| 研究課題/領域番号 |
19K04875
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| 研究機関 | 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所 |
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研究代表者 |
山口 良隆 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (20344236)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 光触媒 / 防汚効果 / 越境生物防止 / ニッチエリア |
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| 研究実績の概要 |
生物が付着した船舶の移動により、地球規模での生物越境移動が発生している。さらに、船舶を媒介に侵入した外来種が、ローカルな海洋生態系に影響を及ぼすことついて懸念されている。また、船体へ生物の付着を防ぐ主な手段として、Biocideを含有した防汚塗料が使用されている。しかし、シーチェスト等の凸凹のあるニッチエリアへの生物の付着防止について、防汚塗料では、十分な対応が難しいとされている。そのため、ニッチエリアでも有効な高性能な防汚システムが必要であり、開発が期待されている。そこで、本研究では、陸上や淡水中で効果的な防汚性能があるチタニア(TiO2)光触媒に着目し、海水中において利用可能なTiO2光触媒について研究を実施した。内容として、海水中にTiO2光触媒を入れて、紫外光照射を行った。また、分解対象となる有機物は、メチレンブルー（MB）を使用した。船体のニッチエリアでの利用を考慮し、人工光を利用する定常的に光照射が可能な光触媒の防汚システムを目指して研究を実施した。
複数の方法でTiO2粉体を平板へ固定を行い、その中で海水中での利用が可能なものを選択し、人工海水中でのMB分解試験を実施した。粘着質に固定したものが、調整が簡便で、表面での分散状況が良かった。しかし、粘着質の利用では、長期間の固定に向かない可能性があると考えられる。また別な方法では、無機系接着剤では粉体との混合がうまく行かないなどの問題があった。このように平板表面にTiO2の固定はできたが、いくつか改善点が明らかになった。
海水中で、板状に固定したTiO2を用いた場合にMB分解反応が加速された。しかし、TiO2粉体を溶液にそのまま分散させた時のMB分解試験より反応速度定数は遅かった。そのため、可能ならば光触媒の高活性化へ向けての検討も必要であると考える。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
船体を模擬した平板への光触媒を固定する複数の方法を実施し、その中で光触媒反応が実施可能であると思われる固定方法があった。さらに平板に固定されたTiO2光触媒を用いて、海水中でのMB分解反応ができたために、概ね順調であると考えている。
ただし、固定におけるTiO2の平均的な分散方法や長期的なTiO2粉体固定に向けて改良、さらに触媒についても高活性化への改質を実施する必要があると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
平板へのTiO2触媒の固定方法で、平均的な分散方法や長期的なTiO2粉体固定に向けて、複数の接着剤の利用や粉体との混合条件等の検討を行う。さらに、別な観点からは塗料の利用について調査を実施し、可能であれば選択肢のひとつとすることを考えている。さらにTiO2光触媒の高活性化については、触媒焼成や触媒の複合利用等の実施を考えている。これらの要素の研究について並行して実施し、最終的には最適な光触媒条件を導き出したいと考えている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
実験等の研究を実施する上で、物品購入について実行上の差異が生じた。さらに、コロナ禍のため学会の延期や論文投稿が次年度に繰り越しになり、その分の予算についても繰り越された。
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