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一、光觸媒

  光觸媒是一種以納米級二氧化鈦為代表的具有光催化功能的光半導(dǎo)體材料的總稱，它涂布于基材表面，在光線的作用下，產(chǎn)生強(qiáng)烈催化降解功能：能有效地降解空氣中有毒有害氣體；能有效殺滅多種細(xì)菌，并能將細(xì)菌或真菌釋放出的毒素分解及無害化處理；同時還可釋放一定濃度的負(fù)氧離子。具備除臭、抗污、凈化空氣等功能。

二、光催化 1967年，日本東京大學(xué)的本多建一教授和博士班學(xué)生藤島昭發(fā)現(xiàn)，用光照射二氧化鈦電極可進(jìn)行水的電解反應(yīng)。這就是著名的“本多作用的光催化反應(yīng)，將空氣中的水或氧氣催化成氧化能力極強(qiáng)的羥基自由基（·OH）和超氧陰離子自由基（O2·）、活性氧（HO2·，H2O2）等具有極強(qiáng)氧化能力的光生活性基團(tuán)，這些光生活性基團(tuán)的能量相當(dāng)于3600K的高溫，具有很強(qiáng)的氧化性，這些強(qiáng)氧化性基團(tuán)可強(qiáng)效分解各種具有不穩(wěn)定化學(xué)鍵的有機(jī)化合物和部分無機(jī)物，并可破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜和凝固病毒的蛋白質(zhì)載體。 具有光催化（觸媒）活性的材料主要有納米TiO2、ZnO、CdS、WO3、Fe2O3、PbS、SnO2、ZnS、SrTiO3、SiO2等，其中大多數(shù)易發(fā)生化學(xué)或光化學(xué)腐蝕，都不適合作為家居凈化空氣用光催化劑。在所有的這些具有光催化活性材料中，納米TiO2不僅具有很高的光催化活性，且具有耐酸堿腐蝕、耐化學(xué)腐蝕、無毒等優(yōu)點(diǎn)，價格也適中，具有較高的性價比，因而作為居屋空氣凈化產(chǎn)品應(yīng)該使用納米二氧化鈦?zhàn)鳛樵牧稀?納米二氧化鈦（TiO2）是一種半導(dǎo)體，主要有銳鈦型（Anatase），金紅石型（Rutile）及板鈦型（Brookite）三種晶體結(jié)構(gòu)，其中：板鈦型晶體穩(wěn)定性差，一般認(rèn)為不具備光催化活性。銳鈦型晶體具有比金紅石型晶體更強(qiáng)的光催化性能。銳鈦礦型納米二氧化鈦的形態(tài)有粉體形態(tài)與膠體形態(tài)，前者有一定的軟硬團(tuán)聚；后者有優(yōu)異的單分散性，更適宜作為光觸媒的原料。因此，光觸媒原料應(yīng)該是銳鈦礦型納米二氧化鈦晶體膠體溶液，平常稱為納米二氧化鈦膠體。

三、光觸媒的作用

光觸媒作為新興的空氣凈化產(chǎn)品，越來越多的應(yīng)用于室內(nèi)與車內(nèi)的空氣凈化，主要有以下功能： 1. 空氣凈化：對甲醛、苯、氨氣、TVOC、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等影響人類身體健康的有害有機(jī)物起到凈化作用。 2. 負(fù)氧離子：使用合格的可見光光觸媒處理過的居屋會長期釋放負(fù)氧離子（O3-），有利于人體健康。負(fù)氧離子對人體健康的作用參看“空氣中負(fù)氧離子”介紹。 3. 殺菌防霉：對大腸桿菌、黃色葡萄球菌等具有殺菌功效。在殺菌的同時還能分解由細(xì)菌死體上釋放出的有害復(fù)合物。

四、光觸媒特性

1. 全面性 光觸媒是目前國際上最安全和最潔凈的環(huán)境凈化材料，在歐美和日本、韓國等區(qū)域廣泛運(yùn)用，美國宇航空間站凈化工程、海上油污降解工程和日本公交公司消毒工程均使用光觸媒進(jìn)行處理。光觸媒可以有效地降解甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC等污染物，并具有高效廣泛的消毒性能，能將細(xì)菌或真菌釋放出的毒素分解及無害化處理。 2. 持續(xù)性 在環(huán)境污染不嚴(yán)重的條件下，只要不磨損、不剝落，光觸媒本身不會發(fā)生變化和損耗，在光的照射下可以持續(xù)不斷的凈化污染物，具有時間持久、持續(xù)作用的優(yōu)點(diǎn)。 3. 安全性 無毒、無害，對人體安全可靠；不會產(chǎn)生二次污染。

五、光觸媒產(chǎn)品的相關(guān)性質(zhì)

光觸媒吸收光的波長范圍 純凈的納米二氧化鈦，只能吸收387.5nm以下的紫外光，在自然環(huán)境下，紫外光占有比例較低，不足自然光的3%，因而純凈的納米二氧化鈦基本沒有實(shí)際空氣凈化使用價值。所以，為使光觸媒可以吸收可見光，必須采用特殊材料的配制摻雜技術(shù)。比如采用過渡金屬離子和非金屬離子摻雜、金屬-有機(jī)絡(luò)合物、表面敏化、半導(dǎo)體復(fù)合等多種方法，對納米二氧化鈦進(jìn)行可見光活化。 光觸媒的有效物濃度 光觸媒本身是一種催化劑，不直接參與降解反應(yīng)，它通過吸收光能把水或氧氣轉(zhuǎn)化成強(qiáng)氧化活性基團(tuán)，強(qiáng)氧化活性基團(tuán)產(chǎn)生光觸媒功能。光觸媒功能過程是一種氣固界面光催化反應(yīng)，它與膜的結(jié)構(gòu)有關(guān)，一定厚度的致密納米二氧化鈦膜有利于光催化過程。因此，在一定范圍內(nèi)光觸媒的有效物濃度越高越好，但是濃度太高不利于施工，研究表明1%濃度值是光觸媒允許的最高濃度。 光觸媒納米粒子粒徑 納米光觸媒的光催化活性與許多因素有關(guān)，粒徑只是其中的因素之一，一般情況下，50納米以下的納米二氧化鈦就可以顯現(xiàn)出好的光催化活性。在一定的范圍內(nèi)，粒徑越小光催化活性越好，但不是越小越好。太小的粒子表面產(chǎn)生的光生子反而容易復(fù)合而不利于光催化效率。粒徑大小不是判斷光觸媒質(zhì)量的唯一標(biāo)準(zhǔn)。 光觸媒產(chǎn)品的pH值 光觸媒產(chǎn)品是用于家居、人們生活環(huán)境或者車內(nèi)物體表面，因此必須保證沒有腐蝕性，從這一點(diǎn)來看，pH應(yīng)該在5-9的范圍。另一個方面，優(yōu)質(zhì)的光觸媒產(chǎn)品應(yīng)該是由納米二氧化鈦膠體制備，納米二氧化鈦粒子的等電點(diǎn)是6.25，當(dāng)體系的pH接近這個數(shù)值時體系會失穩(wěn)，因此，光觸媒的pH值應(yīng)該是5-6。 光觸媒產(chǎn)品的附著力 光觸媒產(chǎn)品中納米粒子最少應(yīng)該要小于50納米，常常會是數(shù)納米，這些粒子的表面有許多不飽鍵，表面能很高，這也是納米材料的一個最基本性質(zhì)，這些不飽鍵或者說高的表面能使得光觸媒納米粒子非常容易在物體表面附著。另一個方面，優(yōu)質(zhì)光觸媒常常表面擁有豐富羥基與正電荷，而我們周圍的物體表面常常是帶負(fù)電性并且有許多的羥基，光觸媒納米粒子與物體表面會形成氫鍵并存在靜電性吸附。所以優(yōu)質(zhì)光觸媒本身在物體表面會有非常優(yōu)異的附著力。

六、光觸媒的局限性

光觸媒作為居屋與車內(nèi)空氣凈化產(chǎn)品，具有安全、持久與多功能的特點(diǎn)。但是污染物濃度太高，光觸媒一時難以解決問題，因此在做治理施工時，有必要與其它手段結(jié)合處理。并且光照不到的地方要用相關(guān)專門產(chǎn)品處理。 七、光觸媒施工 光觸媒工程施工時要用專用的噴灑器進(jìn)行施工，如果是瓶裝產(chǎn)品，容器應(yīng)該具有優(yōu)異的霧化效果。施工時要注意均勻，每一處都要噴灑到位，不要過量噴灑，標(biāo)準(zhǔn)是不產(chǎn)生大液滴，更不能產(chǎn)生液體流掛。如果不小心在處理的表面滴下或者形成大的液滴，用軟布或者紙幣拭去即可。光觸媒大液滴干了后會形成數(shù)微米厚的膜，產(chǎn)生痕跡。由于納米材料的良好附著力，光觸媒痕跡會難以拭去（用牙膏輕輕擦試）。正確施工形成的光觸媒納米膜是看不見的，但是不用擔(dān)心，致密的納米膜每平方厘米將有5億億個光觸媒粒子時時刻刻在發(fā)揮光觸媒功能。