環境浄化などの事業を展開されている
従来の光触媒
光触媒は2酸化チタンTiO2という半導体に波長が400nmより短い、エネルギーの高い紫外線を照射するとTiO2内部の電子が励起されて移動します。電子はマイナスに帯電しているので移動した跡にはプラスに帯電した正孔が発生します。実はこのプラス帯電した正孔は強く電子を求めておりいわば電子に飢えていて接触した相手、例えばホルムアルデヒドの分子から電子を奪います。原子は原子核と電子からできているので電子を奪われると分子は分解します。水と接触すると水H2OのHの電子を奪ってOHラジカルという非常に強い活性酸素を発生するのです。でも光触媒は紫外線がないと何も起こりません。
シリカプラス®の用途
| シリカプラス® | 光触媒 |
|---|---|
| シリカのコロイド SiO2・(OH)2-2 | 酸化チタンTiO2の粉 |
| 布に塗って乾燥 シリカのコロイドは付着力があります | 金属、耐火物に塗って乾燥 固着させるのに糊剤を利用 |
| 紫外線は不要 | 紫外線が必要 |
| 布や塗膜（固体有機物）を分解しない | 布（固体有機物）を分解 |
酸化チタンTiO2の粉を固着させる糊剤としてシリカのコロイドがよく使われています。糊剤として有機物の普通の塗料を使うと光触媒作用で分解しますがシリカのコロイドは無機物なので分解しないからです。
シリカプラス®の特徴
特徴1 紫外線の照射が不要
正孔ｈ+(電子の抜け跡)を発生する力があれば紫外線なしで空気を浄化できるのです。開発した方法はシリカゾル（コロイド）を繊維製品の布に塗布して乾燥するという方法です。
シリカSiO2 の微粒子が水中に浮いている透明な液体があります。これをシリカゾルと呼びます。このSiO2 粒子は水中でお互いに衝突しないように1個ずつマイナスに帯電しているのです。マイナスに帯電する方法はSiO2 ・(OH)2-2のように水H2OからHが1個とれたOHというイオンでシリカにくっついているのでマイナス1価、2個付いているのでマイナス２価に帯電しているのです。
布やプラスチックの上にこのシリカゾルを塗布して乾かすとシリカの微粒子はマイナス電荷を持ったまま乾いてしまうことが分かったのです。そして、水中と違って固体になるとマイナス電荷の周りにはマイナス電荷に見合うプラス電荷が発生します。調べてみたらこれが正孔と同じ性質を持っていることが分かったのです。正孔の実証は大変難しいのですが正孔は水と接触すると水H2OのHの電子を奪ってOHラジカルという非常に強い活性酸素になります。このＯＨラジカルを証明する方法が2種類（スピントラップ法、蛍光分光）ありシリカプラス®はその2種の方法で正孔と同等であることが実証されましたのでOHラジカル触媒と呼ぶことにしました。
特徴2 繊維製品を分解しない
光触媒は紫外線が照射されて電子が動き、正孔が発生します。正孔も動きますのでホルムアルデヒドのような有害な気体も近くにある布のような固体の有機物正孔に電子を取られます。マイナス電荷のSiO2 ・(OH)2-2の周りに発生するプラス電荷は最も近くの絶縁物SiO2のどこかにくっ付いていて動くことはありません。
この図はシリカプラス®の商標ですがこれはシリカの構造図なのです。真ん中の小さな丸がシリコンSi原子でその周りを4個の大きな酸素Ｏ原子が取り囲んでいます。隣にもシリコンがあるのでSi：O＝1：2ですが、原子よりもさらに小さな電子や正孔はこの丸のどこかにくっついているはずです。
シリカが布に付着していてもシリカの中に居る微細な正孔は固体である布に直接接触することはなく分解しないのです。しかし、空気中のホルムアルデヒドなどの気体はどんな狭い所へも入り込み、プラス電荷の正孔に接触して電子を奪われて分解するのです。
なお、光触媒の場合の基材は金属か耐火物、繊維製品を使う場合は無機質の層をTiO2と繊維製品の間に入れる必要があります。金属か耐火物の表面に処理した場合に比べると繊維製品の場合は比表面積が10倍以上になり、しかも通気性があるので空気浄化の効率が高いのです。
特徴3 NOxを除去する
仙台医療センターのウイルスセンター長・西村秀一先生は容積14.4m3の大きな密封状チャンバーを用いて有名な空気清浄器でもウイルスを不活化できないという実験結果を専門誌「感染症雑誌」に論文として発表されました。
自動車排気ガスでぜんそくなどをもたらすNO2も除去できません。なおNOは無害ですが大気中では酸素に酸化されNO2:NO=1:1ぐらいになっています。ウイルスの感染力不活化、NOxの酸化分解には、OHラジカルが働きます。
正孔は半導体の価電子帯に生成するプラス帯電の名前ですが、基材―シリカ物乾燥物に生成するプラス帯電はOHラジカルをもたらす機能は正孔と同じですが新参者で名前がまだなく、OHラジカル前駆体、と呼んでおります。CO以外の有害気体は有機無機に関係なく分解します。
空気、水の浄化にはどんな課題でもご相談ください
- 既に光触媒空気清浄機をお持ちの場合
紫外線ランプの電気代が大きくてお困りと思います。光触媒を固定した金属板かガラス板と紫外線ランプを外し、その跡へシリカプラス®シートに置き換える方向でご検討ください。大きくコストダウンができます。 - 廃水浄化のコストダウンを活性炭で吸着されている場合
シリカプラス®シートを廃水に浸漬してください、瞬間的に有害有機物を分解します。しかし、シリカプラス®シートは一度濡れるともうそれ以上は反応しません。水から出して乾燥してください、また触媒活性を発揮します。水濡れと乾燥を繰り返す仕組みを 考えています。 - 大型のシリカプラス®シートを製造できます。ある程度剛性があり、別の基材に固定しなくても両端と2，3か所固定すればよい、品種もあります。例 幅102cm×100m。
- 塗料の取り扱い中のシンナー、老人介護のおむつ交換、が全く臭わないheavy dutyの業務用マスクもあります。
- 建築物、交通機関の天井、壁に処理すると無光で環境を浄化し続けます、ぜひお手伝いをさせてください。