纳米“光触媒“技术
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。
纳米光触媒技术成医院空气净化新宠
发出压电式 、摩擦式 、复合式等多种新型纳米发电 机， 输 出电压从最初的几毫伏发展到逾两千伏 。 研发 团队将纳米发 电机和风力发电结合起来 。开展 了纳 米薄膜风力发电机的初步结构设计和储存电路系统 研究 ， 进 行 了初 步 实 验 验证 ， 迄 今 已 申请 ３ １ 项 相关 专利 ， “ 高功率纳米摩擦发 电机” 、 “ 风力发电装置” 等 １ ０ 项获得授权 。专家指出， 纳米薄膜风力发电系统 可通过风力挤压 、 摩擦纳米薄膜产生电能 ， 还可和传 统太阳能 、 现有风能发电系统组合起来使用 ， 有望提
出纳 米薄 膜风 力发 电 系统 ，给 风力 发 电增 添 了新 的
可能 路径
在河 北省 唐 山市等 支持 下 ，由归 国博 士 徐传 毅 率 领 的研 发 团 队对 纳 米 发 电机 进 行 了大量 研 究 ， 研 近 日，中科 院大连 化学 物理 研究 所催 化 基础 国 家重 点实 验 室张 帆 、潘 秀莲 和包 信 和等 在碳 纳米 管 的 限域 催 化研 究方 面取 得新 进展 ，相 关 结果 发表 在 《 美 国 国家 科 学 院院 刊》 上。 该研 究 团队经 过 多年 的研究 。证 实 了这 种 纳 米 级 空 间和 电子结 构可 形成 独特 的 限域环 境 ，导 致 组
供 更 多 的能源 收集 方式 。 下一步 ． 性发生
变 化 ，从 而 可能 改变 分子 吸 附活 化模式 甚 至反 应 路 径， 提 出 了“ 碳纳 米管 的催 化协 同限域效 应 ” 的概念 ， 并 在 多个 催 化 反应 中验证 了这 一 理论 。 最近 ， 该 研 究 组 成 功地 实 现 了在管 径 小 至 １ ． ５纳 米左 右 的单 壁 碳
上 述 预测 ，即碳管 自身 的电子结 构直 接 决定 着其 对
除甲醛——光触媒原理及应用
光触媒——原理及应用1、光触媒概念1972年，日本东京大学的本多建一教授和博士班学生藤岛昭发现，用光照射二氧化钛电极可进行水的电解反应。
这就是著名的“本多藤岛效应”。
经过了30多年的研究，光触媒的技术研究终于取得了突破性的进展，光触媒技术开始达到工业生产的要求。
目前，二氧化钛已经可以在工业条件下制成粉末、溶液、凝胶体、涂料等各种形态的材料了。
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。
2、光触媒的工作原理光触媒在光的作用下，会产生类似光合作用的光催化反应，产生出分解能力极强的氢氧自由基和负氧离子，具有极强的分解还原功能，不仅能将甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC等有毒有害气体、污染物、臭气、等氧化分解成无害的CO2和H2O，还能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质，可杀死细菌和分解有机污染物，因此，对各种常见的致病菌都有很好的抑制和杀灭作用。
一般抗菌剂只有杀菌作用, 但不能分解毒素，光触媒则可以将细菌遗体及体内残留毒素完全分解，达到彻底消毒杀菌的目的。
经科学实验证明,光触媒对绿脓杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌、沙门氏菌、芽杆菌和曲霉等具有很强的杀灭能力。
从而净化空气中有毒有害气体，有效控制细菌、病毒的交叉感染及抑制细菌繁殖。
光触媒作用过程中本身不发生变化和损耗只提供一个反应场所，具有时间持久、持续作用、性质稳定、安全无毒的优点，不产生二次污染，是国际公认的绿色环保无污染的产品。
3、光触媒主要功能特点(1)全面性：光触媒可以有效地分解甲醛、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。
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。
光触媒的生产技术
英文叫“photo catalyst”。顾名思义其为在光照环 境下，介质材料产生正负电子荷，将空气分解为 氢氧根离子，从而产生分解还原作用。其最具代 表性材料为纳米级二氧化钛。
奥因光触媒 /
光触媒越来越被消费者了解，接受，并追捧。消 费者都知道光触媒是一种先进纳米技术的空气治 理产品，却不知道光触媒是如何生产的。下面小 编就来为大家讲解光触媒的生产技术。
奥因光触媒 /
光触媒被发现于日本，被研发至今，其主要成分 是二氧化钛，因此光触媒的生产主要是制备二氧 化钛。科学家所研究出来的制备二氧化钛的方法 有4种。
奥因光触媒 /
一般选用小分子醇（乙醇、丙醇、丁醇等）作为 溶剂，钛醇盐与水发生水解反应，同时发生失水 和失醇缩聚反应，生成物聚集形成溶胶，
奥因光触媒 /
经陈化，溶胶形成三维网络而形成凝胶，干燥凝 胶以除去残余水分，有机基团和有机溶胶和水， 得到纳米二氧化钛粉体。 这种技术在生产过程中会使用大量无水乙醇等有 机物，不适于生产存无机材料的光触媒。
奥因光触媒 /
分别是：沉淀法、溶胶凝胶法、W/O微乳液法、 气相反应法。
奥因光触媒 /
沉淀法： 也称为均匀沉淀法，是用钛液为原料，金红石型 二氧化钛晶为促进剂，用十二烷基磺酸钠表面活 性剂、尿素为沉淀剂，制备出纳米金红石型二氧 化钛分子。
奥因光触媒 /
溶胶凝胶法： 与沉淀法不同的是，溶胶凝胶法产光触媒的原料 是以钛醇盐Ti (OR) 4 (R= -C2H5, -C3H7, -C4H9)， 也是纳米二氧化钛的主原料。
奥因光触媒 /
这种技术生产周期比较长，产量低。它的生产步 奏是钛醇盐溶于溶剂中形成均相溶液，以保证钛 醇盐的水解反应在分子均匀的水解平上进行，于 钛醇盐在水中的溶解度不大，
半导体光催化剂研究进展简介
半导体光催化剂研究进展简介摘要：光催化技术是一种纳米技术。
光催化作用是有光催化剂参加的光化学过程。
因为有能够利用清洁能源、且反应条件简单、无二次污染的优点，光催化技术已经被广泛的应用到污水治理、空气净化、抗菌杀菌等生产生活的各个领域，被认为是最具开发前途的环保型光催化材料。
本文分别从光催化剂、半导体光催化、可见光响应光催化剂的研究进展三方面对半导体光催化剂做了简要的阐述，说明研究其的重要性。
关键词：光催化剂；半导体光催化；新型可见光响应1.引言光催化技术是在20世纪70年代诞生的基础纳米技术，在中国大陆我们会用光触媒这个通俗词来称呼光催化剂。
典型的天然光催化剂就是我们常见的叶绿素，在植物的光合作用中促动空气中的二氧化碳和水合成为氧气和碳水化合物。
总的来说纳米光触媒技术是一种纳米仿生技术，用于环境净化，自清洁材料，先进新能源，癌症医疗，高效率抗菌等多个前沿领域。
联合国将光触媒开发列为21世纪太阳能利用计划的重要组成部分。
世界上能作为光触媒的材料众多，包括二氧化钛(TiO2 ),氧化锌(ZnO),氧化锡(SnO2 ),二氧化锆(ZrO2 )，硫化镉(CdS)等多种氧化物硫化物半导体，其中二氧化钛(Titanium Dioxide)因其氧化水平强，化学性质稳定无毒，成为世界上最当红的纳米光触媒材料。
2.半导体光催化作用2.1 半导体光催化机理广泛的说,在光的作用下发生的化学过程,都属于光化学过程。
光催化作用也是光化学过程,其突出的特点在于这类光化学过程中,除了光的作用外,还要有光催化剂参加。
反应过程中光催化剂被光激发,加速反应的实行,而光催化剂本身的性质不会发生改变。
因为光催化剂为固体半导体,而反应介质通常为气相或液相,所以常将光催化称之为多相光催化或半导体光催化。
半导体在受到光子能量等于或大于其禁带宽度的光照射后载流子产生、迁移/复合和转化[1]。
2.2 半导体光催化活性的影响因素2.2.1 能带结构的影响因为光激发是半导体光催化反应的第一步骤，所以能否充分吸收利用太阳光并激发产生光生载流子是半导体光催化剂考虑的首要因素之一。
纳米二氧化钛(TiO2)光触媒杀菌净化技术介绍
納米二氧化钛光催化技术介绍纳米光催化采用二氧化钛(TiO2)半导体的效应，激活材料表面吸附氧和水分，产生活性氢氧自由基（OH.）和超氧阴离子自由基（O2-），从而转化为一种具有安全化学能的活性物质，起到矿化降解环境污染物和抑菌杀菌的作用。
纳米二氧化钛(TiO2)光催化利用自然光即可催化分解细菌和污染物，具有高催化活性、良好的化学稳定性、无二次污染、无刺激性、安全无毒等特点，且能长期有益于生态自然环境，是最具有开发前景的绿色环保催化剂之一。
无毒害的纳米TiO2催化材料，充分发挥抗菌、降解有机污染物、除臭、自净化的功能，这类环保型功能材料实施方便、应用性强，能实用到生活空间的多种场合，发挥其多功能效应，成为我们生活环境中起长期净化作用的环保材料。
光催化原理- 什么是光催化光催化[Photocatalyst]是光 [Photo=Light] +催化剂[catalyst]的合成词。
主要成分是二氧化钛（TiO2），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。
光催化在光的照射下会产生类似光合作用的光催化反应(氧化－还原反应,产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧，这些产物可杀灭细菌和分解有机污染物。
并且把有机污染物分解成无污染的水(H2O)和二氧化碳(CO2),同时它具有杀菌、除臭、防污、亲水、防紫外线等功能。
光催化在微弱的光线下也能做反应，若在紫外线的照射下，光催化的活性会加强。
近来, 光催化被誉为未来产业之一的纳米技术产品。
- 光催化反应原理TiO2当吸收光能量之后，价带中的电子就会被激发到导带，形成带负电的高活性电子e-,同时在价带上产生带正电的空穴h+。
在电场的作用下，电子与空穴发生分离，迁移到粒子表面的不同位置。
热力学理论表明，分布在表面的h+可以将吸附在TiO2表面OH-和H2O分子氧化成(OH.)自由基,而OH.自由基的氧化能力是水体中存在的氧化剂中最强的，能氧化并分解各种有机污染物（甲醛、苯、TVOC等）和细菌及部分无机污染物（氨、NOX等），并将最终降解为CO2、H2O等无害物质。
纳米材料技术：水热合成氮掺杂纳米Ti02光触媒项目
经 济效益，估计相 关纳米功 能产 品的 收入超过 １ ０ ０ 亿元 。利用 纳米 Ｔ ０ 的光催 化效应可广泛应用于环境保护和 环境 治理 中，可将各 ｉ２
类 传 统 产 品提 升 为 环 保 产 品 ， 从 而 产 生 巨大 的环 境 效益 。
污 、抗 菌 、除臭 、空气 净 化、亲 水材料 、水 处理 、可 降解 塑料 及
环 保 等 许 多 方 面 达 到 实 用 化 水 平 ，并 形 成 了 相 当 规 模 的产 业 。 据
三菱 综合研 究所 和 日本经 济新 闻社等机 构预 测 ，Ｎ２ ０ 年 ， 日本 ０５
国 内 的 光 触 媒 及 相 关 制 品 的市 场 规 模 将 达 到 ｌ ０ ０ 日元 。未 来 的 ２０亿 世 界 市 场 潜 力 可 以 达 到 ｌ ０ ０ 亿 日元 ， 创 造 出 了一 个 全 新 的 新 型 ０００ 材 料 产 业 。在 香 港 台 湾 等 地 ， 光 触 媒 及 相 关 制 品 的 市 场 也 达 到 了
维普资讯
新材料技术转
纳采材料技术
五、 纳米材料技术
１ ．
水 热合 成氮 掺 杂纳 米Ｔ 光触 媒项 目 ２ ｉ ０
项 目背景 ：
自从 １ ７ 年 日本 学 者 Ｆ ｊ ｈ ｍ 发 现 Ｔ ０ 具 有 光 催 化 特 性 的现 ９２ ｕ ｉ ｉａ ｓ ｉ２
象 以来 ，一直倍 受世 界各 国的关注 。 日本 和欧 美发 达 国家投 入 了
大 量 的研 究 力 量 进 行 Ｔ ０ 光 触 媒 的开 发 和 应 用 研 究 ， 上 个 世 纪 九 ｉ２ 十 年 代 中期 光触 媒 开 始商 品化 ，２ ０年 以后光 触 媒市 场 初 具规 模 ，具 ００ 有 了越来 越 广泛 的应用 领 域 。 日本 作为最 早发 现和 研 究 光触 媒 技术 的 国家 ，其 在 光 触 媒 实 际应 用 领 域 的开 发 方 面 也 先 人 一 步 ， 并 已在 防
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。
光触媒技术在水处理中的应用
目前，日本、美国、加拿大等国家已尝试把纳米TiO2光催化氧化技 术用于水处理，但大都处于实验室研究阶段，关于工业规模的应用 开发鲜有报道。如何尽快实现工程化，有待各相关领域的研究人员 进一步努力。
光触媒基本知识：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，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、净化空气等功能。
纳米科技研究在0.1～100 nm尺度范围内物质具有的特殊 性能及如 何利用这些性能。广义上，纳米材料是指在三维空间中，至少有一 维达到纳米尺度范围或以它们为基本单元所构成的材料。纳米材料 在机械性能、磁、光、电、热等方面与普通材料有很大的不同，它 具有辐射、吸收、催化、吸附等新特性。许多科学家研究了纳米材 料的这些特性及其对水体中的某些污染物的作用，表明纳米科技可 能将使水处理技术发生突破性的变化。
1967年，日本东京大学的本多建一教授和博士班学生藤岛昭发现， 用光照射二氧化钛电极可进行水的电解反应。这就是著名的“本多 作用的光催化反应，将空气中的水或氧气催化成氧化能力极强的羟 基自由基（·OH）和超氧阴离子自由基（O2·）、活性氧（HO2·， H2O2）等具有极强氧化能力的光生活性基团，这些光生活性基团的 能量相当于3600K的高温，具有很强的氧化性，这些强氧化性基团可 强效分解各种具有不稳定化学键的有机化合物和部分无机物，并可 破坏细菌的细胞膜和凝固病毒的蛋白质载体。
(2)毛纺染整废水处理。把表面涂覆有纳米TiO2膜的玻璃填料填充于 玻璃反应器内，通过潜水泵使废水在反应器内循环进行光催化氧化 处理。由于纳米TiO2具有巨大的比表面积，与废水中的有机物接触 更为充分，可将它们最大限度地吸附在其表面，并迅速将有机物分 解成CO2和H2O，处理效果优于生物处理和悬浮光催化氧化处理， COD去除率和脱色率均较高。催化剂能连续使用，不需要分离回收， 便于工业应用。
光触媒介绍
引言一方面, 随着社会的发展，人类物质文明的改善，办公现代化和生活现代化程度日益提高。
伴随而来的空气污染、居室环境恶化等严重威胁着人们的健康。
这主要表现在如下一些方面: 日常使用的图文传真机、电脑终端机和打印机、溶剂、油漆、染色剂、粘合剂、清洁剂、墙纸、地毯、合成纤维所释放的甲醛、苯、甲苯、二甲苯等有机物；空气中的颗粒物，如扬尘、细菌、毛发、皮屑、壁虱、尘埃、烟雾及空气中的有害物质与可吸入颗粒物结合，构成危害极大的过敏源，而这一切已成为困扰人类生存环境的重大问题。
另一方面, 伴随着“非典”、“禽流感”的相继爆发，使人们对环境的关注程度越来越高。
空气污染是我们现实生活中面临的一个严峻的环境问题，其中特别值得一提的是空调的大量使用对空气及人们的影响，即“空调综合症”，主要体现在以下几个方面：一是空气的循环系统方面，由于空调的使用，房间门窗紧闭，室内空气流通不良，室外新鲜的空气不能够进入到室内（虽然现在有一些空调带有新风系统功能，但是效率并不是完美的），室内混浊空气没有被完全排出，这就必然导致室内空气质量低下，细菌和粉尘等含量过高，空气污染可比室外高出数十倍、数百倍；二是通风不良的环境加上温度适宜，导致微生物生长繁殖迅速，不仅容易使人感染疾病，还会造成食物、衣物等发霉变质；三是由于在中央空调系统冷却塔的水中，由于缺乏清洗，适宜细菌生长繁殖，同时可能有军团杆菌污染，故通过空调可形成带菌气溶胶，而发生军团菌病。
以上几个方面正是光触媒产品致力于解决的问题，就实践检验来说，纳米二氧化钛光触媒产品是最有效率的最经济的解决产品。
具体分析见下表：政治法律环境卫生部于2006年3月1日正式实施的《公共场所集中空调通风系统卫生管理办法》(见附录)以及建设部办公厅于2002年3月1日颁布的《关于加强建筑工程室内环境质量管理的若干意见》中的相关规定，就是针对室内污染问题的法律环境。
与本产品有关的主要体现在如下几点：1.“空调系统每年清洗不少于一次；空气过滤网、过滤器和净化器等每六个月检查或更换一次。
关于光触媒、生物酶、蛋白除甲醛的技术原理
标题：探索光触媒、生物酶和蛋白除甲醛的技术原理一、引言我们生活的环境中，甲醛等有害气体一直是一个难以避免的问题。
而如何有效地净化空气、去除甲醛，一直是人们关注的焦点。
近年来，光触媒、生物酶和蛋白除甲醛技术备受关注，它们以其独特的原理和高效的净化能力，成为了环境净化领域的热门技术。
本文将深入探讨这些技术的原理，并对它们的应用前景进行全面分析和评价。
二、光触媒的原理1.1 光触媒的基本原理光触媒技术是一种利用光能激发催化剂表面上的活性氧分子，从而促进化学反应的技术。
其原理主要包括光照、催化剂和氧化反应三个方面。
通过光照，催化剂表面的活性氧分子会被激发，从而与空气中的甲醛等有害物质发生氧化反应，将其分解为无害的物质。
1.2 光触媒的应用光触媒技术被广泛应用于室内净化系统、汽车尾气处理装置等领域。
其高效、无污染的特点，使其成为了环境净化领域的热门技术之一。
三、生物酶的原理2.1 生物酶的基本原理生物酶是一种生物催化剂，它在生物体内起着重要的催化作用。
生物酶可以识别并选择性地催化特定的底物，加速底物分解反应的速率。
针对甲醛等有害物质，生物酶可以选择性地分解其分子结构，将其转化为无害的物质。
2.2 生物酶的应用生物酶技术被广泛应用于工业废水处理、食品加工等领域。
近期，生物酶技术在室内空气净化领域也取得了一些进展，被用于开发新型的甲醛净化产品。
四、蛋白除甲醛技术的原理3.1 蛋白除甲醛的基本原理蛋白除甲醛技术是一种利用特定蛋白质对甲醛进行吸附和分解的技术。
通过调整蛋白质的结构和表面性质，使其具有良好的甲醛吸附和分解能力。
当空气中的甲醛分子接触到蛋白质表面时，会发生化学反应，将甲醛降解为无害的物质。
3.2 蛋白除甲醛技术的应用蛋白除甲醛技术具有高效、持久的特点，被广泛应用于室内装饰材料、空气净化产品等领域。
由于其无化学添加和无二次污染的特性，蛋白除甲醛技术备受青睐。
五、技术对比与展望通过对光触媒、生物酶和蛋白除甲醛技术的原理和应用进行分析，可以得出以下结论：三种技术均具有独特的净化机理和高效的净化能力，但在应用领域和适用场景上存在一定的差异。
论纳米光触媒技术处理城市垃圾中转站内臭气的可行性
一—照旦盟蘧～论纳米光触媒技术处理城市垃圾中转站内臭气的可行陛余佩佩左竣(宁波市科技园区寰宇环保科技有限公司，浙江宁波315040)目前我国大中小型城市中均广泛建有垃圾中转站，其中绝大部分位于市区居民比较集中的地方。
这样固然可以方便城市垃圾的收集转运，但也严重影响了附近街区的市容市貌、交通顺畅和环境卫生，垃圾臭气严重污染了周边环境。
全国各个城市里关于垃圾中转站臭气、噪声扰民的相关报道不胜枚举。
居民担心健康问题要求撤掉垃圾中转站，但中转站在现有的条件下其作用必不可少，而且随着市区人口的聚集增多、人民生活水平的提高．城市生活垃圾产生量以平均每年4．8％的速度持续增长，势，必将继续增加市区内垃圾中转站的数量。
大规模地拆迂垃圾中转站涉及资金、用地、配套设施等诸多问题无法解决而不可能实现。
因此需要采取更佳的方案来鼹决这个矛盾，政府部门已将垃圾中转站改造列为市容建设的重点工程。
纳米光触媒技术作为～项新型的脱臭技术，在抗菌、除环境异味等方面有良好功效，如果将该技术成功应用在城市垃圾中转站的臭气治理中将有效解决臭气扰民问题，还居民以整洁舒适的生活环境。
我们在充分调查研究城市垃圾中转站中垃圾成分及产生的臭气特点的基础上，经过多次垃圾臭气治理的模拟试验，认为纳米光触媒工艺可有效治理生活垃圾臭气，妥善解决城市垃圾中转站臭气扰民问题。
1垃圾产生的臭气特点城市垃圾中转站内一般为居民生活垃圾，主要由居民日常生活，商业、机关、市政维护管理部门等的日常运行而产生。
随着社会的进步和人民生活水平的提高，生活垃圾的产量不断增加，增长速度不断增大，其组成也目趋复杂，其中含有大量的蛋白质和脂肪等有机质，在厌氧分解的过程中会产生多种恶臭物质，主要有氨(N H 。
)、硫化氢(H ：S )、甲硫醇(C H 3s H )、甲基硫(C H &S)、三甲胺({C H &N )、乙醛(CH 。
C H O )、苯乙烯(C 。
H 5C 2H 。
光催化剂
光催化剂概述第一篇通俗意义上讲触媒就是催化剂的意思，光触媒顾名思义就是光催化剂。
催化剂是加速化学反应的化学物质，其本身并不参与反应。
光催化剂就是在光子的激发下能够起到催化作用的化学物质的统称。
光催化技术是在20世纪70年代诞生的基础纳米技术，在中国大陆我们会用光触媒这个通俗词来称呼光催化剂。
典型的天然光催化剂就是我们常见的叶绿素，在植物的光合作用中促进空气中的二氧化碳和水合成为氧气和碳水化合物。
总的来说纳米光触媒技术是一种纳米仿生技术，用于环境净化，自清洁材料，先进新能源，癌症医疗，高效率抗菌等多个前沿领域。
世界上能作为光触媒的材料众多，包括二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、二氧化锆(ZrO2)、硫化镉(CdS)等多种氧化物硫化物半导体，其中二氧化钛(Titanium Dioxide)因其氧化能力强，化学性质稳定无毒，成为世界上最当红的纳米光触媒材料。
在早期，也曾经较多使用硫化镉(CdS)和氧化锌(ZnO)作为光触媒材料，但是由于这两者的化学性质不稳定，会在光催化的同时发生光溶解，溶出有害的金属离子具有一定的生物毒性，故发达国家目前已经很少将它们用作为民用光催化材料，部分工业光催化领域还在使用。
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)三种晶体结构，其中只有锐钛矿结构和金红石结构具有光催化特性。
二氧化钛是氧化物半导体的一种，是世界上产量非常大的一种基础化工原料，普通的二氧化钛一般称为体相半导体以与纳米二氧化钛相区分。
具有Anatase或者Rutile结构的二氧化钛在具有一定能量的光子激发下[光子激发原理参考光触媒反应原理]能使分子轨道中的电子离开价带(Valence band)跃迁至导带(conduction band)。
从而在材料价带形成光生空穴[Hole+]，在导带形成光生电子[e-],在体相二氧化钛中由于二氧化钛颗粒很大，光生电子在到达导带开始向颗粒表面活动的过程中很容易与光生空穴复合，从而从宏观上我们无法观察到光子激发的效果。
光触媒定义、特点、作用以及应用领域
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，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。
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。
光触媒的历史1972年，东京大学的本多建一教授和博士班学生藤岛昭发现以光照射二氧化钛电极可进行水的电解反应。
这就是著名的“本多藤岛效应”。
自此，经过30多年的努力，光触媒技术的应用研究已经取得了突破性的进展。
许多厂家也应用各自的技术，把二氧化钛制成粉末、溶液、凝胶体、涂料等各种形态的材料迅速抢占市场。
我国对于光触媒二氧化钛的研究也正在迅速展开，不断提高二氧化钛作为光功能材料的性能，扩大它的应用范围。
光触媒技术及其应用在我国还是个新事物，备受国人关注。
但是专家提醒消费者，目前市场上的光触媒产品几代之说纯属无稽之谈，都是商家自己的宣传策略，利用消费者的无知炒作概念。
商家所宣传的某些特殊功能，在没有经过严格的科学检测之前是不可信的。
光催化原理及应用
光催化原理及应用起源光触媒,是一个外来词,起源于日本,由于日本文字写成“光触媒”,所以中国人就直接把她命名为“光触媒”;其实日文“光触媒”翻译成中文应该叫“光催化剂”翻译成英文叫“photo catalyst”; 光触媒于1967年被当时还是东京大学研究生的藤岛昭教授发现; 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” Honda-Fujishima Effect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;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,世人对寻找新能源的期待甚为殷切, 因此这一技术作为从水中提取氢的划时代方法受到了瞩目,但由于很难在短时间内提取大量的氢气,所以利用于新能源的开发终究无法实现,因此在轰动一时后迅速降温;1992年第一次二氧化钛光触媒国际研讨会在加拿大举行, 日本的研究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究成果;因此二氧化钛相关的专利数目亦最多,其它触媒关连技术则涵盖触媒调配的制程、触媒构造、触媒担体、触媒固定法、触媒性能测试等;以此为契机,光触媒应用于抗菌、防污、空气净化等领域的相关研究急剧增加,从1971年至2000年6月总共有10,717件光触媒的相关专利提出申请;二氧化钛 TiO 2 光触媒的广泛应用,将为人们带来清洁的环境、健康的身体;催化剂是加速化学反应的化学物质,其本身并不参加反应;典型的天然光催化剂就是我们常见的叶绿素,在植物的光合作用中促进空气中的二氧化碳和水合成为氧气和碳水化合物;光触媒是一种纳米级的金属氧化物材料,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;光催化是在光的辐照下使催化剂周围的氧气和水转化成极具活性的氧自由基,氧化力极强,几乎可以分解所有对人体或环境有害的有机物质总的来说纳米光触媒技术是一种纳米仿生技术,用于环境净化,自清洁材料,先进新能源,癌症医疗,高效率抗菌等多个前沿领域;早在1839 年, Becquere 就发现了光电现象, 然而未能对其进行理论解释;直到1955 年, Brattain 和Gareet才对光电现象进行了合理的解释, 标志着光电化学的诞生;1972 年, 日本东京大学Fu jishmi a和H onda研究发现 3 , 利用二氧化钛单晶进行光催化反应可使水分解成氢和氧;这一开创性的工作标志着光电现象应用于光催化分解水制氢研究的全面启动;在过去30 年里, 人们在光催化材料开发与应用方面的研究取得了丰硕的成果;以二氧化钛为例, 揭示了其晶体结构、表面羟基自由基以及氧缺陷对量子效率的影响机制; 采用元素掺杂、复合半导体以及光敏化等手段拓展其光催化活性至可见光响应范围; 通过在其表面沉积贵金属纳米颗粒可以提高电子- 空穴对的分离效率, 提高其光催化活性;尽管人们对光催化现象的认知与应用取得了长足的进步, 然而受认知手段与认知水平的限制, 目前对光催化作用机理的研究成果仍不足以指导光催化技术的大规模工业化应用, 亟待大力开展光催化基本原理研究工作以促进这一领域的发展;另一方面, 现有光催化材料的光响应范围窄, 量子转换效率低, 太阳能利用率低, 依然是制约光催化材料应用的瓶颈;寻找和制备高量子效率光催化材料是实现光能转换的先决条件, 也是光催化材料研究者所需要解决的首要任务之一;光催化机理：半导体材料在紫外及可见光照射下,将光能转化为化学能,并促进有机物的合成与分解,这一过程称为光催化;当光能等于或超过半导体材料的带隙能量时,电子从价带VB激发到导带CB形成光生载流子电子-空穴对;在缺乏合适的电子或空穴捕获剂时,吸收的光能因为载流子复合而以热的形式耗散;价带空穴是强氧化剂,而导带电子是强还原剂;大多数有机光降解是直接或间接利用了空穴的强氧化能力;例如TiO2是一种半导体氧化物,化学稳定性好耐酸碱和光化学腐蚀,无毒,廉价,原料来源丰富; TiO2在紫外光激发会产生电子－空穴对,锐钛型TiO2激发需要 eV的能量,对应于380 nm左右的波长;光催化活性高吸收紫外光性能强；能隙大,光生电子的还原性和和空穴的氧化性强;因此其广泛应用于水纯化,废水处理,有毒污水控制,空气净化,杀菌消毒等领域;主要的光催化剂类型：1．1 金属氧化物或硫化物光催化剂常见的金属氧化物或硫化物光催化剂有TiO,、ZnO、WO3、Fe2O3、ZnS、CdS和PbS等;其中,CdS的禁带宽度较小,与太阳光谱中的近紫外光段有较好的匹配性,可以很好地利用自然光源,但容易发生光腐蚀,使用寿命有限;TiO,具有催化能力强、化学稳定性好、无毒、价格低等优点,是目前研究和应用最广泛的光催化剂;为提高金属氧化物或硫化物光催化剂的催化性能,可对其进行修饰改性;1表面修饰的光催化剂：表面修饰的方式主要有沉积贵金属、掺杂过渡金属离子和半导体的复合等;Et本国立先进工业科学技术研究院的科学家发现,固态合成的钢钽氧化物半导体用镍掺杂后制成的In1-x 一 Ni x Ta04x为0～0．2催化剂禁带宽度为1．23eV,可吸收可见光,明显加快水的分解;用N掺杂的TiO 光催化剂TiO2-x一N x对于可见光下亚甲基蓝和乙醛的光催化降解具有很高的活性,掺杂的N在TiO,中的取代位使光催化剂的禁带宽度明显降低,光催化活性大大提高j;还有研究者提出用染料修饰TiO2来改善其光催化活性 ;2纳米材料光催化剂：当催化剂粒度在1nm～lOnm时,呈现纳米材料的表面效应和量子效应,催化活性提高;纳米催化剂还具有可见光透过性好、光吸收能力强、耐热性好、耐腐蚀和无毒等优点;ZnO作为一种重要的光催化剂,是少数可以实现量子尺寸效应的氧化物半导体材料之一;井立强等研究表明,ZnO超微粒子在光催化降解苯酚的过程中比商品ZnO的光催化活性高得多;3负载型光催化剂：负载型光催化剂避免了光催化悬浮体系中催化剂难分离回收的问题,从而实现连续稳定操作;负载方法可以是在基质上制成催化剂膜,或催化剂以微粒状吸附负载于载体上;4微波等离子体处理的光催化剂：用微波等离子体处理光催化剂的过程,是利用微波等离子体中的分子离解成化学性质十分活泼的原子或原子团,与光催化剂间进行化学物理作用的过程;Martin等指出 ,用等离子体化学气相沉积法制备的以玻璃珠为载体的TiO2,膜膜层厚度均匀,具有致密性和良好的粘附性,对乙二酸水溶液的光催化降解有较高的效率;李振旦等¨叫将微波辐射技术用于制备固体超强酸SO42-／TiO2,催化剂;与常规加热法相比,微波加热制备的SO42-／TiO2催化剂使乙烯的光催化氧化分解反应的量子效率大大提高;1．2 分子筛光催化剂分子筛是一种高效、高选择性的光催化剂载体,在分子筛的纳米微孔反应场里有一般光催化系统难以实现的光催化性能;Zhang等报道了Ti—MCM一41和Ti—MCM一48中孔分子筛对CO,在H,O中还原的光催化作用,由于MCM一41具有的大比表商积而使其光催化活性有所提高;郑珊等研究了负载纳米金属Pd的MCM —TiO,光催化剂,认为沉积在介孔孔道中TiO：表面的纳米Pd有良好的吸收电子作用,可有效减少光生电子和空穴的表面复合,改善光催化性能; 1．3 有机物光催化剂1卟啉类化合物光催化剂：具有共轭双键大环的卟琳类化合物在适当的条件下可传递电子,或经光照激发出电子;金星龙等报道¨ ,高分子金属卟啉具有很高的光敏性,在日光照射下有良好的光催化降解效率,能完全降解混合染料,可用于催化降解各种废水,如染料废水、化工废水和生活污水等;2金属酞菁类化合物光催化剂：酞菁类化合物是一种重要的催化剂,它主要用于催化有机反应;金属酞菁类化合物作为光催化剂,在可见光下对于有机化合物如水杨酸、对羟基苯甲酸、罗丹明B、硫代罗丹明B和结晶紫等都能进行有效的光催化降解 ;3光生物催化反应体系：光生物催化反应体系是将无机半导体和微生物酶偶合的反应体系;例如,利用从微生物中分离出的氢化酶和硫氢化酶,经与TiO2,光催化剂偶合后可有效地光解水 ,也可通过光合作用直接以细菌作为产氢催化剂,和TiO2,等光催化剂偶合放氢;这类体系的产氢机理是光激发半导体产生导带电子,通过电子中继体将电子传递生物体外的酶或细菌中的酶上,再用酶催化产氢,而半导体价带空穴则被体系中的电子给予体消除;光催化技术的应用2．1 光催化在环保方面的应用1有机污染物的处理：光催化反应能分解多种环保上关注的有机物,还可消毒、脱色等;值得一提的是,光催化能将许多物质降解得十分彻底,最终产物除了CO 和H2O外,初始污染物中含有的卤素、硫、磷和氮等分别被转化为X一、SO42-、PO43-、NO3-等无机盐离子,大大减轻甚至完全消除了危害性;2无机污染物的处理：光催化能够解决汞、铬、铅等重金属离子的污染问题;刘森等以ZnO／TiO2为催化剂,以日光为光源,利用ZnO和TiO2的协同光催化作用对电镀含铬废水进行处理,使cr6离子还原为Cr3 离子,再以氢氧化物形式除去后者,从而达到治理的目的;光催化过程同样能够处理其他污染性金属;光催化还可降解氰化物等剧毒污染物” ;另外SO42-、NO3-等有害气体均可吸附于光催化剂表面,并在光的作用下转化;2．2 金属催化剂的制备和贵金属的回收光催化过程除了用于治理重金属污染外,还可借助其催化还原能力,用于金属催化剂的制备和贵金属的回收;1金属催化剂的制备：Herrmann等研究表明,在锐钛矿型TiO2的作用下,H PtC1 溶液首先按方程1的反应在TiO2 表面沉积出单个的Pt原子¨ ,然后以此为生长点,Pt离子按方程2逐步被还原生成单质金属微粒,得到性能改进的负载型催化剂Pt／TiO2;Pt+2H20一→Ptu+4H +O g 1Pt4++ 一→Pt4+一→Pt24+一→Pt2一Pt34+一→…一→Ptm 2由Pt、Pd、Rh、Au、Ag和Ir等贵金属的盐溶液出发,均可在光催化作用下在TiO,、ZnO、WO 等表面沉积出金属颗粒,或制成由半导体化合物负载的Pf— Rh、Ag—Rh、Pt—Pd等双金属催化剂;2贵金属的回收：利用光催化反应沉积金属离子可实现贵金属的工业提取,例如从银离子溶液中经类似于1的反应提取金属银;光催化提取贵金属适用于处理常规方法无能为力的极稀溶液,用较简便的方法使金属富集在催化剂表面后,再用其它方法将其收集回收;纳米二氧化钛的应用随着人们生活质量和水平的不断提高,对TiO2光催化杀菌性能进行了不断的开发和利用,并将其广泛应用于日常生活中;根据需要不同,纳米TiO2可制备成粉末或薄膜材料;将纳米TiO2薄膜涂覆于材料表面制备成抗菌材料,如抗菌陶瓷、抗菌玻璃、抗菌不锈钢等,将纳米TiO2粉末掺杂于其他材料中可制备成抗菌塑料、抗菌涂料、抗菌纤维等;涂覆TiO2纳米膜的抗菌瓷砖和卫生陶瓷在日本已进行了工业化生产;主要用于医院、食品加工等场所,但抗菌效果受到了光源条件的限制;为了充分利用室内的太阳光和弱光,人们又积极开发了新型的抗菌陶瓷;制备的表面镀有纳米TiO2薄膜的自清洁陶瓷,在无光照条件下,15min 内对金黄色葡萄球菌的灭菌率超过80% ;制备的TiO2抗菌陶瓷,在普通荧光灯下,对金黄色葡萄球菌的灭菌率可达以85% ;纳米TiO 2 薄膜涂覆于玻璃如日用玻璃器皿、平板装饰玻璃等表面,可制成有杀菌功能的玻璃制品,广泛应用于医院、宾馆等大型公共场所;雷阎盈24制备的TiO 2 微晶膜玻璃,具有杀菌广谱高效的特点;自然光照射30 m in 后,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色珠菌的杀菌率均达到90% 以上;纳米TiO 2 薄膜涂覆于不锈钢表面可制备成具有杀菌性能的不锈钢,在食品工业、医疗卫生乃至一般家庭都有广泛的应用前景;汪铭25制备了涂覆有A g+/TiO 2 薄膜的抗菌不锈钢,与普通不锈钢相比,其材料性能基本相同,抗菌性能随着膜层中含银量的增加而提高;当含银量大于2% 时,不锈钢的抗菌率可达到90% 以上;TiO2 晶型结构示意图2．4 光催化在化学合成方面的应用1有机物合成：光催化反应不仅可以降解许多有机化合物,在适当的条件下还可用来合成一些有机化合物,尤其是有机聚合物;Hoffman等研究了量子尺寸CdS光催化剂引发甲基丙烯酸甲酯的聚合反应,并与其它量子尺寸光催化剂作了比较,发现引发该反应的能力依次为：TiO,<ZnO<CdS,即CdS催化剂引发活性最高;与大尺寸半导体相比,量子尺寸的半导体表现出良好的引发聚合效率;2无机物合成：光催化反应还可用于水分解制氢、合成氨¨等重要无机化学反应过程;利用半导体光催化剂催化水分解制氢,将太阳能转化成化学能,是当今光催化研究领域的热门课题;Karaktisou等的研究表明,当TiO,的表面有其它金属存在时,有利于氢气的生成,双功能Pt—RuO,／TiO,光催化体系是最有效的水分解制氢催化剂,氢的生成速率与溶液pH值呈指数关系,与光照强度和反应体系的搅拌速度呈线性关系;2．5 光催化在卫生保健方面的应用由于光催化过程具有强氧化性,对大多数的微生物都有很强杀伤力;因此,可作为杀菌消毒的手段,尤其用于生活用水的净化;光催化不仅能够杀死普通的细胞和病菌,还能使某些癌细胞死亡;Cai等指出 ,以直径约300A的超细TiO,悬浮液100ug／m1为催化剂,在紫外光下照射10min,可将恶性HeLa细胞完全杀死;光催化治癌并不局限于杀伤人工培养的细胞样品,同样也能杀伤实验动物体内的癌细胞;尽管目前距实际临床应用尚有大量工作要做,但光催化技术在卫生保健方面的潜在应用价值己得到广泛关注;光催化作用的影响因素1、水蒸气对二氧化钦光催化剂的影响及光催化剂的失活通常情况下,TiO2镀膜表面与水有较大的接触角,但经紫外光照射后,水的接触角减少到5度以下,甚至可以达到O度即水滴完全浸润在TiO2的表面,显示非常强的亲水性;停止光照后,表面亲水性可以维持数小时到1周左右,随后慢慢恢复到照射前的疏水状态;进一步研究证明,在光照条件下,TiO2表而的超亲水性起因于其表面结构的变化:在紫外光的照射下,TiO2价带电子被激发到导带,电子和空穴向TiO2表面迁移,在表而生成电子一空穴对,电子与Ti4+反应,空穴则与表面桥氧离子反应,分别形成正三价的钦离子和氧空位;此时,空气中的水解离吸附在氧空位中,成为化学吸附水表面轻基,化学吸附水可进一步吸附空气中的水分,形成物理吸附层;研究表明,光照时间、光照强度、品面、环境气氛和热处理都会影响到TiO2的表面结构,从而影响到其光催化性能;还有研究表明,反应浓度低时,反应速率受水蒸气的影响不敏感,而反应物浓度高时,水蒸气的存在使反应速率降低;催化剂的失活除了表面氢氧基消耗所导致以外,反应物或反应中间产物在催化剂表面吸附从而占据了活性位也可引起其失活;2、TiO2纳米粒子的表面积大小对催化作用的影响表面积是决定反应基质吸附量的重要因素;在晶格缺陷等其它因素相同时,表面积大则吸附量大,活性就高;一般认为光催化活性由催化剂吸收光的能力、载流子分离以及向表面转移效率决定;TiO2吸收光的能力越强,光照产生的电子一空穴对越多;分离的电子和空穴在能量弛豫中被底部捕获时,引起氧化还原的几率越大,光催化反应活性也就高;另外,表面的粗糙度、表面的结晶度、表面的轻基等也影响着表面的吸附和电子一空穴的复合,进而影响催化剂的活性;TiO2表面钛羟基TiOH结构在光催化过程中起着重要作用,TiO2光催化活性和表面Ti3+数量有关,如果Ti3+数量增加,光催化活性就提高了; 焙烧温度的影响通常情况下,焙烧温度的提高会导致催化活性的降低,因为焙烧温度会对TiO2的表面产生影响;随着焙烧温度的提高,比表面积减少,表面吸附量有明显的减少趋势,并且焙烧温度升高到一定程度时会引起锐钦矿型TiO2向金红石型TiO2转变,这是导致其光催化性能下降的主要原因;3、pH的影响冷文华等人研究了pH对TiO2催化降解苯胺的影响,指出当pH小于7时,随pH降低TiO2表面的OH一减少;轻基自由基数量的减少,使反应速率下降;并且指出,pH=7左右降解速率有极大值;在光降解过程中,溶液的pH是氯化芳香烃在TiO2表面吸附的重要参数;Tanaka和Saha研究了pH对TiO2光催化降解的影响;他们发现,在低pH时,TCP在TiO2表面的吸附是可逆的,当pH从增加到时,反应速率增加,其原因是由于OH一浓度的增大;Heather 在对17-p-oestradiol的研究中指出,pH=7时,降解速率形成峰值,而当pH>10时,降解速率又迅速增加,这是由于pH=7接近17-p-oesrtdaiol本身的PH值,PH>10时,OH一迅速增加所致; 光强度的影响光照强度和催化效果有直接关系;因为单位体积内有效光子数是影响反应速率的直接因素;光照强度越高时,单位体积内所接受的入射光子数越多,在催化剂表面产生的活性物种越多,反应自然就快;但光强度也不是无限制的越高越好;当光子的利用率达到最大时,过多的光子无法得到利用;从经济角度出发,能源的过渡浪费也是不可取的;另外,TiO2的加入量、光波长、氧浓度的变化等都对光催化降解反应有影响;。
光触媒是什么
光触媒是什么？光触媒 - 简介光触媒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99.99%，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。
光触媒 - 产品介绍负离子光触媒系选用天然极性矿物材料、纳米材料、无机抗菌材料等材料复合而成的高性能、多功能空气净化产品。
本产品可自行吸收自然环境中的光能、热能以及电磁波等各种能量，在产品表面产生具有强氧化能力的电子—空穴对，从而有效地分解消除室内甲醛、苯、氨等各种有害气体和致病菌，强大的微观电场可电离空气中的水分子产生大量的羟基负离子，对有害物质进行包裹沉降，达到彻底净化空气、有益人体健康的目的。
光触媒 - 作用原理光触媒光触媒光触媒在特定波长(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。
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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
險性大。
應用案例三：
圖6：日本光觸媒口罩衛護用品
光觸媒無紡布製作的護士服，口罩在日本已經得到普遍應用。
Sohu.jp2009年10月06日報導僅日本佐賀縣一家小工廠根據甲型流感的市場需要日三班增產光觸媒口罩，達到月產500萬隻，已經在醫藥店販賣。
特別在老人院除了光觸媒抗菌噴塗施工中廣泛使用
光觸媒加工衛護產品。
應用案例四：
圖7：治療前患處取樣治療後患處取樣
經日本醫學屆實際病例研究證實應用光觸媒溶劑治療對於過敏
性以及異常過敏性皮炎有效，該患者于2000年9月21日接受光觸媒溶劑治療，2000年10月27日治療期結束。
應用前景①醫學領域
在日本TOTO公司製造了一種含有分子識別機能的二氧化鈦複合
體的分散液，並且申請了專利。
該發明是從二氧化鈦的分子識別機
能與光觸媒機能相結合問題入手，發明的目的是提供一種能與內分
泌擾亂物質、病因分子、癌細胞等特異結合，並且由於光觸媒作用
而使其分解的具有分子識別機能與光觸媒機能相結合的二氧化鈦複
合體的分散液。
二氧化鈦光觸媒技術的具體醫學應用如下：
殺細胞，增殖抑制效果的應用
癌（皮膚，消化管，胸腔，膀恍等的
癌）
良性增殖疾患（皮膚腫塊，血管腫等）
慢性異常過敏性局部患疾（關節炎，皮
膚炎等）
殺菌效果的應用
慢性難治性感染症
（骨髓炎，中耳炎，齒髓炎等）
▲在疾患治療中二氧化鈦光觸媒可能適
應的疾患群
圖8：二氧化鈦複合體的分散液原理示意圖
細胞癌化情報的轉達是與遺傳子的異常密切相關的。
現在對於癌的治療有手術療法、放射線療法、化學療法、免疫療法、溫熱療法、光化學療法等等，確實都有效果。
光化學療法一般是指使用感光色素與鐳射的治療方法。
這裏介紹的是應用光觸媒的殺細胞效果的光化學療法。
如前所述，手術室一樣的亮度就足可以激發光觸媒使大腸桿菌或葡萄球菌死滅。
橫濱市立大學醫學部進行研究，以光觸媒療法為主攻目標，結果表明對於癌細胞的滅死有效。
研究結果發表於國際腫瘤學研究領域知名雜誌《Cancer Research》。
圖9：橫濱市立大學醫學部進行研究成果截圖
應用前景②環保領域
如何處理廢棄物設施的焚燒爐的廢氣中的二惡英已成為嚴重
的問題，造紙工業廢水中含二惡英或垃圾焚燒場的廢氣洗淨水
（清洗水）含二惡英的處理也將是潛在的問題。
特別是最近已從
一些江河水中檢出嚴重超標的二惡英，為此，應用光觸媒分解二
惡英水處理裝置等也在開發之中。
應用前景③農業及食品領域
近年來, 納米TiO2光半導體材料在農業環境領域的研究與應用也逐漸引起人們的關注, 特別是在防治植物病害、改善光合機能、降解農藥污染、果蔬儲藏保鮮以及調節高等植物生長發育等
眾多方面的最新研究成果。