酸化チタン光触媒担持発泡リサイクルガラスによる環境浄化の教材化

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酸化チタン光触媒は、光励起されると、表面に非常に強い酸化力を持つ。この酸化力により、汚染物質である有機物を分解、除去することができる。環境教育として、環境汚染を防止する、問題解決学習に適した教材である。酸化チタン光触媒を、水に浮く発泡リサイクルガラスに担持させる。従来より安価に作れるのが特徴である。紫外線を出すブラックライト・LEDや太陽光を使い、池やプールなどの濁った水の浄化の教材化を行なった。水に浮く発泡リサイクルガラス(RG)に酸化チタン光触媒を担持させたものを使って、北方遊水池の水質を浄化する実験を行った。RGに酸化チタンゾル液を浸し、350℃で焼結して担持させた。さらに、銀、パラジウム、ニッケルの金属を少量担持させた。メチレンブルーの青色色素の水溶液を使って光触媒作用を確認する実験を行った。調節池の水をビーカーに入れ、金属を付けた酸化チタン光触媒担持RGを浮かべて、防藻効果と水の浄化作用について調べた。RGに酸化チタンを付けると、メチレンブルーの吸着力が弱くなる。しかし、繰り返し実験により、光触媒作用の方が上回った。水質が悪い場合は、太陽光下では藻が発生し、光触媒の効果が発揮されなくなった。Ag、Pd、Niを酸化チタン表面につけると、吸着力が弱くなるが、Ag、Pdでは光触媒作用は少しだけ減少した。RGの粒子が大きいと、表面積が小さくなり、吸着された色素が少なくなることがわかった。金属処理後にアルカリ処理すると、吸着力も回復した。RGの粒子が大きいと、表面積が小さくなり、吸着された色素が少なくなることがわかった。AgとNiを析出させた光触媒担持RGでは防藻効果があった。太陽光下で水質のCODが下がったことが確認できた。ただし、Niの場合に金属イオンの溶出が確認されたが、メダカの影響調査では問題がなかった。Agについては金属イオンの溶出はなかった。今後、遊水池などで、Agを析出させた光触媒担持R-Gを浮かべて、フィールドのおける実証試験を行う予定である。