光触媒能を有する無機ナノチューブの合成に関する研究

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有機系溶剤は工業的に多くの分野で利用されているが, その中でも低沸点の揮発性有機化合物(VOC)は, 人体をはじめ, 生態系へ大きく悪影響を与えることが懸念されている. 特に最近では, 製造現場において使用されたVOCが住環境まで移行し, 種々の症状を発生させる要因として問題視され, これら有害物質を迅速かつ効率的に分解除去する技術の確立が強く望まれている. そこで本研究では, 製造現場から住環境まで幅広く利用可能な, 有害物質分解のための複合化光触媒材料を開発することを目的として, 気体分子の吸着能を有する無機ナノチューブと, 光触媒機能を有するTiO_2やZnOを複合化した新しい環境浄化材料の合成プロセス確立を目指し, 種々の濃度の金属塩共存下における, 複合化ナノチューブの形成を試みた.光触媒源となるチタンや亜鉛を含むイオン結合性の塩類を, いくつかの添加タイミングで投入したところ, 金属塩共存下でもナノチューブ構造を形成できる条件を, 新たに見出した. 通常の合成過程では, 系内のアニオン量増大に伴い, ナノチューブ形成は阻害されることが知られている. 当該研究では, チタン塩もしくは亜鉛の硫酸塩を系内のSi濃度と等倍より低く, かつ反応の途中過程で添加する手法により, 管状構造の形成を阻害することなく複合化ナノチューブを合成することに成功した. チタン塩共存下で合成した無機ナノチューブについて, X線回折分析とEDSによる元素分析による特性評価を試みた結果, 塩の添加量に関わらずチタン含有率は1割程度と一定であり, また極めて微小な粒子としてナノチューブ内に存在している可能性が示唆された.