光触媒とは？仕組みを解説
- コラム
光触媒は、紫外線や可視光など特定の光源の作用を受けて、化学反応を触媒する物質のことを言い、空気や水中の有害な汚染物質を分解し、表面を浄化するのに使用されます。
光触媒を活性化させるためには、紫外線や可視光線の光源が必要です。これらの光線はエネルギーを持っており、光触媒を活性化します。光触媒の中核となる物質は、一般的に酸化チタンが使用されます。
酸化チタンは光触媒の一般的な材料となっており、紫外線などの光源を吸収し、光エネルギーを電子に転送することができます。
光触媒表面に吸着した汚染物質や有機物は、光エネルギーを吸収する性質から、分子内の電子が励起状態になります。
吸収された光エネルギーにより、酸化チタン表面の電子が励起され、導電帯から伝導帯に移動します。同時に、電子を失った領域には電子の不足した領域が生成され化学反応を触媒します。この部分に、汚染物質や有機物が接触すると、この電子とホールが反応の触媒として働き、有害な化合物を酸化し分解します。
化学反応により、汚染物質や有機物は安定しない中間生成物に分解され、最終的に無害な物質に変化します。
光触媒の性質を応用する分野では、室内空気浄化、水処理、自己清浄表面コーティング、空調システム、汚染対策などがあり、光触媒は環境に優しい方法で汚染物質を分解し、清浄な環境を維持するのに役立ちます。