新型空氣凈化技術(shù)光觸媒
來源：蘇州健龍環(huán)？萍加邢薰 閱讀：2684 更新時(shí)間：2010-04-21 14:12一、光觸媒
1. 定 義
光觸媒就是光催化劑，是一種在光照下具有極強(qiáng)的氧化還原能力的半導(dǎo)體材料，吸附在它表面的有機(jī)物（例如：有機(jī)物甲醛等）能被氧化成二氧化碳和水，從而達(dá)到消除污染的目的；吸附在光觸媒表面的細(xì)菌，能通過光觸媒的強(qiáng)氧化作用而被殺滅，從而起到消毒殺菌的作用，并且不會導(dǎo)致二次污染 。
2. 起 源
二氧化鈦的起源雖不明確，但氧化鋅的光觸媒反應(yīng)在1930年左右就有文獻(xiàn)記載 。二氧化鈦登上歷史舞臺是從1968年開始的 。當(dāng)時(shí)東京大學(xué)的研究生藤島昭把它當(dāng)作了電子相片的畫相材料，作為基礎(chǔ)研究的一環(huán)研究能對光產(chǎn)生反應(yīng)的氧化物半導(dǎo)體 。在實(shí)驗(yàn)中藤島昭偶然得到了氧化鈦的單晶體，將它用鉆石切割器切成片狀后，試著作為電極使用 。另一端使用白金電極，做成了封閉式電路 。然后用氙氣燈的光照射氧化鈦，令人吃驚的是氧化鈦和白金的兩極產(chǎn)生了大量的氣體 。立刻用氣體色譜法對此進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)從氧化鈦中產(chǎn)生了氧，白金中產(chǎn)生了氫 。即得出了水（H2O）經(jīng)過光的照射，分解成了氧和氫這一結(jié)果 。這是最早的光觸媒反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，并且發(fā)現(xiàn)在這種水（H2O）的分解過程中，氧化鈦本身不會被消耗，即使持續(xù)照射數(shù)日，也看不到氧化鈦被溶解或被消耗 。此特性與植物的光合作用很相似 。這一發(fā)現(xiàn)被命名為【本多藤島效果 】，發(fā)表于全世界，對世界各國的科學(xué)家產(chǎn)生了巨大的影響，之后未見有任何超過氧化鈦半導(dǎo)體光觸媒效果的報(bào)告 。
3. 原 理
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光智子本身并不參與任何殺菌除臭的分解反應(yīng)，而只是作為反應(yīng)的媒介存在，所以自身并不因時(shí)間而被消耗衰減 。
二氧化鈦（Ti O2）本身為食品添加劑，對人體無毒無害，以二氧化鈦為主要成分的光智子（光觸媒），具有強(qiáng)大的氧化分解能力，即使在室內(nèi)日光等微弱光源下也能發(fā)揮其功能 。
二氧化鈦見光會產(chǎn)生正 、負(fù)電子與空氣當(dāng)中的水分子結(jié)合產(chǎn)生氫氧自由基，實(shí)踐證明，氫氧自由基具有強(qiáng)大的氧化分解能力，它能分解幾乎所有的有機(jī)化合物和一部分的無機(jī)物，將它們分解成無害的二氧化碳和其他物質(zhì)，而負(fù)電子與空氣當(dāng)中的氧結(jié)合會產(chǎn)生活性氧，也就是超級氧化離子，超級氧化離子也具有很強(qiáng)的氧化分解能力，它可以破壞細(xì)菌 、霉菌，這些有機(jī)物的細(xì)胞膜，固化病毒的蛋白質(zhì)，在殺菌的同時(shí)還能分解細(xì)菌尸體上釋放出的有害復(fù)合物 。
4. 功 能
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我們從二氧化鈦的工作原理可以得出光觸媒有以下功能：
1) 分解各類有機(jī)毒氣：光智子對甲醛、苯、氨等以及其它揮發(fā)性有機(jī)物的分解能力都通過了權(quán)威機(jī)構(gòu)的檢測和認(rèn)證，效果十分理想 。
2) 殺菌：高效性、廣譜性 。光智子具有很強(qiáng)的殺菌能力以及對細(xì)菌的廣譜抗菌性，幾乎可以殺滅所有的細(xì)菌，對病毒也具有很強(qiáng)的殺滅能力，并徹底降解細(xì)菌尸體所釋放出的內(nèi)毒素，防止引起二次污染 。
3) 除臭：二氧化鈦比臭氧 、負(fù)離子氧化能力更強(qiáng)，比活性炭 、HPEA有更強(qiáng)的吸附能力，根據(jù)歐美國家權(quán)威實(shí)驗(yàn)室測試，每平方公分的光觸媒與高性能纖維活性炭比較，其脫臭能力為高性能纖維活性炭的150倍，相當(dāng)于500個(gè)活性炭冰箱除臭劑 。
4) 防污自凈：當(dāng)灰塵掉落于經(jīng)光智子處理后的物體上，只需以清水清洗，會因光智子的超親水性與地心引力配合，灰塵便會隨清水脫落，具防污自凈功能 。
5. 應(yīng) 用
倍受世界注目的【本多藤島效果】，由問世到變成商品，走了一段很長的路程，最主要的原因就是如何攻克二氧化鈦附著與被涂物的難關(guān) 。由于二氧化鈦見光就會產(chǎn)生強(qiáng)大的氧化分解能力 。那么要讓二氧化鈦長期的發(fā)揮作用，就必須找到一種樹脂將它固定在墻面或物體表面，但是幾乎所有的樹脂都是有機(jī)物 。也就是說如果找不對，二氧化鈦就會把樹脂本身分解掉 。經(jīng)過近十年的努力，光智子找到了這種樹脂，完美地解決了涂膜附著難題，到目前為止全世界也只有少數(shù)幾家企業(yè)解決了這個(gè)問題 。
但是仍然有另一個(gè)技術(shù)難題擺在眼前：如何讓二氧化鈦從這些樹脂中探出頭來接受陽光照射，經(jīng)過不斷研究和反復(fù)驗(yàn)證，光智子終于利用肥皂泡的原理解決了這一難題 。（見專用壓縮氣噴嘴的秘密）以上這兩點(diǎn)也正是光智子（光觸媒）產(chǎn)品領(lǐng)先于同類產(chǎn)品的技術(shù)核心所在 。
二、光觸媒的另一關(guān)鍵要素——光
二氧化鈦光觸媒產(chǎn)生作用時(shí)，必須有紫外線 。紫外線廣泛存在于太陽光或室內(nèi)的日光燈中，是一種清潔的能源。美國《 科學(xué)人 》雜志2003年5月刊報(bào)道，二氧化鈦顆粒必須在7.5納米以下時(shí)才在可見光下有效，納米顆粒越小效果越好 。藤島教授在光觸媒實(shí)驗(yàn)中使用的是金紅石型二氧化鈦，而現(xiàn)在為了更好的在可見光下讓光智子發(fā)揮功效，光智子采用僅3個(gè)納米的銳鈦礦為主的混合型二氧化鈦（TiO2），這大大提高了光智子的適用范圍和功效。
三、疑問解答
1. 光智子（光觸媒）對人體安全嗎？
答：答案是安全的。
理由：1）光智子通過廣東省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心產(chǎn)品安全質(zhì)量8項(xiàng)檢測 。
理由：2）光智子由二氧化鈦和水性黏合劑構(gòu)成 。二氧化鈦被日本厚生。ㄏ喈(dāng)于我國的衛(wèi)生部）指定為食品添加劑 。水性黏合劑干燥后會變成非水溶性 。所以對人體絕對安全 。
理由：3）光觸媒表面上生成的活性氧類，只限于表面游離而不會轉(zhuǎn)移至空氣中，因此沒有必要擔(dān)心會侵入人體呼吸道 。
理由：4）光觸媒表面需與有機(jī)物接觸，空氣循環(huán)在這里發(fā)揮了重要 。氧化分解反應(yīng)后產(chǎn)生的二氧化碳（CO2）和水都是安全的 。
2. 光智子（光觸媒）的作用可以持續(xù)多久？
答：光智子為速干性 。原液雖能溶于水，但施工后5分鐘表干成非水溶性 。更讓人驚奇的是，施工后三天至兩個(gè)星期內(nèi)可以達(dá)到相當(dāng)于鉛筆4H的硬度 。除非用刀子刮，不會輕易脫落 。所以經(jīng)光智子施工過的墻壁 、天花板只要不更換就會永久性地發(fā)揮殺菌 、除毒作用 。
3. 光智子（光觸媒）的使用復(fù)雜嗎？
答：不復(fù)雜，只要具備以下三要素，光智子（光觸媒）就會發(fā)揮其穩(wěn)定的功效：
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4. 專用壓縮氣噴嘴的秘密。
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1） 光智子（光觸媒）的噴嘴是利用了肥皂泡的原理（見上圖）肥皂泡由于內(nèi)部氣壓的原因，周圍形成了薄膜。同樣道理，二氧化鈦從形成薄膜的黏合劑里面露出，充分與外界接觸有效的增強(qiáng)了其功效。
2） 黏合劑中探出頭的二氧化鈦，經(jīng)過紫外線的照射后，更好地發(fā)揮其很大的分解作用。
四、光觸媒國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
日本是光觸媒技術(shù)領(lǐng)先的國家，近年來已在防污、抗菌、親水材料、水處理、可降解塑及環(huán)保等許多方面達(dá)到了實(shí)用化水平，并形成相當(dāng)規(guī)模的產(chǎn)業(yè) 。（例如日本TOTO推出光觸媒自凈抗菌陶瓷潔具，NISSAN、豐田汽車采用光觸媒防霧后視鏡等）。到2005年，日本國內(nèi)的光觸媒及相關(guān)制品的市場規(guī)模將達(dá)到120億美元 。未來的世界市場潛力可以達(dá)到1000億美元，形成一個(gè)全新的新型產(chǎn)業(yè) 。近年來，由于光觸媒在環(huán)境凈化方面的用途之廣、影響之深，被稱為光凈化革命 。我國中科院、各大？圃盒！⑵髽I(yè)對光觸媒的研究也早已開始，但應(yīng)用技術(shù)研究及相關(guān)的研發(fā)直到近兩年才有所突破，但距日本在此領(lǐng)域還有相當(dāng)大的差距。國內(nèi)對光觸媒技術(shù)的產(chǎn)業(yè)已展開，2003年6月廣州風(fēng)神汽車在所有NISSAN藍(lán)鳥車上全面采用我公司的光智子（光觸媒），揭開了光觸媒的應(yīng)用序幕。隨著廣州真善美燈具公司和我公司聯(lián)合開發(fā)了光觸媒殺菌燈管。2004年7月國內(nèi)地板連續(xù)5年銷量第一的圣象地板，推出光觸媒健康地板，上海通用宣布2004年10月1日將在賽歐車上安裝光觸媒。據(jù)專家預(yù)測，兩年后國內(nèi)光觸媒市場將達(dá)5億人民幣。
