新材料论文
论文题目：纳米光触媒材料的应用和发展
1、摘要
进入21世纪环境保护问题成了人们关注的热点。如何解决经济增长与保证环境无污染的社会问题，已迫在眉睫。是时，环保材料的研发和发展已成为世界各国的重要课题。
2、纳米光触媒材料定义
光触媒是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。这种材料在紫外线的照射下可产生游离电子及空穴，因而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，具有极强的防污、杀菌和除臭功能。
3、纳米光触媒材料的发展历史和原理简介
光触媒就是在光参与下发生反应的催化剂。1972年，A.Fujishima 和K.Honda在n一型半导体TiO2电极上发现了水的光电催化分解作用，以此为契机，开始了多相光触媒研究的新纪元，最近以来，由于光触媒在净化气相和水中有机污染物方面的卓越表现，已成为光触媒应用的一个非常重要的领域。
二氧化钛作为一种光触媒，在光作用下能产生具有超强氧化能力的空穴/电子对，能把有机物彻底氧化为CO2和H2O，从而彻底消除污染，由于细菌和病毒也都为有机微生物，故也能将之彻底杀灭。
而本公司纳米光触媒由于其粒子在小于10nm左右，具极大的反应表面积及量子效应，氧化能力更加强大。
人们还发现，二氧化钛光触媒纳米涂层在光的作用下具超级亲水性，接触角接近为零，从而又赋予了光触媒涂层的亲水防污功能，使被涂面始终保持崭新状态，而不受污染。
光触媒就是在光的照射下(自然光,灯光),会产生类似与光合作用的光催化反应,产生出氧化能力极强的氢氧自由基和活性氧,具有很强的氧化还原功能,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病毒的蛋白质,把有机污染物分解成二氧化碳和水,因而光触媒具有极强的杀菌,除臭,防霉,防污自洁等功能。氧化钛光触媒薄膜通常采用钛盐溶于乙醇溶液或溶于有机溶剂之中。用惰性气体为载体的高压喷射法，喷在经热处理后的玻璃、墙面、建材、灯罩及其他基质上形成大面积的均匀薄膜。该薄膜在阳光及紫外光的照射下产生的触媒效果。光触媒可应用于环境的净化。将氧化钛与敏化剂喷在墙壁涂料表面或喷在窗框玻璃上形成膜层，利用太阳光或室内照明光源，具有强氧化能力的氧化钛不仅可使室内污浊的空气物质分解、净化空气，尤其对医院、宾馆、候车室等空气流动性差的场所能有效杀死大肠杆菌和流感病菌。不只可以处理恶臭，而且从地板、建材、防虫剂、灭壁虫剂、福尔马林等散发出的溶剂造成的住宅综合症状群。甚至防止医院内的病毒感染、以及具有光触媒性能的照明器具、光触媒人工观叶植物、人造花、窗纸等，皆出现在市面上。连窗帘、百叶窗、壁纸、隔门、厨余用的除臭处理装
置也早已问世。
4、纳米光触媒的功能
A．杀菌功能。由于其强大的氧化作用，故能高效快速彻底杀灭各种细菌、病毒，对一般消毒剂有抗性的病毒微生物也能彻底分解。杀灭大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌、绿脓杆菌、病毒等。
B．除臭功能。对各种臭味物质有强力氧化消除作用，从而迅速消除异味，再由于杀灭了致腐微生物，也消除了臭味源，故光触媒具很好的除臭功能，并持久有效。去除香烟臭、垃圾臭、生活臭等恶臭。C．净化空气功能。对装修材料释放的甲醛、苯、氨及其它有机物有强大的氧化分解作用，使之变为CO2和H2O。对大气污染物CO，SO2，NO、碳氢化合物也都能高效去除，从而彻底消除污染。另外，光触媒还能释放氧负离子，从而还人们一个真正绿色的生存环境。D．亲水防污功能。由于光触媒涂层的高亲水性，可形成防雾涂层，同时由于其强大的氧化作用，可氧化掉其表面的油污，故可喷涂于物体表面形成自洁涂层，使被涂物永远保持清新状态。
E．防紫外线功能。由于二氧化钛光触媒的紫外光吸收特性，使被涂面免遭紫外线的老化作用，大大延长被涂面的使用寿命。
F.防霉防藻：防止发霉、防止藻类的产生, 防止水垢的附着。
G.防污自洁：分解油污,自清洁。
H.防锈防褪色防止金属生锈，防止被涂物体褪色。
5、纳米光触媒的应用领域
抗菌：医院宾馆学校幼儿园公共场所；医疗器械、设备；抗菌瓷砖、洁具、灯具；
空调滤网；餐具；汽车、火车车厢，飞机机舱；抗菌口罩、防护服装
室内空气净化：居家；医院办公室 学校；车站公共休息室娱乐场所；汽车 火车内；空气净化器
自洁作用：建筑外墙；玻璃瓷砖；交通护栏、路牌、隔音板；广告牌、霓虹灯；车、船、飞机机身；照明设施；城市雕塑
大气净化：建筑外墙；高速公路隔音板；桥梁；烟气净化；大型广告牌
水净化：污水处理；蓄水槽；滤水器；游泳池
防霉、防藻：医院手术室；食品厂；浴室；养鱼池 养鱼缸水族馆；储水槽
6、光触媒的安全性和持久性
1、持久性
光触媒是一种催化剂，本身并不参与反应。光触媒涂层只是提供反应的场所,其本身并不参与任何杀菌、除臭等反应,所以它的作用不会随时间而衰减，具有持久的效力。3e系列光触媒即使在室内日光灯等微弱光源下也可发挥作用。
2、安全性
二氧化钛被广泛用做食品和化妆品的添加剂，对人体无害。3e 系列光触媒为中性水溶液，无毒无味，无腐蚀性，可安全使用于任何材质，不仅不会腐蚀损害被涂物，对被涂物更有保护作用。7、结语
目前，对于各种有害污染物大都采取生化法、化学法等进行处理。纳米光触媒材料利用光能对处理污染物的研究，对于保护环境，维持生态平衡，实现可持续发展具有重要意义。
