Conversion of clay minerals to photocatalysts for Cr reduction and salicylic acid decomposition

粘土鉱物の光触媒への変換と6価クロム還元およびサリチル酸分解への応用

杉田 剛   ; 森 勝伸*; 下山 巖   

Sugita, Tsuyoshi; Mori, Masanobu*; Shimoyama, Iwao

粘土鉱物のサブグループである黒雲母をCaClで熱処理することにより、光触媒に変換することを検討した。熱処理後に得られた反応生成物の組成,構造、および6価クロムとサリチル酸(SA)に対する光触媒活性を検討した。黒雲母とCaClの混合物を600Cまで加熱すると黒雲母の結晶構造が保持され、700Cまで加熱すると黒雲母から八面体ワダライト結晶への相変態が起こった。単位表面積あたりの6価クロムの光触媒還元率およびSAの光触媒分解効率は、処理温度の上昇とともに大きく増加した。また、熱処理後に黒雲母構造を保持した試料でも一定の光触媒活性を示したことから、この方法は他の一般的な天然材料から光触媒を調製する場合にも適している可能性がある。

We have investigated the conversion of biotite, a subgroup of clay minerals, into photocatalysts by heat treatment with CaCl. The reaction products obtained after heat treatment were examined in terms of composition, structure, and photocatalytic activity against Cr and salicylic acid (SA). When mixtures of biotite and CaCl were heated at temperatures up to 600C, the biotite crystal structure was retained, whereas a phase transformation from biotite to octahedral wadalite crystals occurred upon heating to 700C. The photocatalytic reduction rate of Cr per unit surface area and the photocatalytic degradation efficiency of SA increased significantly with increasing treatment temperature. Even the samples that retained the biotite structure after heat treatment displayed some photocatalytic activity, suggesting that this method may also be suitable for preparing photocatalysts from other common natural materials.