イオンビームを利用する酸化チタン/活性炭素繊維系光触媒の創製

Abstract

クラスタイオンビーム(ICB)法を用いて酸化チタン触媒を活性炭素繊維(ACF)上に調製し、水で希釈した有機化合物の分解に対する光触媒反応性を検討した。酸素雰囲気下でのICB法の利用は、比較的低温でACF担持体を損傷することなくACF上に酸化チタン光触媒を調製することを可能にした。SEM(走査型電子顕微鏡)、EXAFS(X線吸収広域微細構造)およびXRD(X線回折)を使ったこれらの触媒のキャラクタリゼーションでは、酸化チタン粒子がアナタース結晶構造でACF上に形成されることが明らかになった。2-プロパノールの希薄水溶液中で触媒にUV((紫外)線を照射すると、アセトンと2酸化炭素が生成し、ACF上の酸化チタン粒子が有効な光触媒反応性を表していることを示した。この結果は、ICB法が高温での仮焼処理なしで活性炭素と酸化チタン光触媒の組合せ系を開発するのに有用であることを明確に実証した。

Titanium oxide catalysts were prepared on Activated Carbon Fibers (ACF) using an Ionized Cluster Beam (ICB) method and their photocatalytic reactivity for the degradation of organic compounds diluted in water was investigated. Utilization of the ICB method under oxygen atmosphere enables to prepare the titanium oxide photocatalysts onto ACF at relatively low temperatures without causing any damages of ACF support. Characterizations of these catalysts by means of SEM (Scanning Electron Microscope), EXAFS (Extended X-ray Absorption Fine Structure) and XRD (X-Ray Diffraction) techniques showed that titanium oxide particles are formed on ACF in an anatase structure. UV (Ultraviolet) irradiation of these catalysts in the diluted aqueous solution of 2-propanol led to the formation of acetone and CO2, indicating that the titanium oxide particles on ACF exhibit an efficient photocatalytic reactivity. Thus, the present results have clearly demonstrated that the ICB method is useful in the development of combination system of the titanium oxide photocatalysts with an activated carbon without calcination treatment at high temperatures.