テフロン-ニッケル共析膜に固定した酸化チタン光触媒による有機有害物質の分解

聚四氟乙烯-镍共析膜固定二氧化钛光触媒分解有机有害物质

• 批准号: 07650985
• 负责人: 内田 裕之
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: University of Yamanashi
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07650985/
• 关键词: 酸化チタン; 光触媒; トリクロロベンゼン; テフロン; 環境浄化

1.目的近年、水中に含まれる有害有機物質の除去法として、半導体光触媒を用いる処理法が研究されている。有機物と酸素が溶けた水溶液に酸化チタン(TiO_2)粉末を懸濁して光照射すると、溶存酸素の還元を伴いながら、有機物はCO_2にまで酸化分解できる。しかし、TiO_2の酸素還元力は弱く光触媒反応は速くない。本研究では、有害有機物を高効率に光触媒分解することを目的に、1)光触媒への十分な酸素ガス供給、2)酸素ガス還元触媒能の付与、という条件を同時に満足する全く新しい光触媒反応場を構築した。2.新しい酸化チタン光触媒膜の調製Ti(i-OC_3H_7)_4の制御加水分解により、粒径が数nmのTiO_2超微粒子コロイドを調製した。導電性透明ガラス(ITO)上に電析したNi-PTFE電極と白金対極をこの溶液中に浸漬し、電気泳動析出法によりTiO_2/NiPTFE複合膜を調製した。さらに、金属触媒(Pt,Ni)微粒子を高分散担持したTiO_2とPTFE粒子と均一に配列させたPt-TiO_2-PTFE膜(改良型膜)も同様にして調製した。3.新型光触媒膜によるトリクロロベンゼンの高効率分解殺虫剤等に使用されているトリクロロベンゼン(TCB)を9ppm含む水溶液中に、種々の光触媒膜を浸漬して光照射し、分解により生成するCl^-,CO_2量の時間変化を測定した。まず、TiO_2/Ni-PTFE複合膜の各構成要素が設計概念通り機能することを光電気化学的測定により明らかにした。改良型膜において、TiO_2にPtを約2wt%担持することによりTCBからClを切断する活性を約10倍高めることができた。Pt-TiO_2に酸素供給ネットワークとしてのPTFEを10wt%添加することにより、CO_2への分解は大幅に加速でき、約2.5時間の光照射でTCBを完全分解できることが分かった。この新し光触媒膜による環境浄化の成果は学会発表において高い評価を受け、現在、論文投稿の準備とともに、さらなる高性能化のアプローチを進めている。

1.目的近年来，作为去除水中所含的有害有机物质的方法，正在研究使用半导体光催化剂的处理方法。当氧化钛(TiO_2)粉末悬浮在含有溶解有机物和氧气的水溶液中并受到光照射时，有机物可以氧化分解为CO_2，同时减少溶解氧。但TiO_2的氧还原能力较弱,光催化反应速度不快。在这项研究中，以高效光催化分解有害有机物质为目标，我们开发了一种全新的光催化反应位点，它同时满足以下条件：1）向光催化剂提供充足的氧气，2）提供氧气还原建立了催化能力。 2.新型氧化钛光催化薄膜的制备通过Ti(i-OC_3H_7)_4的控制水解制备了粒径为数nm的超细胶体TiO_2颗粒。将沉积在导电透明玻璃(ITO)上的Ni-PTFE电极和铂对电极浸入该溶液中，通过电泳沉积法制备了TiO_2/NiPTFE复合薄膜。此外，还以相同的方式制备其中负载有高度分散的金属催化剂(Pt、Ni)细颗粒的TiO_2和PTFE颗粒均匀排列的Pt-TiO_2-PTFE膜(改进膜)。 3.使用新型光催化膜高效分解三氯苯将各种光催化膜浸入含有9 ppm杀虫剂中使用的三氯苯（TCB）的水溶液中，并用光照射-，我们测量了时间。 CO_2量的变化。首先，我们通过光电化学测量证明了 TiO_2/Ni-PTFE 复合膜的每个成分都按设计发挥作用。在改进的膜中，通过在TiO_2上负载约2wt%的Pt，从TCB中裂解Cl的活性可提高约10倍。结果发现,在Pt-TiO_2中添加10wt%的PTFE作为供氧网络,可以大大加速CO_2的分解,光照射2.5h左右即可完全分解TCB。利用这种新型光催化膜净化环境的成果在学术会议的演讲中得到了高度评​​价，目前我们正在准备提交论文并采取措施进一步提高性能。