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| 光触媒とは？ |
「光触媒」とは何かを理解する上で、植物の「光合成」が例に挙げられます。
何故なら、植物が行う「光合成」は我々の身近な存在だからです。
「光合成」とは、簡略化して言うならば、植物が大気中の「CO2（二酸化炭素）」を吸収し、大気へ「O2（酸素）」を放出する現象の事を言います。以下にそのイメージ図を示しておきます。
このような「光合成」を行うには、上述したCO2の他に、太陽などからの「光エネルギー（紫外線）」や植物中に含まれる「葉緑素」、水（H2O）が必要となります。
「光合成」反応の前後において、「CO2」・「O2」・「H2O」・「光エネルギー」には変化が見られるが、「葉緑素（クロロフィル）」にはそれが見られません。
光エネルギー
↓
二酸化炭素（6CO2） + 水（6H2O） → ブドウ糖（C6H12O6） + 酸素（O2）
↑
葉緑素
このように、化学反応の前後で「葉緑素」のようにそれ自身は変化せず、化学反応を促進（活性化）させるものを「触媒」と言います。つまり、「葉緑素」は「触媒」であり、「光エネルギー」を利用する「触媒」である事から、「葉緑素」を「光触媒」と言う事もできるわけです。
スマイルテック株式会社が注目している技術に、「光触媒半導体」を「触媒」に利用した物があります。
ここで、「半導体」とは、電気を通しやすい「導体」と電気を通しにくい「絶縁体」の中間的な性質を持つ物質だと考えて頂いて差し支えありません。
「光触媒半導体」にはバンド構造などを考慮した結果、酸化チタン（TiO2）が使われる事が多いです。
また、バンド構造とは、結晶等の固体の中で波として振舞う電子（価電子）が取ることの出来るエネルギーEと波数kとの関係を示した曲線のことを言います。
「光触媒半導体」に「酸化チタン（TiO2）」を用いた「光触媒」反応のイメージ図を以下に示します。
このように、「酸化チタン（TiO2）」が「光エネルギー」を利用して触媒として働き、空気中の水（H2O）と酸素（O2）から「活性酸素」が作り出されるため、酸化還元反応により有機物を分解する事ができるようになります。
以下に、有機物を活性炭・石炭等（C）とした時の「光触媒」反応の化学反応式を示しておきます。
光エネルギー
↓
活性炭・石炭等（C） + 水（2H2O） → 水素（2H2） + 二酸化炭素（CO2）
↑
酸化チタン（TiO2）
>> 「光触媒の特徴」 へ続く |
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