纳米光触媒
纳米“光触媒“技术
納米“光觸媒“技術☻什麼是納米“光觸媒”納米“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半導體材料的總稱。
其利用光源做催化反應，吸收紫外線（等效波長380nm）的能量後激發電子，產生電子-空穴對，並迅速移動到材料表面，啟動吸附在材料表面的，能夠將有毒有機物氧化分解，殺滅並抑制病菌再生以及淨化大氣中氮、硫的氧化物。
因其特性，納米光觸媒技術必將在環境保護及人類健康方面發揮更大的作用。
☻納米“光觸媒”的反應機理①銳鈦礦結晶納米TiO2是一種光催化劑，由於它的半導體性質，當受到太陽光或螢光燈光中的紫外光（380nm以下）照射時，價電子帶中的電子被激發到傳導帶，在TiO2原子表面產生電子（e-）---正孔（h+）效應2，3）。
飛出的電子e-與空氣中的氧相結合，生成「O-2」。
電子飛出形成的正孔h+奪取空氣裏水的電子，形成「-OH」。
這種由於電子遷移效應，所產生的「O-2」與「-OH」具有極強的氧化分解能力，使與之接觸的形成惡臭與污穢的油分雜菌有害氣、體病毒、黴菌等有機化和物分解無害化，使NO X，SO X轉化定著而無害化。
圖1：飛出的電子e-與空氣中的氧相結合，圖2：電子飛出形成的正孔h+奪取空生成「O-2」。
氣裏水的電子，形成「-OH」。
圖3：這種由於電子遷移效應，所產生的「O-2」與「-OH」具有極強的氧化分解能力，使與之接觸的形成惡臭與污穢的油分雜菌有害氣體病毒黴菌等有機化和物分解無害化，使NO X，SO X定著而無害化。
☻納米“光觸媒”的功效納米“光觸媒”有抗菌防黴、空氣淨化、防汙自潔、釋放負氧離子等功效。
具體為：抗菌防黴——二氧化鈦在光照射下，產生氫氧根自由基等活性氧比常用作消毒殺菌的氯氣、次氯酸、雙氧水和臭氧等具有更強的氧化能力，發揮抗菌作用而使細菌或黴菌的繁殖中止，也使細菌或黴菌釋放出的毒素分解。
空氣淨化——納米“光觸媒”在光照下能夠分解空氣中的甲醛、苯、二甲苯等有害物質，並能將其完全分解成二氧化碳和水，與傳統的除味劑、遮覆劑不同，光觸媒才是一種能徹底分解有害物質的環保材料。
纳米Ti02光触媒应用
纳米Ti02光触媒应用一、TiO2光触媒作用机理TiO2属于一种n型半导体材料,它的禁带宽度为3.2ev(锐钛矿),当它受到波长小于或等于387.5nm的光(紫外光)照射时,价带的电子就会获得光子的能量而跃迁至导带,形成光生电子(e-);而价带中则相对应地形成光生空穴(h+),如图1所示。
TiO2表面的光生电子e-易被水中溶解氧等氧化性物质所捕获,而空穴h+则可氧化吸附于TiO2表面的有机物或先把吸附在TiO2表面的OH-和H2O分子氧化成·OH自由基,·OH自由基具有402.8MJ/mol反应能,可破坏有机物中C-C、C-H、C-N、C-O、NH键,因而具有高效分解有机物的水平,有杀菌、除臭、光催化降解有机污染物的功能。
二、纳米TiO2光触媒的特点纳米TiO2具有较高的光催化反应活性,吸附水平也较强,可与污染物更充分地接触,将它们极大限度地吸附在粒子表面。
主要特点有：(1)作用广谱,在光触媒反应过程中,不但能破坏生物因子,也能破坏各种有机化学物质;(2)在光触媒反应过程中,二氧化钛不参与反应,只起催化媒介作用,其本身并不随时间延长而消耗,所以使用寿命持久;(3)经过纳米技术工艺处理的触媒,可在含有微弱紫外线的灯光、自然光、阳光等多种光源下发挥作用;(4)完全无害,因为纳米二氧化钛本身不释放出有害物质且本身不参与反应,在反应过程中将所作用的物质完全氧化成无害的二氧化碳和水等无害物质,所以光触媒作用对环境完全无害。
三、纳米TiO2光触媒在建材领域中的应用(一)光触媒涂料1.抗菌涂料近年来,随着人们环保意识的增强,绿色涂料已成为涂料行业发展的主流,水性涂料作为其主要品种也得到了长足的发展。
但其防霉、防菌问题较为突出,如在贮存过程中生霉、长菌使得涂料的品质降低,在施涂后膜层生霉、长菌则使得涂层老化、外观污损,甚至开裂、剥落,使涂料丧失原有的保护和装饰功能。
纳米TiO2在光催化作用下具有分解病原菌和毒素的功能,它作为一种新型助剂应用于杀菌涂料中,赋予了制品持久、长效的抗菌、杀菌水平,是受到人们注重的新型矿物功能材料1。
光触媒的原理是什么？
光触媒反应机理图解
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。
光触媒的反应机理
当纳米级二氧化钛超微粒子接受波长为388nm以下的紫外线照射时，其内部由于吸收光能而激发产生电子·空穴对，即光生载流子,然后迅速迁移到其表面并激活被吸附的氧和水分，产生活性自由氢氧基(·OH)和活性氧(·O)，当污染物以及细菌吸附其表面时，就会发生链式降解反应。
在环保行业，大家所熟知的“光触媒”是一种新型的杀菌、除臭、防霉、净化空气产品 。然后光触媒的原理又是什么呢？
光触媒的原理
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。光触媒的原理是指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。
什么是光触媒涂料及详细介绍
什么是光触媒涂料及详细介绍介绍什么是光触媒涂料之前，我们首先要弄清楚什么是“光触媒”，这个词语源自日本，光触媒就是“光催化剂”的意思，目前光触媒已约定俗成为一个产品系列。
“光触媒”的有效成分是一种纳米级的金属氧化物材料，以二氧化钛最为常见，该材料涂布于基材表面，在室内或车内可见光作用（主要收紫外线激发）下，产生光催化作用，可以降解空气中有毒有害气体，杀灭细菌、霉素与病毒，以及能将细菌或真菌释放出的毒素分解无害化，同时还可释放一定浓度的负氧离子。
该系列产品具备除臭、抗污、杀菌灭病毒、净化与清新空气等功能。
了解了什么是光触媒后，我们就会很容易理解什么是光触媒涂料了。
一、光触媒涂料概念光触媒涂料是选用由功能性添加剂杂化合成技术为主要无机粘结剂、高活性可见光光触媒及优质助剂、填料、助剂等组成，赋予涂层良好的附着力、防霉性、抗污易清洗性、耐水性等性能。
在可见光的照射下，在涂层表面发生光催化反应，产生出分解能力极强的自由氢氧基和活性氧，有效消除各种霉菌滋生，生成无害环保产物，具有极强的杀菌、除臭、防霉等功能。
同时光触媒涂料由于光触媒的亲水性功能可使涂层表面实现低接触角（10°以下），在接触雨水时，消除雨痕的同时可以很匀称地带走表面灰尘油污等污染物，实现产品自清洁，大幅降低维护成本。
二、光触媒涂料特点光触媒材料具有优点如下：（1）通用基材，对基层强物理化学键合，提供牢固的基础及桥联，赋予材料良好的渗透性与附着力。
（2）采用高活性可见光光触媒，在可见光的激发下，提供持续长效防霉杀菌等性能。
（3）优异的涂层质感及低污染物停留，带来优质的观感及行驶体验，清洗周期长，维护简单。
（4）水性溶剂产品，具有全过程环保性，成膜后即可不断地发挥其净化环境的功能。
（5）高亲水性，实现涂层低接触角及雨水自洁效果。
（6）新一代的无机粘结剂赋予了涂层的优异性能，具有很好的抗碳化、耐高低温、耐候、抗污、耐酸碱等性能，在长期加速老化中，涂膜无粉化、无裂纹、不剥落，有效保护期可达数十年以上。
光触媒除甲醛的原理及优势
光触媒除甲醛的原理及优势当下，人们所处的室内环境，由于大量使用人造装修、装饰材料，被充斥着各种有机污染物。
而且许多的现代住房室内通风不佳，使得室内挥发性有机物浓度越来越高，严重污染了室内空气。
室内各种污染物种类繁多，其中当属甲醛的问题最为严重，危害最为巨大。
更有调查显示，80％家庭的室内空气质量达不到国家所规定的最低标准，而在这所有的空气问题有90％是由甲醛引起的。
光触媒作为除甲醛的新技术，有诸多的好处。
那么光触媒除甲醛的原理及优势有哪些。
室内空气环境和人们身心健康面临巨大的危害，人们不免对此十分忧虑且恐惧。
但是随着光触媒技术应用普及，正面临着室内空气污染困扰的广大群体迎来了福音。
这项新技术以其光降解污染物的彻底性及自清洁的无公害性，被专家称为当今世界最先进的环境净化技术，是材料产业的新宠儿。
光触媒也被称为光催化剂，是以纳米二氧化钛为代表，在光的照射下自身不起变化，却可以促进化学反应，具有催化功能的半导体材料的总称。
纳米光触媒在光照下，会生成具有强氧化性的羟基自由基（•OH）。
其氧化能力很强，能破坏有机物中的C-C键、C-H键等化学键。
空气中的甲醛与材料表面的光触媒接触后，会被其产生的羟基自由基完全氧化为无害的二氧化碳和水。
那么光触媒除甲醛的原理及优势有哪些。
对比市面上各类的除甲醛产品，光触媒有许多独有的优势。
1、相对于常用的甲醛清除剂来说，我们十分欣赏光触媒的安全性和长期有效性，大家都知道甲醛清除剂的成分主要为能与甲醛及时反应的化学物质，其组成就决定了其短期性和潜在危害性。
清除剂可能会存在一些有害成分，造成二次污染，而且其有效成分反应完毕后便失去效用，但是人造木板中的甲醛却拥有很长的释放周期，可以长达3到15年。
但是光触媒却完美的解决了这个问题，光触媒多为二氧化钛，二氧化钛可以说已经深入人们的生活，化妆品中、食物添加剂中等都有它的身影，足以证明光触媒的完全无害性，而且光触媒作为光催化剂，自身不参与反应，只是起到催化的作用，能够长期有效，十分实用于甲醛这类持续性污染物的治理。
光触媒技术除甲醛原理
光触媒技术除甲醛原理
光触媒技术是一种利用光照辐射下催化剂的作用，将有害气体转化为无害物质的方法。
光触媒技术除甲醛的原理如下：
首先，光触媒催化剂通常是由钛酸二世(TiO2)等纳米级材料制成。
这些催化剂受到紫外线光照的激发后，会产生强大的活性氧自由基。
其次，活性氧自由基具有高度活性，能够与甲醛分子进行氧化反应。
在这个过程中，甲醛分子中的碳氢键被氧化为羧酸根离子，产生二氧化碳和水。
甲醛因此被彻底分解并转化为无害物质。
最后，光触媒技术可以通过催化剂的重新激活，实现循环使用。
当催化剂表面与甲醛反应产生的物质堆积过多时，会影响催化效率。
但是，当催化剂受到紫外线照射时，可以将堆积的物质分解并释放出新的活性氧自由基，恢复催化剂的活性。
综上所述，光触媒技术利用催化剂在紫外线激发下产生的活性氧自由基，将甲醛分解为二氧化碳和水，从而实现除甲醛的效果。
光触媒概念及作用原理
光触媒概念及作用原理(1)光触媒概念：是一种纳米级二氧化钛活性材料，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99.99%，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处置；同时还具有除臭、抗污等功能。
(2)光触媒作用原理：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进程，把光能转化为化学能而给予光触媒表面很强的氧化能力，可氧化分解各类有机化合物和矿化部份无机物，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，使其表面发生鼓励而产生电子(e-)和空穴(h+)。
这些电子和空穴具有很强的还原和氧化能力，能与水或容存的氧反映，产生氢氧根自由基（·OH）和超级阴氧离子（·O ）。
如表1所示，这些空穴和氢氧根自由基的氧化能大于120kcal/mol，具有很强的氧化能力，几乎能将所有组成有机物分子的化学键切断分解。
因此能够将各类有害化学物质、恶臭物质分解或无害化处置，达到净化空气、抗污除臭的作用。
(1)全面性：光触媒能够有效地降解甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC等污染物，并具有高效广谱的消毒性能，能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处置。
(2)持续性：在反映进程中，光触媒本身可不能发生转变和损耗，在光的照射下能够持续不断的净化污染物，具有时刻持久、持续作用的优势。
(3)平安性：无毒、无害，对人体平安靠得住；最终的反映产物为二氧化碳、水和其他无害物质，可不能产生二次污染。
(4)高效性：光触媒利用取之不尽的太阳能等光能就能够将扩散了的环境污染物在低浓度状态下清除净化。
1原理一、维持适合的室内温度，幸免室内外温差过大。
依照国家标准室温操纵在16—24摄氏度为宜；二、在室内种植一些花草，除有欣赏价值外，还可增加室内氧气，维持室内湿度及净化空气。
关于光触媒的几个误区
【解答】：权威机构的依据有其重要请，但是我们也不可迷信，要学会用科学的仪器和方法去分辨真伪。三鹿奶粉的产品质量认定书、某某鸡蛋的绿色品牌等等，证书一个都不会少，但是问题仍然存在，甚至很严重。全面质量管理是一个系统工程，不是取得一个证书好了。国家现在在涂料和光触媒产品制造领域，尚未有国家标准，目前，可执行的标准是轻工部GB/T2761-2006标准，光触媒产品也不在国家生产许可证管理目录范畴之内，各家所执行的标准都是自身的企业标准。所以，目前这些证书都是企业自身的行为，检测标准只能是参照其他行业的标准，是依据什么行业的标准取得的证书，这里有些讨论的空间。
【解答】：首先，这个错误论断再次混淆了“光触媒”原料和“光触媒产品”的概念，光触媒原料本身是粉末，没有粘粘性，这是常理。各个厂家生产的光触媒产品首先都要解决这个问题才能实现其产品化，这是一个企业推出光触媒产品的前提，否则也不会推向市场。
第二，技术上讲，如果成膜厚度小就不容易见到物理成膜，这也是光触媒产品制造业追求的终极目标。因为，成膜厚度大会有两个问题，第一就是膜层硬度，如果硬度低，可以适应机制底材的热胀冷缩，但是膜层易磨损，最终消失。如果膜层硬度高，那么不容易磨损，但是，适应底材热胀冷缩的能力严重降低，热胀冷缩系数的差异，会使膜层脱离基材，尤其是厚度大的膜层，更容易脱落。这两个方面的问题，都会造成光触媒制剂产品的效果无法持久。怎样解决这个问题呢，光触媒制造业需要技术的突破。据了解，这种技术的突破已经有些厂家实现了，采用了一些化学界前沿的科技成果，说了就是广告了。总之，随着科技的进步问题一定是可以解决的，但是以成膜厚度定论光触媒产品好坏的观点是错误的。一些产品鼓吹成膜，其更多的目的可能是封闭，而不是所谓的光催化分解。可以断定，如果可以在基材表面形成一层厚膜，即使没有光触媒也一样可以立即见效，只是不能彻底解决问题，膜坏了污染还会反复。
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纳米光触媒
纳米光触媒主要成分：纳米二氧化钛。
纳米二氧化钛（TiO2）是一种半导体，分别具有锐钛矿（Anatase），金红石（Rutile）及板钛矿（Brookite）三种晶体结构，其中只有锐钛矿结构具有光催化特性。
在化妆品、涂料、室内环保、食品添加剂等领域一般作为调色剂、物理防晒剂、光催化剂等使用。
二氧化钛是地球上白度最高的物质，平均粒经10nm以下时，具有十分宝贵的光学性质。
由于它的透明性和防紫外线能力高度统一，在防晒护肤、轿车面漆、高档涂料、油墨、塑料、精细陶瓷等方面获得了广泛的应用。
具体特点
(1)全面性
光触媒可以有效地降解甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC等污染物，并具有高效广泛的消毒性能，能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理。
(2)持续性
在反应过程中，光触媒本身不会发生变化和损耗，在光的照射下可以持续不断的净化污染物，具有时间持久、持续作用的优点。
(3)安全性
无毒、无害，对人体安全可靠；最终的反应产物为二氧化碳、水和其他无害物质，不会产生二次污染。
(4)高效性
光触媒利用取之不尽的太阳能等光能就能将扩散了的环境污染物在低浓度状态下清除净化。
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：
A.空气净化功能：对甲醛、苯、氨气、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等影响从类身体健康的有害有机物起到净化作用。
B.杀菌功能：对大肠杆菌、黄色葡萄球菌等具有杀菌功效。
在杀菌的同时还能分解由细菌死体上释放出的有害复合物。
C.除臭功能：对香烟臭、厕所臭、垃圾臭、动物臭等具有除臭功效。
D.防污功能：防止油污、灰尘等产生。
对浴室中的霉菌、水锈、便器的黄碱及铁锈和涂染面褪色等现象同样具有防止其产生的功效。
E.净化功能：具有水污染的净化及水中有机有害物质的净化功能，且表面具有超亲水性，有防雾、易洗、易干的效能。
光触媒在室内污染治理中的应用
1、光触媒产品是当今世界上最为有效的空气净化手段之一，其功能主要用于净化空气。
光触媒产品在净化的空气的同时可以释放负离子，即在分解有毒有害气体过程中也同时增加负离子数量，使空气质量更好，令人在拥有安全洁净空气的同时更能享受到大自然的清新。
2、光触媒就是光催化剂。
光催化中，光触媒只是提供了反应的场所，而其本身在反应前后不发生变化的物质，其主要成分为二氧化钛。
3、光触媒在光照下，利用空气中的水蒸气和氧，去除污染物，具有杀菌、去味、防霉、自净、净化空气的作用。
影响光触媒性能、价格因素
二氧化钛晶体粒径大小
光触媒是在表面上进行作用，表面积越大，处理能力越强；同样的处理面，颗粒粒径越小，相对表面积越大（比表面积越大），氧化分解能力越强。
有资料显示，粒径在7纳米以下，对细菌的破坏能力最大。
国际上通常将粒径100纳米以下的材料统称为纳米材料；不同的粒径所需要的生产工艺不同，粒径越小，工艺要求越复杂，生产成本越高。
象100纳米左右的二氧化钛粉体一吨的价格也就是两、三万元钱。
而粒径每下降一个数量级，价格就不是简单的一倍两倍的事情。
粘合技术
光触媒的关键技术之一。
光触媒技术的关键特点之一就是长期有效性，如果粘合技术不过关，二氧化钛就容易脱落，就不可能具备长期有效性，并且将会对处理面的视觉产生不好的影响。
譬如汽车仪表总成表面进行处理，部分脱落后，形成一块一块斑状。
另外，粘合技术不过关，二氧化钛将会将粘合剂分解
掉，而造成脱落。
分散技术
光触媒的专利技术之一。
二氧化钛粒子有一特性，存在于液体中时，粒子两端带酸碱性，如果分散技术不好，将会形成较大个体的二氧化钛颗粒，这与光触媒技术要求的纳米技术（大比表面积）相违背，处理能力急剧下降。