結果と考察

小西由也・三石雄悟・佐山和弘産業技術総合研究所 太陽光発電研究センター 機能性材料チーム

実験研究の目的

結論 参考文献

結果と考察

感染症・シックハウス対策と太陽光水素生成のための可視光応答型半導体光触媒， 橋本和仁編， 技術教育出版社， 2012年.

抗菌・抗ウイルス材料の開発・評価と加工技術， 技術情報協会， 2013年. 産総研 TODAY， 2013.7， VOL.13-7， p18.（http://www.aist.go.jp/Portals/0/resource_images/aist_j/aistinfo/aist_today/vol13_07/vol13_07_p18.pdf）

Marie Wada， Nini Wang， Yoshinari Konishi， Yugo Miseki， Takahiro Gunji and Kazuhiro Sayama， Chem. Lett.， 42， 395 （2013）.

JIS R 1703-1.「－光触媒材料のセルフクリーニング性能試験方法－第1部：水接触角の測定」.

JIS R 1753.「－可視光応答形光触媒材料のセルフクリーニング性能試験方法－水接触角の測定」.

雨

超親水化

汚れ

セルフクリーニング作用による汚れ防止効果

分解

太陽光（紫外光）

2014年度の光触媒製品の分野別事業規模（光触媒工業会の会員企業調査）

環境浄化用可視光応答型光触媒の開発⇒ 内装材などでの製品化による光触媒の市場規模拡大

セルフクリーニング材料 太陽光（紫外光） 雨水

環境浄化用可視光応答型光触媒の実用化

紫外光がほぼ期待できない 太陽光が弱い LED照明の普及

主に酸化チタンベースの光触媒製品

（紫外光が必要）

発生する二酸化炭素を定量

試料

有機物 → 二酸化炭素

照射光

可視光応答型酸化タングステン光触媒の評価

1. 活性評価（有機物分解）有機物の分解による二酸化炭素の発生量

2. 耐アルカリ性の評価水酸化ナトリウム水溶液に浸漬したときの残存量

3. 抗かび性の評価（JIS R 1705）0.8 mW/cm2の紫外線 24 h照射による胞子数の減少

4. 抗菌性の評価（JIS R 1702（フィルム密着法））0.01 mW/cm2の紫外線 8 h照射による菌数の減少

5. 超親水化の評価（JIS R 1703-1に準拠）オレイン酸を塗布後の光照射による水接触角の減少

光照射

水接触角 の減少

光触媒による有機物の分解

酸化タングステンの高活性化 助触媒（銅化合物・パラジウム）の添加により高活性化 難分解性のトルエンを完全分解

酸化タングステンの耐アルカリ性の向上 ビスマスの添加による耐アルカリ性の向上 溶解しなかった残存部分はアルカリ性環境で安定化 光触媒活性の向上・保持

0

200

400

600

800

1000

1200

0 60 120 180 240 300

二酸

化炭

素生

成量

/ p

pm

照射時間 / m

酸化タングステンのみ

パラジウム 0.001重量％

酸化銅（Ⅱ） 0.1重量％

パラジウム 0.001重量％完全分解

酸化銅（Ⅱ） 0.1重量％

酸化タングステンによるトルエン（143 ppm）の光分解

0

1000

2000

3000

4000

5000

0 100 200

二酸

化炭

素濃

度／

ｐｐ

ｍ

照射時間 ／ m

ビスマス添加 浸漬前

（モル比 0.1）

ビスマス添加 浸漬後(２４ h)

（モル比 0.1）

未添加 浸漬なし

完全分解

酸化タングステンによるアセトアルデヒド（2000 ppm）の光分解

助触媒：白金 0.1重量％

酸化タングステンの抗かび性・抗菌性 常温吸着によるビスマスの添加で活性値が向上 平均活性値 1.7 ～ 2.0 （1/100近くの減少） 抗菌機能の光触媒工業会認証製品判定基準

⇒ 活性値 2.0以上

0

50

100

第一回目 第二回目 第三回目 第四回目

残存

率/

重量

%

1mol％

10mol％

１週間後浸漬前

（ビスマス添加 モル比 0.1）

1 h後

（添加なし）

水酸化ナトリウム水溶液（1.0 M）への浸漬

ビスマス添加

細菌

汚れ

かび

臭気有害物質

光触媒面

抗かび

抗菌超親水化

吸着分解

照明光（可視光）

消臭有害物質の吸着分解抗かび抗菌セルクリーニング作用

（汚れの分解・超親水化）→ 水洗で容易に汚れを除去

分解

水洗

内装建材用途における機能

ビスマス添加クロコウジカ

ビアオカビ

黄色ブドウ球菌

無 0.7 1.3 1.1有 1.7 1.7 2.0

ビスマスを添加した酸化タングステンの抗かび活性値・抗菌活性値

酸化タングステンの超親水化 ビスマスを含侵法で添加しても光照射により水接触角が低下 34 h後には水接触角が4.8 °にまで低下 セルフクリーニング機能の光触媒工業会認証製品判定基準

⇒ 水接触角 30 °以下

主要な可視光応答型酸化タングステン光触媒関連特許出願の一覧 助触媒

・特願2007-228233（特許5578593 ） 銅化合物・特願2007-233222（特許4986149） パラジウム（汚染物質高濃度用）・特願2011-277475（特許5464450 ） パラジウム（芳香族用）

酸化タングステンの製造方法・特願2008-033160（特許4868417） 過酸化物前駆体よりの製造

耐アルカリ性の向上・PCT/JP2012/053538 ビスマスの添加

抗かび及び抗菌材料・PCT/JP2014/082297 ビスマスの添加

企業との連携による可視光応答型光触媒の最終製品化を目標

4.8

0

60

120

0 10 20 30 40

水接

触角

/

°

照射時間 / h

光照射 10000 lx

○ ビスマスを添加

● 無添加

酸化タングステン薄膜の水接触角の変化