示唆される．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナウイルスの流行により、2020年度は他業務の負担増加により，研究計画に対しやや遅れてが生じた．
実験では大まかなデータ取得はできたが、考察に必要となる詳細な検討が十分に進めることができなかった．
また，とりまとめでは上記の事情により，十分に考察が出来ず成果を発表するに至らなかった．
したがって，1年間の延長申請を行った．

Strategy for Future Research Activity

考察に必要な詳細な検討を行い成果をまとめ、学会等で成果を発表する．

Causes of Carryover

新型コロナウイルスの流行により、2020年度は他業務の負担増加により，研究計画に対しやや遅れが生じた．
実験では大まかなデータ取得はできたが、考察に必要となる詳細な検討が十分に進めることができなかった．また，とりまとめでは上記の事情により，十分に考察が出来ず成果を発表するに至らなかった．
次年度の予算は，考察に必要な詳細な検討を行うためのデータ取得に使用する．