| 研究課題/領域番号 |
19K05112
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| 研究機関 | 山陽小野田市立山口東京理科大学 |
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研究代表者 |
石川 敏弘 山陽小野田市立山口東京理科大学, 工学研究科, 教授 (60756104)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 金属チタン / 表面 / 光触媒機能 / アナターゼ型酸化チタン |
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| 研究実績の概要 |
これまでの検討で、耐蝕性に優れ、人体への安全性が極めて高いチタン金属を室温でシュウ酸水溶液に浸漬することにより、ルチル型酸化皮膜である不動態膜を効果的に還元除去し、湿潤状態で酸化安定性に優れた水素化チタンを表面に生成させたのち、シリカ共存下で空気中、900℃で加熱することによりアナターゼ型酸化チタンを安定生成できることが確認できており、更に、このアナターゼ型酸化チタンを表面に生成させたチタン金属の光触媒機能を利用した浄水効果について、静置式分解装置を用いた詳細な検討を進めてきた。上記金属チタンの光触媒活性に関しては、JIS R 1704「活性酸素生成能力測定による光触媒材料の水質浄化性能試験方法」に準じたバッチ式測定を実施し、その結果を踏まえて循環式浄水性能試験に関する基礎的実験を行った。
また、本研究において金属チタン表面に生成させたアナターゼ型酸化チタンの光触媒活性は、ガラス表面等に被覆されたものに比べて、同一条件下で明らかに高い光触媒活性を示していることが判った。これは、チタン金属自体の通電特性により、光励起された電子が速やかに水中酸素の還元に消費される事により生成ホールとの再結合が抑制され、電荷分離効果が適切に得られたことによると考えている。
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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
チタン金属表面の機能化において、従来の強酸や高電圧条件を用いることなく、安全な有機酸で還元処理を行ったのち、水ガラスに浸漬して大気中900℃で加熱すると言った非常に簡便な方法で優れた光触媒機能を発現するアナターゼ型酸化チタン被膜を安定的に生成出来る事が確認出来ており、また、チタン金属の伝導性を生かした電荷分離効果も実現出来ている可能性も見えてきており、極めて優れた成果と考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究において開発した処理法にて表面に光触媒機能を付与したチタン金属を用いた浄水技術の開発を行う。具体的には、コーン型のチタン金属の中心部にUVランプを挿入した部品を内蔵した循環型浄水装置を開発し、水中に含まれる不純物の浄化実験を実施し、それらの最適化を図ってゆく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
COVID-19の影響で、予定していた海外での国際学会の全てが順延またはWeb開催となった為、旅費が使用できなかった。
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