光触媒
光触媒使用方法和注意事项

光触媒使用方法和注意事项
一、什么是光触媒
光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化活性的半
导体材料,在紫外线的作用下,能够分解空气中的有机污染物和杀灭细菌病毒等有害生物,从而实现空气净化的作用。
二、光触媒的作用
光触媒的主要作用是分解空气中的有机污染物和杀灭有害生物,包括:
1. 分解有机污染物:光触媒在紫外线的作用下,能够将空气中的有机污染物分解成二氧化碳和水等无害物质。
2. 杀灭有害生物:光触媒能够杀灭空气中的细菌、病毒、霉菌等有害生物,从而起到净化空气的作用。
三、光触媒的使用方法
使用光触媒进行空气净化时,需要注意以下几点:
1. 选择合适的光触媒产品:目前市场上的光触媒产品种类繁多,用户应该选择质量有保障、具有权威认证的产品。
2. 放置在合适的位置:光触媒应该放置在空气流通的区域,以保证其能够充分接触到空气中的有机污染物和有害生物。
3. 避免阳光直射:光触媒在紫外线的作用下才能发挥作用,但是过度的阳光直射会导致光触媒的失活,因此应该避免阳光直射。
4. 定期清洁:光触媒在使用过程中会吸附空气中的灰尘和污垢,因此需要定期进行清洁,以保证其净化效果。
四、使用光触媒的注意事项
使用光触媒进行空气净化时,需要注意以下几点:
1. 避免接触皮肤:光触媒是一种半导体材料,可能会对皮肤造成刺激,因此应该避免直接接触皮肤。
2. 避免误食:光触媒产品应该放置在儿童接触不到的地方,以避免误食。
光触媒

光触媒光触媒PHOTOCATAL YSIS是光Photo=Light + 触媒(催化剂)catalyst的合成词。
光触媒是一种在光的映照下,自身不起变化,却能够促进化学反响的物质,光触媒是应用自然界存在的光能转换成为化学反响所需的能量,来产生催化作用,使周围之氧气及水分子激起成极具氧化力的自由负离子。
简直可合成一切对人体和环境有害的有机物质及部分无机物质,不只能加速反响,亦能运用自然界的定侓,不构成资源糜费与附加污染构成。
最具代表性的例子为植物的"光协作用",吸收二氧化碳,应用光能转化为氧气及水。
光触媒的作用抗菌性:杀灭大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌、绿脓杆菌、病毒等。
空气净化:合成空气中有机化合物及有毒物质:苯、甲醛、氨、TVOC等。
除臭:去除香烟臭、渣滓臭、生活臭等恶臭。
防霉防藻:避免发霉、避免藻类的产生, 避免水垢的附着。
防污自洁:合成油污、自清洁。
光触媒的特性.安全性作为食品药品添加剂,经过美国FDA考证,运用十分安全.耐久性由于光触媒只是提供了反响的场所,它自身并不参与化学反响,所以它的作用效果是耐久的光触媒于1967年被当时还是东京大学研讨生的藤岛昭教授发现。
在一次实验中对放入水中的氧化钛单结晶中止了光线映照,结果发现水被合成成了氧和氢。
这一效果作为“ 本多·藤岛效果” (Honda-Fujishima Effect)而出名,该称号组合了藤岛教授和当时他的指导教员----东京工艺大学校长本多健一的名字。
由于是借助光的力气促进氧化合成反响,因然后来将这一现象中的氧化钛称作光触媒。
这种现象相当于将光能转变为化学能,以当时正值石油危机的背景,世人对寻觅新能源的等候甚为殷切,因而这一技术作为从水中提取氢的划时期办法遭到了注目,但由于很难在短时间内提取大量的氢气,所以应用于新能源的开发终究无法完成,因而在惊动一时后疾速降温。
1992年第一次二氧化钛光触媒国际研讨会在加拿大举行,日本的研讨机构发表许多关于光触媒的新观念,并提出应用于氮氧化物净化的研讨成果。
光触媒简介

光触媒简介1.光触媒发展历史2 光触媒原理3. 光触媒定义4. 光触媒作用5. 光触媒与其它产品作用比较6.如何鉴别光触媒的优劣7.光触媒问答8. 光触媒喷涂方法9.光触媒相关报道1.光触媒发展历史光触媒就是在光参与下发生反应的催化剂。
1972年,A.Fujishima和K.Honda在n一型半导体TiO2电极上发现了水的光电催化分解作用,以此为契机,开始了多相光触媒研究的新纪元,最近以来,由于光触媒在净化气相和水中有机污染物方面的卓越表现,已成为光触媒应用的一个非常重要的领域。
二氧化钛作为一种光触媒,在光作用下能产生具有超强氧化能力的空穴/电子对,能把有机物彻底氧化为CO2和H2O,从而彻底消除污染,由于细菌和病毒也都为有机微生物,故也能将之彻底杀灭。
而本公司纳米光触媒由于其粒子在小于10nm左右,具极大的反应表面积及量子效应,氧化能力更加强大。
人们还发现,二氧化钛光触媒纳米涂层在光的作用下具超级亲水性,接触角接近为零,从而又赋予了光触媒涂层的亲水防污功能,使被涂面始终保持崭新状态,而不受污染。
2.光触媒原理光触媒就是在光的照射下(自然光,灯光),会产生类似与光合作用的光催化反应,产生出氧化能力极强的氢氧自由基和活性氧,具有很强的氧化还原功能,可氧化分解各种有机化合物和部分无机物,能破坏细菌的细胞膜和病毒的蛋白质,把有机污染物分解成二氧化碳和水,因而光触媒具有极强的杀菌,除臭,防霉,防污自洁等功能。
氧化钛光触媒薄膜通常采用钛盐溶于乙醇溶液或溶于有机溶剂之中。
用惰性气体为载体的高压喷射法,喷在经热处理后的玻璃、墙面、建材、灯罩及其他基质上形成大面积的均匀薄膜。
该薄膜在阳光及紫外光的照射下产生的触媒效果。
光触媒可应用于环境的净化。
将氧化钛与敏化剂喷在墙壁涂料表面或喷在窗框玻璃上形成膜层,利用太阳光或室内照明光源,具有强氧化能力的氧化钛不仅可使室内污浊的空气物质分解、净化空气,尤其对医院、宾馆、候车室等空气流动性差的场所能有效杀死大肠杆菌和流感病菌。
光触媒定义及作用原理指南

光触媒定义及作用原理指南光触媒是一种利用光能激活的催化剂,可以将光能转化为化学能,并作用于周围环境中的有害物质,将其分解为无害物质。
光触媒常用于空气净化、水处理、消臭以及抗菌等方面。
光触媒的作用原理主要基于光催化反应。
其关键是光能激发催化剂表面的电子,使其进入激发态,形成光生电子和光生空穴。
这些光生电子和光生空穴能够参与催化反应并与周围物质发生化学反应。
具体来说,光触媒通常由两部分组成:催化剂和光敏剂。
催化剂通常是金属氧化物,如二氧化钛(TiO2)是最常用的一种。
光敏剂则是通过吸收光能激发催化剂的物质,如有机色素。
当光敏剂被激活后,它会传递电子给催化剂表面的缺陷位点,从而形成光生电子和光生空穴。
光生电子和光生空穴在催化剂表面参与两个关键过程:氧化反应和还原反应。
光生电子具有还原能力,可与周围的氧分子发生反应,生成氧自由基(•O2-)。
氧自由基具有强氧化能力,可以氧化有机物和细菌等。
光生空穴则具有氧化能力,可以氧化水分子(H2O),生成羟基自由基(•OH)。
羟基自由基也具有很强的氧化能力,可以氧化附近的有机物。
因此,光触媒的作用原理是通过激活光催化剂,将光能转化为化学能,使催化剂表面的光生电子和光生空穴与周围的有害物质发生反应,分解有害物质为无害物质。
该反应过程同时也生成了一系列的氧化和还原自由基,从而实现了空气净化、水处理、消臭和抗菌等目的。
光触媒的使用主要分为两种形式:表面光触媒和悬浮光触媒。
表面光触媒是将光触媒涂覆在材料表面,如建筑外墙、玻璃等,使其具有光催化功能。
悬浮光触媒则是将光触媒以悬浮物质的形式,如纳米粒子、薄膜等,添加到空气或水中,从而实现催化反应。
悬浮光触媒更灵活适用于不同场景,而表面光触媒则更常用于需要长期催化的环境。
总之,光触媒是一种能够利用光能实现空气净化、水处理、消臭和抗菌等效果的催化剂。
其作用原理基于光催化反应,通过激活光敏剂产生光生电子和光生空穴,并利用其还原和氧化能力,将有害物质分解为无害物质。
光触媒 标准

光触媒标准光触媒(Photocatalyst)是一种通过光能将有害物质分解为无害物质的催化剂。
它利用光能激活催化剂表面上的电子,从而促使催化反应发生。
在光触媒的作用下,许多有害有机物、细菌、病毒和氧化物等能够被分解为水和二氧化碳等无害物质。
光触媒可以广泛应用于环境净化、空气净化、水处理、建筑材料、自洁产品和医疗领域等。
它的应用领域非常广泛,可以有效地解决环境污染和卫生问题。
在环境净化方面,光触媒可以吸附并分解空气中的有毒有害物质,如挥发性有机化合物(VOCs)、甲醛、苯系物质等。
光触媒的广泛应用可以有效地改善室内和室外空气质量,提高人们的生活环境。
在水处理方面,光触媒可以降解水中的有机污染物和重金属离子。
光触媒被广泛应用于污水处理厂、自来水厂等水处理设施中。
通过光触媒的作用,能够将有害物质分解为无害物质,从而达到净化水质、提高水质的目的。
在建筑材料方面,光触媒被广泛用于外墙涂料、屋面材料和玻璃等。
应用光触媒的建筑材料能够在阳光照射下,分解附着在表面上的污染物,具有自洁效果,保持建筑物外观的清洁和美观。
在自洁产品方面,光触媒被应用于衣物、床上用品、鞋子、家具等产品中。
这些产品能够在光照下分解附着的污渍、异味等,保持产品的清洁和卫生。
在医疗领域方面,光触媒被应用于消毒、杀菌和空气净化等方面。
光触媒可以有效地杀灭空气中的病毒、细菌和真菌,减少交叉感染的风险,维护医疗环境的清洁和卫生。
光触媒的原理是利用催化剂表面的光电子活性,吸收光能并转化为电子能,激活催化剂表面的电子。
这些激活的电子能够参与化学反应,促使有害物质的分解。
在光触媒催化反应中,光能的吸收和转化对催化剂的种类、晶格结构以及表面形貌等有很大的影响。
当前常用的光触媒材料主要有二氧化钛(TiO2)和光氧化锌(ZnO)。
二氧化钛是光触媒领域中最常见的催化剂,具有很高的催化活性和化学稳定性。
光氧化锌是一种新兴的光触媒材料,具有更高的光电转化效率和催化活性。
什么是光触媒

什么是光触媒
光触媒只要受到紫外线的照射,从细菌到大气中的有害物质就都能够分解。
其应用范围已经拓展到了环境净化领域,如生产出了免污墙壁和免污玻璃等
光触媒于 1967年被发现。
当时还是研究生的东京大学藤岛昭教授在一次试验中对放入水中的氧化钛单结晶进行了光线照射,结果发现水被分解成了氧和氢。
这一效果作为“本多?藤岛效果”而闻名于世,该名称组合了藤岛教授和当时他的指导教师----东京工艺大学校长本多健一的名字。
由于是借助光的力量促进氧化分解反应,因此后来将这一现象中的氧化钛称作光触媒.
二氧化钛光触媒在受到太阳光的照射时,钛原子上的电子被光激发,形成电子穴,空气中的水、氧气会被分解为 O2- 和 OH-,具有极强的氧化力,这种氧化能力,能使有机物分解成二氧化碳和水,也能降解部分无机化合物,从而达到杀菌、除臭、净化空气的效果。
关于光触媒,最近人们对“可视光应答型光触媒”表现出了浓厚的兴趣。
这种光触媒在室内微弱的紫外线下也能发生反应。
可视光应答型光触媒是在原有的氧化钛中采取了促进紫外线吸收的表面处理等措施,内光线下也可以进行反应。
从2001年开始,已有多家制造商开始投入使用,有的甚至应用在了内部装修材料中。
这些产品不仅可净化室内空气,还可消除导致出现办公室症候群的有害物质-—甲醛。
光触媒具有很强的氧化力,可以将空气中的有机物质, NOX、 H2S、以及室内空气中的甲醛、苯、氨等有害物质。
光触媒

光触媒是一种纳米级的金属氧化物材料(二氧化钛比较常用),它涂布于基材表面,在光线的作用下,产生强烈催化降解功能:能有效地降解空气中有毒有害气体;能有效杀灭多种细菌,并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理;同时还具备除臭、抗污等功能。
什么是光触媒:光触媒是一种纳米级的金属氧化物材料(二氧化钛比较常用),它涂布于基材表面,干燥后形成薄膜,在光线的作用下,产生强烈催化降解功能:能有效地降解空气中有毒有害气体;能有效杀灭多种细菌,抗菌率高达90% 以上,并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理;同时还具备除臭、抗污等功能。
光触媒[Photocatalyst]是光[Photo=Light]+触媒(催化剂)[catalyst]的合成词。
光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称,是当前国际上治理室内环境污染的最理想材料。
光触媒在光的照射下,会产生类似光合作用的光催化反应,产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧,具有很强的光氧化还原功能,可氧化分解各种有机化合物和部分无机物,能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质,可杀灭细菌和分解有机污染物,把有机污染物分解成无污染的水(H2O)和二氧化碳(CO2),因而具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自洁、净化空气功能。
光触媒的特性为利用空气中的氧分子及水分子将所接触的有机物转换为二氧化碳跟水,自身不起变化,却可以促进化学反应的物质,理论上有效期非常长久,维护费用低。
同时,二氧化钛本身无毒无害,已广泛用于食品、医药、化妆品等各种领域。
作用原理光触媒在特定波长(388nm)的光照射下,会产生类似植物中叶绿素光合作用的一系列能量转化过程,把光能转化为化学能而赋予光触媒表面很强的氧化能力,可氧化分解各种有机化合物和矿化部分无机物,并具有抗菌的作用。
在光照射下,光触媒能吸收相当于带隙能量以下的光能,使其表面发生激励而产生电子(e-)和空穴(h+)。
光触媒简介

光触媒的简介光触媒是一种纳米级的金属氧化物材料(二氧化钛比较常用),它涂布于基材表面,在光线的作用下,产生强烈催化降解功能:能有效地降解空气中有毒有害气体;能有效杀灭多种细菌,并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理;同时还具备除臭、抗污等功能。
作用原理:光触媒在光的照射下,会产生类似光合作用的光催化反应,产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧,具有很强的光氧化还原功能,可氧化分解各种有机化合物和部分无机物,能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质,可杀灭细菌和分解有机污染物,把有机污染物分解成无污染的水(H2O)和二氧化碳(CO2),因而具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自洁、净化空气功能。
光触媒的特性为利用空气中的氧分子及水分子将所接触的有机物转换为二氧化碳跟水,自身不起变化,却可以促进化学反应的物质,理论上有效期非常长久,维护费用低。
同时,二氧化钛本身无毒无害,已广泛用于食品、医药、化妆品等各种领域。
具体作用:光触媒作为一种新兴的空气净化产品,主要有以下功能:除菌:光触媒加工的表面,通过催化反应,将细菌的尸体分解得一干二净。
所以从严格意义上说光触媒不是杀菌,而应该叫除菌。
由于光触媒的强氧化分解能力,能分解大多数对人体有害的细菌:白色念珠菌、黑曲霉菌、大肠埃希氏菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌等多种细菌具有很强的除菌功效,不会产生抗药性,抗菌率大于99.99%。
除臭:比臭氧(O3)有着更强的氧化能力,可强力分解臭源。
脱臭能力相当于500个活性碳冰箱除臭剂,比活性碳有更强的吸附力,且具有活性碳所没有的分解细菌功能。
对香烟臭、汗臭、垃圾臭、动物臭等具有除臭功效。
自洁:根据除菌的原理,导致污垢的物质也会被分解,又因为它的超亲水性,而看不到水滴的附着。
在户外,通过雨水经常得到冲洗而保持清洁状态。
当灰尘落于经过光触媒处理过的物体表面上,只需以清水清洗,因为光触媒的超亲水特性与地心引力配合,将让污垢不易附着,因此建筑体外观施工后也能常保洁净。
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光触媒起源光触媒原理光触媒应用光触媒制造方法及未来发展方向报告光触媒技术控制都市空气污染之应用光触媒材料与起源光触媒之基本原理光触媒之应用领域光触媒应用之迷思光触媒之制造方法光触媒之未来发展与限制光触媒材料l 光触媒的材料众多,包括TiO2、ZnO 、SnO2、ZrO2等氧化物及CdS 、ZnS等硫化物。
l 其中以TiO2(Titanium Dioxide,二氧化钛)具氧化能力强、化学性安定、无毒之特性而受到广泛之应用。
l 二氧化钛是一种半导体,分别具有锐钛矿(Anatase)、金红石(Rutile)及板钛矿(Brookite)三种结晶结构。
l 只有锐钛矿(Anatase)结构具有光触媒特性。
TiO2光触媒之起源l 1972年由A. Fujishima及其指导教授K. Honda发表于Nature杂志中,其发现TiO2半导体在光照下会出现和植物光和作用类似之反应。
l 其先是应用于光能之转换储存,最后于环境触媒中发扬光大,成为现今最热门之环境科技话题之一。
l 日本在此方面一直居于领先之地位。
TiO2光触媒之基本原理-光能转换n Solar Energy Conversion1. 光照激发TiO2,形成电子(e-)电洞(h+)对:TiO2+2hvà2e-+2h+2. 电洞与H2O反应(TiO2电极端)H2O+2h+à1/2 O2+2H+3. 电子与H+反应(Pt电极端)2H++2e-àH24. 全反应式H2O+2hvà1/2 O2+H2TiO2光触媒之基本原理-光能转换n Solar Energy Conversion1. 光照激发TiO2,形成电子(e-)电洞(h+)对:TiO2+2hvà2e-+2h+2. 电洞与H2O反应(TiO2电极端)H2O+2h+à1/2 O2+2H+3. 电子与H+反应(Pt电极端)2H++2e-àH24. 全反应式H2O+2hvà1/2 O2+H2环保光触媒原理l 触媒经照光后被激发形成之电子电洞对,将附近分子(H2O、O2)游离形成正、负离子或自由基(OH-、OH*…)。
TiO2+hvàh++e-OH-+h+àOH* O2ads+e-àO2-adsl 污染物质遇上氢氧自由基即被分解,形成中间产物,或是无害的水及二氧化碳,因此可以达到除污及灭菌的目标。
OH* + pollutant + O2àproducts (CO2, H2O,...)环保光触媒NOx 去除n 利用TiO2光触媒将NOx氧化形成HNO3,或是还原形成N2与O2。
n HNO3尚须与其它碱性物种(如NH3)反应方能形成稳定之物质,因此应用该方法做为都会区污染控制将被限制。
n 还原反应之光触媒(须添加其它物质如沸石)在都会污染控制较有可为,其可以涂覆在物质表面,降低汽机车所产生之空气污染。
环保光触媒除臭、除有机物n 光触媒已经被证实可以去除多种具臭味之有机物质。
n 其中包括室内外常见之空气污染物如甲醛、甲苯、三氯乙稀、苯等。
n 光照强度、停留时间与照光时间为影响光触媒效率之关键因子之一。
其触媒反应所需之停留时间约需数秒至数十秒,照光时间则通常需数十分钟后,其去除效率才会逐渐增加。
杀菌消毒n 光触媒亦证实具有杀菌之效果。
n 环保光触媒典型之测试方法:将含病菌(如大肠杆菌)之溶液置于玻片上,施以适度之光照。
n 有文献指出经一小时光照后可以将大肠杆菌杀光,若隔着PTFE薄膜(50μm厚,0.4 μm孔隙),则4小时后可以杀光细菌。
n 显示其仍须足够之光照(最好是紫外光)及光照时间。
除污、除雾n 光触媒可以涂覆于固体表面(如磁砖、墙壁、玻璃、马桶、浴盆等),其会将沈积于其上之污染物质自动分解。
n 光触媒亦有除雾之功效,因此可以应用于汽车玻璃及浴室镜面上。
环保光触媒光触媒除雾之原理l 光触媒与SiO2混合制造时,在光照下会产生超亲水性现象:1. TiO(IV)àTi(III)2. h++O2-àO2,形成氧缺位(oxygen vacancy)3. H2O占据氧缺位,OH-被吸附4. 形成超亲水性特质l 光照越久,超亲水性越强(接触角à0°)环保光触媒接触角(Contact Angle)n 物质与水滴之接触角越大,疏水性越高(莲花效应之自净原理)。
n 物质与水滴之接触角越小,亲水性越高,因此光触媒可以仅利用水即达到除污功效,并可除雾。
应用实例1. 空气清净机、冷气、电风扇2. 口罩3. 灯罩灯管4. 玻璃:杀菌兼防雾5. 纺织布料6. 喷液、涂料7. 氧化钛砖8. 浴盆、马桶9. 废水处理、饮用水处理光触媒应用之迷思- 光触媒之限制n 需要光的照射。
à只要有光就可以分解?暗光触媒?银光触媒? Yes,暗光=紫外光(e.g. 365nm),添加银可以促进光触媒反应n 必须在触媒表面进行反应。
à可以”遥控”分解各种污染物及病菌? 可能,但是污染物传输速度为其限制因子!(如次页图)n 长期使用会受到毒化。
à光触媒永远有效,不会衰减? 经过一段时间后仍必须更换。
n 所需反应时间长。
à百分之百消灭病毒? 可能,但是要长反应时间!1.光强度会随距离增长而消减à墙壁与光照之距离?2. 污染物必须传输至光触媒表面à光触媒灯管之表面热度所造成之热传阻碍?光触媒应用之迷思–杀菌测试不同之细菌病毒其所需光照强度与时间即不同。
ü经含光触媒之滤网过滤后之病菌灭菌效果并不显著(Lin and Li, 2002)。
ü在滤网上之光触媒其同样光照强度与时间之处理效率仍低于玻片测试结果(Lin and Li, 2003)。
üUV光本身即有灭菌效果,光触媒之贡献?à具有高度杀菌抑菌能力(预防SARS最有效!)?à预防SARS最有效?未确定!光触媒应用之迷思-口罩ü至今尚没有认证标准。
ü光触媒口罩之基本原理与滤网过滤相似。
à奈米光触媒口罩:ISO 9000系列认证? 指的是该工厂之制程符合ISO标准,与奈米口罩是否有效并无关连性。
光触媒应用之迷思-奈米尺寸l 光触媒之奈米尺寸效应:量子效应与蓝移现象(Yoneyama ,1993)光电子扩散效应(Rothenberger ,1985)表面积效应红移现象(Ball et al. 1992)光触媒尺寸之量子效应l 半导体材料(如TiO2)具有特殊之电子结构特征:1. 电子存在的价带(valence bond)2. 室温下不存在电子的导带(conduction band)ü半导体材料之能量间隙(band gap)不如导体那么小,也不像绝缘体那么大。
üTiO2半导体即可藉由照光控制,使在价带的电子吸收能量而激发到能量较高的导带。
奈米尺寸之量子效应、蓝移与光活性当粒径减小时,粒子电子结构的能量分布出现逐渐分散的能阶态,而非群聚式的能带,亦即当光触媒尺寸下降到奈米尺寸时(如<10nm)其电荷载体就会显示出量子行为,亦即能量间隙将变大。
因此粒径越小的粒子,能隙越大,需要越大的能量,亦即波长越短的光(如紫外光),此称为蓝移(blue shift)现象。
电子-电洞的氧化还原能力增强,因而增加了光催化氧化有机物之效果。
光电子扩散效应与表面积效应l 对奈米半导体微粒而言,粒径愈小其光生载子(carrier)从体内扩散到表面所需时间愈短,光电效应电荷分离率愈高,则电子-电洞再结合率就愈小,从而导致光催化活性提高。
l 触媒颗粒之尺寸变小时,其比表面积将变大,其吸附位置亦随之大幅增加,此结果亦使得光催化之效率增强。
奈米尺寸之红移现象l 另一方面,粒径减小同时,内部的内应力增大导致能带结构变化,电子波函数重迭加大,使得能带间隙变窄,吸收带向长波长(可见光)偏移,此即为红移(red shift)现象。
l Almquist and Biswas(2002)指出利用火焰法所合成之TiO2,光触媒微粒时, 对水中有机物氧化去除的最佳粒径范围为25nm~40 nm间。
à粒径应小于多少nm才有效?目前尚未有定论。
光触媒之制造方法l 湿式法:最常见者为sol gel法湿式法之优点为容易大量制造,但是尺寸控制较不易。
l 气态法:最常见者为化学气相沈积法(chemical vapor deposition,CVD)气态法之优点为较容易控制尺寸,但是量产较困难。
光触媒之未来发展l 同时控制各项空气污染物质(VOCs、NOx、NH3、SOx、致病菌、臭味等,或任何可以以氧化还原反应分解之污染物质,但其前提为反应产物必须为无害物)。
ü应用于控制都会区周界空气质量。
ü应用于控制室内空气质量。
ü应用于控制工厂及汽机车排气。
光触媒之未来发展l 除污各项器具之除污:厨房、浴室、玻璃l 除雾镜面、玻璃l 其它?1、抑菌、杀菌、防霉在光照下,光触媒表面产生的氢氧自由基能破坏细胞膜使细胞质流失,从而造成细菌死亡和抑制病毒的活性,故可杀灭被喷物表面的大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄葡萄球菌、霉菌类、化脓性球菌、空气中浮游细菌等。
光触媒灭菌可在光照结束后的一段时间内继续有效,可用于食品加工厂、医院病房、手术室、诊疗室、采血车等。
2、除臭空气中臭味主要是由空气中有机物气体产生。
由于光触媒表面产生的氢氧自由基,它能破坏有机气体分子的能量键,使有机气体成为单一的气体分子,因而分解空气中的有机物气体,故可除去空气中的臭味。
用于厕所、实验室、吸烟区。
3、空气净化室内空气净化新装修的房子、新购买的汽车、实验室、办公室内会含有甲醛、苯系物、氨、一氧化碳、烟味、NO X、SO2等有害气体。
在光照下,光触媒会产生大量的氢氧自由,这些自由基有强氧化性,能把有机物和部分无机物分解为CO2、H2O和无机盐等无害物质。
可以用于车站候车室、写字楼、会议室、车间、厂房。
大气净化大气污染物主要是来自机动车尾气排放的污染物,如CO、HC、NO X,还有工业生产中排放的污染物,如SO2、H2S、NO X、有机挥发性气体,卤代烃等。
研究表明:在阳光直射下,光触媒能有效地分解大气中的有机污染物,氧化去除大气中的氮氧化物、硫化物以及各类臭气等。
在高速公路的隔音墙和护栏上涂上光触媒可以净化汽车排放的尾气。
如果在建筑物外墙大面积使用光触媒将有效净化城市的空气,可以提高整个城市的空气质量水平,有巨大的社会效益。
4、亲水性将亲水性光触媒涂在基材表面上,形成一层纳米二氧化钛薄膜。
将水滴在薄膜上,薄膜表面同水有较大的接触角,在光照下,水的接触角减小,甚至达到0°(即水滴完全浸润氧化钛薄膜表面),显示了薄膜的亲水性。