光触媒介绍

折叠全面性

光触媒是目前国际上最安全和最洁净的环境净化材料，在欧美和日本、韩国等区域广泛运用，美国宇航空间站净化工程、海上油污降解工程和日本公交公司消毒工程均使用光触媒进行处理。

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。

折叠持续性

在环境污染不严重的条件下，只要不磨损、不剥落，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。

但如果环境污染比较严重时，一些硫酸根和硝酸根离子会影响光触媒的寿命和效果，会出现失活现象，可以通过相关技术工艺回复活性。

折叠安全性

无毒、无害，对人体安全可靠;不会产生二次污染。

折叠编辑本段局限

光触媒是有一定作用的，但它的作用范围相当小，甚至仅仅局限在光触媒网面上。如果消费者想清洁、净化整个房间的污浊空气，显然是不可能的。

光触媒内部由于晶格缺陷光化学活性太强，会氧化降解有机物基材(如油漆、皮革、织物)，使基材表面腐蚀、变色、粉化，光触媒涂膜粉化、剥落，最终影响使用寿命。21世纪以来可以通过无机包覆技术解决。

一般把光触媒称为是半永久净化材料，光触媒有效期长短可参考日本公交系统的消毒制度，日本公交车使用光触媒喷涂后，5年内可不进行其他消毒方式，由此可认为:公用场所，使用优质光触媒喷涂后，净化杀菌效果至少可保证5年。

折叠编辑本段特征

(以市面最多的光触媒纳米二氧化钛为例)。

纯净的纳米二氧化钛粉末，只能吸收400nm以下的紫外光，在自然环境下，紫外光占有比例较低，不足自然光的10%，因而纯净的纳米二氧化钛基本没有光触媒的功效。

所以，为使二氧化钛可以吸收可见光，甚至吸收远红外光，必须采用特殊材料的配制掺杂技术。

比如采用固相合成、过渡金属离子和非金属离子掺杂、金属-有机络合物、表面敏化、半导体复合等多种方法，对光触媒进行可见光诱导。2000年以来，还发现纳米贵金属(铂、铑、钯等)与光触媒材料进行配位螯合后，会极大提高光生载流子的分离效率和抑制电子-空穴的重新复合，从而进一步拓宽了二氧化钛的光波吸收范围，这些纳米贵金属也被称为"光触媒的维生素"。日本汽车尾气净化装置已大量使用纳米贵金属制成的催化剂。

纯净光触媒技术只能在紫外光下作用，这已经是2000年前的技术了。21世纪国际光触媒技术的发展方向是化学配位键螯合功能元素掺杂技术，使用这种技术可以极大增强光触媒材料的光催化协同效应，从而可以吸收可见光，甚至可以吸收远红外光。

2003年，中国首先发明远红外光触媒技术，标志着在光触媒的光波吸收技术上，已经超出世界水平。【见中国化工信息中心《查新报告(2003-021)》】

折叠耐候性

光触媒产品经受气候的考验，如物理磨损、冷热、自身晶格缺陷等造成的综合破坏，其耐受能力叫耐候性。

纯净的光触媒粉末不具有实用性，很简单，风一吹就没了，所以必须做成粘合型的溶液，而且溶液干燥后会吸附在各类家具表面，不容易磨损及掉落。适量均匀的光触媒足够在基底表面形成纳米层，依靠光触媒表面的基团与基底表面的基团成键以及范德华力，可以牢固吸附在基底表面，是无需添加黏合剂的，但是喷涂过量的光触媒会在基底表面干燥后会呈粉末状掉落。添加黏合剂会覆盖光触媒的活性位点从而导致光催化活性下降。

纯净光触媒在光照射下，除了能发生光催化反应外，还会发生光化学活性反应，这种光化学活性反应是由光触媒内在晶格缺陷引起的，这种反应会释放新生态氧[O]，新生态氧通过物质迁移，与光触媒本身及家具表面材料进行反应，会导致物质有机聚合物氧化、降解，最终造成涂膜的粉化和失光，缩短其使用寿命，造成家具表面失色或斑驳。所以，必须要对光触媒进行特殊工艺的无机包覆，从根本上解决光触媒的光化学活性反应问题。

光触媒本身是一种催化剂，不直接参与降解反应，它通过吸收光能把水或氧气转化成强氧化活性基团，而强氧化活性基团使空气污染物降解，所以必须直接接触到水分子或氧分子。

因而，在浓度因素中，决定光触媒性能的是有效接触浓度，即可以与水或空气接触的光触媒浓度，而不是某一种产品的浓度。比如一块二氧化钛瓷砖，如果大量的二氧化钛被封闭在瓷砖内部，就算浓度再高，又有什么意义呢?

在喷涂产品中，有效接触浓度不仅与溶液中光触媒浓度有关，而且与喷涂工具、喷涂手法等现场工艺有关。另外，与产品附着性也直接相关，如果干燥后出现大量剥落，就算初始"浓度"再高，又有什么意义?

而且一般光催化反应都是多相光催化过程，反应过程都在界面发生。光催化反应效率由催化剂自身的量子效率和反应过程条件两个方面决定。光催化材料表面的微观结构也很重要，它直接影响了光催化反应的效率。好的光催化材料微观表面应该是粗糙的、凹凸不平的(以原子力显微镜微观结构照片为准就像遍布陨石坑的月球表面)，这样可以增加捕捉甲醛、VOC等有机物气体分子的机率，产生纳米界面材料的二元协同效应进而增强降解净化能力。

折叠纳米细度

根据不同光触媒材质不同而不同，一般认为，纳米细度大于50纳米的光触媒基本不具备光活性，30纳米以下较佳。纯净光触媒的纳米细度可以做到5纳米左右，但只能在紫外光条件下作用。螯合了活性催化元素的光触媒一般分子直径较大，因为螯合元素越多，直径自然越大，当然，螯合越多，光波吸收范围也越宽，螯合型光触媒产品的最佳纳米细度为

8~10纳米。

一般情况下，在相同光波吸收范围下，光触媒纳米细度越小，催化性能越强，但纳米细度也不可能无限降低，一是细度越小，制作成本越高，性价比不高，二是光具有波粒二象性，当材料纳米细度少于一定程度后，会降低粒子性光能的吸收率，三是细度越小，后期越容易团聚。故优质光触媒一般纳米细度均为5~10纳米。

折叠负氧离子

光触媒在进行光催化反应的时候，会产生超氧阴离子自由基(O2·)，伴生负氧离子。

但可以达到最佳的负氧离子释放功效的光触媒，必须是可吸收远红外光谱，只有这样，白天、晚上及无光的橱柜里，才可全天候释放负氧离子。