製品の光触媒性能 - 光触媒M-クリーン

光触媒とは？

そもそも触媒とは、それ自身は変化をしないが、他の物質の化学反応のなかだちとなって、反応の速度を速めたり遅らせたりする物質のことを言います。
触媒には様々なタイプがあり、車のマフラー内に使用されている熱反応による触媒やアンモニア合成やアルコールを製造する際の触媒や、油脂に水素添加する際の触媒などがあります。また、生体内にある酵素も一種の触媒となっております。
光触媒とは、名前の通り光によって触媒反応を起す物質のことを言います。数種類の光触媒がありますが、中でも一番使用されている光触媒は”二酸化チタン”という白色の粉となっております。

光触媒は、有機物を分解して水と二酸化炭素に変えてしまうという人と環境にやさしいテクノロジーです。
光触媒は、病院などで殺菌剤として使用されている次亜塩素酸ナトリウムやオゾンなどより酸化力が高く、光のみで反応を起す次世代環境技術です。
光触媒効果は、抗菌、防汚、有機ガス分解、脱臭、親水性、紫外線反射など様々な用途に使用されています。
病院の手術室に光触媒を塗布したら、室内細菌が減少した報告もあります。
最近問題となっているシックハウス症候群などの原因となる揮発性有機ガスの分解にも効果を発揮しており、建材や壁紙を貼り付ける接着剤などから発生するホルムアルデヒドやトルエン、アセトンなど常温揮発性有機化合ガスに対して、威力を発揮しています。

光触媒M-クリーンの特徴のひとつには高い酸化・分解力があります。この酸化力を利用することで、下記の写真のように汚れた表面に付着した有機物を分解して除去することが可能となります。

分解性写真

（青い色が光触媒によって、分解された状況）

光の力によって菌や汚れなどを分解することが出来且つ親水性・分解性によるセルフクリーニング効果（自己清掃効果）や抗菌効果、空気浄化効果など室内・室外は問わず使用することが出来るこれからの環境改善商品となっております。
光触媒の原理としては、光が照射されている光触媒表面上に、活性酸素が膜のような状態で存在し、その活性酸素によって空気中に含まれる悪臭や二酸化チタン表面に接触した細菌類、タバコの煙に含まれるヤニなど様々な有機物質を酸化させ、水と二酸化炭素に変化させます。

光触媒分解反応原理

光触媒の原理としては、光が照射されている光触媒表面上に、活性酸素が膜のような状態で存在し、その活性酸素によって空気中に含まれる悪臭や二酸化チタン表面に接触した細菌類、タバコの煙に含まれるヤニなど様々な有機物質を酸化させ、水と二酸化炭素に変化させます。

光触媒の二酸化チタンに光の中の紫外線が当たるとエレクトロンという電子（e-）が活動を活発にして、励起状態となり、ホール（h+）が発生します。
エレクトロンは酸素をスーパーオキサイドイオン（O2-）に、ホールは水を水酸基ラジカル（・OH）に変えます。これらが、活性酸素です。
活性酸素（スーパーオキサイドイオンと水酸基ラジカル）によって、二酸化チタン表面上の有機物を、強い酸化力によって、有機物を分解してしまいます。
有機物や有機ガスが二酸化チタン表面に接触すると、スーパーオキサイドイオンや水酸基ラジカルが、有機物を構成している”炭素-酸素結合”や”炭素-水素結合”を切断してしまい、最終的には二酸化炭素と水に変化させてしまいます。
光触媒の二酸化チタンの場合は、光触媒の半導体金属触媒と言われており、太陽光や蛍光灯から放射される紫外線を使用して空気中の水と酸素から活性酸素を作り出します。
光触媒の二酸化チタン表面上では、二酸化チタン表面に紫外線を含む光が当っている間は、常に有機物を分解しているので、汚れや悪臭の元を除去することが可能となっています。

もうひとつの特徴は、光触媒によって塗布表面が親水性状態となります。外壁や窓ガラス面を親水性状態とすることにより、汚れを浮き上がらせながら落とす「セルフクリーニング」効果や視界の確保などいろいろな場面で使用されております。

親水性写真
（左側の面が光触媒によって、親水性[水がなじみやすい状態]になっている状況）

光触媒加工を施した表面は、高い親水性となるため、水滴などが玉状にならずに、表面上の水がなじみやすくなります。　そのため、ガラス面では視界の良好性や汚れを簡単に落とすセルフクリーニング効果として、光触媒の効果を発揮します。

光触媒の親水性解説図

光触媒での親水性セルフクリーニング解説図

光触媒加工を施した表面は白色になってしまうことがありますが、透明性の高い光触媒液の開発により、プラスチック類で製作された看板やガラス窓などの透明性を必要とする場所に光触媒加工が出来ることが、特徴の一つとなっています。

光触媒加工後の透明性
（中央から右側が光触媒加工済み）