高い酸化力と還元力を両立した光触媒設計を確立、難分解性有機物の分解に貢献：研究開発の最前線

リケンテクノスは、新居浜工業高等専門学校との共同研究で、難分解性有機物に対応する光触媒設計を確立した。高い酸化力と還元力を両立しており、難分解性有機物の分解に向けた基盤技術となることが期待される。

[MONOist]

　リケンテクノスは2026年7月28日、新居浜工業高等専門学校（新居浜高専）との共同研究で、難分解性有機物に対応する光触媒設計を確立したと発表した。高い酸化力と還元力を両立しており、難分解性有機物の分解に向けた基盤技術となることが期待される。

研究の概要［クリックで拡大］ 出所：リケンテクノス

　同技術では、新居浜高専が検討してきた光触媒を基盤とし、同社の界面設計と複合化技術を融合させた。具体的には、ヘテロ接合（Type-II）とZ-scheme、S-schemeの3段階の設計を通じて、光触媒の性能を左右する電荷移動の仕組みとその制御方法を明らかにした。

　異なる材料を組み合わせて電子と正孔を分離する従来のヘテロ接合は、電子と正孔が低いエネルギー準位へ移動するため、酸化力や還元力が低下する。加えて、強固な有機結合の分解に必要な高い反応性を発現しにくいという課題があった。

　研究では、酸化鉄と酸化チタンのヘテロ接合で電子と正孔の再結合を抑制し、安定した電荷分離を可能にした。また、低エネルギー電荷を選択的に再結合させることで、高い酸化力、還元力を持つ電荷を維持するZ-scheme型の電荷移動を活用。界面の電位差と電子状態を精密に制御し、反応に有効な高エネルギー電荷を選別できるS-scheme型構造へと発展させた。

　Type-II、Z-scheme、S-schemeを含む複合的な設計により、電荷分離と高い酸化力、還元力を両立。高い反応性を安定して発現できることを明らかにした。PFASなど、国内外で規制や監視の強化が進む難分解性有機物を対象とした、次世代水処理技術への応用が期待される。今後、地下水や河川水、井戸水、産業排水などへの応用の可能性も評価するとしている。

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