1.光催化技術(shù)產(chǎn)生背景及發(fā)展歷程
光催化技術(shù)是一種以納米級(jí)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,即光觸媒技術(shù),是當(dāng)前國際上治理空氣污染最理想的材料。
上世紀(jì)60年代后期,日本東京大學(xué)研究生藤島昭在一次實(shí)驗(yàn)中對(duì)放入水中的氧化鈦單結(jié)晶進(jìn)行了光線照射,結(jié)果發(fā)現(xiàn)水被分解成了氧和氫。這就是有名的“本多-藤島效果”。
上世紀(jì)90年代,納米技術(shù)的突破性發(fā)展使人們開始重新重視這一光催化氧化分解效應(yīng)。世界各國都投入了大量的人力和物力開展各類納米材料的制備與應(yīng)用研究。經(jīng)過不斷的研究,人們發(fā)現(xiàn)在眾多的光催化材料中,二氧化鈦具有較高化學(xué)穩(wěn)定性及無毒特性,納米二氧化鈦光觸媒技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室開始逐步進(jìn)入到市場(chǎng)應(yīng)用中。
經(jīng)過近二十年的應(yīng)用檢驗(yàn),二氧化鈦光觸媒已經(jīng)被證明是當(dāng)前國際上治理空氣污染最理想的材料,在歐美、日本等國家已經(jīng)得到廣泛而普遍的使用。其具有安全、無二次污染、作用時(shí)間持久等特點(diǎn),分解后的產(chǎn)物為水和二氧化碳。
2.作用功能
(1).凈化空氣:能氧化還原還原空氣中絕大部分有機(jī)污染物和部分無極污染物,產(chǎn)物為水、二氧化碳及部分根離子。
(2).除異味:能分解消除生活中常見的有機(jī)物產(chǎn)生的異味。
(3).殺菌消毒:殺菌能力為99.99%,能殺死生活中常見細(xì)菌病毒,并能分解細(xì)菌尸體以及細(xì)菌分泌毒素。
(4).防霉變:在梅雨季節(jié),將光觸媒噴涂在新鮮的物體上,可以防止物體霉變。
(5).防污自新:利用光觸媒的超親水性,可以防止污漬、灰塵的粘附。
3.凈化原理 (參見下圖)
光觸媒是一種神奇的東西,當(dāng)光(紫外線光、陽光、燈光)射向光觸媒的時(shí)候,其原子會(huì)吸收光的熱能,原子里面的離子運(yùn)轉(zhuǎn)速度就會(huì)加快,這時(shí)就會(huì)有一部分離子逃逸到原子表面形成帶電離子(e -)和空穴(h+),帶電離子和空穴與空氣中氧氣結(jié)合生成超氧陰離子自由基( O2 )和活性氫氧自由基( OH),這兩種物質(zhì)都具有很強(qiáng)的氧化還原能力,它們能在瞬間把光觸媒表面的有機(jī)物抓住分解成二氧化碳和水。
4.光觸媒應(yīng)用領(lǐng)域
21世紀(jì)以來光觸媒在發(fā)達(dá)國家廣泛運(yùn)用于宇宙空間、水資源、空氣凈化及空間殺菌領(lǐng)域,但由于成本比較昂貴,凈化特性又需要非常專業(yè)的檢測(cè)儀器來鑒別,且中國光觸媒市場(chǎng)缺乏有效監(jiān)管,21世紀(jì)以來在中國運(yùn)用范圍較窄,僅局限于家庭裝修污染凈化領(lǐng)域,所以,很多人都以為光觸媒只能用來除甲醛。隨著國內(nèi)市場(chǎng)監(jiān)管的逐步規(guī)范,及百姓對(duì)環(huán)境污染的逐漸關(guān)注,相信在不久的將來,光觸媒會(huì)逐漸被大眾所接受,成為凈化空氣污染的中堅(jiān)力量。
相信不久將來,光觸媒將會(huì)在更多的行業(yè)領(lǐng)域得到應(yīng)用,造福于我國人民。