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。

防汙自潔——將光觸媒塗刷於建築物的外牆時，就可利用太

陽光將氮氧化物或硫氧化物分別氧化成硝酸根離子或硫酸根離

子，下雨時可將硝酸根離子或硫酸根離子沖刷下來，就這樣可持

續不斷地進行光觸媒反應，從而除去大氣中的氮氧化物或硫氧化

物。用光觸媒可以分解汙物，據此，可製備自淨化材料。尤其是

對於一點點增加的油污或香煙焦油的效果最大。利用這些材料，

可生產出應用於建築材料、外牆、窗玻璃等各種各樣的產品，推

進自淨化技術的發展。

釋放負氧離子——納米“光觸媒”在陽光或燈光照射條件

下，還能夠釋放出負氧離子，從而營造一個更加清新自然的環

境。據日本等發達國家的研究資料論證，100平方米的納米“光觸媒”塗層表面釋放的負氧離子，可以發揮相當於4棵4米高的白楊樹的淨化空氣效果，能還人們一個真正綠色清新的生存空間。

?納米“光觸媒”應用現狀及前景

在納米“光觸媒”應用現狀方面，技術領先國為美國、日本、

德國。1、美國於2001年末著重在土壤與地下水中污染物去除在光觸媒應用研究方面，美國能源部（DOE）與數個私人公司（包含加拿

大所屬公司）合作共同開發廢水處理制程，並以此為基礎延伸發展

至廢氣處理。另外，美國Sandia國家實驗室（SNL），在其納米計畫中即包含光觸媒研究專案。其他尚有PPG公司生產的抗汙玻璃及除霧汽車後照鏡等商業產品上市。2、日本：著重在民生用品(室內空氣淨化)開發及市場化運作方面。日本三菱、豐田、大金、東等國

際知名公司積極往家電、小型空氣淨化產品及衛浴用品等各式各樣

民生用品開發。日本產總研（AIST，原工技院）亦開發都市道路光觸媒淨化NOx廢氣技術。日本在地鐵等交通工具上都已噴塗光觸

媒，並且在年檢時作為一項檢驗標準。3、德國：著重在光觸媒工業製造方面。德國Bayer公司(Wiederhoft et. al., 1998)發展出光觸媒工業製造專利，生產1-10 nm的結晶微粒懸浮液。此外，商業化產品尚有DSCB生產之抗汙建材。

我國雖然起步較晚但近年發展迅速，碧華公司已與國內光觸媒

領域主要研究機構包括中科院半導體研究所，中科院生態環境研究

中心，中科院理化技術研究所，中科院化學所膠體、介面與化學熱

力學院重點實驗室，國家衛生部疾病預防控制中心，清華大學環境

品質檢測中心，北大醫學部公共衛生學院等國家科研機構建立長期

技術合作關係。碧華公司在中國成功的施工案例，包括施工的奧運

會鳥巢，世博會中國館等。

``應用案例一：

圖4：日本一老人院進行光觸媒施工以後室內甲醛濃度變化資料在日本相關報導：

老人?福祉施設施設管

理者の皆様へ

抵抗力の弱い老人施設にお勧めします。

エレベーター、手すり、出入り口、ドアノブ等の不特定

多数の人が触れる部分については、長期間抗菌効果を発

揮する光触媒コーティングをお勧めします。白衣、ユニホーム、ベッド等にコーティングする事により、汚れ

が落ちやすくなると同時に、抗菌効果も発揮し清潔さも

保てます。※４０～５０回洗濯しても、抗菌効果は変

わりません。

療養室、汚物室、浴室、トイレ、エレベーター、診察室、厨房などの臭いや清掃でお困りではありませんか？当社がお勧めする抗

菌コート剤『光触媒CSC』で悪臭を分解?消臭してみませんか。

また風呂?トイレもコーティングする事により掃除?メンテナン

スが非常に楽で、簡単に汚れを落とす事が可能になります。さら

に大腸菌?緑膿菌?黄色ブドウ球菌?メチシリン黄色ブドウ球菌

に対しても強い抗菌力を示し、院感染防止対策としても高い効果

が確認されています。もちろん主成分の銀系酸化チタン（TiO2+Ag2O）の安全性についても実証されています。つづいて療養室、風呂、トイレ、窓ガラス、ロビー、玄関ドア等

を抗菌コート剤『光触媒CSC』でコーティングするメリットを紹

介いたします。

應用案例二：

圖5：日本東京橫濱國立大學利用光觸媒開發抗菌醫療器械

醫療器械直接與患者接觸的機會多，注意勢必要的。特別是像

經過皮膚表面進入人體的輸血管、導尿管等，醫療現場細菌感染危