• 変数や定数はイタリック（斜字体）で，添え字はローマン（立体）．字体も正確に．

• 日本文のなかのかっこは，英文表記などに含まれる場合をのぞいて全角ではなく半角を用いること．

• 数字をふくむことばを日本語で書くとき，英（アラビア）数字をつかうか，漢数字をつかうかの考え方のひとつは，

英語での表現によるもの．（11）"three-digit"や（19）" three ways"，"three dimensional（3次元の）"のように"one, two, three ..."の数字であらわされているときはアラビア数字で，"decahedral"（十面体の）や"triangle"（三角形）, "secondary particle size"（二次粒子径）のように序数であらわされているものは漢数字というもの．さて，それでは問題．「ふたつめに．．．」

はどうなるのか．

• 英語でも日本語でも数字と単位，単位と単位のあいだにはスペースを入れる．IUPAC（国際純正応用化学連合）のき

まりでは「数字と単位のあいだには活字の幅の1/2だけあける」ことになっているのが，通常はスペース1つ入れる．ま

た「/（スラッシュ）」は使用せず，「–1」のような表現をつかうこと．なお，このマイナスのサインはほんとうは「-

（ハイフン）」より長いはずだが，ハイフンで代用することが多い．

• 「すべて（×全て）」「もっとも（×尤も）」とか「しかし（×然し）」，「あるいは（×或いは）」，「ただし（×

但し）」，「いくつか（×幾つか）」，「もしくは（×若しくは）」，「よく（×良く）」，「それ（×夫）」，「こ

の（×此の）」「または（×又は）」「かかわらず（×拘わらず［「～にもかかわらず」という場合の漢字はほんら

い「関わらず」ではない］）」「みなす（×看做す/見做す）」．

• 「しかしながら」は冗長．「しかし」あるいは「～が」を使うこと．「一方で」は冗長．「いっぽう（一方）」を使

うこと．

《ポイント1》 関係代名詞とその先行詞を確認する．また，制限用法と非制限用法のちがいがわかるように訳す．

《ポイント2》 "and"と"or"がつなぐものがなんであるかを確認する．対応するものはおなじ形でなければならない．た

とえば，文と文，名詞句と名詞句，形容詞句と形容詞句など．

《ポイント3》 "the"の意味をはっきりとさせる．「その」と訳せばかならず通じるわけではない．ひつようならば特定

できるようにことばを足す必要がある．なお，限定されるものについては，既出でなくても"the"になる

場合がある．たとえば，"the earth" 《ポイント4》 "a"がついている単語，"the"がついていない複数形はそれぞれ，「ある（或る）」と一般的な意味でのも

の（こと）をあらわす．そのことがわかるような表現が必要．

《ポイント5》 "radiation"と"irradiation"のように似ている単語は意味も似ている可能性があるが，ことなる単語であると

いうことは，意味がまったくおなじであることはありえないと考えるべき．非常にすくない例外は，

"flammable"と"inflammable"（どちらも「引火性（可燃性）」だが，"combustible"と"incombustible"は反対

語の関係にある）．

217ページ

Abstract 1 A growing number of papers on research subjects relating 2 to photocatalysis have and will continue to be submitted and 3 published in scientific journals. Some of these, published or 4 still under review, include illusions and misconceptions that 5 may, from a scientific point of view, adversely affect the 6 writing of academic papers and hamper the development of 7 scientific and technological research in this field. In the 8 present article, the author would like to point out the problems 9 that researchers in photocatalysis encounter when writing 10 articles. In fact, one of the most serious concerns regarding 11 the abstracts contained in most scientific papers is that they 12 often include misleading speculation(s) which are not based on 13 sound scientific evidence yet may be interpreted as truth. A 14 fair number of readers, especially busy ones, may read only the 15 titles and abstracts without serious consideration or analysis of 16 the discussions. Reviewers and editors need to consider such 17 problems, as might be expected, however, the reader 18 community also needs to be instructed of such aspects in order 19 to gain a more correct understanding of what is and is not 20 acceptable. This article aims to present an analysis of such 21 inherent problems in hopes of improving the quality of the 22 research work and scientific papers in this field. 23

• （1）"abstract"は「要約」という訳も可能だが，化学の分野では「概要」あるいは「アブストラクト」がつかわれるこ

とが多い． • （2）"a growing number of papers"の"a growing number of "は「その数が増え続けている」という形容詞句なので主語は

あくまでも"papers"である． • （2–3）"relating to～"は「～に関する/～について」で，"related to～"（～に関係する/～に関連する）とはことなること

に注意． • （5）"still under review"は「いまだ審査中」．出版されてはいないが，これから審査にとおれば出版されるかも知れな

いということ． • （8）"scientific and technological"は"research"にかかっているが，この"research"はuncountable noun（数えられない名詞）

なので複数形にはなっていない．つまり，"scientific research"と"technological research"の2つ．「科学的かつ技術的研究」

ではない（それは考えにくい．．．）． • （9）"the present article"は「この（解説）論文」．"present"には名詞も動詞，形容詞もあっていろいろな意味があるよ

うに思えるがおそらく語源は1つで『いまここにある』．「この論文」というのは1つに特定されるから冠詞はかなら

ず"the"になる．ただし，「この論文」と訳すと，それより前にある論文と区別がつかない（英語ではまえのものは複

数なのでくべつできるが，日本語ではわからない）ので，「本論文」がいちばんまちがいがない． • （13）"speculation(s)"は"speculation"が単数かも知れないし，複数かも知れないということ．ほんとうは，対応する動

詞である"are"も"is(are)"と表記すべきであった． • （14）"yet"は"and"や"or"とおなじように接続詞．「～にもかかわらず」（この「かかわらず」を漢字で書けば「拘わ

らず」で，「関わらず」や「係わらず」ではないことに注意）で，"are not based on ..."と"may be interpreted"を結んでい

る．共通の主語は"which（＝"misleading speculation(s)）" • （17）"reviewer"は「（雑誌論文の）審査員」．"referee"ともいわれる． • （18）"as might be expected"は「（審査員や編集者が）期待されている（と考えられる）とおりに」． • （19）"community"は訳せば「コミュニティ」だが，実際には何らかの共通性をもった人について集合的にあらわした

もの．つまり，日本語にするときにはそういう人たちというニュアンスが必要．ここでは「読者の側」とした． • （19）"aspects"の語源は"as"＋"spect"で『見る』という意味が入っている．「観点」． • （23）"research work"は「研究活動」だが日本語の「研究」には「活動」という意味も含まれているので，「研究」と

いうのとほとんど意味は変わらない．

概要（アブストラクト）

光触媒反応に関する研究課題についてのますます多くの論文が科学論文に投稿され出版されてきた．今後も増え続けるだろう．すでに出版された論文あるいは現在審査中のもののなかには，科学的な見地から学術論文の執筆に悪影響をあたえ，光触媒の分野の科学的，技術的な研究の発展を阻害する可能性がある思いこみや誤解を含む論文がある．本論文では，光触媒反応分野の研究者が論文を執筆するときに遭遇する問題点について指摘したいとおもう．実際に，ほとんどの科学論文の概要に関するもっとも深刻な懸念は，正当な科学的な根拠にもとづいていないにもかかわらず事実として説明されるような誤解をあたえかねない推測を含むことが多いことである．かなりの数の論文の読者，とくに忙しい人は論文の題目と概要だけを読み，ディスカッションについて本気で考えたり分析したりしない．審査員と編集者は，期待されることではあるが，このような問題について考慮することが必要である．しかし，読者の側も，どのようなものが許されて，どのようなものが許されないのかについてさらに正しい理解をえるたえめにこのような観点について学ぶ必要がある．光触媒の分野の研究と科学論文の質が向上を願って，この論文はそのような光触媒の分野に固有の問題についてのべる．

217ページ Introduction 1

It is not surprising that many papers relating to 2 photocatalysis have been published in various scientific 3 journals since it is now recognized as one of the most 4 important sciences in the development of technologies that 5 can improve the quality of life. For example, the 6 decomposition of volatile organic compounds in water or 7 indoor air and the self-cleaning of window glasses and 8 walls can be achieved by photocatalysis. This author has 9 been studying photocatalysis for more than twenty-five 10 years so that such recent developments are exciting and 11 encouraging. During the past decade, many researchers 12 have become involved in the study of photocatalysis. 13 There appear to be at least three reasons for this trend. 14 One is the availability of pressure-resistant bottles made of 15 inert perfluoro polymer which enable hydrothermal 16 synthesis and/or treatment of a wide variety of metal-oxide 17 photocatalysts. The second reason is that photoirradiation 18 of solid materials in the presence of organic compounds 19 and molecular oxygen induces photoreactions that are more 20 or less detectable, though sometimes the reaction is not 21 truly photocatalytic. The third reason is the use of organic 22 dyes as a model compound for photocatalytic 23 decomposition reactions, enabling the feasible 24 determination of photocatalytic activity using only a 25 spectrophotometer and a quartz cell. It is, thus, possible 26 to obtain results on photocatalytic reactions by preparing 27 various solid materials and irradiating them in the presence 28 of organic dyes. The accumulation of data on 29 photocatalysis, e.g., using schemes or tables on the 30 photocatalytic activity for a variety of samples, can lead to 31 the development of high performance photocatalysts if 32 analyzed in the appropriate way. However, it seems there 33 is no specific guiding philosophy for such analysis. The 34 inherent and latent problems existing in photocatalytic 35 research may, thus, be reflected in the scientific papers. 36 Considering such issues, the author would like to analyze 37 the various problems which appear in papers on 38 photocatalysis so that, as much as possible, they can be 39 avoided. The author asks also to be forgiven for not citing 40 the specific works used as examples in this review nor 41 showing any figures since the purpose of this review is not 42 to criticize but to learn. Some of the points presented here 43 are well known to veteran scientists, however, the author 44 writes also for the uninitiated and as a reminder to himself. 45 First, the problems seen in introductory sections will be 46 presented. 47

• （1）"relating to"は「～について」．よく似ている"related to"は「～に関連する」ですこし意味がことなる．"relating to"では「関係」の意味がすこしうすいようである．

• （11/39）"so that"は，原因・理由，目的のほかに結果を表す．11行めの文では，原因・理由や目的の意味では解釈で

きないので，ここでは結果として訳すのが適切．ただ，結果をあらわすためにはそれ以外と明確に区別するために，

前にコンマをつけるのが通例になっているようで，ここでもそうしておいた方がよかった．39行めの方は目的をあら

わしている．理由や結果の意味ではない．

• （13）"become involved"の"involved"は"become"の補語．"be involved"は「（しごとに）携わる」こと．

• （15）"availability"は「利用できること」．ここでは"popularization（普及）"の意味にちかい．

• （20–21）"more or less detectable"は「多少なりとも検出できる」で，どれだけかはわからないが検出されないことは

ないという意味．"appreciably detected"とおなじ意味になる．

• （27）"preparing"の"prepare"は「調製する」で，「調整する」は"adjustment"．

• （34）"specific guiding philosophy"は「具体的な指針」．"specify"は，「特定する/明示する/具体的に示す」なので，"specific"は「具体的な」や「明確な」になる．

緒言

われわれの生活の質を向上するための技術を開発するな

かで，光触媒はもっとも重要な科学の1つであると認識され

ていることを考えれば，光触媒について多くの論文がいろい

ろな雑誌で出版されてきたことは驚くにはあたらない．たと

えば，光触媒反応によって，水中あるいは室内空気中の揮発

性有機化合物の分解やガラスや壁のセルフクリーニングが

起こる．著者は25年以上光触媒反応について研究してきたの

で， 近のこのような光触媒反応の応用開発はうれしいこと

だし励みになる．この10年間ほどのあいだにたくさんの研究

者が光触媒の研究領域に参入してきた．これにはすくなくと

も3つの理由が考えられる．1つは，不活性なパーフルオロ樹

脂製の耐圧容器が市販されて，さまざまな金属酸化物光触媒

を調製したり処理したりすることができるようになったこ

とである．二つめの理由は，有機化合物と酸素がある条件で

固体材料に光を照射すると，真の意味での光触媒反応ではな

いかもしれないが，多少なりとも検出される光反応が起こる

ことである．三つめの理由は，モデル化合物として有機色素

をつかうと分光光度計と石英セルをつかうだけで，うまく光

触媒活性を評価できることにある．この3つの理由をあわせ

れば，いろいろな固体材料を調製して有機色素の存在下で光

を照射するだけで光触媒反応の研究結果を得ることが可能

ということである．光触媒反応について，たとえばさまざま

な試料の光触媒活性に関するや図や表をつかってデータを

蓄積することは，そのデータを適切に解析することができた

とすれば，高性能の光触媒を開発することにつながる．しか

し，そのような解析についての具体的な指針はないように思

われる．そのため，これらの光触媒の研究に特有でかつ潜在

的な問題が，光触媒についての論文のなかに反映されること

になる．このようなことから，著者は光触媒反応に関する論

文にみられるさまざまな問題について，可能なかぎりその問

題を回避できるように分析したいと思っている．なお問題の

ある論文を批判するのではなく，そこから学ぶことが目的な

ので，この解説では例となる具体的な問題となる論文を引用

しないし，図などをしめすこともしないことをお許しねがい

たい．ここでしめす問題点は経験のある研究者ならよく知っ

ていることもあるが，経験のあさい研究者のため，そして，

著者じしんのおぼえとして書くことにする．それでは，まず

論文の緒言の部分にみられる問題についてのべよう．

• （34–35）"The inherent and latent problems"は"The"がついているのですでに述べられていることで，"problems"と複数

になっているから，前の文だけでなく，そこまでにのべられたことをふくむ．

• （35）"existing"は"exciting"とはまったくべつの語．

• （36）"be reflected"の"reflect"は"reflect A in B"で「BにAを反映する/示す」だから「問題が論文に反映される」．

• （37）"issue"は「問題」だが，「～のこと」くらいの軽い意味．

• （39）"as much as possible"は"so that"節にかかっている"avoid as much as possible"．

• （41）"specific"は「具体的な」．おなじ意味ではあるが「特定の」よりわかりやすい．「この論文とか，この論文の

図のここに問題がある，ということを具体的にはのべない」という意味．

217ページ Definition of "photocatalysis" 1 There are various definitions for the term 2 "photocatalysis", however, to save space, a "photocatalytic 3 reaction" can be defined as a chemical reaction induced by 4 photoabsorption of a solid material, or "photocatalyst", which 5 remains unchanged during the reaction. In other words, the 6 solid acts catalytically (without change) under light and this 7 explanation may be consistent with most definitions. 8 "Photocatalysis" is the conceptual name for the photocatalytic 9 reactions. From this understanding, basic data can be 10 obtained by measuring the consumption of the starting 11 materials and/or increase in reaction products initiated by 12 photoirradiation and then examining whether the photocatalyst 13 or its properties have been modified during the reaction. This 14 seems to be a relatively easy procedure. However, various 15 problems are, in fact, encountered when trying to prove a given 16 phenomenon as being photocatalytic, as will be discussed later. 17 Photocatalysis is often introduced with the aid of a 18 schematic representation of the electronic structures of 19 semiconducting materials, a band model; an electron in an 20 electron-filled valence band (VB) is excited by photoirradiation 21 to a vacant conduction band (CB), which is separated by a 22 forbidden band, a band gap, from the VB, leaving a positive 23 hole in the VB. These electrons and positive holes drive 24 reduction and oxidation, respectively, of compounds adsorbed 25 on the surface of a photocatalyst. Such an interpretation 26 accounts for the photocatalytic reactions of semiconducting and 27 insulating materials absorbing photons by the bulk of materials. 28 In the definition given above, however, no such limitation 29 based on the electronic structure of a photocatalyst is included. 30 For example, isolated chemical species, not having the 31 above-mentioned band structure, on or in a solid can be a 32 photocatalyst, and even when a bulk material is used, the 33 photoabsorption and resultant photocatalytic reaction may 34 proceed at a localized site when, for example, photocatalysts 35 are photoirradiated at a wavelength near the band gap 36 (excitation from/to an impunity level). Therefore, the 37 interpretation using a band model is not always adequate for 38 understanding photocatalysis. In this sense, the term 39 "heterogeneous photocatalytic reaction (photocatalysis)" seems 40 better than "semiconductor photocatalytic reaction" based on 41 the electronic band structure. 42

Catalyst and Photocatalyst 43 Based on the above definition, photocatalysts absorb light 44 to be excited to a higher energy state, which are similar to a 45 sensitizing molecule working in homogeneous photoreaction 46 systems. Although the sensitizers are not solid, they can be 47 photocatalysts if they are reproduced after photoinduced 48 reaction processes, and a sensitizer has not been and will not 49 been called a "catalyst". However, solid photocatalysts are 50 often called "catalysts". One reason is that some 51 photocatalysts, such as titania (titanium(IV) oxide, TiO2), have 52 been used as catalysts. Sometimes a material has been called 53 a "catalyst" when the same or similar compounds have been 54 used as catalysts, though the name "catalyst" should be given to 55 a material that catalyzes a chemical reaction. Another 56 possible reason is that some authors have misinterpreted 57 photocatalytic reaction as being a reaction driven by 58 photoirradiation of a catalyst, i.e., a combination of "photo" 59 and "catalyst". Catalysis is, by general definition understood 60 by the author, acceleration of a reaction that proceeds 61 spontaneously from the viewpoint of thermodynamics by 62

「光触媒反応」の定義

「光触媒反応」という用語の定義はさまざまであるが，

ここではスペースを節約するため，「光触媒反応」を，

反応中に変化することのない固体材料，すなわち「光触

媒」の光吸収により誘起される化学反応とする．言いか

たをすれば，その固体が光照射下において変化しないで

触媒的にはたらくということであり，この説明はほかの

ほとんどの定義と矛盾しない．「光触媒反応」という用

語は，光触媒反応についての概念的な名前である．この

ように理解すれば，光触媒反応の基本的なデータは，光

照射によって開始される出発原料の消費や生成物の増

加を測定し，つぎに反応中に光触媒あるいはその特性が

変化しなかったかどうかをしらべることによって得る

ことができる．これは比較的簡単な手順であるように思

える．しかし，後述するように，実際にはある現象が光

触媒反応でることを証明しようとするとさまざまな問

題に遭遇する．

光触媒反応は半導体材料の電子構造の概略図，すなわ

ちバンドモデルをつかって説明されることが多い．この

バンドモデルでは，電子がつまった価電子帯（VB）の電

子が，VBから禁制帯（バンドギャップ）をへだてた空の

伝導帯に励起され，VBに正孔がのこる．この電子と正孔

が光触媒の表面に吸着された化合物をそれぞれ還元，酸

化する．このような解釈は，そのバルクで光を吸収する

半導体や絶縁体による光触媒反応の説明となる．しか

し，冒頭でのべた「光触媒反応」の定義には，光触媒の

電子構造にもとづく電子や正孔の反応という制約は含

まれていない．たとえば，上述のようなバンド構造をも

たない孤立した化学種が固体上あるいは固体中にあれ

ば光触媒になりうるし，バルクの材料をつかったとして

も，たとえば光触媒にバンドギャップ付近の波長の光を

照射したとき（不純物レベルからあるいはそのレベルへ

の励起）のように，光吸収やそれにもとづく光触媒反応

が局所的なサイトでおこることもある．したがって，上

記のようなバンドモデルによる説明は光触媒を理解す

るためにいつも適切というわけではない．この意味で

は，電子のバンド構造にもとづく「半導体光触媒反応」

より，「不均一系光触媒反応」という用語の方がよい．

触媒と光触媒

前節の冒頭の定義によれば，光触媒は光を吸収して高

いエネルギー状態に励起する．これは，均一系の光反応

系ではたらく増感分子と似ている．この増感剤は固体で

はないが，光反応過程のあとで増感分子が再生されるの

ではあれば，光触媒ということができる．この増感分子

はこれまで「触媒」とよばれたことはないし，これから

もとよばれることはないだろう．しかし，固体の光触媒

は「触媒」とよばれることが多い．ひとつの理由は，酸

化チタン（IV）のように触媒としても使われる光触媒が

あることである．「触媒」は化学反応を触媒する材料の

名前ではあるが，その化合物やそれに似た化合物が触媒

として使われることがある場合に，それを触媒とよぶこ

とがある．光触媒が触媒とよばれることのべつの考えら

れる理由は，光触媒反応が触媒に光を照射することによ

って起こる，つまり「光」と「触媒」の組合せであると

誤解されていることがあるためである．著者の理解で

は，触媒は熱力学的にみて自発的に進行する反応を，活

性化エネルギーを減少させることによって加速するこ

とである．光触媒反応のなかには水の分解のようにエネ

reducing the activation energy. Considering that 63 photocatalysis includes reactions that accumulate energy, e.g., 64 water splitting, photocatalysis cannot be included in the 65 category of catalysis and therefore a photocatalyst cannot be 66 called a "catalyst". 67

• （4）"can be defined"の"can"は許可あるいは提案をあらわす（可能性ではない）．「～してもいいだろう」の意味．

• （5）"or 'photocatalyst'"の"or"は，「反応中に変化せず光を吸収して反応を起こす固体材料」を「光触媒」とよぶ，とい

う意味．

• （6–7）"the solid"の"the"はまえの文の"a solid material"で，それがわかるように訳す必要がある．

• （9–10）"'Photocatalysis' is the conceptual name for the photocatalytic reactions."は，「『光触媒反応』という用語が光触媒

反応の概念をあらわしている用語である」ので，「実際の光触媒反応をその名前があらわす定義にもとづいて考えれ

ば」，光によって誘起され，光を吸収する固体材料が変化しないことが基本データになる．

• （12）"reaction products"の前に"increase in"（あるいは"formation of"）が脱落していた．原文のままだと「生成物の消費」

になってしまう．なお，"increase（"decrease"）"は"in"をとる．

• （16–17）"various problems are encountered"は"one encounters various problems"の受動態．日本語ではふつう「出会う」

は受動態にはしない．英語で受動態にするのは，一般的な「人」としての"one"を強調する意味がないから．日本語で

は，主語をいわなくても文が成立するので能動態にすればよい．英語が受動態からといって日本語を能動態にしなけ

ればならないわけではない．

• （17）"prove a given phenomenon as being photocatalytic"を直訳すれば，「光触媒的なものとしてのある現象を証明する」

＝「ある現象が光触媒反応であることを証明する」．

• （22–23）"which is separated by a forbidden band, a band gap"の関係代名詞"which"の先行詞は"a vacant conduction band"で，

「禁制帯すなわちバンドギャップによって（価電子帯から）隔てられた空の伝導帯」

• （28）"by the bulk of materials"の"material"には"the"がついているので，「"semiconducting and insulating materials"の"bulk"によって」の意味．

• （30）"the electronic structure"には"the"がついているのですでにのべられた半導体（絶縁体）の電子のバンド構造のこ

とをさす．

• （40）"heterogeneous"は「不均一な」という意味だが，「不均一（光）触媒反応」は不適切．原語は正しくは"heterogeneous（または"homogeneous"）-phase"の意味で，反応や（光）触媒が不均一（均一）なのではなく，反応系が不均一（均一）．

したがって，「不均一系（光）触媒反応」がよい．

• （45）"which is similar"の関係代名詞"which"の先行詞は"photocatalysts"なので，"is"は"are"のあやまり．

• （66）"category"は「範疇（はんちゅう）/カテゴリー」で「分野」ではない．

ルギーを蓄積する反応もあることを考えると，光触媒は

エネルギーを放出する触媒の範疇にふくまれることは

なく，したがって，光触媒を触媒とよぶことはできない．

218ページ Honda-Fujishima Effect 1 The Honda-Fujishima effect is a well-known chemical 2 phenomenon closely related to photocatalysis.1) 3 Photoirradiation of a titania single-crystal electrode immersed 4 in an aqueous electrolyte solution induces oxygen evolution 5 from the titania electrode and hydrogen evolution from a 6 platinum counter electrode when some anodic bias is applied to 7 the titania working electrode or chemical bias, e.g., making 8 higher pH of an electrolyte solution for the working electrode, 9 is given. An important point is the requirement of these bias 10 applications in this system. The use of the term "effect" might 11 mean that photoirradiation has an effect on electrolysis of 12 water. Therefore, even when a titania electrode connected to 13 a platinum electrode is assumed to be a photocatalyst, the 14 system cannot be photocatalytic owing to the requirement of 15 bias. Although the author would like to stress that the 16 discovery of the Honda-Fujishima effect is one of the most 17 important discoveries in chemistry and opened up and 18 extensively promoted the research field of photocatalysis, it 19 cannot be an origin of photocatalysis. Actually, reports on 20 photocatalytic oxidation of organic compounds by titania 21 powders had been published1,2) before the discovery of this 22 effect. In other words, the paper published in Nature in 1972 23 is undoubtedly an origin of research activity of photocatalysis 24 but not an origin of heterogeneous photocatalysis in the 25 bibliographic sense. Therefore, it is scientifically incorrect to 26 state that photocatalytic reaction with titania particles was 27 discovered by Fujishima and Honda in 1972. 28

Charge Separation 29 This is a very convenient term when discussing rate or 30 mechanism. Photoexcited electrons and positive holes 31 produced by photoabsorption (It should be noted that an 32 electron-positive hole pair is not produced after 33 photoabsorption; photoabsorption and electron-hole generation 34 are the same phenomenon.) are located near each other and 35 interact with each other by electrostatic force. (Strictly 36 speaking, they are not produced at exactly the same position; 37 their positions depend on the extent of corresponding orbitals 38 of the top part and bottom part of VB and CB, respectively.) 39 The term "charge separation" means that an electron and a 40 positive hole are spatially separated from their mutual 41 attraction in an intermediate stage of photocatalytic reaction. 42 The related term "exciton" is a pair of electron and positive 43 hole interacting with each other, and production of an exciton 44 requires less energy of excitation than band-gap excitation. 45 Based on the above definitions of "charge separation" and 46 "exciton", irradiation of light with energy sufficiently higher 47 than the band gap of a photocatalyst will produce pairs of 48 electron-positive hole that are originally charge-separated. 49 Therefore the use of the term "charge separation" in a story 50 telling with the electronic band structure of a photocatalyst 51 seems a little curious. The author considers electrons and 52 holes to be spontaneously charge-separated in most cases. 53 In the history of research on photocatalysis, there has been 54 discussion on charge separation due to a space-charge layer at 55 the semiconductor-electrolyte (solution) interface. The 56 space-charge layer is produced at the surface of an n-type 57 semiconducting material when electrons in the filled impurity 58 levels that are located under a Fermi level below the bottom of 59 CB are injected into an electrolyte solution that is in contact 60 with the semiconductor to liberate the positive charge near the 61 surface. Due to this positive charge, the bands are bent 62

Honda–Fujishima効果

Honda–Fujishima効果は光触媒反応に密接に関連する

よく知られた化学現象である．電解質水溶液に浸漬させ

た酸化チタン単結晶電極に光を照射すると，酸化チタン

作用極にいくばくかのアノードバイアスを印加したり，

作用極側の電解質溶液のpHを高くするような化学バイ

アスを印加したりした場合に，酸化チタン電極から酸素

が，白金対極から水素が発生する．重要な点は，この系

ではこのようなバイアスが必要であることである．この

用語に「効果」ということばが使われているのは，水の

電気分解に対して光照射がなんらかの効果をあたえる

ことを意味していると思われる．したがって，酸化チタ

ン電極を白金電極に接続したものを光触媒であると仮

定したとしても，このようなバイアスの必要性から考え

て，光触媒とはなりえない．著者は，このHonda–Fujishima効果が化学の分野におけるもっと重要な発見であり，こ

の発見によって光触媒という研究分野が開拓されて著

しく発展したことを強調したいが，Honda–Fujishima効果

は光触媒反応の原点ではない．実際に，酸化チタン粉末

による有機化合物の酸化反応は，Honda–Fujishima効果の

発見以前にすでに出版されていた．いいかえれば，1972

年にNatureに出版されたHonda–Fujishima効果の論文はま

ちがいなく光触媒反応の研究活動の原点ではあるが，書

誌学的な見地からいえば，不均一系光触媒反応の原点で

はない．したがって，酸化チタンによる光触媒反応が

1972年にFujishimaとHondaによって発見されたとのべる

ことは科学的に誤りである．

電荷分離

これは速度や機構を議論するときに非常に便利な用

語である．光吸収によって生じる光励起電子と正孔（電

子－正孔対は光吸収のあとに生成するわけではない．光

吸収と電子－正孔の生成はおなじ現象である）は，たが

いにちかいところに存在し，静電気力により相互作用し

ている．（厳密にいえば，両者は正確におなじ場所に生

成するわけではない．それらの位置は，相当する価電子

帯の上端と伝導帯の下端の軌道のひろがりに依存す

る．）「電荷分離」とは光触媒反応の途中段階において，

電子と正孔が相互作用せずに空間的に離れていること

を意味する．電荷分離に関連する用語である「励起子」

は相互作用する電子と正孔の対のことで，励起子の生成

に要するエネルギーはバンド間励起よりも少ない．この

ような「電荷分離」と「励起子」の定義から考えれば，

バンドギャップより十分に大きなエネルギーをもつ光

を照射すれば，（励起子は生じずに）はじめから電荷分

離された電子－正孔対ができることになる．したがっ

て，光触媒の電子エネルギーバンドをつかって説明する

ときに電荷分離という用語をつかうことはすこしおか

しい．著者は，たいていの場合には電子と正孔はもとか

ら電荷分離していると考えている．

光触媒の研究の歴史のなかで，半導体－電解質溶液界

面の空間電荷層における電荷分離が議論されてきた．そ

の空間電荷層は，n型半導体材料なら，伝導帯の底の下

にあるフェルミ準位より低いエネルギーの電子が満た

された不純物準位の電子が，半導体に接触している電解

質溶液に注入され，半導体の表面近くに正の電荷が残る

ことにより生じる．この正電荷のために，伝導帯と価電

子帯は表面において上向きに曲がることになる．この空

間電荷層内で光励起した電子は内部（バルク）へ，いっ

upward at the surface. Electrons photoexcited within this 63 charged layer tend to move to the inside (bulk), whereas 64 positive holes move to the surface. Thus, electrons and 65 positive holes are spontaneously charge-separated by the 66 space-charge layer and this has been proved for semiconductor 67 electrodes. However, this is not a case for ordinary particulate 68 photocatalysts, because the depth of the space-charge layer, 69 which depends on the density of impurity levels, is calculated 70 for ordinary metal oxide photocatalysts to be larger than a few 71 micrometers, which is larger than ordinary particle size; the 72 presence of space charge layer is less expected. 73 Another problem with the term "charge separation" is that 74 it tends to be used for interpretation or speculation of results, 75 e.g., if the rate of photocatalytic reaction is lower than 76 expected, this is attributed to something that disturbs charge 77 separation and, on the other hand, if the activity is claimed to 78 be high, this is attributed to something that enhances charge 79 separation, without showing any proof of how charge 80 separation is disturbed or enhanced. This use of "charge 81 separation" gives little information on how the photocatalytic 82 activities are controlled. 83

1) A. Fujishima, K. Honda, Nature 1972, 238, 37. Although 84 the order of author names in this paper is Fujishima and 85 Honda, the order in the term "Honda-Fujishima Effect" is 86 reversed. Many authors, including the present author, 87 have mistakenly cited this paper as "K. Honda, A. 88 Fujishima, ...". It is important when making References 89 and Notes to refer to papers correctly and checking a copy 90 of the paper every time when citing is preferable, though 91 some recent editing systems of scientific papers check the 92 bibliographic data to give direct Internet links. The 93 author hopes that this service does not accelerate the trend 94 of not checking original copies of cited papers. 95

2) S. Kato, F. Masuo, Kogyo Kagaku Zasshi, 1964, 67, 42. (in 96 Japanese) This paper reported photocatalytic oxidation of 97 tetralin (1,2,3,4-tetrahydronaphthalne) by a titania 98 suspension. Although, a paper was referred to as a 99 preceding paper reporting titania photocatalysis (G. F. 100 Huettig, Kolloid Z. 1944, 106, 166), the paper (Actually, 101 the authors are G. F. Huettig and W. Kunda) written in 102 German does not seem to report titania photocatalysis. 103

3) I. S. McLintock, M. Ritchie, Trans. Faraday Soc. 1965, 61, 104 1007. In this paper, solid-gas phase photocatalytic 105 oxidation of ethylene and propylene in the presence of 106 adsorbed oxygen on titania is described. This seems to be 107 the first paper on gas-phase titania photocatalysis written in 108 English, though some studies had been reported on 109 photoadsorption/photodesorption of molecules on a titania 110 surface before this paper. Such gas-phase photocatalytic 111 reaction by zinc oxide (ZnO) had been reported before this 112 paper, e.g., Y. Fujita, Shokubai, 1961, 3, 235 (in Japanese). 113

• （7）"some"は「いくばくかの」．

• （1/28）"Honda–Fujishima"は本多（『本田』ではない）健一と藤嶋（『藤島』ではない）昭の名前をとったものであ

るが，一般的に人名は日本語にしないのが正しい．あえて日本語にするならカタカナを用いる．また，日本語でも，

論文や要旨などでは人名に敬称はつけない．

• （8）"or"は"anodic bias is applied"と"chemical bias is given"の2つの文をむすんでいる．

• （10）"is given"の主語は"chemical bias"．

• （14–15）"the system"は，「酸化チタンと白金電極を接続したもの」．

• （43）"exciton"は「励起子」で"excitation"とはぜんぜんちがう．一般に"～on" は「～子（概念としての粒）」である

ことが多い．たとえば，proton＝陽子，neutron＝中性子，"mikaon＝美香子"（ウソ）．

• （70–71）"calculated ... to be ～"は「～であると計算される」．

• （71–72）"a few micrometers"は「数マイクロメートル」．日本語では「マイクロメーター」ではないところに注意．

また，単位記号の「μm」は前に数字がつくときにのみ使える．「数μm」は不可．

ぽう正孔は表面に移動する．このように，電子と正孔は

空間電荷層内で自発的に電荷分離し，このことは一般的

に半導体電極でおこることがあきらかになっている．し

かし，このような電荷分離は通常の粒子系光触媒におい

ては起こらない．なぜなら，空間電荷層の厚さは不純物

準位の密度に依存するが，通常の金属酸化物光触媒につ

いてその厚さを計算すると数マイクロメートルになり，

粒子サイズより大きいからである．空間電荷層の存在は

考えにくい．

電荷分離という用語を使用することのべつの問題は，

たとえば光触媒反応の速度が期待より低い場合に，何か

電荷分離を阻害する何かのせいにし，もし光触媒活性が

高いことを主張する場合には電荷分離を促進する何か

のせいにするというように，結果の説明や類推をすると

きに，どうやって電荷分離が阻害されたり促進されたり

するかをしめすことなしに，その用語が使われる傾向が

あることである．「電荷分離」という用語をつかうこと

は，光触媒活性がどのように制御されているかについて

の情報をほとんどあたえない．

1) この論文の著者の順はFujishimaとHondaであり，「Honda–Fujishima効果」の名前の順序とはことなる．この解説の著者も含めて多くの著者はこの論文を，「K. Honda, A. Fujishima, ...」のようにまちがって引用してきた．引用文献と註を書くときには原典を正しく引用しなくてはならないし，そのために，引用するどの文献についてもそのコピーをチェックすることがのぞましい．ただ， 近の科学論文の編集システムでは引用文献の書誌情報をチェックしてインターネットのリンクをつけてくれるものもある．著者は，この種のサービスが引用文献の論文そのものをチェックしない傾向をさらに助長しないことをのぞみたい．

2) この論文は，懸濁酸化チタンによるテトラリン（1,2,3,4-tetrahydronaphthalne）の光触媒酸化についての報告である．この研究の先行文献として，酸化チタンによる光触媒反応を報告している文献が引用されているが，その引用されたドイツ語の論文（じっさいには著者はG. F. HuettigとW. Kundaの2名）は酸化チタンによる光触媒反応を報告したものではないように思われる．

3) この論文では，酸化チタン上に吸着された酸素の存在下における気─固相系光触媒反応によるエチレンとプロピレンの光触媒酸化反応がのべられている．この論文より前に酸化チタン表面における分子の光吸着/光脱着に関する研究が報告されているが，この論文が気相系の酸化チタン光触媒反応のさいしょの英語論文であると思われる．酸化亜鉛（ZnO）によるこのような気相系光触媒反応は，たとえば以下の論文のように，この論文以前に報告されている．

• （73）"is less expected"は，「期待できる度合いが低い」ことを意味している．「期待できない」ではない．

• （80）"without showing"は"（75）"tends to be used"にかかっているので，「～をしめすことになしに使われる傾向があ

る」ということが問題であるといっている．

• （82）"little information"の"little"は無冠詞なので否定的．「ほとんど～ない」が適当．「すこしも～ない」のように完

全否定しているわけではない．

• （102）"Huettig"は原文では"Hüttig"で，uのウムラウト．このウムラウトを表現できない場合には，ue（ü），ae（ä）あるいはoe（ö）とつづることになっている．けっして，ウムラウトを省略したものを（"a"，"e"あるいは"o"）つかわ

ないこと．

• （102–103）"written in German"は「ドイツ語で書かれた」．「ドイツで書かれた」でも「ドイツ人によって（これな

ら"by a"が必要だが）」でもない．

219ページ Content of Ultraviolet Light in Solar Radiation 1 Since titania can absorb only ultraviolet light, at a 2 wavelength shorter than ca. 390 nm for anatase titania, many 3 studies to extend this absorption range to the visible light 4 region have been performed in order to utilize solar radiation as 5 an energy source for photocatalysis, as discussed later. For 6 the practical application of photocatalysis using solar radiation 7 and indoor light, such an extension of wavelength range is very 8 important. In the introductory parts of reports, the content of 9 ultraviolet light in solar radiation is often stated to be ca. 3—5% 10 without showing a reference, presumably due to repeated 11 requotations. The author could not find the original paper 12 showing calculation of this content. 13 Using data on solar radiation at the ground surface in the 14 temperate zone (AM1.5) reported by the American Society for 15 Testing and Materials (ASTM, http://www.astm.org/ ASTM), 16 accumulated intensity of ultraviolet light below wavelengths of 17 380, 390, 400 and 410 nm corresponds to 3.39, 4.05, 4.84 and 18 6.07%, respectively, of total energy of light of wavelength up 19 to 4000 nm (958 W m-2).5) Considering that the boundary 20 wavelength of ultraviolet light and visible light is ambiguous 21 (since the term "visible" means that one can see the light and 22 the boundary is perceived to be different among individuals), 23 the above-mentioned content, 3—5% (or 3—6%), seems 24 reasonable. The first paper, if it exists, describing this range 25 of ultraviolet light content might have shown a similarly 26 calculated result, and authors of subsequent papers might have 27 referred to this content without citation. 28 It should be noted that the calculation has been made on 29 the basis of energy of light, not on the basis of number of 30 photons. In discussing energy conversion efficiency, e.g., for 31 solar cells, in which efficiency of conversion of solar energy is 32 significant, content of light of a certain wavelength region 33 should be discussed on the basis of energy. However, 34 photocatalytic reactions except for energy conversion systems, 35 e.g., photosplitting of water into hydrogen and oxygen, do not 36 convert energy. Thus, the energy conversion efficiency 37 cannot be discussed and, instead, quantum efficiency 38 (described below) becomes significant. Under such 39 conditions, the content of light of a certain wavelength region 40 should be calculated or measured on the basis of photon 41 numbers. Energy of a photon in the ultraviolet light region is 42 larger than that in the visible light and infrared light regions 43 and thereby the content calculated on the basis of number of 44 photons must be much smaller than 3 —5% 45

Is Oxidation Ability of a Titania Photocatalyst High? 46 It is true that the photocatalytic reaction by titania and 47 related photocatalysts under ultraviolet irradiation in the 48 presence of air or oxygen decomposes organic compounds 49 almost completely, i.e., the compounds are mineralized into 50 carbon dioxide (and water). Actually, this shows that the 51 power of titania photocatalysts driving this chemical reaction is 52 sufficiently high. Related to this, it is stated in many papers 53 on titania photocatalysis that the description that the oxidation 54 ability of positive holes in photoexcited titania particles is very 55 high. Considering the position of the top of the valence band 56 of titania, ca. 3 V vs. NHE (at pH = 0),6) the potential of 57 positive holes seems far more positive than that for oxidation 58 of ordinary organic compounds. However, is this the case for 59 titania only? Roughly speaking, all metal oxides have 60 essentially the same oxidation ability, i.e., the same potential of 61 the top of the valence band, since the valence bands of metal 62

太陽放射中の紫外光の含量

酸化チタンは，アナタースなら390 nm以下の紫外光だ

けしか吸収しないので，後述するように，太陽放射を光

触媒反応のエネルギー源としてつかうために，酸化チタ

ンの吸収範囲を可視光にまで拡大する研究が行われて

きた．太陽光や室内光をもちいる光触媒反応の実用化の

ためには，そのような吸収波長の拡大はきわめて重要で

ある．それらの研究の報告の緒言部分において，参考文

献をしめすことなしに，太陽放射中の紫外光の含量が3

～5%であると書かれることが多いが，これは再引用が繰

りかえされてきたためと思われる．この解説の著者はこ

の紫外光含量の計算をしめしたさいしょの論文を見つ

けることができなかった．

American Society for Testing and Materials（ASTM）の温

帯域の地表における太陽放射（AM1.5）のデータをつか

うと，380，390，400および410 nm以下の波長の紫外光

の積分強度は4000 nmまでの波長の光の全エネルギー

（958 W m-2）のそれぞれ3,39，4.05，4.84および6.07%

に相当する．紫外光と可視光の境界波長がはっきりしな

い（それは「可視」というのが人が見ることができると

いう意味でその境界が人それぞれであると理解されて

いるからである）ことを考慮すると，上記の3～5%（あ

るいは3～6%）という紫外光含量は妥当なものであると

思われる．もしさいしょにこの紫外光含量の範囲を報告

した論文があるとするなら上記と似た計算結果をしめ

したものと思われ，その後多くの著者がその論文を引用

することなしに書いたものと考えられる．

上記の計算は光子の数ではなく光のエネルギーにも

とづいてなされたものであることに注意する必要があ

る．たとえば太陽エネルギー変換効率が重要である太陽

電池についてエネルギー変換効率を議論する場合には，

ある波長領域の光の含量はエネルギーにもとづいて議

論するべきである．しかし，水の水素と酸素への光分解

といったエネルギー変換系をのぞくと，光触媒反応はエ

ネルギーを変換しない．つまり，エネルギー変換効率は

議論することが不可能で，そのかわりに後述する量子収

率が重要となる．このような場合，特定の波長領域の光

の含量は光子数にもとづいて計算あるいは測定するべ

きである．紫外光領域の光子のエネルギーは可視光や赤

外光にくらべて大きいので，光子数にもとづいて計算さ

れた紫外光の含量は，エネルギーにもとづいて計算され

た上記の3～5%よりずっと小さいはずである．

酸化チタン光触媒は酸化能力が高いのか

酸化チタンや関連化合物の空気あるいは酸素存在下

での紫外光照射下における光触媒反応では，有機化合物

は完全に分解される．すなわち，有機化合物は二酸化炭

素（と水）にまで無機化される．たしかに，このことは

酸化チタン光触媒の化学反応を起こす力がじゅうぶん

に高いことをしめしている．このことに関連して，多く

の論文で光励起した酸化チタン粒子中の正孔の酸化能

力がきわめて高いと書かれている．酸化チタンの価電子

帯上端の位置が標準水素電極（pH＝0）基準で約3 Vであ

ることを考えると，酸化チタン中の正孔の電位は通常の

有機化合物の酸化電位よりはるかに正側（アノード側）

にある．しかし，これは酸化チタンにかぎってのことだ

ろうか．おおまかにいえば，すべての金属酸化物はおな

じ酸化能力，すなわち価電子帯上端のポテンシャルをも

oxides are mainly composed of the same O 2p atomic orbitals; 63 the potential of the conduction band varies depending on the 64 kind of metal, as has been clearly shown by Scaife.7) 65 One of the possible reasons for the high activity of titania 66 compared with that of other metal oxides is high reduction 67 ability to inject photoexcited electrons into molecular oxygen 68 adsorbed on the surface of photocatalysts. Since 69 photocatalytic reactions must be completed with consumption 70 of the same numbers of electrons and positive holes, positive 71 holes, even if their potential is sufficiently high, cannot be 72 utilized when photoexcited electrons are not consumed. 73 Among the various metal oxides, titania has a relatively high 74 ability of reduction of oxygen under photoirradiation. In this 75 sense, a plausible explanation is that titania has sufficient 76 ability for electron utilization to drive oxidation by positive 77 holes (or intermediate species produced by them) of high 78 oxidation ability, and other metal oxides with low 79 photocatalytic activity may have low reduction ability even 80 though they also have high oxidation ability. This suggests 81 that improvement of reduction ability and/or modification of 82 the reduction mechanism of metal oxides other than titania may 83 produce a photocatalyst with higher photocatalytic activity 84 under visible light irradiation. 85

5) The value 1000 mW m-2 is usually used in Japan as the 86 total energy of AM1.5 radiation based on JIS C8911 87 (URL: http://www.jisc.go.jp/app/pager?id=57836), while 88 the total energy calculated using the table of ASTM is ca. 89 958 mW m-2. The difference is presumably attributable to 90 the difference in instruments used for the measurements. 91

6) Although estimation of electronic structure of 92 photocatalyst particles is very important, no reliable 93 method for this estimation has been established. The 94 following paper is cited as a reference of electronic 95 structure of anatase (and rutile): L. Kavan, M. Graetzel, S. 96 E. Gilbert, C. Klemenz, H. J. Scheel, J. Am. Chem. Soc. 97 1996, 118, 6716. 98

7) D. E. Scaife, Solar Energy 1980, 25, 41. Although this 99 paper clearly showed that the top of the valence band is 100 constant for a large number of metal oxides, including 101 mixed metal oxides (Only five out of more than fifty metal 102 oxides have different valence-band positions.) and this 103 paper is well known by researchers in this field of 104 photocatalysis, there have been some published papers 105 with figures showing different valence-band positions. 106

• （1/5/7/10/14/87）"radiation"は"radiate"の名詞形．"radiate"は「放射する」という自動詞（intransitive verb）あるいは「～

を放射する」という他動詞（transitive verb）．いっぽう，"radiate"から派生した"irradiate"は，「～に光（放射線）を照

射する」という他動詞で，照射される対象物を目的語（object）にとる． • （2）"can absorb only ultraviolet light"は"only"が入っているので「紫外光だけを吸収できる」であり，実際には「紫外光

以外は吸収できない」の意味．「紫外光だけしか吸収できない」がよい． • （14–15）"solar radiation at the ground surface in the temperate zone (AM1.5)"の"temperate zone"（"temperature"ではない）

は「温帯」．"AM1.5"は"air mass 1.5"で大気層の通過距離が垂直入射（赤道域）の1.5倍の長さで，角度として45度くら

い．

• （15–16）"The American Society for Testing and Materials"は「米国材料試験協会」と訳されることが多いが，人名とお

なじように原語（あるいは英語）のままの方がよい．略称である"ASTM"は日本では「アストム」と読まれることが多

い．

• （20/90）じつはこの計算はまちがっていて（この解説の執筆時に計算をまちがった），実際には1001.0 mWm−2となる．

しかし，やはり0.1%の誤差がある．ちなみに各波長以下の紫外線量も，"3.24, 3.87, 4.63 and 5.81%"が正しい． • （72）"even if"なので，「～であれば」ではなく「～であったとしても」「～の場合でも」が適切．

• （74）"among"と"between"の使い分けは3以上なら前者，2以下なら後者というのが日本の英語教育でいわれている（い

た）が，実際には3以上でもそれぞれがはっきりしている場合には，"between"をつかうべきで，"among"はそれぞれが

はっきりと規定されていない場合．ここで"among"につづくのは，それぞれを規定しているわけではなく，一般的にあ

金属酸化物が対象なので，"among"がつかわれている．

• （76）"plausible explanation"の"plausible"は辞書には「もっとも（尤も）らしい」と書かれていることが多いが，日本語

っている．これは，金属酸化物の価電子帯がおもに酸素

2p軌道から構成されているからである．伝導帯のポテン

シャルのみが金属の種類に依存することがScaifeにより

あきらかにされている．

酸化チタンがほかの金属酸化物とくらべて高い活性

をしめす理由として考えられるのは，光触媒表面に吸着

された分子状酸素に電子を注入する還元能力が高いこ

とである．光触媒反応では同数の電子と正孔が消費され

なければならないので，たとえ正孔が十分に高い酸化能

力をもっていたとしても，励起電子が消費されないとき

には正孔は利用されない．さまざまな金属酸化物のうち

で，酸化チタンは光照射下における酸素分子還元につい

て比較的高い活性をもっている．この意味で，酸化チタ

ンは電子を利用する十分な能力をもっているために，潜

在的に高い酸化能力をもつ正孔（あるいは正孔から生じ

る中間体）による酸化反応を起こすことができるのに対

し，ほかの金属酸化物の光触媒活性が低いのは，高い酸

化能力をもっていながらも還元能力が低いためである

というのが妥当な解釈である．こう考えると酸化チタン

以外の金属酸化物の還元能力を向上させたり，還元機構

を変化させたりすることによって，可視光照射下で高い

活性をしめす光触媒をつくることが可能である．

5) 日本ではJIS C8911にもとづいてAM1.5太陽放射の全

エネルギーとして1000 mW m-2がよくつかわれるが，

これは上記のASTMのデータ表をつかって全エネルギ

ーを計算すると958 mW m-2となる．このちがいは測定

に使用した機器のちがいによるものと考えられる．

6) 光触媒の電子構造を推定することはきわめて重要で

あるが，信頼できる推定法は確立されていない．ア

ナタース（およびルチル）の電子構造についての参

考文献としてつぎの論文が引用されることが多い．

7) 複合金属酸化物もふくめた大多数の金属酸化物の価

電子帯の上端が一定であること（50種類以上のうち

でわずかに5つだけがことなる価電子帯位置をもつ）

を，この論文はあきらかにしている．また，この論

文は光触媒分野の研究者によく知られている．それ

にもかかわらず，金属酸化物によって価電子帯位置

がことなることをしめす図をふくむ論文がいくつか

出版されている．

で「もっともらしい」は皮肉的な意味がつよい（もっともらしく見えるが実際にはそうでない）ので「妥当な」あた

りがが適切．なお，英語の"plausible"も皮肉的な「口先だけの」という意味があるので，論文ではあまり使わない方が

いいのかもしれない．

219ページ Participation of Hydroxyl Radical and Other Active 1 Species 2 As intermediate species, hydroxyl radical (·OH), 3 superoxide anion radical (O2·

–), hydroperoxy radical (HO2·), 4 hydrogen peroxide (H2O2), and singlet oxygen (1O2) have been 5 proposed since the early stage of research on photocatalysis for 6 photocatalytic reaction systems containing titania as a 7 photocatalyst. Such active species may have a relatively short 8 lifetime, because of the higher reactivity, and therefore in situ 9 detection is not easy. Many studies have shown that the 10 presence of such species in photocatalytic reaction systems, but 11 those studies showed only the existence of species, and not 12 their participation in photocatalytic reactions. Even though 13 the amount detected was rather small, it is rather difficult to 14 exclude the possibility of participation of such active species, 15 considering their short lifetime. However, at the same time, it 16 is not so easy to determine the extent of participation of the 17 active species in actual photocatalytic reaction systems. This 18 problem should be discussed considering possible uncertainty 19 in participation of the active species. 20

Quantum-size Effect 21 This frequently used term means that when the size 22 (radius) of solid particles becomes smaller than their Bohr 23 radius, the bottom of the conduction band and the top of 24 valence band shift in negative (high electronic energy) and 25 positive (low electronic energy) directions, resulting in 26 expansion of the band gap. The Bohr radius for anatase 27 particles and that for rutile particles have been estimated to be 28 2.5 and 0.3 nm, respectively. Preparation of crystalline titania 29 particles of such small size seems to be difficult, and titania 30 particles claimed in papers to show a quantum-size effect might 31 be larger than these sizes. A blue (shorter wavelength) shift, 32 if observed, of the absorption edge of those samples might be 33 due to the amorphous part of titania, not to the quantum-size 34 effect. At least for titania photocatalyst, use of quantum-size 35 effect for interpreting the results seems inappropriate. 36

♦ Experimental 37

Identification of Products 38 Strictly speaking, all of the products of reported 39 photocatalytic reactions must be identified. If authors claim the 40 application of a heterogeneous photocatalytic reaction to 41 synthesis of compounds, isolation and identification of the 42 product(s) are indispensable. Although organic chemists have 43 recognized this as common sense, researchers in other fields of 44 science should be reminded of this to avoid confusion induced 45 when products are reported incorrectly without appropriate 46 identification, 47 Chromatography cannot be used for identification. 48 Although this is generally noticed, mistakes in identification 49 have been made also in the field of photocatalysis. It should 50 be noted that, as well as this chromatography problem, 51 identification cannot be completed in a strict scientific sense. 52 Accumulation of results that are consistent with the presumed 53 structure of a product shows the consistency but not proof; 54 compounds are always almost identified with the least 55 possibility of another structure. 56

Use of P25 as a Reference Photocatalyst 57 Titanium(IV) oxide (TiO2, titania) is a promising 58 photocatalyst material without any demerits except for a fact 59 that titania can absorb light of wavelength shorter than ca. 400 60

水酸ラジカルなどの活性種の関与

光触媒として酸化チタンを含む光触媒反応系に関す

る研究の初期段階から，水酸ラジカル（·OH），スーパ

ーオキシドアニオンラジカル（O2·–），過酸化水素（H2O2）

および一重項酸素（1O2）が中間活性種として考えられ

てきた．これらの活性種はその高い反応性のために寿命

がみじかいので，その場検出は容易ではない．たくさん

の研究によりこれらの活性種が光触媒反応系で検出さ

れているが，それは活性種が存在することをしめしてい

るだけで，光触媒反応に関与することをしめしているわ

けではない．活性種の寿命がみじかいことを考慮すれ

ば，検出された活性種量が少ない場合でもその関与を否

定することはむずかしい．しかし，同時に光触媒反応へ

の関与のどあいを知ることも容易ではない．この問題

は，上記の活性種が関与していないかもしれないという

前提で議論すべきである．

量子サイズ効果

頻繁に使用されるこの用語は固体粒子のサイズがそ

の固体のボーア半径よりも小さくなると，伝導帯の下端

と価電子帯の上端がそれぞれ負側（電子のエネルギーが

高い），正側（電子のエネルギーが低い）にシフトし，

結果としてバンドギャップが大きくなることを意味す

る．アナタースとルチルのボーア半径はそれぞれ2.5お

よび0.3 nmと見積もられている．酸化チタンについてこ

のような小さなサイズの粒子を調製するのは困難であ

り，論文中で量子サイズ効果をしめすと報告されている

酸化チタン粒子のサイズはこのボーア半径より大きい

と思われる．これらの酸化チタンの光吸収端の短波長シ

フトが観察されるとすれば，量子サイズ効果によるもの

ではなく，酸化チタンのアモルファス部分による可能性

がある．すくなくとも酸化チタン光触媒については，実

験結果を説明するのに量子サイズ効果をつかうことは

適切とはいえない．

◆ 実験

生成物の同定

厳密にいえば，光触媒反応を報告するときにはすべて

の生成物を同定しなければならない．不均一系光触媒反

応の化合物の合成に応用することを主張する場合には

生成物の単離と同定が不可欠である．有機化学者はこの

ことを常識と理解しているが，他の分野の研究者も，反

応生成物が適切に同定されなかったためにまちがって

報告されたときに引き起こされる混乱を避けるために，

単離と同定が必要であることをおぼえておくべきであ

る．

クロマトグラフィーは同定にはつかえない．このこと

はよく知られているが，光触媒反応の分野でも同定にま

ちがいは起こっている．このクロマトグラフィーの問題

とともに，厳密な科学的な立場からいえば同定は決して

完全には行えないことに注意するべきである．ある生成

物について想定される構造と矛盾しない結果を積み重

ねることは証明ではなく，想定構造との整合性をしめし

ているにすぎず，ほかの構造である 小の可能性をのこ

しつつほぼ同定される，ということである．

参照光触媒としてのP25の利用

nm, i.e., ultraviolet light. Empirically, a solid material 61 composed of or including titania shows appreciable 62 photocatalytic activity when irradiated with ultraviolet light, 63 and therefore numerous titania or titania-based samples have 64 been prepared and their photocatalytic activities (Problems in 65 photocatalytic activity tests will be discussed later.) have been 66 examined. Since photocatalytic activity is more or less a 67 relative measure, use of a reference sample for comparison is 68 preferable. Degussa P25 (The official product name is 69 "AEROXIDE TiO2 P 25"; Nippon Aerosil supplies this in 70 Japan.) is often used as a reference. This sample is supplied 71 widely, and thereby comparison of photocatalytic activity of a 72 given sample with that of P25 is convenient to check the 73 relative activity. In this sense, P25 is one of the best products. 74 An additional merit is that P25 often exhibits higher activity 75 for a wide range of photocatalytic reactions. Actually, in our 76 experience, preparation of titania samples showing activity 77 higher than that of P25 is not easy, and, thereby, when a titania 78 photocatalyst exhibiting activity higher than that of P25, it can 79 be claimed that the photocatalyst has high photocatalytic 80 activity. However, it should be noted that the highest activity 81 of P25 is not guaranteed in all photocatalytic reactions. 82 Claiming high activity of a photocatalyst by showing that the 83 photocatalyst is more active than P25 in only one reaction 84 system is insufficient. 85 The mysterious structure (crystalline content) and 86 photocatalytic activity of P25 and their determination are 87 discussed later. 88

• （3–4）これらのラジカルは，それぞれ日本語として「水酸ラジカル」「スーパーオキシドアニオンラジカル」「ヒド

ロペルオキシラジカル」という訳語がある（「文部省学術用語集・化学編」）．

• （17）"extent"は「度合い（どあい）」で「範囲」や「広さ」はあやまり． • （23–24）"Bohr radius"は「ボーア半径」で，もともとは水素原子の1s軌道についてのボーア模型の半径（a0 = 4πε0h'2 =

52.9 pm）だが，半導体粒子での励起電子と正孔の広がりのことも意味する．ここでの意味は後者．これは，(ε*/m*)a0

でもとめられる．ε*とm*は，それぞれ有効比誘電率と有効質量をあらわす．

• （26）"directions,"は"directions, respectively,"と"respectively"がはいるのが正しい． • （35）"for titania photocatalyst"は"for a titania photocatalyst"か"for titania photocatalysts"が正しい． • （42）"isolation"は"separation"（「分離」）とはちがって，単一物質としてとりだすこと．「単離」． • （69）"Degussa"は「デグサ」でもよい（Nippon Aerosil［日本アエロジル］）がこう呼称しているため）が，それを知

らないのであれば，"Degussa"のままとする． • （74）"product"は「製品」． • （83）"claiming"は現在分詞ではなく動名詞で「主張すること」というこの文の主語． • （86–88）さいしょの"and"は"structure"と"activity"をつないでいて，"mysterious"は両方にかかっている．2つめの"and"

は"structure and activity"と"determination"をつないでいる． "their"は"structure and activity"．

酸化チタン（TiO2，チタニア）は400 nm以下の波長の

紫外光しか吸収しないという点をのぞいては短所がな

い有望な光触媒材料であり，そのために数多くの酸化チ

タンあるいは酸化チタンを基材とする試料が調製され，

その光触媒活性が調べられてきた（光触媒活性試験に関

する問題点については後述する）．光触媒活性は多かれ

少なかれ相対的なものなので，比較のために参照試料を

つかうことが好ましい．Degussa P25（正式名称は

「AEROXIDE TiO2 P 25」．日本ではNippon Aerosilが供

給している）を参照試料としてつかうことが多い．この

試料はひろく供給されているので，ある試料の光触媒活

性をP25と比較して相対活性をチェックすることは便利

である．この意味でP25は 適なものの1つである．さら

に都合がいいことは，P25がひろい範囲の光触媒反応に

対して高い活性をしめすことである．実際にP25を超え

る活性をしめす酸化チタンをつくることは容易ではな

く，P25よりも高い活性をもつ酸化チタンがえられたら，

その光触媒が高い活性をもつということができる．しか

し，P25がすべての光触媒反応で 高の活性をしめすこ

とが保証されているわけではないので，ある光触媒の活

性が高いことを主張するには，P25よりも活性が高いこ

としめすだけでは不十分である．

P25のなぞめいた構造（結晶含量）と光触媒活性，およ

びそれらの決定については後述する．

220ページ Determination of Crystal Structure by X-ray 1 Diffraction Analysis 2 Unlike that in the case of molecules or metal complexes, 3 description of the structures of solid inorganic materials, 4 especially powder samples, is difficult. One of the reasons is 5 that the structural parameters, e.g., particle size, have a wide 6 distribution and thereby preciseness in the measurement 7 strongly depends on the method employed. Another problem 8 is that solids have surfaces that have properties different from 9 their bulk and sometimes have a decisive effect on the reaction 10 occurring on them. 11 Fundamental structural information of solid materials is 12 their composition. Although in very limited cases, for 13 example, when a solid is not a crystalline material, the solid 14 composition is determined by dissolution and chemical 15 analysis, solid composition is usually determined by X-ray 16 diffraction (XRD) analysis. The solid composition is 17 determined by comparison of peak positions corresponding to 18 lattice spacing with reported values (There are no ways to 19 identify the solid samples used in the measurements of the 20 reported data, and this implies that the identification by XRD is 21 only possible based on the assumption that the reported data 22 are correct.). Thus, a crystalline phase giving XRD peaks can 23 be identified qualitatively. Then, can we measure the content 24 of the crystalline phase quantitatively? As described in the 25 following section, even if only one group of XRD peaks 26 assigned to a single phase of crystalline appears, the possibility 27 of the presence of an amorphous phase, which does not give 28 any XRD peaks, cannot be excluded. Furthermore, if more 29 than two sets of XRD peaks are observed, quantitative 30 measurements are necessary. 31 It has been suggested that the intensity of the XRD peak is 32 proportional to its content,9 and this seems to enable 33 quantitative analysis of crystalline contents using appropriate 34 standard samples composed of a single crystalline phase. It 35 seems that there is no guarantee of constant diffraction peak 36 intensity even for high-purity single-phase samples used as a 37 standard.10 Furthermore, it has been suggested that small 38 anatase crystallites (< 30 nm) in anatase-amorphous mixtures 39 give XRD peak intensity which is smaller than that expected on 40 the basis of differential scanning calorimetry (DSC) results.11 41 Therefore, it is necessary to make a calibration curve using a 42 standard sample extracted from a given sample of a mixture. 43 As far as the author knows, there have been no reports on such 44 quantitative XRD analyses of samples that had been a 45 crystalline mixture when prepared. Recently, groups of the 46 author and Ohno succeeded in isolation of anatase12 and 47 rutile13crystalline phases, respectively, from P25. This 48 enabled precise determination of the crystalline content of 49 anatase and rutile, assuming the presence of an amorphous 50 titania phase;14 the ratio of anatase, rutile and amorphous has 51 been determined to be 78 : 14 : 8.15 52 This ratio is different from the frequently described 53 crystalline content of 80% (73%) anatase and 20% (27%) 54 rutile, which was presumably calculated using the equation16 55

XA = 1 / ( 1 + 1.26 IR/IA ), (1) 56

where XA is crystalline content of anatase, and IR and IA are 57 intensities of the most intense XRD peaks for anatase and 58 rutile, respectively. It should be pointed out that 59 laboratory-made anatase and rutile powders and their mixture 60 were used without any structural information on the powders, 61 and only the fact that the above equation could reproduce the 62

X線回折による結晶構造の決定

分子や金属錯体の場合とはちがって，固体の無機材

料，とくに粉末試料の構造を記述するのはむずかしい．

その理由の1つは，たとえば粒子径のような構造パラメ

ータが広い分布をもち，そのため，測定の正確性が測定

方法に強く依存することである．もう1つの問題は，バ

ルクとはことなる異なる特性をもち，そこで起こる化学

反応に決定的な影響をあたえる表面を固体がもってい

ることである．

固体材料の基本的な構造情報はその化学組成である．

たとえば固体が非結晶性であるときに，試料を溶解させ

て化学分析することによって決定するのはきわめて限

られた場合だけで，固体の組成はX線回折（XRD）分析に

よって決定することがほとんどである．組成は，格子面

間隔に対応するピーク位置を報告値と比較することに

よって決めることができる（報告値を得るために使われ

た固体試料を同定する方法はないので，XRDによる同定

は報告値が正しいと仮定したときにのみ可能である）．

このように，XRDでピークをあたえる結晶相は定性分析

が可能となる．それでは，結晶相の含率は定量できるだ

ろうか．つぎにのべるように，アモルファス（無定形）

相はXRDピークをあたえないから，1種類の結晶相に帰属

されるピーク群が観測されたとしても，アモルファスが

存在する可能性は否定できない．また，2種類以上のXRD

ピーク群があれば，それぞれを定量する必要がある．

XRDピークの強度はその含量に比例することが知られ

ており9，1種類の結晶相だけからなる適当な標準試料を

つかえば結晶含量の定量分析が可能であると考えられ

るが，標準試料とつかわれる高純度の単相試料でも一定

のピーク強度がえられるという保証はないようである10．また，アナタースとアモルファスの混合物中のアナ

タースの結晶子が30 nmより小さい場合には，示差走査

熱量計分析から予測されるよりそのXRDピーク強度が小

さいことが報告されている11．したがって，混合物試料

から結晶相を抽出して検量線をつくる必要がある．著者

が知るかぎり，調製時にすでに結晶混合物であった試料

についてそのような方法で分析した例はない．さいき

ん，著者とOhnoのグループがそれぞれアナタースとルチ

ルをP25から単離することに成功した．このことは，ア

モルファスがふくまれていることを仮定したうえでア

ナタースとルチルの含量を決定できることを意味して

いる．実際にP25中のアナタース，ルチルとアモルファ

スの比は78：14：8であった．

このアナタース－ルチル比（アモルファスを無視する

と85：15）は論文中によく記載されている80%（あるい

は73%）アナタース－20%（27%）ルチルとはことなって

いる．おそらく，文献にあるこの値はルチルとアナター

スの 強XRDピークの強度をそれぞれ，IRとIAとしたとき

のアナタースの含率XAについてのつぎの式16によって求

められたものである．

XA = 1 / ( 1 + 1.26 IR/IA ), (1)

この式をみちびくにあたって，実験室で調製されたアナ

タースとルチル粉末とその混合物を使っているが，論文

には結晶型以外に構造特性はしめされておらず，また，

上の式が人工的な混合物の結晶組成を再現することが

crystalline content for the artificial mixtures. Actually, 63 crystalline content (anatase and rutile) calculated by the author's 64 group using the above equation was 76 : 24 or 84 : 16, with 65 peak height and peak area intensities, respectively. It should 66 be noted that a coefficient "1.26" was determined 67 experimentally. It is thought that the coefficient depends on 68 instruments and standard samples used in the measurements, 69 but this has not been discussed. Furthermore, even if the 70 coefficient is improved, the equation neglects the presence of 71 an amorphous part. 72 It should be noted that crystalline content in solid samples, 73 at least those containing an amorphous phase, can be 74 determined by XRD analysis only when pure crystalline phases 75 contained in the samples are isolated.17 76 77 9 Although this book covers the theoretical background and 78

experimental techniques of XRD measurements with 79 detailed descriptions, the book seems not so popular in 80 Japan, presumably because it has not been translated into 81 Japanese. 82

10 Actually, peak intensity depending on the size of particles 83 of silica has been reported: I. Nakai and F. Izumi eds. 84 Funmatsu X-Sen Kaisetsu no Jissai (Japanese), 85 Asakurashoten, Tokyo, 2002, 116. 86

11 Presumably, this is the only paper on the negligible 87 photocatalytic activity of amorphous titania. 88

15 It should be noted that this ratio is valid only for the sample 89 stored in a cabinet in the author's laboratory. There is no 90 guarantee that all samples of P25 have the same crystalline 91 content. 92

16 This very old paper has been digitalized and uploaded on 93 the web site of American Chemical Society. A check of 94 the frequency of citation of this paper in "Web of 95 Knowledge" showed that this paper has been cited more 96 frequently in past few decades than in the period just after 97 publication. It seems that authors of recent papers on 98 titania photocatalysts have referred to this paper without 99 reading the original copy. 100

17 While Rietveld method has recently been used for analysis 101 of XRD patterns, the author thinks that this method can not 102 also be used for determination of crystalline content of 103 samples containing an amorphous (not giving XRD peaks) 104 phase. 105

• （3）"unlike that"の"that"は"description"．この文の主語は"description (of structure)"なので，それに対応するものが"that"になっている．

• （9–10）" solids have surfaces that have properties different from their bulk and sometimes have a decisive effect on the reaction occurring on them"の関係代名詞"that"の先行詞は"surfaces"．"and"は，さいしょの"have"とあとの"have"をむすんでいて，

その"have"という動詞2つの主語は"that"がさす"surfaces"． • （15–16）"dissolution and chemical analysis"は「溶解して化学分析すること」であって，「溶解『や』化学分析」では

ない．もし，「や」の意味なら"or"で結ばれるはずである．

• （33）"its content "の"its"は意味のうえでは「結晶相」だが，対応する単語がない．厳密にいえば，前の行で"the XRD peaks of crystal phase"とすべきであった．

• （39）"< 30 nm"については英語でも日本語でも数字と単位のあいだにはスペースを入れる．IUPAC（国際純正応用化

学連合）のきまりでは「数字と単位のあいだには活字の幅の1/2だけあける」ことになっているのが，通常はスペース1

つ入れる．

• （44-45）"such quantitative XRD analyses"は前の文にある「結晶混合物から抽出した1つの結晶部分をつかって検量線を

つくって定量する」ことなので，それがわかるように訳す必要がある．

• （47）"Ohno"は九州工業大の横野照尚教授のことだが，それが確定できないのであれば，「大野」などの適当な日本

語を入れるのではなく，原文のままにすること．基本的には命名反応や法則名などをのぞいては，人名は原文のまま

にするのがよい．

• （48）"This"は「P25からアナタースとルチル結晶相をそれぞれ単離できたこと」．

• （50-51）"assuming the presence of an amorphous titania phase"は「アモルファス酸化チタンが存在するという前提で」の

意味．アモルファスがないのであれば，XRDのピーク強度比からアナタースとルチルの比をもとめることが可能．

できるだけであることを指摘しておかなければならな

い．実際に，著者のグループがP25についてそのアナタ

ース－ルチル比を上の式を使って計算すると，ピーク高

さと面積の強度を使ったときに，それぞれ76：24と84：

16となった．ここで，1.26という係数は実験的にもとめ

られたものである．この係数は測定に使った装置や標準

試料に依存すると思われるが，これについては議論され

ていない．また，もしこの係数について何らかの補正が

されたとしても，依然としてアモルファスの存在を無視

していることに変わりはない．

すくなくともアモルファスをふくむ固体試料につい

て，その結晶含量をXRD分析によってもとめられるのは，

その試料中に含まれる結晶相を単離したときに限られ

ることに注意すべきである． 9 この本はXRD測定の理論的背景と実験テクニックを

詳細な記述をもってカバーしたものであるが，日本

ではあまり知られていない．これは日本語に翻訳さ

れていなからだと思われる．

10 実際に，シリカについてXRDピーク強度が粒子径に依

存することが報告されている．

11 おそらく，これはアモルファス酸化チタンが光触媒

活性がないことをしめしたはじめての論文である．

15 この比は著者の実験室のキャビネットに保管されて

いるP25についてのみ有効であることに注意するこ

と．すべてのP25がおなじ結晶含量をもっているとい

う保証はない．

16 この非常にふるい文献はデジタル化されて，アメリ

カ化学会のウェブサイトにアップロードされてい

る．Web of Knowledgeでこの論文の引用回数をチェ

ックすると，論文出版当時よりも，この二，三十年

間の方が頻繁に引用されていることがわかる．これ

は，これを引用しているさいきんの論文の著者は，

この論文そのものを読まないで引用しているものと

思われる．

17 さいきん，リートベルト解析がXRDパターンの解析に

よく用いられているが，この方法もやはり，XRDピー

クをあたえないアモルファスをふくむ試料中の結晶

含量の定量には使えないものと思われる．

• （56）変数や定数はイタリック（斜字体）で，添え字はローマン（立体）．字体も正確に．

• （59–61）この論文を再読するとそれぞれ微量のルチルとアナタースをふくむ市販のアナタースとルチルを使用して

いた．ここの記述は誤りであった．

• （59–63）この文の構造として，文頭の"it"は，"that"以下と"the fact"をさしているが，2つあるから単数形の"it"では

おかしいし，両者をむすぶ"and"の前にコンマがある．ほんとうは，"only the fact that"ではなく，"only the fact was that"でbe動詞が欠落していた．

• （87）"negligible"は否定的で「ほとんどない」．「ほんのすこしある」は誤ったニュアンス．

• （96）"Web of Knowledge"は固有名詞（商標）なのでそのまま．

• （101）標準試料としてアモルファスを含まないと仮定できるものを使い，これを一定の重量比で混合してXRD測定を

行い，ピーク強度から標準試料の含率をもとめて実験値（質量比）と比較することによって，測定試料中のアモルフ

ァス含量を推定することが可能．

• （101）"Rietveld"はこの方法の考案者であるオランダ人のHugo Rietveldをとったもので，オランダ語では語尾のdは英

語のtとおなじく濁らない（ドイツ語もおなじ）．そのため，日本語では「リートベルト」と書く．

• （103）"also"は本文中でのべた通常のXRD解析と「同様にアモルファスを含む結晶の含量の定量には使えない」ことを

しめしていて，「定量に『も』使えない」ではない．

221ページ Use of Scherrer Equation 1 Scherrer's equation is 2 L = Kλ / β cosθ, (2) 3 where L, K, λ, β , and θ are size of particles in the direction 4 vertical to the corresponding lattice plane, a constant,18 5 wavelength of X-ray, corrected full width at half maximum 6 (FWHM) of the XRD peak, and angle of diffraction, 7 respectively. Since K has been introduced in the derivation 8 of this equation9 to be 0.891, K, has its effective digits. The 9 effective digits of the resulting size of particle L should be one, 10 if "0.9" is used. In order to show the size L with three-digit 11 accuracy, a value of "0.891" should be used. Another notable 12 point is the correction of FWHM. Two kinds of correction 13 are required. One is correction for broadening due to Kα2 14 radiation, and the other is for broadening due to the optical 15 path in the diffractometer. Generally speaking, the former 16 and the latter corrections are made by assuming a radiation 17 intensity ratio of Kα1 and Kα2 and by using FWHM of a 18 standard large crystalline sample. There are at least three 19 ways for the latter correction, but there seems to have been no 20 discussion on the best way. The simplest way, subtraction of 21 FWHM of the standard, has often been employed. To the 22 author's knowledge both corrections appreciably affect the size 23 of particles; a large error is expected without such corrections. 24 Therefore, when the size of particles is demonstrated, the 25 methods used for FWHM corrections should be described. 26 As described above, the size of particles in the direction 27 vertical to the corresponding lattice plane can be estimated 28 using Scherrer's equation. In comparison with the data 29 obtained in another way, e.g., transmission or scanning 30 electron microscopy, difference due to this may be observed. 31 Finally, broadening of FWHM of XRD peaks is also 32 induced by distortion of the crystalline lattice. The 33 Williamson-Hall equation includes this, as well as the effect of 34 particle size.19 In other words, Scherrer's equation neglects 35 the effect of crystal lattice distortion. For samples that are 36 expected to have a large degree of distortion, analyses using 37 the Williamson-Hall equation should be carried out. 38 39 18 Sometimes this coefficient is called "shape factor", but the 40

author does not know the reason for this. 41 19 The original paper on this plot is G. K. Williamson, W. H. 42

Hall, Acta Metall. 1953, 1, 22. The author has not 43 checked discussion, if any, on this plot following the 44 original paper. 45

• （1）「シェラー式をつかう」と訳してもよいが，「シェラー式のつかい方」はちょっとちがう．

• （1）"Scherrer's equation"（シェラー式）はこの業界では常識です．"Sh-"ではなく"Sch-"であること（ドイツ語系），

"r"が3個あることもしっかりおぼえよう．

• （3/4/10）変数，定数はイタリック（斜体）で書くのがふつう．したがって，"size of particle L"は「粒子Lのサイズ」

ではなく「粒子サイズL」．また，「粒子Lのサイズ」なら"size of the particle L"となる．だから訳すときにも，立体（ロ

ーマン）と斜体（イタリック）は区別する必要がある．

• （4）"direction"で"dimension"とは異なる．ぜんぜんちゃうやんか．．．

• （4）" size of particles in the direction vertical to the corresponding lattice plane"がさいしょの項目＝L．

• （4/7）A，B，Cを"and" または"or"で接続する場合には，"A, B, and (or) C"とする（"B"のうしろにコンマ）．文法的に

はこのコンマはなくてもよく，複数の著者名を書くときにこのコンマを入れないとする書式をとっている論文誌が多

シェラー式の使用

シェラー式は，

L = Kλ / β cosθ, (2)であらわされ，L，K,，λ,，β およびθ は，それぞれXRDピー

クあたえる格子面に垂直方向にはかった粒子のサイズ，定

数，X線の波長，そのXRDピークの半値幅および回折角である．

定数K はこの式を誘導するときに0.891ともとめられたもの

なので，有効数字をもつ．もしK として0.9を使うなら，得

られる粒子サイズの有効数字は1である．3桁の有効数字で粒

子サイズをもとめるためには，K として0.891を使うべきで

ある．シェラー式を使うときに，この問題以外に注意すべき

ことはXRDピークの半値幅の補正である．2種類の補正が必要

とされている．ひとつは，Kα2線が含まれることによるピー

ク幅のひろがりの補正，もうひとつは回折計の光路によるひ

ろがりの補正である．一般的には，前者はKα1線とKα2線の放

射強度比を仮定することによって，後者は大きな結晶サイズ

をもつ標準試料の半値幅を使うことによって補正する．後者

の補正では，すくなくとも3種類の方法が知られているが，

どれがいい方法なのかについて議論されることはないよう

に思われる．単に標準試料の半値幅を差し引くというもっと

単純な方法が採用されることが多い．著者の経験では，Kα2

線と回折計の光路によるひろがりはいずれも粒子サイズの

測定値におおきな影響をあたえ，もし補正を行わなければ大

きな誤差を生じる．したがって，シェラー法による粒子サイ

ズをしめす場合には，半値幅の補正にもちいた方法を記述す

べきである． 上記にように，XRDピークをあたえる格子面の垂直方向に

はかったサイズはシェラー式によって推定することができ

る．透過型あるいは走査型電子顕微鏡観察などのほかの手法

でもとめた粒子サイズと比較すると，この測定方向のちがい

のために差が生じる可能性がある． さいごに，XRDピークの半値幅は結晶格子の歪みによって

もひろがることがあることをのべておく．ウィリアムソン－

ホール式は粒子サイズが小さいことによるひろがりととも

に，この格子歪みによるひろがりを考慮したものである．い

いかえれば，シェラー式は格子歪みによるひろがりを無視し

たものである．格子歪みが大きいと考えられる試料では，ウ

ィリアムソン－ホール式を用いて解析すべきである． 18 この係数は「形状因子」とよばれることがあるが，著者

はその理由を知らない． 19 この式のプロット関するさいしょの論文は，G. K.

Williamson, W. H. Hall, Acta Metall. 1953, 1, 22. この論

文が発表されたあとで，この式のプロットに関する議論

があったかもしれないが，これについては著者はしらべ

ていない．

い．

• （5）"the corresponding"の"the"はこれより前にはあらわれていないが，意味のうえで「XRDピークをあたえるその～」

という意味．

• （8）"respectively"は"and"あるいは"or"でつないだ複数の項目を順に対応させる場合につかう．「それぞれ」は和訳例

のような位置にはいるのがふつう．

• （9）"effective digits"は「有効数字」．"its"はなくても意味は通じるが，「定数K は，定数K としての有効数字」をも

つというのが論理．なお，ここには「有効数字が3桁である」とは記述されていない．

• （10）" resulting "は「結果としてえられる」．

• （12）"another"は，「ほかにはこれもある」という意味．

• （12）" notable "は「重要な」と訳してもまちがいではないが，意味のうえでは「注意すべき」．

• （15）"the other"は"another"とは置き換えられない．前の文で2つであると限定していて，そのうち1つについて述べた

あと，もう1つというのは限定されているため"the"がつく．もし2つと限定されておらず，3つ以上である可能性もあっ

て，そのうちの1つについてなら"another"もありうる．

• （16）"Generally speaking"は分詞構文で意味上の主語は「わたし」となり主節の主語"the former and the latter"とは一致

していない．一致させるには，"Being generally spoken"のように書き換える必要があるが，通常は"generally speaking"が慣用的に副詞節と考えてそのまま用いる．

• （17）"former"と"latter"は「前者」と「後者」で，2つならべた場合のそれぞれをしめす．

• （19）文末に", respectively"がはいるべきであった．「それぞれ」を使ってもいいが，"by assuming"と"by using"で

日本語ではすこしニュアンスが異なるので，べつべつに訳した方がいい．

• （19）"these"と"there"は別です．"these"でも文は成立するけど，何をさしているかわからない．

• （20）"there seems to have been"は，"there is"（存在する/ある）に"seem to"がつき，さらに現在完了になったもの．「議

論はされることはないようである」

• （21）" subtraction "の動詞形"subtract A from B"は「BからAを差し引く」なので" subtraction of A"は「Aを差し引くこと」

になる．このような場合には，" subtraction "だけでなく，" subtract "も辞書でしらべるとよい．

• （22）"often"は「しばしば」と訳すより「～ことが多い」の方が日本語としてスマート．日本では「オーフン」と習

うけど，欧米では「オフトン」と発音している人も多い．ALCによれば，60%程度の確率とか．．．

• （31）"this"は「シェラー式でもとめられる粒子のサイズが対応する格子面に垂直方法のものである」ということ．

• （31）"may"は「可能性がある」．

• （32）"also"は副詞で，"is～induced"にかかっている．したがって，「結晶子が小さいことによるXRDピークのひろが

りだけでなく」という意味．

• （34）"this"は，「XRDピークの半値幅が格子歪みによってもひろがること」．

• （36）"that"は関係代名詞でその先行詞は"samples"．

• （37）"a large degree of"は「大きな度合いの」．

• （44）"if any"は「もしあれば」で，「あったかどうかはわからないが，もしあれば」ということ．

• （ref. 18）"sometimes"は「ときどき」や「ときには」ではなく「～ことがある」と訳した方がよい．つまり，"sometimes"を訳すのではなく，"sometimes"を含む文を訳すということである．

• （ref. 18）"call A B"は「AをBとよぶ」．これを受動態（passive voice）にすると，"A is called B"で，"A is called as B"ではないことに注意．

• （ref. 19）" G. K. Williamson, W. H. Hall, Acta Metall. 1953, 1, 22"でさいしょの立体（斜字体でない部分）は著者名，つ

ぎのイタリック部は雑誌の略号（うしろの"Metall."にはピリオドがついているので略されている．Acta Metallurgy），

つぎの太字（ボールド）は発行年，イタリックは巻数，さいごはページ．ただし，この規則はChem. Lett.のもので雑誌

によって異なる．

221ページ Amorphous Phase and Crystallinity 1 All solid materials can be categorized into two 2 parts: crystal and amorphous parts. The crystal part has a 3 long-range order of arrangement of atoms, ions, or molecules 4 and the amorphous part has only a short-range order. 5 Empirically, crystals are detected by XRD patterns; peaks 6 appearing in an XRD pattern suggest a certain crystal structure 7 among possible or reported polymorphs, e.g., anatase, 8 brookite, or rutile for titania crystals. On the other hand, 9 there seems to be no direct method to detect amorphous 10 structure; XRD patterns without any appreciable peaks suggest 11 only that the sample is amorphous without any information on 12 its composition, and if some peaks appear, the XRD pattern 13 can not give any information on whether an amorphous part is 14 included or not. This leads to a misunderstanding of solid 15 structure or composition using an XRD pattern. It is difficult 16 and complicated to prove the presence/absence of an 17 amorphous part and, if present, its content. 18 Strictly speaking, an amorphous phase has a 19 chemical composition the same as its crystal, e.g., amorphous 20 titania must be of TiO2. However, determination of content 21 of the amorphous part is difficult and has been determined 22 only in the limited cases. In most cases, it was suggested that 23 there was an amorphous part of something, e.g., titanium oxide 24 or titanium hydroxide. For titania samples, an exothermic 25 peak due to the crystallization of amorphous parts into anatase 26 observed in differential scanning calorimetric (DSC) analysis 27 could support the presence of amorphous titania.11 This is, to 28 the author's knowledge, the only report discussing the content 29 of amorphous phase (presumably of TiO2) in titania particulate 30 samples and its photocatalytic activity. Though this paper 31 has been cited frequently as a reference for the negligible 32 photocatalytic activity of amorphous titania, there is no 33 guarantee that the structure of the amorphous part is the same 34 as that of a given amorphous part reported in papers. 35 36 In relation to the above-mentioned problem of 37 "amorphous", it should be pointed out that the term of 38 "crystallinity" is ambiguous. When this term is defined as 39 extent of crystallization of a certain non-crystalline material, 40 crystallinity is calculated from a (weight) ratio of crystalline 41 and amorphous parts. However, the ratio can be determined 42 only in limited cases in which the crystalline part(s) is (are) 43 isolated to be a standard of quantitative analysis in XRD 44 analysis, since the crystalline content is not always 45 proportional to intensity of the corresponding XRD peak(s) as 46 discussed in the preceding section. Sometimes the term is 47 used to show extent of crystalline growth, e.g., by observing a 48 narrower (sharper) XRD peak. Since the width of an XRD 49 peak is closely related to the size of crystallites (Scherrer's 50 equation discussed in the preceding section), the use of the 51 term "crystallite size" is preferable to "crystallinity" when only 52 the sharpness of an XRD peak(s) is discussed. 53 11 Presumably, this is the only paper on the negligible 54

photocatalytic activity of amorphous titania. 55

• （1）"all"に対応することばは「すべて」．どうしても「全て」を使いたいなら，「尤も」とか「然し」，「或いは」，

アモルファス相と結晶性

すべての固体材料は結晶とアモルファスの2種類に分類さ

れる．原子，イオンあるいは分子の配列について長距離の規

則性をもつのが結晶であり，短距離の規則性だけをもつのが

アモルファスである．結晶があるかどうかの実験的な確認に

はエックス線回折（XRD）を用い，そのパターンに特定のピ

ークが現れれば，存在する可能性がある，あるいは，すでに

報告されている結晶相，たとえば酸化チタンならアナター

ス，ルチルあるいはブルカイト，のうちのある結晶が含まれ

ていることがわかる．いっぽう，アモルファスが存在するこ

とを直接的に観測する方法はない．XRDパターンにピークが

観測されない場合には，その試料がアモルファスであること

はわかるが，それがどのような組成のものであるかはわから

ないし，もしピークがあれば試料のなかにアモルファスが含

まれているかどうかは不明である．このため，XRDパターン

による固体の構造と組成について誤って理解されることが

ある．アモルファスが存在するかどうかや，アモルファスが

どのくらいあるかを知ることはむずかしくかつ複雑である．

厳密にいえば，ある物質のアモルファスは，その物質の結

晶とおなじ組成をもつ．たとえば，アモルファス酸化チタン

ならその組成はTiO2である．しかし，組成がわかったアモル

ファスの含量をもとめるのはむずかしく，実際にはかぎられ

た場合にだけ定量されたことがあるといえる．ほとんどの場

合には，組成が明確でないなにか，たとえば酸化チタン試料

なら酸化チタンあるいは水酸化チタンのアモルファスが存

在することが示唆されただけである．酸化チタンの場合に

は，示差走査熱量分析（DSC）においてアモルファスからア

ナタースへの結晶化による発熱ピークが観測されれば，アモ

ルファスTiO2が存在することがわかる（文献11）．この論文

は，著者が知るかぎりにおいては，酸化チタン粉末試料に含

まれるTiO2という組成のアモルファスの含量と光触媒活性

に関する唯一の論文である．この論文は，アモルファス酸化

チタンの光触媒活性が無視できるほど低いことについての

参考文献として頻繁に引用されているが，文献11とそれを引

用する論文中で用いられているアモルファスがおなじもの

であるという保証はない．

このようなアモルファスの問題は「結晶性」ということば

のあいまいさとも関連している．「結晶性」がある非晶質の

結晶化の度合いをあらわすとすると，それは結晶とアモルフ

ァス相の重量比から計算できる．しかし，この比率は，アモ

ルファス－結晶混合物から結晶相のみを単離してXRD分析

における標準物質として使うことができるというかぎられ

た場合にのみ求めることができる．それは，前の節でのべた

ように，結晶含量がXRDのピーク強度につねに比例するわけ

ではないからである．いっぽう，「結晶性」ということばは，

たとえばXRDにおいて鋭いピークが観察されたときなどに，

結晶成長の度合いをあらわすために使われることがある．

XRDのピーク幅は，前節でのべたシェラー式で示されるよう

に，結晶子のサイズと関係するので，XRDにおけるピークの

鋭さだけを議論するのであれば，「結晶性」より「結晶子サ

イズ」ということばを使う方がよい． 11 この論文はアモルファス酸化チタンの光触媒活性が無

視できるほど低いことに関するおそらく唯一のもので

ある．

「但し」，「幾つか」，「若しくは」と表記すること．

• （1-2）逆にいえば，結晶とアモルファス（不定形）以外の固体はないということである．つまり，結晶，アモルファ

スあるいは両者の混合物だが，混合物はそのなかにそれぞれが存在しているので，分類としては2種類．

• （4/8-9）A，B，Cを"and" または"or"で接続する場合には，"A, B, and (or) C"とする（"B"のうしろにコンマ）．文法的

にはこのコンマはなくてもよく，複数の著者名を書くときにこのコンマを入れないとする書式をとっている論文誌が

多い．

• （6）"empirically"は，「実験的に」で，理論的とか頭で考えるのではなくて，ということ．

• （6-7）"peaks appearing"は"peaks that appear"を置き換えたもの．関係代名詞の節が能動態の場合なら"～ing"（現在分

詞），受動態なら"～ed"（過去分詞）になる．

• （7/39）形容詞には限定用法（名詞を修飾する）と叙述用法（補語になる）がある．"certain"という形容詞は「確かな」

という意味では両用法とも可能だが，「ある」という意味では限定用法のみ．ここの限定用法ではいずれも「ある」

という意味で使われている．

• （8）"polymorph"の"poly-"は「多数」，"morph"は「形」で，この場合は「結晶多形」（おなじ組成で結晶型がことな

ること）．ちなみに，"amorphous"の"morph"もおなじで，"a"は否定をあらわしている（"atom"の"a"）とおなじ．よ

く似た例として，"symmetry"と"asymmetry"などがある．

• （16）"Strictly speaking"は分詞構文で意味上の主語は「わたし」となり主節の主語"phase"とは一致していない．一致

させるには，"Being strictly spoken"のように書き換える必要があるが，通常は"Strictly speaking"が慣用的に副詞節

と考えてそのまま用いる．

• （18）文の構造上は"to prove its content"であるが，"content"に関しては"prove"より"determine"の方が適当なので，"... and, if present, to determine its content ..."の方がよい．

• （18）"if present"は"its content"だけにかかっている．「もし存在すれば，存在するかどうか」なんてのはおかしいよ

ね．

• （19）結晶の場合には，たとえばアナタースであれば，組成がTiO2で結晶構造がアナタースであるという風に組成も決

まるが，アモルファスだけの表記ではその組成がわからない．したがって，アモルファスであることを主張するには，

それがどんな組成であるかを知る必要がある．

• （22）"the amorphous"なので，一般的な意味でアモルファス含量をもとめるのがむずかしいということではなく，そ

の前でのべている「化学組成がわかっているアモルファス」の含量をもとめるがむずかしいということ．その後の部

分でも「組成がわかっているアモルファス」と「なにかのアモルファス」を区別して述べている．

• （23）"It was suggested that"でthat節が過去形なら，"suggest"された時点でthat節内のことは現在となる．「『～であ

る』ことが示唆された」になるはず．

• （28）"could"は推量の意味で「条件があえばあり得る」ということ．「もしDSC分析で結晶化にともなう発熱ピークが

でるなら」（アモルファスは結晶より密度が低いため結晶より不安定（高エネルギー）だから結晶化すると熱が発生

する．

• （28）"This"は文献11をさす．"This paper"の方が明解だった．

• （31）"though"と"through"は別です．意味が通らないのですぐにわかるはず．．．

• （36）" above-mentioned problem"のように"A B C"の語順で，AがBを修飾する場合にはAとBの間にハイフンが必要．こ

のハイフンがなければ，AはCを修飾することになる．ただし，このハイフンの用法は，Cが名詞の場合だけで，Cが形

容詞あるいは副詞の場合には，BとCのあいだにハイフンがはいる．たとえば，"visible light-sensitive"だが，名詞なら

"visible-light irradiaion"となる．

• （38）日本語では，この定義の場合には"crystallinity"は「結晶化度」と表記すべき．

• （34）"the amorphous part" は"the"がついているので，文献11の研究で用いたアモルファスの意味．

• （39）"extent"と"extend"は異なる（あたりまえ）．通常，"t"でおわれば名詞，"d"でおわれば動詞であることが多い．

また，語尾の"tion"は抽象的な意味（"extension"なら「延長」の意味）であるのに対し，"t"は数値もふくめて実体の

あることが多い．

• （39）"is defined"はあくまで現在形であるから，過去形と誤解される可能性がある「定義された」より「定義する（定

義される）」の方がよい．

• （42）"in which"の"which"は関係代名詞でその先行詞は"cases"．

• （45）"not always"は「かならずしも～とはかぎらない」という部分否定．「いつも比例しない」という日本語は完

全否定なのでここでは誤り．

• （46）この定義の場合には"extent of crystal growth"を使う方が適当であるということ．

• （47）"sometimes"は「ときどき」や「ときには」ではなく「～ことがある」と訳した方がよい．つまり，"sometimes"を訳すのではなく，"sometimes"を含む文を訳すということである．

• （50）"Scherrer's equation"（シェラー式）はこの業界では常識です．"Sh-"ではなく"Sch-"であること（ドイツ語系），

"r"が3個あることもしかりおぼえましょう．

• （51）"A is preferable to B" は「BよりAが好ましい」．この文は正確には，"... preferable to that of ..."（この"that"は，"the use of the term"）と書くべき．

221ページ Quantum Efficiency and Apparent Quantum 1 Efficiency 2 Quantum efficiency (quantum yield) is defined as a 3 number ratio of reacted or liberated molecules to absorbed 4 photons. This definition might be appropriate for 5 homogeneous photoreactions in which a photon is absorbed by 6 a molecule to produce a product molecule, i.e., only a one 7 (photon)-by-one (molecule) reaction seems to be presumed 8 (second law of photochemistry). In the heterogeneous 9 photocatalytic reaction, in which multiple numbers of photons 10 are absorbed due to relatively large size of particles compared 11 with molecules, multiple-electron (positive hole) transfer may 12 occur. For example, photocatalytic silver metal deposition 13 accompanied by molecular oxygen (O2) liberation proceeds 14 with the following stoichiometry:20 15

4Ag+ + 2H2O → 4Ag + O2 + 4H+. (3) 16

For the determination of quantum efficiency, it is necessary to 17 make an assumption on how many photons are required for the 18 reaction. One of the possible and the most frequently 19 employed assumption is that four photons are required for 20 liberation of one oxygen molecule, four silver metal atoms, or 21 four protons, and when the O2 yield is used, the quantum 22 efficiency is calculated to be 23

4n(O2)/n(photon), (4) 24

where n is the number of molecules or photons. Thus, for the 25 calculation of quantum efficiency of heterogeneous 26 photocatalytic reactions, it is reasonable to consider the 27 efficiency of utilization of electrons-positive holes assuming 28 that an electron and positive hole pair is produced by 29 absorption of a photon. However, since neither a 30 photoexcited electron nor a positive hole appears in 31 stoichiometry, the above-mentioned consideration may not 32 always be straightforward. For example, acetic acid dissolved 33 in air-saturated water is decomposed into carbon dioxide by an 34 appropriate suspended photocatalyst with the following 35 proposed stoichiometry: 36

CH3COOH + 2O2 → 2CO2 + 2H2O. (5) 37

How many photons are required for this reaction? Assuming 38 that only O2 is reduced by photoexcited electrons in this 39 reaction and reduction of an O2 molecule requires four 40 electrons, this reaction is an eight-electron process. However, 41 since the photocatalytic reaction of acetic acid may include a 42 radical chain mechanism or at least addition of O2 to 43 intermediate radicals, an acetic acid molecule could be 44 decomposed by less than 8 electrons. It is impossible to 45 calculate intrinsic quantum efficiency, i.e., efficiency of 46 utilization of electron-positive hole pairs only from the product 47 yield. Therefore, quantum efficiency is reported with the 48 description that a given reaction is assumed to proceed through 49 a proposed multi-electron process (e.g., 8 for the acetic acid 50 decomposition in eq. (5)). 51 Another problem for the determination of quantum 52 efficiency is the difficulty in determining the number of 53 absorbed photons. Unlike measurement for homogeneous 54 solutions, solid materials scatter incident photons to reduce the 55 light intensity arriving at a detector in a spectrophotometer. 56 In the wavelength region in which only some of the photons are 57 absorbed, i.e., around the band-edge wavelength, it is difficult 58 to measure the photoabsorption efficiency (This problem is 59 discussed in the following section.). Therefore, apparent 60

光触媒活性 量子効率（量子収率）は吸収された光子に対する反応

あるいは生成した分子の数の比と定義される．この定義

は，1つの光子が1つの分子に吸収されて1つの生成物分

子をあたえる均一系の反応に対しては適切であり，光子

数と分子数が1対1の関係になっている反応だけを想定

している（光化学第二法則）．粒子は分子にくらべてサ

イズが大きいために複数の光子が吸収される不均一系

光触媒反応では，複数の電子（あるいは正孔）移動が起

こる可能性がある．たとえば，分子状酸素の生成をとも

なう光触媒銀析出反応はつぎの量論式にしたがう．

4Ag+ + 2H2O → 4Ag + O2 + 4H+. (3)

量子効率をもとめるためには，この反応について何個の

光子が必要であるかを仮定する必要がある．とりうるも

ののうちでいちばんよく採用されるのは， 1個の酸素分

子，4原子の銀，4つのプロトンが生成するために4つの

光子が必要というものであり，量子効率を酸素分子の収

量をつかう場合には，次式で計算される．

4n(O2)/n(photon), (4)

ここでn は，分子または光子の個数である．このように，

不均一系の光触媒反応の量子効率を計算するには，1個

の光子の吸収により1個の励起電子と正孔が生じると仮

定し，この電子－正孔対の利用効率を考えるのが合理的

である．しかし，実際には励起電子や正孔は量論式には

あらわれないので，電子－正孔の利用効率を考えるのは

いつも単純というわけではない．たとえば，空気が飽和

した水溶液中の酢酸は適当な光触媒によってつぎの量

論式にしたがって分解されると考えられている．

CH3COOH + 2O2 → 2CO2 + 2H2O. (5)

この反応に何個の光子が必要だろうか．かりに酸素だけ

が励起電子により還元され，その還元には4つの電子が

必要であるとすれば，この反応は8光子過程である．し

かし，酢酸の光触媒反応はラジカル連鎖反応あるいはす

くなくとも酸素分子の中間体ラジカルへの付加反応を

含んでいる可能性があるので，1つの酢酸分子は8個より

少ない数の正孔で分解される可能性がある．したがっ

て，本質的な量子効率，つまり電子－正孔対の利用効率

を生成物の収量だけを使って計算するのは不可能であ

る．このため，量子効率は，その反応が何電子過程（た

とえば，式5の酢酸なら8）であると仮定したかを明記し

たうえで示すことになる．

量子効率の決定の際のべつの問題は吸収光子数を測定

するのがむずかしいことである．均一溶液の場合とちが

って，固体材料は入射光を散乱させ，分光光度計の検出

器に到達する光の強度を現象させる．吸収端近くのよう

に，入射したうちの一部の光だけが吸収されるような波

長領域では，光吸収効率をもとめるのはむずかしい（こ

の問題については次節でのべる）．このため，量子効率

のかわりに，みかけの量子収率（フォトニック効率）が

よく使われる．これは，吸収光子数ではなく，入射光子

数をつかってもとめたものである．上記のように，量子

効率は電子－正孔の利用効率であるから，みかけの量子

quantum efficiency (photonic efficiency) has often been used 61 instead of quantum efficiency, which is calculated by the 62 number of incident photons rather than the number of photons 63 used for quantum efficiency calculation. Since quantum 64 efficiency is defined as efficiency of electron-positive hole 65 utilization, apparent quantum efficiency is a product of 66 efficiencies of photoabsorption and electron-positive hole 67 utilization. Of course, both quantum efficiency and apparent 68 quantum efficiency depend on the irradiation wavelength and 69 sometimes on the irradiation intensity, and thereby the data 70 should be shown with wavelength and preferably with 71 intensity. In this sense, such measurement must be performed 72 by monochromatic irradiation; irradiation with sharp-cut optical 73 filters is inappropriate. 74

20 This stoichiometry has been clarified for the first time by 75 the author's group and reported as S.-i. Nishimoto, B. 76 Ohtani, H. Kajiwara, T. Kagiya, J. Chem. Soc., Faraday 77 Trans.1 1983, 79, 2685. Before submission to this 78 journal, we submitted a part of the experimental results to 79 Chemistry Letters as the first paper in the author's career in 80 the field of photocatalysis, but the paper was rejected 81 presumably due to a reviewer's comment that the content 82 had been reported in a Russian journal without showing 83 bibliographic data (We could not find this.). To submit 84 the results as a full paper, additional experiments were 85 carried out to support the stoichiometry. For example, an 86 oxygen-isotope experiment was carried out and showed the 87 origin of molecular oxygen to be water. As a result, we 88 were able to have the paper published, and it has been cited 89 more than 70 times, including recent citations. This is an 90 example of rejection of a submitted paper not always being 91 disadvantageous for the authors. 92

• （4）"ratio of A to B"は「Bに対するAの比＝A/B」．"number ratio"は「数の比」．

• （6–7）"a photon is absorbed by a molecule to produce a product molecule"においてすべての定冠詞"a"をはっきりと「1つの」

と訳すことがだいじ．

• （7）"i.e. "は前の文ぜんたいをいいかえている．

• （12）"with molecules"は"with that of molecules"（"that"は"size"）のあやまりであった．

• （14）"A accompanies B "は「AがBといっしょに起こる」なので，その受動態である"B (is) accompanied by A"は「Aと

ともにおこるB」となる．

• （14）"proceed"は自動詞で「進行する」．

• （18）"how many photons"は「いくつ（数）の光子」であり，「どれくらいの（量）の光子」ではない．後者ならワッ

ト（W）やジュール（J）の単位で測ったものになってしまう．

• （19）"possible"は「とりうる」という意味．"one of the ～s"は英語では，対象が1つに限られるわけではないので，そ

のうちの1つという意味でつかうが，日本語ではもともと1つしかないと考えてもよい．

• （22）"four protons"は「4つのプロトン」．"photons"とまちがわないように．といってもここで「光子」だと話があわ

ないことに気づくべき．

• （23）"calculated to be"の不定詞は結果であって目的ではない．

• （29–30）"an electron and positive hole pair is produced by absorption of a photon"のさいしょの"an"は"pair"にかかっている．

「1つの電子─正孔対が1つの光子の吸収によって生じる」というように「1つの」を強調する必要がある．それがなけ

れば，電子と正孔が光吸収により生じるというだけのことしかしめさない．

• （30–31）"neither a photoexcited electron nor a positive hole appears"の"neither A nor B"は「AもBもどちらも～でない」で，

"either A or B"の否定形．"A or B"を否定すると，"(not A) and (not B)"になることに注意．"neither A nor B"の動詞はBによ

ってきまり，ここでは単数形なので"s"がついている．

• （33）"straightforward"は「まっすぐ進む」でそれを否定しているので，「そのとおりにはいかない」，つまり電子─

正孔の利用効率をもとめるといってもどうやってもとめるのかということ．

• （33–34）"acetic acid dissolved in air-saturated water"の"dissolved"は"which is dissolved"という受動態で，"dissolve"は「溶

解させる」という他動詞．"air-saturated water"は"water saturated with air"で「空気が飽和した水」．

• （35–36）"following proposed stoichiometry"は直訳すれば「つぎにしめす提案された量論式」だが，日本語としては「つ

ぎの量論式～と考えられている」程度の意味．

• （40）"reduction"は「減少」ではなく「還元」．どちらの意味であるかわかりにくいので，通常は「減少」の意味をあ

らわす場合には"consumption"や"decrease"をつかうことが多い．

• （40）"an O2 molecule"の定冠詞"a"をはっきりと「1つの」と訳すことがだいじ．

効率は光吸収効率と量子収率の積である．当然，量子効

率とみかけの量子効率は照射波長に依存し，場合によっ

ては光強度に依存する．そのため，量子効率やみかけの

量子効率は，測定につかった光の波長，および，好まし

くはその強度とともにしめすべきである．このことは，

測定は単色化された光を照射して行わなわなければな

らず，シャープカット光学フィルターを使うのは不適切

である．

20 この量論式は著者らのグループによってはじめて明

らかにされ，報告されたものである（S.-i. Nishimoto, B. Ohtani, H. Kajiwara, T. Kagiya, J. Chem. Soc., Faraday Trans.1 1983, 79, 2685.）．この雑誌に投稿

するまえに，一部の結果を，著者のこの分野でのは

じめての論文としてChemistry Lettersに投稿したが，

審査員が「おなじような内容がすでにロシア（当時

はソ連）の雑誌に報告されている」と具体的な書誌

情報をしめさずに（著者らはその論文を見つけるこ

とができなかった）コメントしたために，掲載を却

下された．そこで，その内容をフルペーパーとして

投稿するために，この量論式を確かなものにするた

めの実験を行った．たとえば，酸素同位体をつかう

実験を行い，分子状の酸素の起源が水であることが

わかった．そうやって投稿しなおした結果，この論

文は出版され，この原稿を書いている時点でさいき

んのものもふくめて70回以上引用されることとなっ

た．これは，投稿した論文が却下されることがかな

らずしも著者にとって不利益になるとはかぎらない

ことの1つの例である．

• （41）"eight-electron process"は「8電子過程」．"four-door car"とおなじように数をハイフンでつないでしめすときには

数字ではなくスペルアウトして，修飾される名詞は単数形のまま．"4-doors car"ではない．

• （42–44）"include a radical chain mechanism or at least addition of O2 to intermediate radicals"の"or"は"mechanisim"と"addition（付加）"のふたつを結んでいる．

• （44）"could"は仮定法で可能性をあらわす．

• （46）"intrinsic quantum efficiency"は正確には"intrinsic apparent quantum efficiency"．"intrinsic"は「本質的な」「真の」

という意味だが，「真の量子収率」というとapparent quantum efficiencyに対するquantum efficiencyの意味になってしま

うのでつかえない．

• （47）"i.e., efficiency of utilization of electron-positive hole pairs"で，まえの"intrinsic quantum efficiency"をいいかえている．

• （55）"to reduce"の不定詞は結果をあらわす．

• （61）"photonic efficiency"の日本語訳で確立したものはない．しいていうなら「フォトニック効率」．

• （63–64）"rather than the number of photons used for quantum efficiency calculation"は「量子収率の測定につかった光子数

（吸収光子数）ではなく」．"rather than"は比較の意味ではなく，「～ではなく」のニュアンス．

• （66–67）"product of A and B"は「AとBの積」．もし"product"が製品とか生成物なら"of A and B"といういい方はしない

はずだし，"efficiency"の生成物では意味は通じないのは明らか．そんなときは辞書を見よ．

• （78）"submission"（動詞は"submit"）は論文についてなら訳は「投稿（する）」．

• （80）Chemistry Letters（略称はChem. Lett.）は日本化学会が発行する速報誌（レターという分類の短い論文のみ掲載

する）．この解説もこのChemistry Lettersなので，とくに説明はしていない．"this journal"としてもよかった．さいしょ

の論文がこの解説が掲載されているおなじ雑誌に却下された．それも理不尽な審査意見によって，という皮肉をこめ

て書かれている．

• （90）2011年10月24日現在ではさらにふえて86回引用されている．

• （87–88）"showed the origin of molecular oxygen to be water"の構文はS＋V＋O＋Cで，Vが"showed"，Oが"the origin of molecular oxygen"，C（補語）が"to be water"．この補語の"to be"は省略可能だが，わかりにくくなるのでそのままはい

っている．「分子状酸素の起源が水であることをしめした」．

• （90–92）"an example of rejection of a submitted paper not always being disadvantageous for the authors"の"being"は"which is"の意味で，"which"の先行詞は"rejection"．"the authors"に"the"がついているので「投稿して却下された論文の著者」．し

たがって，直訳すれば「投稿した論文の著者にとっていつも不利益をおよぼすわけではない投稿論文却下の例」．

• （91）"not always"は「いつも～とはかぎらない」で「つねに～ではない」ではない．

222ページ Photoabsorption by Photocatalysts 1 It is clear that photoabsorption is one of the most 2 significant steps in photocatalysis and estimation of number 3 (or flux (= rate)) of absorbed photons is an important 4 fundamental experiment, considering the first law of 5 photochemistry, i.e., light must be absorbed by a chemical 6 substance in order for a photochemical reaction to take place. 7 However, as described in the previous section, precise 8 measurements of a photoabsorption spectrum of solid 9 materials are rather difficult. 10 In the literature, a photoabsorption spectrum, a plot of the 11 extent of absorption as a function of wavelength, has been 12 shown using a unit of absorbance or Kubelka–Munk function. 13 The former, absorbance, is defined as log(I0/I), where I0 and I 14 are intensities of incident and transmitted/reflected light, 15 respectively. When an integrating sphere is used for 16 measurement, I0 and I are intensities of light detected without 17 and with a given sample of solid material, respectively. 18 However, the use of the unit absorbance does not seem to 19 make sense for solid materials, since this unit is defined for 20 samples having a path length of light transmission; the unit 21 absorbance should be proportional to the concentration of a 22 light-absorbing substance and to the light-path length and, in 23 other words, the concentration in a medium can be calculated 24 from the measured absorbance. On the other hand, 25 Kubelka–Munk (K–M) function is defined as 26

(1 – Rd2)/2Rd = a/s, (6) 27

where Rd, a, and s are diffuse reflectance (= I/I0), absorption 28 coefficient, and scattering coefficient, respectively. For 29 samples diluted with a medium of less photoabsorption, K–M 30 function can be a measure of the sample concentration. The 31 logarithm of K–M function is often recognized, though this 32 requires assumptions, to be the same as the logarithm of 33 absorption coefficient. Considering the unit of absorption 34 coefficient, cm-1, this corresponds to absorbance of samples of 35 homogeneous solutions or gases. Based on these 36 considerations, both absorbance and Kubelka–Munk function 37 show the extent of the ability of a substance for logarithmic 38 decay of incident light. However, photoabsorption by 39 photocatalysts should be discussed on how much extent of 40 light is absorbed, and absorption, (I0 − I)/I0, may be most 41 appropriate for comparison with the rate of photocatalytic 42 reaction under irradiation with a given wavelength. 43

• （1）"absorption"は「吸収」，"adsorption"は「吸着」．両者を混同しないこと．ちなみに"sorption"は「収着」．

• （3）"photocatalysis"（複数形は"photocatalyses"）は「光触媒反応」．「光触媒」だと物質（real substance）をあらわす

ので適当ではない．

• （3）"and"でむすばれる2つのことが，"clear"．

• （3–4）"an important fundamental experiment"のようにAとBの2つの形容詞がいずれも1つの名詞Cを修飾している場合，

意味の上では，AはBCを修飾している．したがって，訳は「重要な基礎的実験」となる．「重要かつ基礎的な」や「重

要で基礎的」というような並列は，"an important and fundamental experiment"に対応しており，ここでは不適当．もちろ

ん「基礎的な重要実験」ではない．なお，「基礎実験」は意味が一般的ではないので不可．

• （5）"considering"はそれより前の文ぜんたいにかかっている．

• （5）"first law"は「第1法則」ではなく「第一法則」．数字をふくむことばを日本語で書くときに，英（アラビア）数

字と漢数字のどちらをつかうかについての考え方のひとつは，英語での表現が"three dimensional（3次元の）"のように

"one, two, three ..."の数字であらわされているときはアラビア数字で，"decahedral"（十面体の）や"triangle"（三角形）,

光触媒による光の吸収

光を吸収する物質だけが光反応を起こすことができると

いう光化学の第一法則を考えると，光吸収は光触媒反応にお

けるもっともだいじなステップであること，および，吸収さ

れる光子の数あるいはその吸収速度（光束）を見積もること

が重要な基礎的実験であることは明らかである．しかし，前

節でのべたように，固体材料の光吸収スペクトルを正確に測

定することはかなりむずかしい．

文献では，波長の関数として光吸収の度合いをプロットし

た光吸収スペクトルは吸光度の単位あるいはクベルカ－ム

ンク関数をつかってしめされる．前者の吸光度は，I0とI を

それぞれ入射光と透過 /反射光の強度としたときに，

log(I0/I )と定義される．測定に積分球をつかうときには，

I0とI はそれぞれ，試料がないときとあるときに検出される

光の強度とすればよい．しかし，吸光度という単位を固体試

料について用いるのは意味がないように思われる．それはこ

の単位が，光透過する光路長を考えることができる試料につ

いて定義されるものだからである．吸光度は光を吸収する物

質の濃度および光路長に比例する．言いかえれば，媒体中に

分散された光吸収物質の濃度は吸光度を測定することによ

って計算することが可能である．いっぽう，クベルカ－ムン

ク（K–M）関数は，Rd，a およびs をそれぞれ，拡散反射率

（I0/I），吸収係数および散乱係数とすると，

(1 – Rd2)/2Rd = a/s (6)

であらわされる．光吸収がすくない媒体によって希釈された

試料については，K–M関数はその試料の濃度の指標となりう

る．いくつかの仮定をしたうえで，K–M関数の対数と吸収係

数a の対数が等しいとすることが多い．その吸収係数の単位

がcm-1であることから，吸収係数は均一溶液や気体試料の吸

光度に対応する．したがって，吸光度とK–M関数はいずれも，

一定の長さの試料が，入射した光を指数関数的に減衰させる

能力の度合いをしめしている．しかし，光触媒による光吸収

は，入射した光のうちでどれだけが吸収されたかについて議

論すべきであり，特定の波長の光を照射したときの光触媒反

応の速度と比較するには，吸光度やK–M関数ではなく，吸収

率（(I0 − I)/I0）がもっとも適切であると考えてよい．

"secondary particle size"（二次粒子径）のように序数であらわされているものは漢数字を使う．

• （7）"in order to"のなかに"for"以下の節が入り込んでいる．"for"以下は"to"以下の動詞の意味上の主語．

• （11）"the literature"の"literature"は不可算名詞（数えられない名詞）で，ひとつひとつの文献をあらわしているのでは

なく，「文献として報告されるものぜんたい」．"the"は「光吸収に関する」という限定をあらわしている．

• （12–13）"has been shown"は現在完了で継続の意味．いつからかそうなっていて，いまもそうである．「～されてきた」

というのがこの意味を表すが，「～される」でも代用可能．

• （13）"a unit of absorbance or Kubelka–Munk function"の"a unit"は"absorbance"にだけかかっている．

• （13）"Kubelka"と"Munk"はどちらも人名（姓）．両者をむすんでいるのは，"–"（dash＝ダッシュ）で，"-"（hyphen＝ハイフン）とはことなり，2つの項目（ここでは2人の人名）を連結する（範囲や期間をあらわす場合にもつかわれる）．

これがハイフンだと，"Kubelka Munk"という1人の人名がついた"function"ということになり，"Kubelka Munk"が"function"にかかることを明確にするためにハイフンをつかったことになる（もしこのハイフンがなければ，それぞれ

が"function"にかかることになる．ちなみに日本語のWindowsパソコン上で，英字としてのダッシュを入力するのは簡

単ではなく，「スタート－すべてのプログラム－アクセサリ－システムツール－文字コード表」を選び，フォントと

してつかうもの（たとえばTimes New Roman），文字セットを「Windows: 欧文」として，En DashまたはEm Dashを選

択してコピー－ペーストする（あとでフォントサイズを調整する必要あり）．EnとEmは"N"と"M"の意味で幅のちがい

をあらわしている．なお，マイナス記号は「−」で（ダッシュとは別の文字），これはハイフンとして半角文字を入力

したあと，フォントをSymbolすればよい（文全体のフォントをTimes New Romanに設定すると単なるハイフンになっ

てしまう．．．）．ちなみに，「’」をダッシュと呼ぶのはあやまりで「prime＝プライム」が正しい．日本語訳で全

角文字で書かれたものをつなぐ場合は，ダッシュとして全角文字の「－」をもちいる．音引きの「ー」ではないので

注意．

• （14）"former"と"latter"は「前者」と「後者」で，2つならべた場合のそれぞれをしめす．

• （14/27）変数，定数はイタリック（斜体）で書くのがふつう．ただし，添え字は立体（Roman＝ローマン）．訳すと

きにも，立体（ローマン）と斜体（イタリック）を区別する必要がある．

• （16/18/29）"respectively"は"and"あるいは"or"でつないだ複数の項目を順に対応させる場合につかう．「それぞれ」は

和訳例のような位置にはいるのがふつう．

• （17）原文の"with and without"は"without and with"の誤り．

• （23–24）"in other words"では，特定されていないので"the"はつかない．「言い換えれば」（「言い替えれば」はいい

が，「言い変えれば」は不可）．

• （28）"where"は英文の方ではその前に","（コンマ）がついている（式6のうしろ）なので，これを厳密に解釈すれば

「ここで～」と訳すのがよいが，意味としては和訳例のようなものでもよい．

• （29）"on the other hand"は「いっぽう（一方）」と訳されることが多く，それでも問題ないが，真の意味は「他方」．

手は左右の2つあって，さきに話をしたのとは反対側の手のこと．したがって，"on the other hands"とは言わない．また，

"the other"は"another"とは置き換えられない．2つであると限定されていて，そのうち1つについて述べたあと，もう1つというのは限定されているため"the"がつく．

• （30）"medium"（複数形は"media"）は「媒体」だが，光を散乱する固体が対象．実際には粉末．

• （30）"of less photoabsorption"は「"of"＋名詞」で形容詞的に"medium"を修飾している．"less"は「ほとんどない」．

• （32）"often"は「しばしば」ではなく「～ことが多い」と訳した方が日本語らしくなる（"sometimes"は「～ことがあ

る」）．"often"を訳すのではなく，"often"を含む文を訳すということ．

• （33）"assumptions"は，実際にはs が波長にかかわらず1であることなどであるが，和訳には入れられない．

• （34）吸光度（absorbance）やクベルカ－ムンク関数は光吸収物質の濃度に比例するが，光吸収量には比例しない

• （35）"cm-1"はかつては，"kayser"「カイザー」と呼ばれていたが，SI単位系では使えなくなったので，"reciprocal centimeter(s)"が正しい読み方．"wave number"（「波数」・あいだにスペースがあるので注意・"wavelength"は1語）と読

むこともあるが，波数という意味ではSI単位系では「m-1」になるはず．

• （35）"this"は"absorption coefficient (a)"のこと．

• （37）"both"は「～と～のいずれも」と訳すのがスマート．

• （38）"logarithmic"は"exponential"（指数関数的）の方が適切であった．さいしょ急激にさがって，あとはじょじょに

ゼロにちかづくかたちの減少．

• （38）単位が長さの逆数であることから，意味のうえでは「一定の長さ（光路長）の試料による指数関数的な減少の

度合い」という意味．

• （40）"extent"は「度合い」．

• （41）"may"は許可をあらわしている．「～としてよい」「～と考えてよい」．

222ページ Action Spectrum and Pseudo Action Spectrum 1

An action spectrum is a plot of apparent quantum 2 efficiency, not quantum efficiency, against wavelength of light 3 used for apparent quantum efficiency measurement; 4 monochromatic light irradiation is required to record an action 5 spectrum. Usually, a grating-type monochromator is used 6 with a light source such as a xenon arc lamp. 7 Interference-type optical filters, transmitting at only a certain 8 wavelength region, are also used for monochromatic 9 irradiation, though wavelengths of possible irradiation are 10 limited. Because of possible dependence of apparent quantum 11 efficiency on light intensity,21 it is preferable to adjust the light 12 intensity at each wavelength.22 13 Wavelength-selective irradiation can be carried out using 14 optical filters that transmit light of wavelength longer than a 15 certain limit, i.e., "cut-off filters". Using several filters of 16 different cut-off wavelengths,23 a plot of apparent quantum 17 efficiency against the cut-off wavelengths can be obtained. 18 This "pseudo action spectrum" resembles an action spectrum 19 obtained by the above-described monochromatic irradiation. 20 However, those are completely different; a pseudo action 21 spectrum is an integrated (from longer to shorter wavelengths) 22 form of a "true" action spectrum based on the assumption that 23 light intensity is constant in the whole range of irradiation, 24 because of the difference in irradiation wavelength region. 25 In other words, the corresponding action spectrum should be 26 estimated by differentiation of the pseudo action spectrum. It 27 should be noted that a horizontal part of a pseudo action 28 spectrum shows that apparent quantum efficiency at the 29 wavelength is negligible even if an appreciable value is seen in 30 the pseudo action spectrum. 31

♦Results and Discussion 32

Among the various problems appearing in papers on 33 photocatalysis, technical problems have been discussed in 34 Experimental. Here, in the results and discussion part, 35 problems encountered when photocatalysis and related 36 phenomena are discussed on the basis of experimental results 37 are described. 38

Use of Dyes as Model Compounds 39

Dyes have relatively large photoabsorption (extinction) 40 coefficients (This is the reason why dyes are used for dyes, i.e., 41 coloring agents) and therefore measurements of their 42 concentrations in solutions are easy even if the concentrations 43 are very low. However, the fact that dyes absorb visible light 44 indicates that a photoreaction might be induced by visible-light 45 photoabsorption (dye sensitization) as well as by 46 photoabsorption of a photocatalyst. Although this problem 47 had been pointed out earlier, there have been no clear 48 experimental results showing the self-photodecomposition of 49 dyes, presumably due the difficulty to show the mechanism of 50 this photoreaction. Actually, determination of the extent to 51 which incident photons are absorbed by a dye and 52 photocatalyst is difficult. We have published a paper showing 53 that methylene blue, the most frequently employed dye, as well 54 as, presumably, other kinds of organic dyes, is inappropriate as 55 a model compound, particularly for testing visible-light 56 induced photocatalytic activity.24 There are at least three 57 reasons for its inappropriateness. One is that the dye 58 molecules absorb photons, especially in the visible light range, 59 and thus photoexcited electrons may be injected into 60 photocatalyst particles as has been suggested by the action 61

作用スペクトルと擬作用スペクトル

作用スペクトルは，量子収率ではなくみかけの量子収

率の値を測定した光の波長に対してプロットしたもの

であり，作用スペクトルの測定には単色光照射が必要で

ある．通常はキセノンランプなどの光源がついた回折格

子分光器が使われる．特定の波長領域の光だけを透過す

る干渉型光学フィルターが使用されることもあるが，回

折格子分光器とはちがって使える波長は限定されてい

る．みかけの量子収率は光強度依存性をもつ可能性があ

るので，それぞれの波長において光強度を調節するのが

よい．

特定の波長よりも長い波長の光を透過させる「カット

オフフィルター」とよばれる光学フィルターをつかって

波長を選択した光照射を行うこともできる．数枚のこと

なるカットオフフィルターを用いて，みかけの量子収率

をカットオフ波長に対してプロットすることも可能で

ある．この「擬作用スペクトル」は上述の単色光照射に

よってえられる作用スペクトルに似ているが，両者はま

ったくことなるものである．両者は照射波長領域がこと

なるため，光の強度が照射する全波長領域で一定である

と仮定すれば，擬作用スペクトルは，真の作用スペクト

ルを長波長側から短波長側へ積分したものとなる．言い

かえれば，擬作用スペクトルを測定したときには，それ

を微分することによって作用スペクトルを推定すべき

である．擬作用スペクトルが水平な部分は，たとえその

値がゼロでなかったとしても，みかけの量子収率がほぼ

ゼロであることに注意する必要がある．

◆結果と考察 光触媒反応に関する論文にみられるいろいろな問題

のうちで，技術的なものは「Experimental」で議論した．

この「Results and Discussion（結果と考察）」では，

実験結果にもとづいて光触媒反応や関連する現象につ

いて議論する際に生じる問題についてのべる．

モデル化合物としての色素の使用

色素は大きな吸光（減衰）係数をもつ（これこそが色

素が染料すなわち着色剤として使用される理由である）

ため，たとえ濃度が低くても溶液中の色素の濃度を測定

することは容易である．しかし，色素が可視光を吸収す

るということは，光触媒だけでなく色素も光を吸収し，

それによって可視光誘起光反応（色素増感反応）が起こ

りうることをしめしている．このことは，むかしから指

摘されてきたが，おそらくその反応機構をあきらかにす

ることがむずかしいために，色素の自己光分解がおこる

ことをしめす実験結果は報告されてこなかった．実際

に，色素と光触媒のそれぞれに吸収される入射光子の割

合を決定することはむずかしい．もっともよく使われる

色素であるmethylene blue（メチレンブルー）およびお

そらくはほかの有機色素が，とくに可視光誘起光触媒活

性試験のための光触媒反応モデル化合物として不適切

であることをしめす論文を著者らは報告した．不適切で

ある理由は3つある．1つは色素分子がとくに可視光領域

の光を吸収し，この光吸収によって励起された電子が光

触媒粒子に注入される可能性があることが，色素の吸収

spectrum similar to the photoabsorption spectrum of the dye. 62 Another reason is that the absolute molar amount of dye 63 contained in the reaction system can be much smaller than that 64 of a solid photocatalyst. The concentration of dye in the 65 solution should be relatively low, since the absorption 66 coefficient is large, as described in the first part of this section. 67 These two facts are closely related to the problem of how we 68 can prove a given reaction to be "photocatalytic", which is 69 discussed in the next section. The third reason is that the 70 mechanism of dye degradation is so complicated that 71 efficiency of the photocatalytic reaction, e.g., quantum 72 efficiency, cannot be measured. 73 Measuring the consumption (decrease) of a dye during 74 photoirradiation requires only a spectrophotometer, but the use 75 of dyes as model compounds is inappropriate, and, if dyes are 76 used, care must be taken in the analysis of experimental results. 77

21 T. Torimoto, Y. Aburakawa, Y. Kawahara, S. Ikeda, B. 78 Ohtani, Chem. Phys. Lett. 2004, 392, 220. This paper 79 showed that the rate of photocatalytic reactions in the 80 presence of molecular oxygen, i.e., photocatalytic 81 oxidative decomposition, may strongly depend on the 82 intensity of light irradiation, while the rate of reactions in 83 the absence of oxygen seems to be almost independent of 84 the light intensity. 85

22 Strictly speaking, when apparent quantum efficiency is 86 discussed, the light intensity should be adjusted to be the 87 same in number of photons, not in energy. 88

23 In the Japanese Industrial Standards (JIS B7113, 89 discontinued), limiting transmission wavelength is defined 90 as the center of wavelengths giving 72% and 5% 91 transmission. For example, the limiting transmission 92 wavelength for an Asahi Technoglass L-42 cut-off filter is 93 420 nm based on the standard, and this filter transmits ca. 94 60% at 420 nm. The figure "42" shows only that 420 nm 95 is the limiting transmission wavelength defined in JIS, and 96 practically > 390 nm irradiation is made using this filter. 97 Statements such as "visible-light irradiation at > 420 nm 98 was performed using an optical sharp cut filter" seem 99 misleading when L-42 has been used. 100

24 X. Yan, T. Ohno, K. Nishijima, R. Abe, B. Ohtani, Chem. 101 Phys. Lett. 2006, 429, 606. Citation of this paper is not 102 expected at all (and actually so), since authors using 103 methylene blue (MB) as a model compound for 104 photocatalytic reaction never want to refer to this and, on 105 the other hand, those who do not use MB need not to refer 106 to this. However, the author's friend, an associate editor 107 for a scientific journal, told the author that this paper has 108 often been referred to in referee reports for papers 109 reporting photocatalytic systems including MB or other 110 dyes. Watanabe et al. have reported a similar action 111 spectrum analysis of photoinduced degradation of 112 Rhodamine B with a cadmium sulfide suspension and 113 pointed out a similar dye-sensitization mechanism: T. 114 Watanabe, T. Takizawa, K. Honda, J. Phys. Chem. 1977, 115 81, 1845. Photocatalytic reaction of MB in aerated titania 116 suspensions was reported in 1937 by a Japanese 117 photochemist: M. Horio, Nihon Gakujutsu Kyokai Hokoku, 118 1937, 12, 204 (in Japanese). As far as the author knows, 119 this is the first report on titania photocatalysis. 120

• （3–4）"not quantum efficiency"は"apparent quantum efficiency"にかかっているので，「量子収率ではなくみかけの量子

収率のプロット」という表現が含まれるはず．

• （6–7）"Usually, a grating-type monochromator is used..."の"grating"は「回折格子」という名詞．"monochromator"は"monochrometer"と間違えることが多いので注意．主語はこの"monochromator"で動詞は"is used"．"with ～"以下は「～

とともに（をそなえた）という意味で，「光源が使われる」という意味は含まれていない．

スペクトルと類似した作用スペクトルによって示唆さ

れることである．ほかの理由としては，反応系内の色素

の物質量が固体光触媒にくらべてずっと小さいことも

ありうることである．この節のさいしょにのべたように

色素の吸光係数は大きいため，溶液中の色素の濃度は相

対的に低いはずである．色素が電子を注入する可能性と

色素の絶対量がすくないという2つのことはある反応が

光触媒反応であるかをどのようにして証明するかとい

う問題に密接につながっている．3つの理由は，色素の

分解機構がきわめて複雑であるため光触媒反応の効率，

たとえば量子効率，をもとめることができないことであ

る．

反応中の色素の消費（減少）の測定は分光光度計だけ

があればできるが，色素をモデル化合物としてつかうこ

とは不適切であり，もしつかうのであれば実験結果の解

析のために注意が必要である．

21 この論文は分子状酸素存在下における光触媒反応，

すなわち光触媒酸化分解反応の速度が光照射の強度

に強く依存すること，それに対して酸素がないとき

の反応速度は光強度に依存しないことをしめした．

22 厳密にいえば，みかけの量子効率を議論するときに

は，光強度をエネルギーではなく光子数がおなじに

なるように調節すべきである．

23 日本工業規格（JIS B7113・廃止規定）は，限界透過

波長を72%と5%の透過率をあたえる波長の中央値と

定義している．たとえば，旭テクノグラスのL-42カ

ットオフフィルターの限界波長はこの規格にもとづ

けば420 nmであるが，420 nmにおける透過率は60%

もある．名前の「42」という数字はJISにもとづく限

界透過波長が420 nmであることをしめしているだけ

で，実際には390 nm以上の光が照射される．L-42を

つかったときに，「シャープカット光学フィルター

をつかって420 nmをこえる波長の可視光を照射し

た」という表現は誤解をまねく．

24 この論文が引用されることはまったく期待していな

い（実際に引用されていない）．というのは，メチ

レンブルー（MB）をモデル化合物としてつかう研究

者はこの論文を絶対引用しないだろうし，逆にMBを

つかわない研究者は引用する必要がないからであ

る．しかし，ある科学雑誌の編集委員をしている著

者の友人によればこの論文はMBやほかの色素に関す

る論文の査読結果の報告によく引用されているとい

うことである．Watanabeらは類似した研究として硫

化カドミウムによるRhodamine Bの光分解について

報告しており，同様の色素増感機構が考えられるこ

とを指摘している．空気を飽和した酸化チタン懸濁

液中でのMBの光触媒反応については1937年に日本の

光化学研究者が報告している．著者が知るかぎり，

これが酸化チタンの光触媒反応に関するさいしょの

論文である．

• （19）"pseudo"のさいしょのpはサイレントレター．通常はこの語の訳は「擬」になる（たとえば，"pseudo first-order"は「擬一次」）．「～にみなせる」という意味で，「偽」ではない．

• （23）"based on the assumption that ～"は「～の仮定にもとづく」という副詞節で，前の文「擬作用スペクトルは作用

スペクトルを長波長側から短波長側へ積分したものになる」ということが「～の仮定にもとづいている」．「」この

文には動詞がなかった．さいごに"are described"が必要．

• （36–37）"photocatalysis and related phenomena"は「光触媒反応」と「関連する現象」の2つ．これを「光触媒反応と関

連する現象」と訳してしまうと，1つになってしまう．なお，"related"は「関連する」だが，"relating to"は「～につい

て」でまったく意味がことなる．

• （37）この文には動詞がなかった．さいごに"are described"が必要．

• （40）"dye"は「色素」．「染料」は使用目的にもとづく名前で，染料としてつかう場合にのみ「染料」と訳す．通常

は性質をあらわす「色素」をつかう．

• （57）"at least"は「すくなくとも」． 低でも3つの理由があるという意味．

• （63）"another"は"an"＋"other"であり，「ほかにあるもののうちの1つ」をあらわす．「もう1つの」という意味なら"the other"になるので，「ほかの」という訳が適当．

• （80–84）"in the presence of"と"in the absence of"は，それぞれ「存在下」と「非存在下」と訳すのがふつう．

• （81）"molecular oxygen"は"atomic oxygen（原子状酸素）"ではなく「分子状酸素」という意味で，厳密には「酸素分子

（oxygen molecule）」ではない（実際にはおなじことだが．．．）．"oxygen"だけでは，原子なのか分子なのか，ある

いは元素なのかが区別できないからこういういい方をする．では，元素ならどういうのか．

• （87）"adjust"は「調整する」．"prepare"は「調製する」．漢字に注意．

• （91–92）"the center of wavelengths giving 72% and 5% transmission"の"giving"は"which give"の変形．「72%と5%の透過率

をあたえる2つの波長の中央（平均値）」．

• （95）"the figure"の"figure"は「数字」で"the"がついているのは『L-42』というフィルターの名称中の数字だから．"figure"を見て「図」だと思ったとしても，それだと"the"を説明できないし，意味が通じない．ちなみに「有効数字」は"effective figure(s)"．

• （102–103）"Citation of this paper is not expected at all (and actually so)"は「この論文が引用されることはまったく期待し

ていないし，実際にそうである」であったが，その後引用が増えて，2012年初頭で72回．しらべてみると，MBをつか

っている論文で堂々と引用しているものもあるので，中身を読んでいないと思われる．

• （116）"aerated"は「空気を飽和した＝空気との平衡条件にある」だが，とくに脱気処理を行っていない実験について

もちいられる．「空気を排除した」は"deaerated"．いずれも発音に注意．

223ページ Control Experiments as Proof of Photocatalytic 1 Reaction 2

Since a photocatalytic reaction is driven by 3 electron-positive hole pairs and a photocatalyst must not be 4 changed during the reaction, the following two sets of 5 experimental results are required to prove that a given reaction 6 is photocatalytic: (1) results showing that the reaction 7 proceeds only in the co-presence of a photocatalyst and 8 reaction substrate(s) under photoirradiation and (2) results 9 showing that a solid material is not changed or modified during 10 the reaction or showing that the molar amount of the product 11 exceeds that of the photocatalyst. For example, if a 12 particulate material is prepared and its reactivity when 13 suspended in a dye solution under photoirradiation is 14 examined, it should be shown to claim that a photocatalytic 15 reaction has occurred that irradiation of the dye solution 16 without the particles and stirring the dye solution in the dark 17 with suspended particles induce negligible decreases in the dye 18 concentration. Are these results sufficient to prove 19 photocatalysis? The answer is "No". As described in the 20 previous section, dyes can inject their photoexcited electrons 21 into solid particles, especially those of titania, and this 22 "non-photocatalytic" reaction proceeds in the co-presence of a 23 dye and solid particles and with photoirradiation. Therefore, 24 the above-mentioned control experiments cannot exclude the 25 possibility of this dye-sensitization mechanism. Thus, there 26 are no general procedures for control experiments. A better, 27 but not complete, way to show that a given reaction is induced 28 by photoexcited electron-hole pairs is to show that the action 29 spectrum (see Experimental) resembles the absorption (diffuse 30 reflectance) spectrum of a given solid material. 31 Checking the turnover number is also important. In 32 order to prove that a solid material works as a photocatalyst, it 33 must be shown that the solid does not change during the 34 reaction or that the molar amount of the product exceeds that of 35 the solid material. In the latter case, the molar ratio of a 36 product to a solid is called turnover number, and if the reaction 37 is stoichiometric, the turnover number should be below unity. 38 Care should be taken regarding this point, especially for 39 photocatalytic reactions of degradations of organic dyes. 40 Since, as mentioned above, the photoabsorption coefficient of 41 dyes is generally large, e.g., > 105 mol-1 L cm-1, the 42 concentration can be 10-5 mol L-1 and the absolute molar 43 amount can be 10-7 mol when the volume of the solution is 10 44 mL. Sometimes, two-order of magnitude larger molar amount 45 of a solid material (photocatalyst) in a few-tens of milligram is 46 used, and in these cases it is impossible to show the turnover 47 number larger than unity. 48

• （1）"proof"（もととなる動詞は"prove"）は「証拠（証明する）」ということになるが，科学的な意味では数学以外で

は証明はあり得ない（「多数の必要条件を満足するのでほぼまちがいない」ということ）．そのような意味では（辞

書にはそんな訳は書いていないが）「検証」，「確認」あたりの方が適切

• （36–37）"ratio of A to B"は，「Bに対するAの比（＝A/B）」．

• （38）"unity"は「1」（「一」ではない）．下の注意を参照．

• （38）"stoichiometric"は「量論的（＝触媒的ではない）」．"stoichiometry"は「量論」．"stoicheiometry"とつづること

もある．

• （42）"10-5 mol L cm-1"の読み方は，"ten to the power of minus six mole liter centimeter inverse"または"minus sixth power of ten mole liter per centimeter "などが一般的．

• （45–46）"two-order of magnitude larger molar amount of a solid material"は「2桁大きい物質量の固体材料」．

光触媒反応であることの確認のための対照実験

光触媒反応は電子－正孔対によって起こり，光触媒は

反応中に変化してはいけないことを考えると，ある反応

が光触媒反応であるかどうかを確認するためにはつぎ

の2種類の実験が必要である．（1）その反応が，光触媒

と反応基質が共存するときに光照射された場合にのみ

進行すること．（2）固体物質が反応中にぜんぶあるい

は一部が変化していないこと，あるいは，反応生成物の

物質量が光触媒の物質量をうわまわること．たとえば，

粒子状物質を調製し，色素の溶液に懸濁させた状態で光

を照射してその活性をしらべる場合，光触媒反応が起こ

ることを主張するためには．その粒子なしで色素溶液に

光照射をしたときと粒子を懸濁させた色素溶液を暗下

においたときに色素濃度の低下が無視できるほど小さ

いことをしめす必要がある．しかし，これは光触媒反応

であることを確認するのにじゅうぶんだろうか．答は

「いいえ」である．前節でのべたように，色素はその励

起電子をとくに酸化チタンのような固体粒子に注入す

る可能性があるし，その「非光触媒的な」反応は，色素

と固体粒子の共存下で光照射されたときに進行する．し

たがって，上述の対照実験はこのような色素増感型機構

を排除することができない．このように，光触媒反応で

あることを確認するための対照実験として一般的な手

順はない．ある反応が光励起電子－正孔対によって誘起

されることをしめす完全ではないもののまだましな方

法は，その固体物質の吸収（拡散反射）スペクトルと類

似した作用スペクトル（Experimentalを参照）をしめす

ことである．

ターンオーバー数を確認することもまた重要である．

ある固体材料が光触媒としてはたらくことを証明する

ためには，その固体が反応中に変化しないこと，あるい

は，生成物の物質量がその固体材料の物質量をうわまわ

ることをしめさなければならない．後者の場合，固体材

料にたいする生成物の物質量の比はターンオーバー数

とよばれ，もし反応が量論的であればターンオーバー数

は1よりちいさい．とくに有機色素の光触媒分解反応に

ついては，この点に注意すべきである．上述のように色

素の吸光係数はたとえば105 mol-1 L cm-1以上というよう

に一般的に大きく，溶液の体積が10 mLであれば物質量

の絶対値は10-7になることもある．2，30ミリグラム程度

の2桁大きな物質量の固体物質（光触媒）をつかうこと

もあり，そのような場合には1をこえるターンオーバー

数をえることは不可能である．

223ページ Photocatalytic Activity 49 Most authors, including the present author, use the term 50 "photocatalytic activity", but in almost all cases the meaning is 51 the same as that of reaction rate. The reason for using the 52 term "photocatalytic activity" may be to make readers think it 53 is one of the properties or abilities of a photocatalyst, i.e., 54 photocatalysts have individual activity, while "reaction rate" 55 seems to be one of properties of a reaction system. 56 In the field of catalysis, "catalytic activity" has been used 57 to show a property or performance of a catalyst, since an 58 "active site" on a catalyst accounts for the catalytic reaction and 59 the reaction rate per active site can be estimated, which should 60 be "catalytic activity". On the other hand, there are no active 61 sites on a photocatalyst,25 and the reaction rate strongly 62 depends on the irradiated light intensity. Considering that the 63 dark side of a photocatalyst or suspension does not work for the 64 photocatalytic reaction, the use of the term "active site" is 65 inappropriate, and a relationship of photocatalytic activities 66 with active sites therefore cannot be expected. 67 Rate of photocatalytic reaction, r, can be interpreted in the 68 most simplified form as follows: 69

r = I φ kredCred / ( kredCred + kr ), (7) 70

where I, φ, kred, Cred and k are incident light flux, 71 photoabsorption efficiency, rate constant of reaction of 72 electron-positive hole pairs with surface-adsorbed substrate,26 73 surface concentration of the reaction substrate, and rate 74 constant of electron-positive hole recombination, respectively. 75 Here, the rate equation is analyzed to extract intrinsic 76 parameters, i.e., only those depending on the photocatalyst. 77 The intensity I is an extrinsic (experimental) factor and the 78 photoabsorption coefficient φ is an intrinsic parameter 79 depending on the photocatalyst and irradiation wavelength. 80 As stated in the previous section, quantum efficiency is the 81 ratio of reaction rate and absorbed photon flux, Iφ. Since 82 quantum efficiency, r/Ιφ, in an ordinary photocatalytic reaction 83 system has been reported to be much lower than unity, it is 84 assumed that kredCred << kr. Consequently, equation (7) is 85 further simplified to be 86

r = I φ kredCred / kr. (8) 87

In this equation, Ι, φ and Cred can be measured or estimated by 88 photometry, spectrophotometry and adsorption analysis, 89 respectively. Therefore, the ratio kred/kr can be extracted from 90 the actual rate. Considering that this ratio does not contain 91 factors or parameters that depend on the reaction conditions, 92 the ratio kred/kr (or its product with φ; φ kred/kr) may be one of 93 the possible measures of intrinsic photocatalytic activity.27 94 Assuming further that the rate constant of electron-hole pair 95 reaction, kred, is not changed in a series of photocatalyst 96 samples, the ratio can be a relative measure of rate constant for 97 electron-hole recombination. 98

25 Sometimes the term "active site" is used for a 99 photocatalytic reaction system with dispersed chemical 100 species, e.g., metal complexes or atomically adsorbed 101 species, on support materials. Even in this case, a 102 photocatalytic reaction occurs only when the species 103 absorb light, and species not irradiated therefore cannot be 104 active sites. 105

26 Photoexcited electrons and positive holes must react with 106 the substrate independently. However, to simplify the 107 discussion, it is presumed here that an electron-hole pair 108

光触媒活性 この解説の著者も含めて大多数の光触媒の研究者は

「光触媒活性」という用語をつかうが，その意味は反応

速度とおなじであることがほとんどである．「光触媒活

性」という用語をつかう理由は，論文の読者が，光触媒

活性を光触媒がもつ特性や能力のひとつと考える，すな

わち，光触媒がそれぞれ固有の活性をもっていると思わ

せるためである可能性が高い．「反応速度」では，光触

媒ではなく，反応系がもつ特性であるように思えるから

である．

触媒の研究分野では「触媒活性」という用語が触媒の

特性や能力をあらわすためにつかわれてきた．これは，

触媒上の活性点が触媒反応を起こし，その活性点あたり

の反応速度をもとめることができるので，それがまさに

触媒活性にあたるからである．光触媒では，1つの光触

媒の粒子やその懸濁液の光があたらない裏側は光触媒

反応を起こさないことを考慮すると，「活性点」という

用語をつかうことは不適切であり，光触媒活性と活性点

のあいだの相関は期待できない．

光触媒反応の速度r はもっとも簡単にはつぎのよう

にあらわすことができる．

r = IφkredCred/(kredCred + kr), (7)

ここで，I，φ，kred，Credおよびk はそれぞれ，入射光束，

光吸収効率，電子－正孔対と表面に吸着された基質との

反応の速度定数，基質の表面濃度および電子－正孔再結

合の速度定数である．ここで，この速度式から光触媒に

固有のパラメータ，すなわち，光触媒に依存するものだ

けを抽出してみよう．光強度I は光触媒とは無関係な実

験的なファクターであるが，光吸収効率φ は光触媒の性

質と光の波長に依存する固有のパラメータである．前節

でのべたように，量子収率は吸収光束Ι φ に対する反応速

度の比である．量子収率はr/Ιφ であらわされ，これは通

常お光触媒反応系では1よりずっと小さいことが報告さ

れているので，kredCred << kr であると考えることがで

きる．したがって，式7はさらに単純化することがで

きる．

r = Iφ kredCred/kr. (8)

この式のうちで，Ι，φ およびCredはそれぞれ光計測，分

光計測および吸着量の分析によって測定あるいは見積

もることができる．したがって，反応速度定数の比kred/krは実際の反応速度r からもとめることが可能である．こ

の比が反応の条件に依存する因子やパラメータを含ん

でいないことを考えると，比kred/krあるいは光吸収効率

との積φ kred/krは光触媒に固有の光触媒活性の尺度とな

りうる．一連の光触媒についてその電子－正孔と基質と

の反応の速度定数が一定であると仮定すれば，この比は

電子－正孔再結合の相対的尺度とすることができる．

25 「活性点」という用語は金属錯体や原子状で吸着さ

れた基質のように担体上の高分散の化学種による光

触媒反応についてつかわれることがある．このよう

な場合でも光触媒反応はその化学種が光を吸収した

ときだけ起こり，光があたらなければ活性点になり

えない．

26 励起電子と正孔はそれぞれが独立して基質と反応す

reacts with the substrate. 109 27 In a recent paper of a collaboration work with the author, 110

discussion of the ratio kred/kr is presented: S.-y. Murakami, 111 H. Kominami, Y. Kera, S. Ikeda, H. Noguchi, K. Uosaki, 112 B. Ohtani, Res. Chem. Interm. 2007, 33, 285. 113

• （6–7）"a photon is absorbed by a molecule to produce a product molecule"においてすべての定冠詞"a"をはっきりと「1つの」

と訳すことがだいじ．

• （16）"dark side"は「影の部分」で，これは「1つの粒子」と「懸濁液」の両方にかかっている．正確には"suspension"の前には"a"が必要．ちなみにカタカナで書けば「ダークサイド」で「ダークサイト」ではない．

• （34）"ratio"は「割合」ではなく「比」と訳すのが適当．

• （35）"ordinary"は「通常の」とか「ふつうの」．「一般的」はちょっとちがう．

• （36）"unity"は「1（という値）」．それ以外では意味が通らない．「結合体」「単一」「単一系」はぜんぶだめ．

• （36）"lower"は「低い」であって「少ない」ではない．

• （43）"the actual rate"の"rate"は"reaction rate"なので「実際の速度」．これを「比率」や「率」としないように．もとも

と，速度は時間あたりの反応量なので比率という意味で"rate"がつかわれている．

• （46）"measures"は"measurements"ではない．裁縫の「メジャー」のような｛物差し＝尺度」．

• （48）"a series of Bs"は「一連のB」．

• （61）"A reacts with B"は「AがBと反応する」．つまり"react"は自動詞（intransitive verb）．他動詞もあるがその意味で

はほとんどつかわれない．

るが，ここでは簡単にするため電子－正孔対が基質

と反応するものとする．

27 著者との共同研究の論文でこの比kred/krが議論され

ている．

224ページ Langmuir–Hinshelwood Mechanism 1 The term "Langmuir–Hinshelwood mechanism" has been 2 used in discussion of the mechanism of photocatalytic reaction 3 in suspension systems, but, as far as the author knows, there 4 has been no definition given for the Langmuir–Hinshelwood 5 (L–H) mechanism in photocatalytic reactions. In most cases, 6 authors have claimed that a photocatalytic reaction proceeds 7 via the L–H mechanism when a linear reciprocal relation was 8 observed between the reaction rate and the concentration of 9 reaction substrate in a solution. These experimental results 10 seem consistent with equation (8) when the substrate is 11 adsorbed by a photocatalyst obeying a Langmuir isotherm and 12 the adsorption equilibrium is maintained during the 13 photocatalytic reaction, i.e., the rate of adsorption is faster than 14 that of the reaction with electrons or holes. Such a situation is 15 often called "light-intensity limited", i.e., photoabsorption is 16 the rate-determining step.28 The original meaning of the term 17 "Langmuir–Hinshelwood mechanism" in the field of catalysis 18 is, to the author's knowledge, a reaction of two kinds of 19 molecules proceeding on a surface in which both molecules are 20 adsorbed on the same surface adsorption sites and the surface 21 reaction being the rate-determining step. Of course, the 22 general rate equation for the L–H mechanism (not shown here) 23 includes two sets of parameters for two kinds of molecules, and 24 when one set of parameters is neglected, the equation is for a 25 monomolecular reaction, similar to the photocatalytic reaction 26 of a substrate adsorbed in Langmuirian fashion. However, at 27 least in the field of catalysis, the term L–H mechanism is rarely 28 used for such monomolecular surface reactions, since the L–H 29 mechanism has been discussed for a bimolecular surface 30 reaction by comparing with the Rideal-Eley mechanism, in 31 which a surface-adsorbed molecule reacts with a molecule 32 coming from the bulk (outside). 33 Even if the L–H mechanism is defined as the reaction of 34 surface-adsorbed substrate obeying a Langmuir isotherm being 35 the rate-determining step, the frequently reported experimental 36 evidence, a reciprocal linear relation between concentration of 37 the substrate in solution and rate of photocatalytic reaction is 38 not always proof of this mechanism. From the linear plot, two 39 parameters are calculated. One (often shown as "k") is a 40 limiting rate of the reaction at the infinite concentration giving 41 maximum adsorption, and the other (often shown as "K") is an 42 adsorption equilibrium constant. The former parameter 43 contains a rate constant and adsorption capacity of a 44 photocatalyst, and this may be a photocatalytic activity. The 45 latter parameter shows the strength of adsorption and must be 46 the same as that estimated from an adsorption isotherm 47 measured in the dark. If the kinetically obtained K is different 48 from that obtained in dark adsorption measurement, the L–H 49 mechanism cannot be adopted. Therefore, dark adsorption 50 measurement is always required. 51 Another point to check is adequate use of the substrate 52 concentration in analysis. Since a Langmuir isotherm is 53 derived on the basis of the adsorption equilibrium between 54 species adsorbed and desorbed in solution, the isotherm is a 55 function of concentration of the adsorbate (molecules to be 56 adsorbed on surfaces) in solution, not concentration of 57 adsorbate in feed. Therefore, the actual concentration, which 58 must be reduced from that in feed due to appreciable 59 adsorption, must be measured at least before photoirradiation. 60 The above-mentioned reciprocal plot for the Langmuirian 61 adsorption analysis is one of the linearization methods and the 62 results are influenced more by the data in a lower concentration 63

Langmuir–Hinshelwood機構 Langmuir—Hinshelwood機構という用語は懸濁系光触

媒反応の機構を議論する際に使われてきたが，著者が知

るかぎり，光触媒反応におけるLangmuir—Hinshelwood（L—H）機構の定義がしめされたことはない．反応速度

と溶液中の反応基質の濃度の両者の逆数のあいだに直

線関係がみとめられる場合に，その光触媒反応がL—H機

構によって進行すると主張されることが多い．反応基質

がLangmuir吸着等温式にしたがって光触媒上に吸着さ

れ，かつ，光触媒反応中にその吸着平衡が保持される，

すなわち電子や正孔による反応にくらべて吸着の方が

はやい場合には，上記のような実験結果は式8と矛盾し

ないと思われる．このような状況は「光量律速」とよば

れることが多く，光吸収段階が律速段階28となっている．

著者の理解では，Langmuir—Hinshelwood機構という用語

の触媒の分野におけるほんらいの意味は，2種類の分子

がいずれも触媒表面のおなじ吸着サイトに吸着され，そ

の吸着分子どうしの反応が律速段階になっているよう

な表面反応のことである．当然だが，このL—H機構の一

般的な速度式（ここではしめさない）はそれぞれの分子

についての2組のパラメータを含み，そのうち1組のパラ

メータが無視できる場合には，その速度式は，単分子反

応，つまりLangmuir型で吸着される1種類の反応基質の

光触媒反応に類似した反応についての速度式となる．し

かし，触媒の分野ではL—H機構はこのような単分子の表

面反応についてつかわれることはほとんどない．それ

は，表面吸着分子とバルク（外部）からやってくる分子

のあいだの反応であるRideal—Eley機構とは異なる表面

2分子反応としてL—H機構が議論されてきたからである．

もしL－H機構がLangmuir等温式にしたがって表面に

吸着された1種類の基質の反応が律速段階となっている

反応であると定義したとしても，頻繁に報告されてきた

反応基質の溶液中の濃度の逆数と反応速度の逆数のあ

いだ直線関係という実験事実は，いつもL－H機構の証拠

となるわけではない．その直線プロットから2つのパラ

メータがもとめられる．「k」とされることが多いひと

つのパラメータは吸着量が 大になる濃度無限大の条

件下での限界速度であり，「K」とされることが多いも

う1つは吸着平衡定数である．前者は反応速度定数と吸

着限界量をふくんでおり，これを光触媒活性とみなすこ

ともできる．後者は吸着の強さをあらわし，暗下で測定

した吸着等温式から見積もられるものとひとしくなけ

ればならない．もし速度論的な解析からもとめられたK が暗下での吸着測定からえられたものと異なる場合に

は，ここでいうL－H機構を採用することはできない．し

たがって，暗下での吸着測定はつねに必要である． 上記以外のチェックポイントは，解析するときに基質

濃度として適切なものをもちいることである．Langmuir吸着等温式は吸着されたものと溶液中に脱着された基

質のあいだの平衡を考えて導出されたものであるから，

等温式は基質（表面に吸着される分子）の濃度の関数で

あるが，これは基質の仕込み濃度ではない．実際の濃度

は，吸着によって仕込み濃度からいくらかは減少してお

り，少なくとも光照射をはじめる前に測定しておく必要

がある．上でのべたLangmuir吸着解析に関する逆数プロ

ットは線形化（直線化）のためのひとつの方法であり，

低濃度のデータの影響をうけやすい．低濃度領域では相

part. Analysis using concentration in feed, not that in 64 equilibrium, may give a large error, since relative concentration 65 change by adsorption is large in the lower concentration region. 66

28 The author thinks that the use of "rate-determining step" for 67 photoreactions is misleading, since a photoreaction in 68 principle proceeds via species in their excited state and they 69 undergo both chemical reaction and deactivation 70 (deexcitation). The assumption for rate-determining step 71 is that the reaction proceeds sequentially, not in parallel, 72 such as photoreactions. 73

• （1）"Langmuir–Hinshelwood mechanism"の前半は人名なので原則として原語のままにするのがふつうだが，一般的に

つかわれるものはカタカナで書かれることも多い．このケースはどちらともいえない．2つの人名（姓）が"–（ダッシ

ュ）"で結ばれているので，2人の名前がつながっている．これが"-（ハイフン）"で結ばれていれば，ひとりで，たと

えば旧姓がある場合など．

• （5）"given for"は"which was given for"で「光触媒についてあたえられた（しめされた）」．「（given）定義が存在す

る」 という文なので，「しめされた」と過去形とするのがしぜん．

• （7）"authors have claimed"の"authors"には冠詞がついていないので，一般的な意味での著者であり，受動態にして"it has been clamed"とすることもできる．日本語で「著者」としてしまうと，単数か複数かがわからないため，この解説の著

者なのか一般的な著者なのかの区別ができない．「著者ら」とすると，読んでいる人がかならずこの解説が単著であ

るとわかっているわけではない．"authors"を訳さないことによって一般的な意味での著者であることをしめすのがよい．

• （8）"a linear reciprocal relation"の意味は「（2つのパラメータの）逆数のあいだの直線関係」で両方の逆数をプロット

するという意味をはっきりしめす必要がある．

• （10）"reaction substrate in a solution"の"in a solution"は後半の"concentration"だけにかかっている（"rate in a solution"はお

かしい．"rate in a suspension"なら可）．"solution"の前の"a"を「ある」と訳すと，"rate"と"concentration"がひとつの反応

系のように考えられなくなるので不可．ここの"a"は"the"の方が適切かもしれない．

• （10）"These experimental results"は前の文でのべられている「速度の逆数と濃度の逆数のあいだに直線関係がなりたつ

という実験結果」でそれがいくつも報告されているから"these ～ results"になっている．

• （11）"seem"は「思われる」くらいが適当．

• （11–15）"when"以下の節のなかには"and"で結ばれたが2つある．通常の文では"and"で2つの文をつなぐ場合には，"and"の前にコンマを入れるが，これは節なのでコンマがない．"i.e.,"で結ばれた文は同格，つまり後半部分を言いかえただ

けで，つまりA，BおよびCを文とすると（A and B, i.e., C）で「AおよびB（＝C）」という構造．"substrate"は（触媒）

反応に関する記述の場合には「（反応）基質」と訳すのが適当．"obeying"は主語を"the substrate"とする現在分詞で分詞

構文になっている．吸着平衡は吸着速度と脱着速度がひとしい場合であり，反応により吸着された基質が励起電子ま

たは正孔によって消費されても，吸着速度がじゅうぶんに速ければ，見かけ上平衡はたもたれることになる．逆に，

吸着速度が反応速度より遅い場合には，表面に吸着された反応基質がなくなるため，反応基質が吸着されるとすぐに

反応することになる．このときは，ぜんたいの反応速度はバルクからの吸着速度にひとしくなり，「拡散律速」とよ

ばれる． • （16）"often"は「～であることが多い」くらいが適当．ちなみに「～であることがある」は「確率は比較的低いが，

そういうこともある」という意味で，"sometimes"が相当する．

• （16）"i.e.,"は"light-intensity limited"と後の文をつないでいるのではなく，前の文と後の文を接続している．つまり，

語と文は連結できない．

• （16–17）"photoabsorption is the rate-determining step"の"photoabsorption"は"photoadsorption"ではない．「光吸収『は』

律速段階」ではなく「光吸収『が』律速段階」．「なにが律速段階であるかといえば，それは光吸収である」 • （20）"proceeding"は"which proceed(s)"で"which"の先行詞は"a reaction"．

• （22）"being"は"is"のあやまり．"in which"のあとに同格の2つの文があり，その2つが上の行の"in which"の中身なの

で，"both molecules"から訳しはじめることになるが，「両方の分子が～」といってもそれが何かわからないため，

「2種類の分子が～」 とする必要がある．

• （26）"similar"の前には"being"が省略されており，"which is similar"．その"which"の先行詞は"a reaction"．非制限用法

なので，「つまり」とか「すなわち」で"monomolecular reaction"につなげればよい．

• （31–32）"in which"の先行詞は"the Redeal–Eley mechanism"で非制限用法であるが，"in which"以下をあとで訳すと日本

語として不自然なので，「～の反応であるRedeal–Eley機構」とするのがよい．

• （37）"a reciprocal linear relation"は前の"evidence"と同格．

• （47）"that"は「吸着平衡定数」で"strength"ではない．

• （48）"in the dark"は「暗条件での」あるいは「暗下での」．

• （52）"another"は「これまでのべてきたのとはべつの」という意味で，それは複数あってそのうちの1つという意味な

ので，「もう1つの」ではない（"the other"がそれに相当する）．

• （55）"in solution"は"desorbed"だけにかかっている．"adsorbed"にかかっていたら，「溶液中で吸着された」になって

しまう．

• （59）"appreciable"を「かなりの/じゅうぶんな」と訳すと意味がとおらない．「無視できない/検知できる」の意味と

考えるのが適切．この意味では反対語は"negligible"．

• （70）"deactivation"は「失活」．

対的な濃度変化が大きいので，平衡濃度ではなく仕込み

濃度をつかった解析では大きな誤差がでる．

28 光反応について「律速段階」という用語をつかうこ

とは誤解をまねきやすいと著者は考えている．それ

は，光反応は原則として光励起状態にある化学種に

よって起こり，その活性種は化学反応するか，失活

（脱励起）するかのいずれかであるからである．律

速段階を考える場合の仮定は，その反応が光反応の

ような並行反応ではなく，逐次的に進行することで

ある．

• （71）"deexcitation"は「脱励起」．

• （73）", such as photoreactions"は正確には"as observed in photoreactions"で，"in parallel"にかかっている．前の文で「光

反応が活性種が反応するか失活する」という並行反応であることをのべているので，"in parallel"にかかっていると考え

ないと意味が通じない．

225ページ First-Order Kinetics 1 In many articles, the above-mentioned L–H mechanism 2 has been discussed using rate of photocatalytic reaction with 3 various concentrations of a reaction substrate. On the other 4 hand, "first-order kinetics" has tended to be discussed for 5 time-courses of reaction, and resultant (pseudo) first-order rate 6 constants were compared for different kinds of photocatalysts. 7 In practice, the logarithm of the concentration of substrate (or 8 product) or its equivalent is plotted against time of reaction, 9 i.e., photoirradiation, and the slope (absolute value) of a linear 10 relation, if obtained, corresponds to (pseudo) first-order rate 11 constant. This analysis is very convenient, since any data, 12 even those measured in arbitrary units, can be used and the 13 same rate constant is obtained as long as the value is 14 proportional to the actual concentration. 15 First-order kinetics is based on the assumption that the 16 rate of a reaction at a given time is proportional to the 17 concentration of the substrate in solution, which is consistent 18 with actual rate of reactions in homogeneous phase; if this 19 first-order kinetics is adopted to the surface reaction such as a 20 photocatalytic reaction, the concentration used for the analysis 21 must be that of adsorbed substrate, not that in solution. 22 Analysis of reaction rate using a Langmuir adsorption 23 isotherm, discussed in the preceding section, includes this 24 first-order kinetics for adsorbed substrate. Therefore, 25 first-order kinetics using concentration in solution is 26 inconsistent with the rate expression using Langmuir 27 adsorption isotherm. However, papers has been claiming L-H 28 mechanism using data on reaction rates under the conditions of 29 various substrate concentrations and, at the same time, 30 first-order kinetics using data on concentration in solution 31 observed in time-course curves. If both kinetic analyses are 32 correct, these results should be interpreted as follows. In the 33 relatively lower concentration range of the Langmuir isotherm, 34 the amount of adsorbed substrate is almost proportional to the 35 concentration in solution, i.e., a Henry-type adsorption 36 isotherm,29 resulting in a linear relation between concentration 37 and reaction rate. Under these conditions, the adsorption 38 equilibrium is maintained during the photocatalytic reaction. 39 However, this should not be described as Langmuirian fashion. 40 Another possible explanation of first-order kinetics using 41 concentration in solution is that the reaction is 42 diffusion-limited; the surface concentration is always zero and 43 substrate arriving at the surface immediately reacts. The rate 44 of diffusion is proportional to the solution concentration and 45 thereby a linear relation between the rate and the solution 46 concentration can be obtained. However, it is clearly 47 inconsistent with the L-H mechanism assuming a 48 surface-reaction-limited process. 49 The rate of diffusion of the substrate may be proportional 50 to the surface area of a photocatalyst based on the assumption 51 that thickness of the diffusion layer is so small that the area of 52 cross section of diffusion is almost the same as the surface area. 53 Therefore, a positive correlation between rate of photocatalytic 54 reaction and specific surface area of a photocatalyst is often 55 observed under both diffusion-limited and 56 surface-reaction-limited conditions 57

29 The author could not find the original description of why 58 this linear adsorption isotherm is called "Henry-type". 59 One possible reason is the resemblance of linear relation 60 with that of dissolution of gas in liquid. 61

一次反応速度 上でのべたL－H機構が，さまざまな反応基質の濃度に

おける光触媒反応の速度をつかって多くの論文で議論

されてきたのに対し，一次反応速度式は，反応の経時変

化について議論される傾向にあり，結果としてえられる

（擬）一次反応速度定数がことなる種類の光触媒につい

て比較されてきた．具体的には，基質や生成物の濃度あ

るいはそれに相当する量の対数を，反応時間つまり照射

時間に対してプロットし，直線関係がえられればその傾

きが（擬）一次反応速度定数に相当する．この解析はき

わめて便利である．なぜなら，どんなデータでも，たと

え任意単位のものでも，つかうことができ，それが実際

の濃度に比例するかぎり，えられる速度定数の値がおな

じであるからである．

一次反応速度式は，ある時刻における反応速度が溶液

中の反応基質の濃度に比例するというのが前提であり，

このことは，均一系反応の速度の場合には矛盾しない．

この一次反応速度の考え方を，光触媒反応のような表面

で起こる反応に対して適用する場合には，溶液中ではな

く，表面における濃度をつかわなければならない．前節

でのべたLangmuir吸着等温式をつかう反応速度の解析

は，表面に吸着された基質についての一次反応速度式を

ふくんでいるので，溶液中の濃度をつかう一反応速度式

は，Langmuir吸着等温式をもちいる速度式とは相容れな

い．しかし，論文では，さまざまな基質濃度の条件下で

のデータをつかってL－H機構であることを主張しなが

ら，同時に溶液中の濃度の経時変化のデータをつかって

一次反応速度式がなりたつとされてきた．もし，どちら

の速度解析もただしいとするなら，そのような結果はつ

ぎのように説明されるはずである．Langmuir吸着等温式

において比較的低濃度の領域では，基質吸着量は溶液中

の濃度に比例する，いわゆるHenry型吸着等温式となり，

結果的に反応速度は溶液中の濃度に比例する．ここで，

光触媒反応中にこのような吸着平衡は維持されるもの

と考える．しかし，このような吸着をLangmuir型である

とはいえない． 溶液中の濃度をつかった一次反応速度式がなりたつ

ことのべつのありうる説明としては，反応が拡散律速で

あることが考えられる．つまり，表面における基質濃度

はいつもゼロで，表面に到達した基質はすぐに反応する

という場合である．この場合の拡散速度は溶液濃度に比

例し，そのため反応速度と溶液濃度のあいだに直線関係

がなりたつ．しかし，これは，表面反応律速を仮定して

導かれるL－H機構とあきらかに矛盾する．

拡散層がじゅうぶんにうすくて拡散断面積が表面積

にほぼひとしいと考えれば，基質の拡散速度は光触媒の

表面積に比例する．したがって，このような拡散律速の

場合でも，L－H機構のような表面反応律速の場合でも，

光触媒反応速度と光触媒の表面積のあいだには正の相

関が観測されることが多い．

29 著者はこのような直線的な吸着等温線がなぜ「Henry型」とよばれるのかについて書かれた原典を見つけ

ることができなかった．ひとつの可能性として，気

体の液体への溶解についての直線関係（Henry式）と

似ていることが考えられる．

• （1）"first-order kinetics"は"kinetics"をよく用いられる「速度論」と訳すなら，「一次反応速度論」となるが，実際の意

味は「速度が一次反応速度式にしたがっていること」であり，「一次反応速度」あるいは「一次反応速度式」の方が

ちかい．なお，"kinetics"は"kinetic"の複数形ではなく，単数あつかい．"physics"と同様．学問分野は語尾が"s"になるこ

とがある．

• （6）"pseudo"は「擬」で「偽」ではない．

• （7）"were compared"は"have been compared"の方が意味がとおる．

• （13）"arbitrary units"は「任意単位」．

• （18）"consistent"は「矛盾しない」，"inconsistent"は「矛盾する」．「一致する/しない」より適切．

• （28）原文では"claiming"だが，"has been claiming"あるいは"has claimed"．

• （61）"that of dissolution"の"that"は"linear relation"．「ヘンリー型吸着等温式の直線関係が気体の圧力と溶解度のあいだ

の直線関係（ヘンリーの法則）に似ていることが，そう呼ばれる1つの可能性」．"dissolution"は「溶解」で"decomposition"ではない．

225ページ Structure—Photocatalytic Activity Correlation 1 Almost all researchers, including the author, in this 2 field probably believe that there are certain correlations 3 between structure and photocatalytic activity, and efforts 4 are being made to clarify such correlations in order to 5 design and prepare highly active photocatalysts. One of 6 the clarified points worth noting is that difference in 7 photocatalytic activity cannot be interpreted using only a 8 single property, parameter, or structural description of 9 photocatalysts. For example, the photocatalytic activities 10 could not be explained only by crystalline phase, anatase 11 and rutile, specific surface area, or particle size, observing 12 that the activity differs by more than two orders of 13 magnitude even if the photocatalysts are of the same 14 crystalline, and particles of similar particle size and specific 15 surface area show different activity due to other properties, 16 such as their shape and crystalline content, while we do not 17 know which properties of photocatalysts are significant and 18 how many parameters are required for the description of 19 photocatalytic activities. 20 Before starting discussion on structure-photocatalytic 21 activity correlations, it should be noted that photocatalysts 22 prepared and/or post-treated in different ways or under 23 different conditions may show different activities, and it is 24 difficult to attribute such difference to the difference in 25 expected and/or observed properties.30 For example, even 26 if a laboratory-prepared photocatalyst sample of 27 extraordinary large specific surface area shows activity 28 higher than that of samples of ordinary surface area, the 29 correlation between specific surface area and photocatalytic 30 activity is only an empirical one unless it is clarified how 31 the difference in surface area influences the rate 32 expression.31 Some papers have claimed that the 33 extraordinary shape of photocatalyst particles, such as 34 micrometer-scale length or large plate-like crystallites, 35 which is observed by scanning electron microscopy, 36 accounts for the observed activity being different from that 37 in the case of photocatalyst particles of ordinary shape. 38 However, such description is neither scientific explanation 39 nor speculation, since there is no proposal on why and how 40 such shape of crystallites is related to the rate expression. 41 It should be reminded that unknown or unmeasured 42 properties may directly determine the rate of photocatalytic 43 reactions. 44

30 Honestly speaking, the author does not like to describe 45 such criticisms in this review article, since some of 46 them have been employed when referee reports were 47 prepared for papers in this field of photocatalysis and 48 thereby authors submitting such papers may recognize 49 that the papers had been rejected by the author's 50 criticism when reading this review. However, the 51 author would like to say that those criticisms may be 52 acceptable for researchers in this field and hence 53 reviewers other than the present author may state them 54 in their reviewers' reports. 55

31 In this sense, conversely, statistical analyses of the 56 reaction rate with measured properties of 57 photocatalysts may be helpful for estimation of the 58 significance of property on the reaction rate. O. O. 59 Prieto-Mahaney, R. Abe, F. Amano, B. Ohtani, to be 60 submitted. 61

構造－光触媒活性相関

著者も含めて光触媒の分野のほとんどすべての研究者は

おそらく，構造と光触媒のあいだに相関があると信じてお

り，高活性の光触媒を設計，調製するためにこの相関関係を

明らかにするための努力が続けている．ここで注意すべき知

見のひとつは，光触媒の性質，特徴あるいは構造の種類のひ

とつだけをつかって光触媒活性のちがいを説明することが

できないことである．たとえば，アナタースやルチルといっ

た結晶相や比表面積，粒子径のそれぞれだけで光触媒活性を

説明することができない．これは，おなじ結晶の光触媒であ

ってもその活性が2桁以上ちがうことがあることをみても明

らかである．また，似通った粒子径と比表面積をもつ粒子が，

粒子のかたちや結晶の含量といったべつの特性のためにこ

となる活性をしめすこともあるが，光触媒のどの特性が重要

であるか，光触媒活性を予測するのに何種類の特性が必要で

あるかはわからない．

構造－光触媒活性相関を議論する前に気をつけておかな

ければならないのは，ことなる方法やことなる条件下で調

製，後処理（あるいはその両方）された光触媒はことなる光

触媒活性をしめすのが当然であることで，その活性のちがい

を着目あるいは観測される特性のちがいだけに帰属させる

のはむずかしい．たとえば，実験室で調製したある光触媒が

異常に大きな比表面積をもち，通常の比表面積をもつ光触媒

より活性が高かったとしても，表面積のちがいがどのように

反応速度式に影響をあたえるかをあきらかにしないかぎり，

比表面積が大きいから光触媒活性が高いというのは単なる

経験的な関係でしかない．マイクロメートルの長さをもって

いたり，大きな平板状結晶であったりするような，透過型電

子顕微鏡で観測されるような通常とはことなる光触媒粒子

の形状が，通常の形状の光触媒粒子のばあいのより高い活性

の原因であると主張する論文がある．しかし，その結晶子の

形状がなぜ，どのように反応速度式に関係しているかについ

て考えがしめされることがないので，このような記述は科学

的な説明とも推測とも言えない．そんな特性があることすら

気づかれていない，あるいは，知られていても未測定の特性

が光触媒反応の速度を直接的に支配することもあることを

意識しておかなければいけない．

30 正直にいえば，このような批判をこの解説に書くのは避

けたかった．というのは，光触媒の分野の論文の審査報

告書にこの種の批判を書くことがあるからである．投稿

論文の著者がこの解説を読めば，じぶんたちの論文が本

解説の著者によって却下されたと思う可能性がある．し

かし，この批判は光触媒の分野の研究者にとっては当然

のことであると思われるので，この論文の著者以外でも

審査報告書におなじような批判を書くこともあり得る．

31 このことは逆にいえば，光触媒について観測された特性

をもとにして反応速度を統計解析することが，反応速度

に対する特性が重要性を推定するのに有用かもしれな

い．O. O. Prieto-Mahaney, R. Abe, F. Amano, B. Ohtani, 投稿予定《その後論文が掲載された》

• （1）"Structure"と"photocatalytic activity"ををむすんでいるのは，"–"（dash＝ダッシュ）で，"-"（hyphen＝ハイフン）と

はことなり，2つの項目（ここでは2つの名詞）を連結する（範囲や期間をあらわす場合にもつかわれる）．ちなみに

日本語のWindowsパソコン上で，英字としてのダッシュを入力するのは簡単ではなく，「スタート－すべてのプログラ

ム－アクセサリ－システムツール－文字コード表」を選び，フォントとしてつかうもの（たとえばTimes New Roman），文字セットを「Windows: 欧文」として，En DashまたはEm Dashを選択してコピー－ペーストする（あとでフォントサ

イズを調整する必要あり）．EnとEmは"N"と"M"の意味で幅のちがいをあらわしている．なお，マイナス記号は「−」で

（ダッシュとは別の文字），これはハイフンとして半角文字を入力したあと，フォントをSymbolすればよい（文全体

のフォントをTimes New Romanに設定すると単なるハイフンになってしまう．．．）．ちなみに，「’」をダッシュと

呼ぶのはあやまりで「prime＝プライム」が正しい．日本語訳で全角文字で書かれたものをつなぐ場合は，ダッシュと

して全角文字の「－」をもちいる．音引きの「ー」ではないので注意．

• （4–5）"efforts are being made"は，受動態（"efforts are made"）の現在進行形．能動態にもどすと，"(one) makes efforts"なので，辞書でしらべるとすれば"make effort"＝「努力する」．

• （7）"worth ～ing"は「～するに値する」で，"worth noting"なら「注目すべき」，「注意すべき」．

• （7）"interpret"のおおもとの意味は「解釈する」にちかい．「翻訳する」も「説明する」も意味のうえではおなじ．

• （8–9）"only a single"のうしろに"or"でしめされた3つのうちのどれかがはいるので，単数形．

• （9）"property, parameter, or structural description of photocatalysts"の"property"は「性質，特性」,"parameter"は「要因」

とか「因子」である場合が多いが，ここでは「特徴」が適当，"description"は「記述」がもとの意味だが，そこから派

生した「種類」．

• （23）"A and/or B"は，「AとBのいずれかまたは両方」．

• （23）"post-treated"の"post"は「後～」で，「後処理」．対応する「前～」は"pre-"．

• （24）"may"は許可をあらわしている．「～としてよい」．「ちがう作り方だから，特性がなにかちがっていて，その

ために活性がことなっていてよい」ということ．可能性ではない．

• （31）"to be submitted"は「投稿予定」という意味の常套句．まだ出版されていない文献を文献リストに入れるときに

つかう．

• （32–33）"rate expression"は「速度式」

• （33）"some"という単語を訳せば「いくつかの」だが，文としては「こともある」という意味になる．

• （34–35）"such as micrometer-scale length or large plate-like crystallites"の"large"は"larger"のあやまりで，"or"が"micrometer-scale length"と"larger"をむすんでいると解釈することも可能だが，"micrometer-scale length"と"large plate-like crystallites"が"extraordinary shape"の例というのが著者の本意（らしい）．

• （37）"account for ～"は「～の原因となる（～であることを説明する）」で，"A accounts for B"を受動態にすると，"B is accounted for by A"となる．

• （42）"remind A of B"は「AにBを気づかせる」．

• （42）"unknown"は「知られていない」．調べるべき性質として考えられていないということ．

225ページ Visible-light-induced Photocatalytic Activity 1

Many efforts have been made to design and develop 2 photocatalysts that work under visible-light irradiation. 3 Strategies that have usually employed in such studies are 4 modification (doping) of titania to give visible-light 5 absorption or use of colored mixed metal oxide and nitride. 6 Although it is expected that such doping of crystalline and 7 mixed metal oxide/nitride may induce production of lattice 8 defects, which enhance the electron-hole recombination, 9 resulting in lower photocatalytic activity, discussion of the 10 strategies is not a purpose of this article. Some problems 11 in the discussion on visible-light-photocatalytic activity are 12 summarized here. 13

First, the boundary wavelength between ultraviolet 14 light and visible light should be defined. As described in 15 Introduction, the meaning of the term "visible light" is 16 light that can be seen, and the limiting wavelength differs 17 among individuals. Many studies demonstrating that 18 visible light induced, as expected, a photocatalytic reaction 19 used the condition of photoirradiation through an optical 20 cut-off filter, L-42 or its equivalent, and the irradiation 21 wavelength under such conditions used to be described as 22 "> 420 nm". However, this is inadequate, since this filter 23 transmits light of wavelength > ca. 390 nm. Actually, in 24 the author's experience, appreciable photocatalytic activity 25 of anatase titania photocatalysts could be observed by 26 irradiation through the filter. When this optical filter is 27 used for irradiation, comparison of the photocatalytic 28 activity with a representative titania photocatalyst, such as 29 P25 or ST-01 (Ishihara Sangyo), is preferable. Otherwise, 30 optical cut-off filters of longer transmission limits should 31 be used. One of the possible and smart ways is to define 32 "visible light" as light that negligibly drives photocatalytic 33 reaction by titania and to use an appropriate optical filter to 34 realize this. 35

Showing that a certain reaction proceeds under the 36 above-mentioned visible-light irradiation conditions is not 37 proof of visible light-induced photocatalytic activity, as 38 explained in the section " Use of dyes as model 39 compounds". Then, what experimental results are needed 40 to show that a given photocatalyst can drive the 41 photocatalytic reaction under the conditions of visible light 42 irradiation? In the author's experience, it is preferable to 43 show an action spectrum, not "pseudo" action spectrum, 44 that resembles a photoabsorption (diffuse reflectance) 45 spectrum (see "Action spectrum and pseudo action 46 spectrum"). When an action spectrum is measured, any 47 reaction can be employed as a model reaction, but it is 48 preferable to use a reaction for which the stoichiometry has 49 been clarified. Without showing action and 50 photoabsorption spectra, it is rather complicated to prove 51 the reaction is a photocatalytic one under the conditions of 52 visible light irradiation. 53

• （1）"Visible-light-induced Photocatalytic Activity"の前半は形容詞節なので"Visible-light Induced"の方がよい．副詞節なら

"Visible light-induced"になる．

• （2）"efforts have been made"は，受動態（"efforts are made"）の現在完了．能動態にもどすと，"(one) has made efforts"なので，辞書でしらべるとすれば"make effort"＝「努力する」．

• （3）"irradiation"は"radiation"とはべつのことば．前者は「（光の）照射」で，後者は「（放射線などの）放射」．対

応する動詞は"irradiate"と"radiate"で，前者は他動詞として，後者が自動詞として使われることが多い．つまり，前者

は「人為的に（光などを）あてる」こと，後者は「自然に（光や放射線）が放射される」ことをしめす．

可視光誘起光触媒活性

可視光照射下ではたらく光触媒を設計，開発するために多

大な努力がはらわれている．そのために通常採用される戦略

は，酸化チタンを修飾（ドーピングともよばれる）して可視

光吸収をあたえたり，可視光吸収をもつ複合金属酸化物と窒

化物を使ったりすることである．そのような結晶へのドーピ

ングや，混合金属酸化物/窒化物の調製によって格子欠陥が

生じ，それが電子－正孔の再結合を促進して，結果として光

触媒活性が低下すると考えられるが，そのような戦略につい

て議論することはこの解説の目的ではない．ここでは，可視

光誘起光触媒活性の議論におけるいくつかの問題点をまと

めておこう．

まずさいしょに，紫外光と可視光の境界となる波長を定義

すべきである．緒言でのべたように，「可視光」ということ

ばの意味は目に見える光ということであるが，目に見える限

界の波長は人それぞれである．可視光による（と期待される）

光触媒反応に関する研究の多くが，光学カットオフフィルタ

ーであるL-42（あるいはその同等品）を通して光を照射する

条件を使っており，その場合に照射波長を「420 nm以上」と

記述することが多かった．しかしその記述は適当ではない．

そのフィルターは約390 nm以上の光を透過するからである．

実際に著者の経験では，そのフィルターの透過光によってア

ナタース酸化チタンでも，検知できるほどの光触媒活性をし

めすことがある．したがって，この光学フィルターを使う場

合には，P25やST-01（石原産業）などの代表的な酸化チタン

光触媒の活性も測定して，それと比較することがのぞまし

い．べつのやり方としては，透過限界がより長波長の光学フ

ィルターを使うことでもよい．現実的でスマートなやり方の

ひとつは，可視光を「酸化チタンによって光触媒反応が起こ

らない光」と定義し，それが実現されるような光学フィルタ

ーを使うことである．

「モデル化合物としての色素の使用」の節で説明したよう

に，ある反応が上述の可視光照射条件下で進行したとして

も，それが可視光誘起光触媒反応であることをしめすわけで

はない，それでは，あたえられた光触媒が可視光照射下で光

触媒反応を進行させことができることを証明するには，どの

ような実験結果が必要なのだろうか．著者の経験では，それ

は，光吸収（拡散反射）スペクトルと類似した（疑似作用ス

ペクトルではなく）作用スペクトルを示すことである（「作

用スペクトルと疑似作用スペクトル」の節を参照）．作用ス

ペクトルを測定するときのモデル反応として，どんな反応を

使ってもいいが，その量論式が明らかになっている反応を使

うのがよい．作用スペクトルと光吸収スペクトルを示すこと

なしに，その反応が可視光照射下での光触媒反応であること

を証明するのはかなりめんどうである．

• （5）"to give visible-light absorption"は「可視光吸収をあたえるために」という目的をしめす不定詞だが，「（結果とし

て）可視光吸収をあたえる」という結果と考えることもできる．基本的には英語は先頭から理解していくのがふつう．

• （6）"mixed metal oxide and nitride"は「複合金属酸化物と窒化物」で，混合とは2種類以上の金属が含まれている酸化物

や硫化物のことをさす．「混合された金属酸化物」は1種類の金属の酸化物である単純金属酸化物が2種類以上混合さ

れたものであり複合金属酸化物ではない．

• （8）"mixed metal oxide/nitride"の前に"preparation"が脱落していた．そうでないと，"oxide/nitride"が"induce"することに

なってしまう．

• （10）"resulting in"は"result in"の分詞構文．「結果として～なる」

• （22）"used to be described"の"used to"は「以前はしていた」という意味．

• （24）"actually"は，そこまでの記述に対して肯定的なら「実際に」，否定的なら「実際には」と訳す．ここでは前者

に相当する．

• （25）"appreciable"は「検知できる」で，検知できれば大きくても小さくてもかまわない．「あるかどうかわからない」

ではないことをしめす．おそらく語源は"appear"とおなじであると思われる．

• （27）"When this optical filter ..."のまえには"Therefore, "を補って考える（入っていた方がわかりやすかった）．

• （28–29）"comparison of the photocatalytic activity with"は光触媒活性を比較すること．L-42フィルターをつかえば，酸

化チタンでも光触媒活性があるので，それに比べてどれだけ増加しているかということを見る必要がある，という意

味．正確には，"with"のあとには「～の活性」をあらわす"that of"が必要．

• （29）"representative"は「代表的/典型的」．

• （30）"Ishihara Sangyo"は「石原産業」であるが，それが確認されないのであれば訳さないのが正しい（セミナーのと

きには「イシハラサンギョウ」とは言ったけど漢字は説明していない）．

• （30）"otherwise"は「さもなくば」という訳もあるが，「べつのやり方としては」．

• （33）"negligibly"は"little"や"few"と同様に否定的な表現で「無視できるほど」．

• （35）"realize"は「実現する」で「気づく」という意味はない．

• （36）"Showing that a certain reaction proceeds"の"showing"は動名詞で，その目的語がthat節．節内の主語は"a certain reaction"で動詞が"proceed(s)"．

• （40）"Then"は"that"の"th"＋"when"の"en"で，直訳すれば「そのとき」だが，意味のうえでば「じゃあ/それなら」

ということ．

• （41）"can drive"の"can"は可能性ではなく能力をあらわす．"drive"は「推進する」という意味．

• （40–43）"what experimental results are needed to show that a given photocatalyst can drive the photocatalytic reaction under the conditions of visible light irradiation?"の疑問文は文法として文末に疑問符を置くことがきまっているが，日本語には基本

的に疑問符はない．句点でおわればよい．どうしても日本語の文に疑問符をつけたいとき（おすすめしないが）には，

全角の疑問符をつかい，そのうしろに空白をおくこと．

• （44）"pseudo"の先頭の"p"はサイレントレター．ただし，サイレントレターというのは発音しても聞こえないだけ．

• （45）"that resembles"は関係代名詞節．まえにコンマがあるのは"not pseudo action spectrum"が挿入されているからで，

制限用法．先行詞は"action spectrum"で「～と似ている作用スペクトル」．"resemble"は他動詞で直接目的語をとる．

"with"などの前置詞が入らないので注意

• （46）"see"は「見よ/参照」．

• （47–48）"any reaction"は「どんな反応でも」．「どの反応」よりよい．

• （51）"complicated"は「困難」というより，「複雑なのでめんどう」という意味．作用スペクトルを測定する方がて

っとりばやいということ．

• （52）"the reaction"と定冠詞がついているのは，「作用スペクトルと吸収スペクトルが示されることがない反応」とし

て限定されているから．これは"a reaction"でも"reactions"でもない．

226ページ Photoinduced Superhydrophilicity 1 An interesting phenomenon related to photocatalysis is 2 photoinduced superhydrophilicity of the surface of a 3 photocatalyst, especially titania thin films. This phenomenon 4 has been proved to occur by photoirradiation, presumably 5 excitation of a photocatalyst through band-gap transition.32 6 The hydrophilicity and hydrophobicity of the surface are 7 usually analyzed by water contact angle (WCA) measurement. 8 It is well known that WCA depends strongly on the chemical 9 composition, as well as the morphology, of the outermost 10 surface. Since the molar amount of chemicals of a monolayer 11 of the outermost surface is quite small and since keeping the 12 outermost surface clean and/or controlled seems almost 13 impossible due to contamination from air, analysis of the 14 photoinduced hydrophilicity requires delicate and careful 15 treatments compared with ordinary chemical analytical 16 methods. Furthermore, photocatalytic decomposition of 17 surface-adsorbed contaminants proceeds, at the same time, 18 accompanied by reduction of molecular oxygen. 19 There is no space for discussion on the photoinduced 20 hydrophilicity and this section is closed only by stating that 21 careful data treatment, analyses, and discussion are required. 22

Anatase and Rutile 23 One of the most frequently asked questions is which has 24 better photocatalytic activities: anatase and rutile. There 25 appears to be no adequate answer to this question. As 26 described in Experimental, identification of particulate 27 samples is scientifically impossible; even if a large number of 28 measured properties are the same for two samples, there is still 29 a possibility that they have different unknown/unmeasured 30 properties. In this sense, there are no representative anatase or 31 rutile samples for which photocatalytic activities can be 32 discussed. 33 Empirically, in the photocatalytic reaction in which 34 molecular oxygen is reduced by a photoexcited electron, 35 samples containing anatase crystallites show higher activity 36 than that of samples containing only rutile crystallites. 37 However, in some photocatalytic reactions, the order of activity 38 is reversed. We sometimes see statement such as "In this 39 photocatalytic reaction, Sample A (anatase) prepared by 40 Procedure A showed higher activity than that of Sample B 41 (rutile) prepared by Procedure B. This is attributed to their 42 crystal structure, anatase and rutile, respectively, the former of 43 which is better than the latter." This should read "In this 44 photocatalytic reaction, Sample A prepared by Procedure A 45 showed higher activity than that of Sample B prepared by 46 Procedure B. This trend is similar to reported results for 47 similar photocatalytic reaction systems showing that anatase 48 had higher activity than that of rutile, though the reason for this 49 is still not clear." 50 Titania has crystal structures other than anatase, rutile and 51 brookite,33 e.g., TiO2(B). Strictly speaking, anatase, rutile and 52 brookite are three known polymorphs of "naturally occurring" 53 titania samples out of all polymorphs of titania including 54 artificial ones. 55

32 Since the discovery of this phenomenon in 1997 (R. Wang, 56 K. Hashimoto, A. Fujishima, M. Chikuni, E. Kojima, A. 57 Kitamura, M. Shimohigoshi, T. Watanabe, Nature, 1997, 58 388, 431), it has been believed that this is induced by 59 band-gap excitation of photocatalytic coatings. However, 60 the corresponding action spectra were reported for the first 61 time in 2007 by the author's group (X. Yan, R. Abe, T. 62

光誘起超親水化 光触媒反応に関係する興味深い現象として光触媒，と

くに酸化チタン薄膜の表面の光誘起超親水化がある．こ

の現象は光照射，おそらく光触媒のバンドギャップ遷

移，により起こることがあきらかになっている．このよ

うな固体表面の親水性と疎水性は水接触角（WCA）の測

定により分析されるのがふつうである．WCAは表面の組

成とともにその形状につよく依存することがよく知ら

れている．表面 外層一層分の化学物質の物質量はきわ

めて小さく，空気からの汚染により，その 外層を清浄

あるいは何らかの制御された状態に保つのはほぼ不可

能と考えられるため，光誘起超親水化現象の分析は，通

常の化学分析とくらべて繊細かつ注意深い取扱いが必

要である．さらに，表面に吸着された汚染物の光触媒分

解が，酸素分子の還元をともなって同時に進行する．

ここではこの光誘起超親水化について議論するスペ

ースはない．この節を終わるにあたって，注意深いデー

タの取扱い，解析および議論が必要であることをのべる

だけにしておく．

アナタースとルチル よくある質問の1つは，アナタースとルチルのどちら

の光触媒活性が高いかであるが，この質問に対する適切

な答はないようである．「実験」でのべたように，粒子

状の試料の同定は科学的には不可能で，たとえ2種類の

試料について測定された多数の特性がおなじであった

としても，未知あるいは未測定の特性についてはことな

っている可能性がまだ残っている．この意味で，2種類

の結晶の光触媒活性を議論するためのアナタースとル

チルの代表的な試料は存在しない．

経験的には，光励起電子により酸素分子が還元される

光触媒反応系においては，アナタースの結晶子を含むサ

ンプルが，ルチルの結晶子のみを含むサンプルより高い

活性をしめす．しかし，ルチルの方が光触媒活性が高い

反応系もある．「この光触媒反応では，手順Aによって

調製した試料A（アナタース）が，手順Bによって調製し

た試料B（ルチル）より活性が高かった．これは試料Aと

試料Bの結晶構造，すなわち，それぞれ活性がより高い

とされるアナタースと低いとされるルチルであるため

である」のような記述を眼にすることがある．このよう

な記述は「この光触媒反応では，手順Aによって調製し

た試料A（アナタース）が，手順Bによって調製した試料

B（ルチル）より活性が高かった．この傾向は，おなじ

ような反応系において，理由は不明だがアナタースがル

チルより活性が高いというこれまでの報告と類似して

いる」とすべきである．

酸化チタンには，アナタース，ルチルおよびブルカイ

ト以外にも，たとえばTiO2(B)という結晶型がある．厳密

にいえば，アナタース，ルチルおよびブルカイトは，人

工的なものも含めたすべての結晶多形のうちの，3つの

天然の酸化チタンの結晶型である．

32 この現象が発見（ R. Wang, K. Hashimoto, A. Fujishima, M. Chikuni, E. Kojima, A. Kitamura, M. Shimohigoshi, T. Watanabe, Nature, 1997, 388, 431）されて以来，光触媒コーティングのバンドギャップ励起によって起こると信じられてきた．しかし対応

Ohno, M. Toyofuku, B. Ohtani, Thin Solid Films 2007, in 63 press. DOI: 10.1016/j.tsf.2007.10.033). 64

33 Another frequently asked question is the comparison of 65 photocatalytic activity of brookite. The author used to 66 answer as "Brookite is similar to anatase.", but this tended 67 to be misunderstood as brookite shows better activity than 68 that of rutile as has been observed for anatase. Therefore, 69 it is necessary to state that such comparison does not make 70 sense before answering so. The fact that brookite 71 crystallites were prepared as a mixture with other 72 polymorphs, anatase and/or rutile makes it difficult to 73 discuss their photocatalytic activities, but, even if pure 74 brookite crystallites are obtained, such discussion on the 75 structure is complicated as described in 76 Structure—Photocatalytic Activity Correlation. 77

• （1）"superhydrophilicity"は「超親水性」で単なる"hydrophilicity（親水性）"とはことなるが，このあとで"the hydrophilicity"といえば，"superhydrophilicity"のことをさす．ちなみに"super-"の発音は〈すーぱー〉ではなく〈しゅーぱー〉にちか

い．

• （13）"and/or"は「両方あるいは片方」という意味．「清浄な」と「何らかの状態に制御された」はフェーズのちがう

こと（たがいに排除しない＝両方なりたつことがある）なので，"and/or"をつかわざるをえない．

• （19）"accompanied by"は"which is accompanied by"で，この"which"の先行詞は"decomposition"．"accompany"は他動詞手

で，"Reduction of molecular oxygen accompanies photocatalytic decomposition of surface-adsorbed contaminants."というのが

もとの文となる．ちなみに"reduce"は化学関係の記述では，「還元する」と「へらす」のどちらの意味でもつかうため，

訳すときにはどちらに相当するのかを考慮する必要がある．ここでは「還元」．

• （20）"space"はこの解説を印刷したときのスペースのこと．「場所」と訳すと意味がわかりにくい．

• （23）"anatase"に対応する日本語は「アナタース」だが，"anatase"の英語読みにもとづいているわけではなく，「文部

省学術用語集（化学編）」でそう決められているだけ．「アナターゼ」とよぶことがあるのは，ドイツ語の発音（ド

イツ語では"s"はにごる）による．英語－日本語－結晶の和名は，anatase－アナタース－鋭錐石（セミナーでいった「鋭

垂石」はあやまり），rutile－ルチル－金紅石，および，brookite－ブルカイト－板チタン石．

• （34）"empirically"は「実験的」という意味もあるが，ここでは「経験的」の方がよい．

• （34）"we"は一般的な意味でつかわれているので訳さないのがふつう．

• （39/70）"statement"の"state"は「述べる｜はっきり言う｜提示する｜記載する」で，"statement"は「宣言」という意味

もある．「ことばとしてあらわすこと」． • （43–44）"the former of which is better than the latter"の"which"の先行詞は"anatase and rutile"で，これは制限用法（コンマ

があるのは"respectively"のため）なので，直訳すれば「前者の方が後者より活性が高いアナタースとルチル」．

• （51–55）天然の結晶では"anatase"など，何かにちなんだ名前がつけられるが，人工の結晶では，このような名前はつ

かない（正確には誰も認定しない＝さいしょに報告した人がそういう名前を仮につけているだけ）．ちなみに，TiO2(B)

は人工的に合成されたのち，天然にも存在することがわかった．

• （65）"another"は正確には「ほかの（たくさんあるかもしれないもののうちの）1つ」なので，「もう1つの」ではな

く，「ほかの」「べつの」あたりが適当．

• （65）"frequently asked question"は「よくある質問」．「FAQ」を略さないで書くとこうなる．

• （65）"the comparison"は"the"がついているのですでにのべられている「比較」であり，アナタースとルチルの場合の

ように結晶型のちがいによる光触媒活性の比較のことをあらわしている．したがってその意味がわかるように訳す必

要がある．

• （66）"used to"は過去の習慣をあらわす．

• （74）"their"は"brookite crystallites"．

する作用スペクトルは2007年に著者のグループによってはじめて報告された．

33 よくあるべつの質問は，ブルカイトの光触媒活性のほかの結晶との比較についてである．これには「ブルカイトはアナタースに似ている」と答えることにしていた．しかし，アナタースとおなじようにルチルより活性が高いと誤解されることが多いので，そう答える前にそんな比較に意味がないことを説明する必要がある．ブルカイトの結晶粉末はアナタースやルチルのほかの結晶多形との混合物としてえられることが，その光触媒活性を比較することをむずかしくしているが，たとえ純粋なブルカイト粉末がえられたとしても，Structure—Photocatalytic Activity Correlationの節でのべたように構造のちがいによる活性のちがいを議論するのはむずかしい．

226ページ Synergetic Effect 1 The term of "synergetic effect" in photocatalysis could be 2 defined as follows: when more than two kinds of photocatalysts 3 are used as a mixture, the overall photocatalytic activity 4 exceeds the sum of activities of each photocatalyst. When 5 certain component alone is not a photocatalyst and a mixture 6 with another photocatalyst shows improved activity, that 7 component should be called "co-catalyst" or "enhancer", and 8 the improvement cannot be attributed to a synergetic effect. 9 One of the representative discussions on the synergetic effect is 10 for anatase-rutile mixed crystalline photocatalysts, such as 11 Degussa P25. The author thinks that a synergetic effect has 12 not yet been proved for P25, and the effect seems to be 13 speculation. This is natural considering that each component, 14 anatase and rutile, in P25 had not been isolated before the 15 isolation of anatase by the author's group.34 Even if all of the 16 components are isolated from the mixture, how can we show a 17 synergetic effect? Taking into consideration the fact that a 18 photocatalytic reaction proceeds by photoabsorption of 19 photocatalysts and the fact that total number of absorbed 20 photons is not directly proportional to the mass (volume) of 21 photocatalyst, a control experiment using each component 22 should be carried out with adjustment to make the flux of 23 absorbed photons the same as that for the mixture. However, 24 discussion is still needed to establish a method to clarify the 25 synergetic effect in photocatalysis. 26

♦ Conclusions 27 The problems that exist in papers on photocatalysis can be 28 divided into two categories: one is manuscripts that are written 29 in the wrong style while the other is discussions based on 30 illusions, misconceptions and speculations. The latter has 31 been detailed in this review. Although the author does not 32 know how frequently such problems are found in papers in 33 fields other than photocatalysis, an underlying reason for these 34 problems may be that the history of this research area is shorter 35 than that of the other relating fields. Analyses of the 36 materials, phenomena, mechanisms and reactions involved in 37 photocatalysis cover a wide range of areas and are not limited 38 to a single research field, thus, a wide background and much 39 experience are necessary to present valid discussions. A 40 fundamental understanding of the scientific background of the 41 various experiments, calculations, data processing methods and 42 investigative techniques as well as other details may be 43 necessary in avoiding the issues described here. 44 An example of the problems arising from variations in 45 writing style can often be found in the conclusions section. 46 Generally speaking, the conclusions presented in scientific 47 papers, not only in photocatalysis, should not simply be a 48 summary or a copy of the abstract. The author thinks that the 49 conclusions should interpret how the reported research work 50 has solved or addressed the unresolved issues presented in the 51 introduction. Authors should, thus, always refer to the 52 introductory section in writing the results and conclusions of 53 their work. In fact, according to the style guide34 of the 54 American Chemical Society, "The purpose of the conclusions 55 section is to put the interpretation into the context of the 56 original problem. Do not repeat discussion points or include 57 irrelevant material. Conclusions should be based on the 58 evidence presented." 59 In conclusion, this review has covered the problems found 60 in articles in the field of photocatalysis, although only the most 61 significant points have been discussed. Since this 62

相乗効果

光触媒反応系における「相乗効果」という用語は，2

種類の光触媒を混合物としてつかうとき，混合物の光触

媒活性がそれぞれの光触媒の活性の和を上回ることで

あると定義できる．混合物中のある成分がそれ単独では

光触媒ではなく，それを他の光触媒に混合したときに光

触媒の活性が向上する場合には，その光触媒ではない成

分は「助触媒」あるいは「増強剤」とよばれ，このよう

な場合の光触媒活性の向上は相乗効果によるものでは

ない．相乗効果に関する典型的な議論の1つは，デグサ

P25のようなアナタース－ルチル混合結晶光触媒につい

てのものである．著者はP25の相乗効果はまだ証明され

ていないと考えており，相乗効果があるというのは根拠

のない推測であると思われる．著者らのグループがP25

からアナタースを分離するまではP25からそれぞれの成

分が単離されていなかったことを考えると，まだ相乗効

果が証明されていないと考えることは当然である．すべ

ての成分が単離されたとして，どうすれば相乗効果があ

ることをしめすことができるだろうか．光触媒反応が光

触媒の光吸収によって進行すること，全光子吸収量が光

触媒の質量（体積）に直接比例するわけではないことを

考慮すると，それぞれの成分をつかった対照実験では，

混合物の場合とおなじ吸収光束になるように調節する

必要がある．しかし，光触媒反応において相乗効果をあ

きらかにする方法を確立するためにはまだ議論が必要

である．

結論

光触媒反応に関する論文に見られる問題は2つに分類

できる．1つはまちがったスタイルで書かれた原稿であ

り，もう1つは思いこみ，誤解や根拠のない推測にもと

づく議論である．後者はこの解説でくわしくのべた．こ

のような問題が光触媒反応以外の分野の論文でどれほ

ど頻繁にあらわれるかを著者は知らないが，光触媒反応

の分野での後者の問題が生じる潜在的な理由は，ほかの

関連する分野にくらべて光触媒反応の研究分野の歴史

が短いことである．光触媒反応に含まれる材料や現象，

機構，反応の分析はひろい範囲にわたっていて1つの研

究分野に限定されないので，意味のある議論をするため

には，ひろいバックグラウンドと多くの経験が必要であ

る．さまざまな実験や計算，データ処理と他の細かいこ

とについて科学的な背景を理解することが，この解説で

のべた問題を避けるために必要である．

さまざまな論文執筆のスタイルによる問題の例は結

論の部分でよく見られる．一般的には，光触媒反応に関

するものに限らず，科学論文における結論は単なる要約

や概要のコピーではない．結論は，緒言でのべた未解決

の問題をその研究がいかに解決したか，あるいは，とり

組んだかを説明すべきであると著者は考えている．この

ように，論文の著者が結果や結論を書くときにはいつも

緒言の部分を参照しなければならない．実際に，アメリ

カ化学会のスタイルガイドによれば，「結論の部分の目

的はおおもとの問題の背景についての説明をあたえる

ことである．議論のポイントをくりかえしたり，無駄な

ことを書いてはいけない．結論はしめした根拠にもとづ

かなければならない」

結論として，この解説は光触媒反応の分野の論文に見

られる問題をカバーしているが，いちばんだいじなポイ

unconventional review may, of course, also include illusions, 63 misconceptions and speculations, any critiques will be 64 appreciated. Finally, the author hopes that by shedding light 65 on such aspects of writing scientific papers, more vigorous 66 discussions on improving the quality of the work and research 67 in th68 is field will ensue. 1

Acknowledgments 2 The author thanks people who have worked with him 3 during his more than twenty-five years of research. What the 4 author described here was obtained with their collaboration, 5 understanding, and guidance. Parts of recent studies were 6 supported financially by a Grant-in-Aid for Scientific Research 7 on Priority Areas (417) from the Ministry of Education, 8 Culture, Sports, Science and Technology (MEXT) of the 9 Japanese Government. 10

34 American Chemical Society, The ACS Style 11 Guide–Effective Communication of Scientific Information, 12 3rd ed., A. M. Coghill, L. R. Garson, eds., Oxford 13 University Press, Oxford, 2006, 23. This book is 14 recommended by the author to graduate students and 15 postdoctoral fellows, who will write scientific papers in 16 English, and a copy of the book is given to them as a 17 remembrance when they leave the author's laboratory. 18

• （4）"overall"は「ぜんぶひっくるめた」の意味．「全体の」か，そのまま「オーバーオール」でもよい．

• （11）"mixed crystalline photocatalysts"は「混合結晶光触媒」．"mixed"は正確には「混合された状態にある」であり，

それは混合したことによるとは限らない．したがって，「混合された」はあやまり．

• （15）"had not been isolated before～"は，「～より前には分離された状態にはなかった」という過去完了．「分離され

て来なかった」ではなく「（その時点で）分離されていなかった」．

• （23–24）"make the flux of absorbed photons the same as that for the mixture"は"make A (the flux of absorbed photons) B (the same as that for the mixture)"で，「（それぞれの成分についての実験で）吸収光束を混合物の実験の場合とおなじにする」．

• （48–49）"simply be a summary or copy of the abstract"は「単なる要約や（論文のさいしょにある）概要のコピー」．"simply"は"summary"と"copy"の両方にかかっている．

• （84）"a copy of the book"は「その本1冊」．"copy"というのは複製されたもので，出版された本の1冊1冊が「複製され

たもの」である．したがって，"a copy of a book"というのは本をコピーしてつくったものではなくて，出版のために印

刷された本の1冊の意味．本はもともとは手書きの1冊しかなくて，それを複製したということのなごり．

ントだけを議論した．この通常とはことなるスタイルの

解説もまた，思いこみや誤解，根拠のない推測を含んで

いる可能性があるので，どのような批判もありがたく受

ける．さいごに，科学論文を書くことの見方について光

を当てることによってこの分野のしごとや研究の質を

向上させるためのより活発な議論がつづくことを著者

は期待する．

謝辞

著者の25年以上にわたる研究のなかでいっしょにし

ごとをしたみんなに感謝したい．著者がここに書いたこ

とは，このみんながいっしょにやってくれたしごとや研

究についての理解と助言によって得られたものである．

さいきんの研究の一部は文部科学省科学研究費補助金

特定領域研究（領域番号417）の補助による．

34 著者はこの本を，英語で科学論文を書くことになる

であろう大学院生や博士研究員にすすめるととも

に，かれらが研究室を離れるときに一冊贈呈するこ

とにしている．