光觸媒知識

光觸媒定義：　　光觸媒是一種分子級的金屬氧化物材料（二氧化鈦比較常用），它涂布于基材表面，在光線的作用下，產(chǎn)生強(qiáng)烈催化降解功能：能有效地降解空氣中有毒有害氣體；能有效殺滅多種細(xì)菌，并能將細(xì)菌或真菌釋放出的霉素分解及無害化處理；同時還具備除臭、抗污等功能。

光觸媒作用原理：
　　光觸媒的分類:可見光型光觸媒 紫外線型光觸媒


　　光觸媒在特定波段光線的照射下，會產(chǎn)生光化學(xué)效應(yīng)，把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而賦予光觸媒表面很強(qiáng)的氧化能力，可氧化分解各種有機(jī)化合物和礦化部分無機(jī)物，并具有抗菌的作用。


　　在光照射下，光觸媒能吸收相當(dāng)于帶隙能量以下的光能，使其電子獲取一定的能量,脫離原子核及電子軌道的束縛成為自由電子,而原來電子占具的軌道由于電子脫離產(chǎn)生空穴,這樣光觸媒表面產(chǎn)生很多電子(e-)和空穴(h+)對。這些電子和空穴能與水或容存的氧反應(yīng)，產(chǎn)生氫氧根自由基（·OH）和超級陰氧離子（·O ）。如表1所示，這些空穴和氫氧根自由基的氧化能大于120kcal/mol，具有很強(qiáng)的氧化能力，幾乎能將所有構(gòu)成有機(jī)物分子的化學(xué)鍵切斷分解。因此可以將各種有害化學(xué)物質(zhì)、惡臭物質(zhì)分解或無害化處理，達(dá)到凈化空氣、抗污除臭的作用。


　　表1：各種化學(xué)鍵的氧化能


　　化學(xué)鍵 正孔和氫氧根自由基 碳-碳鍵 碳-氫鍵 碳-氮鍵 碳-氧鍵 氧-氫鍵 氮-氫鍵


　　氧化能（kcal/mol） >120 83 99 73 84 111 93


　　此外，如表2所示，氫氧根自由基比作為消毒殺菌劑被廣泛使用的次氯酸、雙氧水和臭氧等具有更強(qiáng)的氧化能力，二氧化鈦通過這種氧化能力破壞了細(xì)胞內(nèi)的輔酶A等輔酶和呼吸作用酶等發(fā)揮抗菌作用而使細(xì)菌或真菌的繁殖中止；同時當(dāng)帶正電荷的空穴接觸到帶負(fù)電荷的微生物細(xì)胞后，依據(jù)庫倫引力，相互吸附，并有效地?fù)舸┘?xì)胞膜，使細(xì)胞蛋白質(zhì)變性，無法再呼吸、代謝和繁殖，直至細(xì)胞死亡，完成滅菌；并能將細(xì)菌或真菌釋放出的毒素分解。


　　表2：各種氧化劑的氧化電位


　　氧化劑 氧化電位（伏特） 相對氧化電位（對數(shù)值）


　　氫氧根自由基 2.80 2.05


　　氧原子 2.42 1.78


　　臭氧 2.07 1.52


　　雙氧水 1.77 1.30


　　雙氧自由基 1.70 1.25


　　次氯酸 1.49 1.10


　　氯氣 1.36 1.00

光觸媒主要功能和特點(diǎn)
　　(1)全面性：光觸媒可以有效地降解甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC等污染物，并具有高效廣譜的消毒性能，能將細(xì)菌或真菌釋放出的毒素分解及無害化處理。


　　(2)持續(xù)性：在反應(yīng)過程中，光觸媒本身不會發(fā)生變化和損耗，在光的照射下可以持續(xù)不斷的凈化污染物，具有時間持久、持續(xù)作用的優(yōu)點(diǎn)。


　　(3)安全性：無毒、無害，對人體安全可靠；最終的反應(yīng)產(chǎn)物為二氧化碳、水和其他無害物質(zhì)，不會產(chǎn)生二次污染。


　　(4)高效性：光觸媒利用取之不盡的太陽能等光能就能將擴(kuò)散了的環(huán)境污染物在低濃度狀態(tài)下清除凈化。

光觸媒產(chǎn)品與傳統(tǒng)空氣凈化產(chǎn)品比較
　　品名類別 揮發(fā)性有機(jī)物 微生物 異 味 本身味道 本身毒性


　　活 性 炭 有一定作用 無作用 有一定作用 無氣味 無


　　空氣清新劑 無作用 無作用 有掩蓋氣味作用 有各種人造氣味 有低毒性


　　甲醛捕捉劑 只對甲醛有作用 無作用 對甲醛的異味有作用 有異味 有低毒性


　　殺 菌 劑 無作用 有作用 無作用 有異味 毒性較大


　　紫外線（燈） 無作用 有作用 無作用 無氣味 使用不當(dāng) 可致癌


　　氧 負(fù)離子 無作用 無作用 可清新氣味 但時間短暫 無氣味 無毒


　　臭 氧 有一定作用 濃度>0.1ppm 時有作用 無作用濃度>0.15ppm時有臭味 長期使用可致


　　植物吸附 作用很小 無作用 有一定作用 氣味宜人 無毒


　　光觸媒（TiO2） 分解清除 殺菌率高達(dá) 99.99 % 除臭、除異味 能力強(qiáng) 本身無氣味 無毒

光觸媒的作用
　　光觸媒作為一種新興的空氣凈化產(chǎn)品，主要有以下功能：


　　A.空氣凈化功能：對甲醛、苯、氨氣、二