光触媒相关知识
石头心-
一、光触媒知识
光触媒是什么
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
< br>功能
。
光触媒主要功能和特点
(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。
(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
< br>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。
光触媒净化空气五要素
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，但其功能主要局限于
净化空气。
添加负
离子的光触媒产品
在净化的空气中释放负离子，
即在洁净的空气
中增加了
优化空气质量的功能，使您在拥有安全洁净空气的同时更能享受到大自然的清新
。
2<
/p>
、
光触媒就是光催化剂。
是一种能加快其
它反应物之间的反应速度，
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：
4
、光触
媒产品是
当今世界上最为有效的空气净化手段之一，
但其功能主
要局限于净化空气。
添加负离子的光
触媒产品在净化的空气中释
放负离子，
即在洁净的空气中增加了优化空气质量的功能，
使您
在拥有安全洁净空气的同时更能享受到大自然的清新。
5
、
光触媒就是光催化剂。
是一
种能加快其它反
应物之间的反应速度，
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。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。
[3]
二、
1
、光触媒历史
1968
年当时东京大学的研究生滕岛昭偶然的情况下发现了光触媒。
1999
年由于纳米技术得到了突破性进展，光触
媒终于正式登上了国际研究舞台。
2001
< br>年，光触媒产品全面介入家庭日常生活，并在短短的半年时间，迅速席卷欧美及东南
亚发达国家和地区，成为家庭主要消费产品之一，而且奇迹般的以年平均
4.6%
递增。光触
媒已经成为发达国家老幼皆知的环保代名词。
并于年末，
首次应用于美国空间站的空气净化。
2
、光触媒是什么？
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。
3
、光触媒反应机理是什么？
二氧化
钛见光会产生正、负电子，正电子与空气当中的水分子结合产生氢氧自由基，
实践证明，
氢氧自由基具有强大的氧化分解能力，
它能分解几乎所有的有机
化合物和一部分
的无机物，
将它们分解成无害的二氧化碳及其他
物质，
而负电子与空气当中的氧结合会产生
活性氧，
也就是超级氧化离子，
超级氧化离子也具有很强的氧化分解能力，
它可以破坏细菌、
霉菌这些有机物的细胞膜，
固
化病毒的蛋白质，
在杀菌的同时还能分解细菌尸体上释放出的
有
害复合物。
4
、光触媒有什么样的作
用？光触媒作为一种新兴的空气净化产品，主要有以下功能
：
1.
空
气净化功能：对甲醛、苯、氨气、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等影响人类身体健
康的
有害有机物起到净化作用。
2.
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。
3.
除
臭功能：对香烟臭、厕所臭、垃圾臭、动物臭等具有除臭功效。
4.
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。
5.
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。
二、光触媒问答
1
、光触媒的作用时间是多久？对光线的要求有多高？
答：光触媒作为一种光催化剂，
自身不起变化，却可以促进化学反应的物质，
就像植物的光
合作用中的叶绿素。光触媒在太阳光或室内荧光灯的照射下能产生抗菌、除
臭、油污分解、
防霉防燥、
空气净化的作用。由于它只是提供了
反应的场所，
而本身并不参与化学反应，所
以自身物质不损失，
所以它的作用效果是持久的。
也就是说，
只要它的表面不被破坏，
它就
像一个长期不停作用的空气净化
器
,
时刻为您起到杀菌和净化空气的作用。光触媒的发现已
经有了很长的历史，但是一直得不到实际应用，就是因为最早的光触媒对光线要求很苛刻，<
/p>
即使现在市面上存在的光触媒产品，
也需要在
400nm
以下紫外线照射下才能激发它的光催化
作用。<
/p>
2
、紫外线灯的用途？
答：紫外线灯主要起到杀菌、消毒的作用，由于紫外线的波长很短，本身含有很高
的能量，它可以更快速的激发光触媒产生一系列的光催化反应。
3
、光触媒真的有那么好的效果吗？
光触媒是在纳米技术上的一个应用，
其性能在国际上都得到了普
遍认证，
国内也开始在多个
领域进行了实际运用，并得到了普遍
的认可，并被成为
21
世纪最有发展潜力的产品之一。
在实际应用当中也有很多的实例：
比如说非典盛行期间，
台湾政府办公楼就用光触媒进行了
处理，日本普遍在学校，公共场所，交通工具
中使用，日产蓝鸟汽车、国产宇通客车等都进
行了光触媒处理，甚至一些医院、采血车等
也都进行了光触媒处理，所以，
其功效是得到了
普遍认可的。<
/p>
4
、光触媒产品和其他传统产品有什么
不同？
光触媒作为一种新兴的高科技产品，
< br>具有全方位去除室内环境污染的特点，
它不同于传统产
品
，
只能针对造成室内污染的个别污染源进行治理，
比如说甲醛清
除剂，
只能对甲醛有一定
的分解作用，而对苯系物污染、
TVOC
等一点作用也没有，更不用说有杀菌作用了。哈工大
滋普光触媒则不同，它不但可以分解各种有机有害气体，还可以起到杀菌、防霉、防污、自
洁的作用，
另外最大的优点就是具有功效长
久性，
一次使用，
可以长久拥有一个健康的生活
空间。
5
、光触媒光催化反应分几个步骤？
光触媒进行光催化反应可以分为下列几个步骤。
（
1
）
反应物、氧气及水分子吸附于二氧化钛表面。
（
2
）
经光照射后，二氧化钛产生电子及空穴。
（
3
）
电子和空穴分别扩散到二氧化钛粒子表面。
（
4
）
电子、空穴和氧及水分子形成氢氧自由基和活性氧。
（
5
）
氢氧自由基和反应物进行氧化反应。
（
6
）
产物再由二氧化钛表面脱离。
6
、光触媒有什么样的特性？
答：在自然界中，二氧化钛以锐钛矿、金红石及板钛矿三种结晶组态存在。
其中最常见及最
广泛使用的是前面两种组态，
后者则极为罕
见。
用来作为光触媒材料的二氧化钛为锐钛矿结
晶或锐钛矿与金
红石的混合结晶；
而一般广泛被使用来作为工业颜料的钛白粉则为金红石结
晶。
7
、什么是纳米技术？
答：
纳米科技为纳米尺寸下的科学技
术。纳米是长度的单位，数字符号为
nm.
一纳米为十
亿分之一米，
相当于十个原子串联起来的长度，
若以一米比为地球直径，
一纳米大约为一个
玻璃珠的直径。
一般的来说，
只要尺寸在
0.1
到
100
纳米之间的材料结构的物理化学性质研<
/p>
究，
和这种材料结构的制造、
操纵和测量
等技术和仪器的研发，
都可以称作为纳米科学和技
术。
8
、为什么选择
Ti
o2
作为光催剂？
答：
二氧化钛又名氧化钛或钛白，化
学式为
TiO2
，俗称钛白粉，是应用最广、
< br>
用量最大的一种白色颜料。其产量占有全球颜料总产品的
70%
。二氧化钛原本就与人类的生
活息息相关，因其无毒
无害，故应用的层面相当广泛！
2000
年日本在约
18.3
万公吨二氧化
钛的需求中
,45%
用在涂料、油墨
/
颜
料占
20%
、合成塑胶占
10%
、造纸占
10%
，其它应用包括
橡胶、化学纤维、电容器、化妆品、食品合计占
14%
。全球在
1999
年共需求二氧化钛
382
吨，也是以在涂料的消耗量占多数（
57%
），其次为塑胶、造纸。二氧化钛常以锐钛型、金
红石型及板钛型三种结晶组
态存在自然界中，
其中锐钛型与金红石型结构使用最为广泛。
二
氧化钛是不溶于水的白色固体，
它具无毒的特性，
它与氧化钛或其它氧化物合用可作为色釉
或色素，常用于化妆品工业及食品工
业中，是世界标准的食品添加物，
CAS
序号为
#13463.66.7
。
光触媒原料中的二氧化钛，
经光照形成带正电的空穴，如空气中的氧和带负
电的电子结合形成负氧离子，
而空气中的水和带正电的空穴结合后产生氢氧自由基。
由于负
氧离子多了一个电子，
氢氧自由基少一个电子，
依此
原理可将有机物质分解产生微量的二氧
化碳和水，二者对人体都没有影响。
一般被使用在颜料上的钛白粉及抗
UV
的化妆品的二氧化钛为锐钛型或是锐钛型与金红石型
掺杂的结构，
而用来作为光触媒材料的二氧化钛则为锐钛结构。
二氧化钛的化学稳定度
相当
高，除热浓硫酸之外，其它溶剂（如水、有机溶剂）均难以溶解。二氧化钛在室温时
为绝缘
体，高温时具有少许的导电性，当经过紫外光照射时会诱发半导体的导电性。
TiO2
因具有
强大的氧化还原能力、高化
学稳定度及无毒的特性，常被用来作为光触媒的材料。
9
、二氧化钛的使用安全吗？
答：由美国食品及药物委员会（
FDA
）之食
品测试研究所证明二氧化钛（
TiO2
）为一安全物
质并对人类无害。
TiO2
亦被广泛应用于食品、
日用品、化妆品及耕种中。
TiO2
光触媒反应
仅为表面反应，
系单纯使附（接触）
在表面的物质与游
离基反应与臭氧净化机理不同，
在空