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環境Q&A

二酸化チタンについて 

登録日: 2005年09月14日 最終回答日:2005年09月15日 環境学習 その他(環境学習)

No.12351 2005-09-14 03:41:09 環境Q

実験材料として、二酸化チタンの粉を購入しました。

EICの用語に
"太陽や蛍光灯などの光の下で、それ自身は変化することなく化学反応を促進させる物質。
と解説がありましたので、コップに水と二酸化チタンを入れ
水素と酸素に分解するかを実験してみましたところ、あまり
反応が良くありません・・。

太陽光や蛍光灯では十分な紫外線が得れないのでしょうか?
それとも二酸化チタンの量が問題??

アナターゼ型を購入しました

総件数 4 件  page 1/1   

No.12353 【A-1】

Re:二酸化チタンについて

2005-09-14 19:07:41 環境プロテクター

>"太陽や蛍光灯などの光の下で、それ自身は変化することなく化学反応を促進させる物質。
⇒これ事態に間違いは、ないと思います。

>と解説がありましたので、コップに水と二酸化チタンを入れ
>水素と酸素に分解するかを実験してみましたところ、あまり
>反応が良くありません・・。
⇒反応の量的な問題だと思います。きっと期待されている(測定可能な)レベルではないので、ガッカリされたのかと思いますが、水から水素と酸素を得ようとしたら、それらの状態変化に見合ったエネルギー供給(この場合、光や熱)がないと、少々注目する反応があっても全体のエネルギー収支が合わないようなことは起きないと思います。

回答に対するお礼・補足

ありがとうございます。

No.12355 【A-2】

Re:二酸化チタンについて

2005-09-14 20:53:40 万田力

>EICの用語に
>"太陽や蛍光灯などの光の下で、それ自身は変化することなく化学反応を促進させる物質。
>と解説がありましたので、コップに水と二酸化チタンを入れ
>水素と酸素に分解するかを実験してみましたところ、あまり
>反応が良くありません・・。

 検索のキーワードとして二酸化チタンを使ったのかもしれませんが、出てきたのは次のような光触媒の解説ではなかったですか?

> 光触媒
> ヒカリショクバイ 【英】Photo Catalyst
> 解説 |
> "太陽や蛍光灯などの光の下で、それ自身は変化することなく化学反応を促進させる物質。(以下略……。)

 この解説には、「二酸化チタンを塗布し、大気中の窒素酸化物を分解する方法について研究開発が進められている。」とは記載されていますが、二酸化チタンが水を分解して水素と酸素にするとは書いていないと思います………
 触媒とは、あらゆる化学反応に作用するのではなく、特定の反応に対してのみ作用するのが普通です。 したがって、特定の反応を促進するためにどんな物質が触媒として一番有効であるか、此れを見つけたものが競争に勝てるのです。
 解説は一部分だけを読むととんでもない結論に至ることがありますので、全部を読んで総合的に読み取るようにされることをお勧めします。

回答に対するお礼・補足

ありがとうございます。確かに
二酸化チタンの解説というより、光触媒だったと
思います。

No.12362 【A-3】

Re:二酸化チタンについて

2005-09-15 09:36:29 isisan

触媒のイメージで良く言われるたとえ話ですが
標高100mのA地点 標高150mのB地点 標高50mのC地点が
あるとして,A→B→Cのルートでボールを転がしていきます。
最終的にはA→CではCの方が標高が低いため簡単な操作のはずですが
途中のB地点が邪魔になるので勝手にCへ転がっていくことは
ありません。このBの標高を下げる効果がある物質を触媒と
考えます。標高はエネルギー量にあたります。
化学反応はこの標高差が放出されるエネルギーになるわけですね。
さて,水と酸素+水素はどちらが標高が高いでしょうか?
酸素と水素が反応=水素の燃焼なので酸素+水素の方が
標高が高いのです
(しかも相当に)よって途中の山をものすごく低くできるすばらしい
触媒があったとしても外部からその差額分のエネルギーを足して
あげないと反応は進まないのです。

回答に対するお礼・補足

エネルギーをためないとだめですね。
簡単にはいかないものですね。
勉強になりました。ありがとうございます。

No.12375 【A-4】

Re:二酸化チタンについて

2005-09-15 20:24:12 tamagobuta

皆さんも仰られていますが、あまり酸化チタンで水を分解するというのは聞かないですね。。。
学生の頃、研究室で酸化チタンを研究しておりましたが、気相中における擬似汚染物質
(IPAやアセトアルデヒドなどの有機物質)を最終的にはCO2まで分解する、といったものでした。

また、水中で使用されている例として聞いた事があるのは、やはり水そのものの分解ではなく
河川中(光が差し込む程度の深さである事が必要)において汚染物質である有機物を
分解(浄化)するといったものです。

それ以外では、道路横に設置して排気ガスの分解目的やカーテンや擬似観葉植物で室内の
有機化学物質の分解を目的としたもの、分解された物質は雨で容易に流れやすくなる事から
自浄作用がある為電灯のカバーに塗布されているというのもあるようです。

水も分解されるとは思いますが、ただ蒸散する量と比較しても目に見えるような劇的な変化が
現れるものでは無いのでは?と思います。
閉鎖系の装置内に設置し、光の照射有無において気相中のO2やH2濃度が変化するかは...
どうなんでしょうか?どうしても水中に溶け込む量など色々考えると変化があっても
誤差範囲になりそうな気もしますが。(第一、水があるとまず真空に出来ないですよね?
それに...少量でも酸素と水素を閉鎖空間で発生させると考えると怖いですね。)

こういった分野から離れて長いですし、完全素人状態なので確定的なことは言えませんが
基本的には@通常において分解しにくい少量の有機物質をA小さく安全なエネルギー(光)を元とし
B分解するもの、と考えた方がいいのでないかと思います。

isisan様も言われていますが、分解するにはその結合エネルギーを切り離す力が必要です。
まず、水を分解するのに必要なエネルギーを調べられてから、それだけのエネルギーを
光から得る為には、どれだけの面積に、どれだけの強さの光をどの位の時間照射が必要か。
変換効率を100%として考えても、最低でも必要な照射量は分かると思います。
ぜひ一度、計算されて理論を確認してみてください。

回答に対するお礼・補足

本多・藤島効果のような事をしたいなと思ったんですが、準備が甘いようです。

水の分解は、目に見えないので(できてないかも)、
消臭効果や汚れの分解に力を入れてみようと思います。素人ですのであまり難しい実験みたいな事は
できませんので・・。

でも面白い物質だなとは思います。
ありがとうございます。

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