“Going for Green”を合言葉に、地球環境に順応する技術・製品の開発を行っています。

有機半導体可視光触媒

東京工業大学 長井准教授から有機半導体可視光触媒の技術移転を受け、現在、研究及び製品開発向けの懸濁液の販売をしています。

従来の多くの光触媒では、その活性域は紫外線から青色光域まででした。しかし、本触媒では、近赤外域まで含めた可視光域で光活性があります。太陽光エネルギーのほとんどで、また、室内のオレンジ色や赤色の光でも活性があります。

上図に有機半導体可視光触媒の応用例として、「膜型」における「高分子膜型光触媒(左)」と「波長依存光触媒特性:作用スペクトル(右)」を示します。全可視光に応答し、光照射光子数に対するトリメチルアミンの分解生成物である二酸化炭素の発生分子数は40%を超えます。

上図は、水相中のトルメチルアミン(以下「アミン」という。)分解の実験例です。13mLの容器に3.5×10-7mol/Lのアミン水溶液を11mL加えるとNafion膜に吸収され、アミンは47分でほぼ検出されなくなります。この時刻から可視光を照射すると二酸化炭素(以下「CO2」という。)の増加が見られました。光照射45分後には完全分解時の理論量(アミンの3等量)に相当するCO2が検出されました。また、気相におけるアミン除去は、水相よりも容易であり、1cm2の膜により0.5ℓ中に40ppmのアミンを10分で10分の1にすることが繰り返し可能です。
気相でも酸化分解生成物は、CO2のみであり、ほぼ定量的に観測されています。

室内植物工場の光合成において、葉緑素(クロロフィル)が光を吸収しやすいのが、約600~700nm(赤色)といわれています。よって、赤色LEDの光を当てると光合成が盛んになり、成長が早くなります。しかし、発芽には450nm(青色)前後の光も必要であり、赤色と青色の両方を使う室内での水耕栽培が主流となっています。
当社の「有機半導体可視光触媒」を、水溶液として用いることにより、波長領域が広い有機半導体可視光触媒ならではの特性を活かした抗菌作用がはたらき、成長促進が可能です。

有機半導体可視光触媒応用製品開発

【参考文献】
[1] 長井圭治 高分子論文集70巻 (2013) 9号 p.459-475
https://www.jstage.jst.go.jp/article/koron/70/9/70_2013-0018/_article/-char/ja/
[2] 長井圭治、阿部敏之日本国特許5688789号 2014.2.6.
[3] 長井圭治、日本国公開特許公報2017-43520, 2017.3.2.

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