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光触媒、酸化チタンは超微粒子であるため、ハンドリングが難しいうえに、光触媒活性は紫外光に示すだけで、可視光領域の光には示さない。意匠においては白色であり、色材用担体としては用途が限定される。開発した真球状のセルロースカーボン/光触媒の複合ミクロ微粒子は、ハンドリングが簡単で、ミクロンオーダーであるにもかかわらず、有害物の除去機能は従来のナノオーダーの光触媒よりも優れている。しかしながら、これも紫外光にのみにしか応答しないこと、灰色を呈していることにより意匠性に劣ることから用途が限定される。そこで本研究では1)従来のナノオーダーの光触媒よりも、有害物除去機能を維持し、2)意匠性、3)操作性にも優れる色材用光触媒を開発している。
(1)ビスコース相分離造粒法を用いて、セルロースとの複合粒子化を実施した。アルミナ系、コバルト系、ニッケル系顔料などの数種の無機材料とセルロースとのコンポジット化を行い、無機材料の表面電位と粒子中の分布の関連性を検討した。表面電位がマイナスの均一な電位を有するほど、表面に露出することが確認された。
(2)無機材料の分散性が大きく関与し、凝集体になると複合粒子に内包され、分散性が良好になると表面に分散することが確認された。
(3)それに伴い、酸化チタンの表面露出の制御できることがわかり、光触媒能の制御も可能であることを確認した。
(4)(1)(2)の知見から、表面に出る無機材料と酸化チタンを選択し、赤色、黄色、青色、緑色、白色の光触媒能を有する三原色光触媒を得ることができた。
(5)耐久性を調査した結果、白色の酸化チタン/セルロース微粒子は、紫外線に対する耐久性に乏しいが、無機顔料を複合した微粒子に関しては、紫外線に対する耐久性が確認された。2007 MRS Fall Meetingに投稿予定。
(6)パウダーレオメーターの測定により、従来の粉体との比較を行った結果、複合球状粒子の流動性が証明された。
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