有機合成

1983年に、光触媒芳香族ハロゲン化炭化水素カルボキシル化合成反応の実現は、有機合成における光触媒の応用を研究し始めた。 そこで、光触媒技術が有機合成においてますます注目されるようになり、有機物の光触媒選択的合成の応用研究も行われている。

光触媒のエネルギーは、その顕著な可能性のために、有機合成において多くの注目を集めている:

1.光触媒反応は、反応光源として太陽エネルギーを使用する可能性があり、環境への二次汚染なしにエネルギー消費を大幅に削減します；

2.光触媒反応は温和な条件下で行うことができ、危険な化学物質や有害な化学物質を加える必要はありません；

3.励起光エネルギーが高く、分子を励起することができ、反応中のギブス自由エネルギーの増加を補うことができるため、光触媒反応は室温熱力学で自発的に行えない反応を励起し、熱力学的平衡をも破る；

4.貴金属（Pt、Auなど）を装荷すると、酸素と水の存在下で強い酸化特性を示し、ナノPt改質酸化タングステン光触媒などの有機物の合成に寄与します。 高い反応性；

5.多くの光触媒反応は、短い反応履歴を提供し、一般的な触媒反応には見られない独特のメカニズムである副反応の発生を最小限にすることができる；

6.繰り返し使用すると、光触媒の触媒合成有機化合物の活性は依然として非常に安定している。。

合成酸

ギ酸（化学式HCOOH）とギ酸メチル（HCOOCH3）は重要な化学原料であり、有機合成、染料調製、印刷と染色、医薬品などの多くの分野で広く使用されています。 現在、ギ酸ナトリウムの製造は業界で一般的に使用されているが、同時にCOおよび水の製造も使用できる。

研究により、COは水中でギ酸、ホルムアルデヒド、メタノール、メタンなどの有機化合物に光触媒学的に還元できることが示されています。 光触媒還元は、軽度の反応条件、低いエネルギー消費、およびより少ない二次汚染の利点を有する。 近年、この技術を熱表面触媒では実現が難しいCO還元反応系に応用することが注目されている。 異なる光増感剤および触媒によれば、COの光触媒還元研究は、主に以下の4つのカテゴリーに分けられる：

1.二酸化チタンは光増感剤（または添加剤）であり、他の金属および金属酸化物は触媒として使用される;二酸化チタンおよび三酸化タングステンの組み合わせは、プロトンまたは電子を捕捉する能力を増加させ、それによって光触媒性能を高める；

2.ポルフィリン、Ru（bpy）32+、ReX（CO）（bpy）は、光増感剤および触媒として作用する；

3.光増感剤としてのRu（bpy）32+および触媒としての他の金属錯体；

4.光増感剤としての有機物、触媒としての金属錯体。

半導体光触媒であるWO3は2.4eV〜2.8eVのバンドギャップを持ち、可視光に反応して吸収帯が広く、二酸化チタン光触媒を置換する光触媒材料として優れていると考えられる。 WO3の光触媒特性に関する研究が進行中であり、特に超微粉末WO3は触媒分野において幅広い展望を有している。