二氧化钛光催化技术介绍
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納米二氧化鈦光催化技術介紹
納米光催化採用二氧化鈦(TiO2)半導體的效應，啟動材料表面吸附氧和水分，產生活性氫氧自由基（OH.）和超氧陰離子自由基（O2-），從而轉化為一種具有安全化學能的活性物質，起到礦化降解環境污染物和抑菌殺菌的作用。
納米二氧化鈦(TiO2)光催化利用自然光即可催化分解細菌和污染物，具有高催化活性、良好的化學穩定性、無二次污染、無刺激性、安全無毒等特點，且能長期有益於生態自然環境，是最具有開發前景的綠色環保催化劑之一。
無毒害的納米TiO2催化材料，充分發揮抗菌、降解有機污染物、除臭、自淨化的功能，這類環保型功能材料實施方便、應用性強，能實用到生活空間的多種場合，發揮其多功能效應，成為我們生活環境中起長期淨化作用的環保材料。
光催化原理
- 什麼是光催化 光催化[Photocatalyst]是光 [Photo=Light] +催化劑[catalyst]的合成詞。主要成分是二氧化鈦（TiO2），二氧化鈦本身無毒無害，已廣泛用於食品，醫藥，化妝品等各種領域。光催化在光的照射下會產生類似光合作用的光催化反應(氧化－還原反應,產生出氧化能力極強的自由氫氧基和活性氧，這些產物可殺滅細菌和分解有機污染物。並且把有機污染物分解成無污染的水(H2O)和二氧化碳(CO2),同時它具有殺菌、除臭、防汙、親水、防紫外線等功能。光催化在微弱的光線下也能做反應，若在紫外線的照射下，光催化的活性會加強。近來,
光催化被譽為未來產業之一的納米技術產品。
- 光催化反應原理
TiO2當吸收光能量之後，價帶中的電子就會被激發到導帶，形成帶負電的高活性電子e-,同時在價帶上產生帶正電的空穴h+。在電場的作用下，電子與空穴發生分離，遷移到粒子表面的不同位置。熱力學理論表明，分佈在表面的h+可以將吸附在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體中存在的氧化劑中最強的，能氧化並分解各種有機污染物（甲醛、苯、TVOC等）和細菌及部分無機污染物（氨、NOX等），並將最終降解為CO2、H2O等無害物質。由於OH.自由基對反應物幾乎無選擇性，因而在光催化中起著決定性的作用。此外，許多有機物的氧化電位較TiO2的價帶電位更負一些，能直接為h+所氧化。而TiO2表面高活性的e-側具有很強的還原能力，可以還原去除水體中金屬離子。應用以上原理光催化廣泛應用於殺菌、除臭、空氣淨化、汙水處理等領域。
光催化優勢
光催化的空氣淨化技術優點
1、光催化的優點
- 高效殺菌（殺菌率達到99.99%）
- 除臭功能
- 防汙/自潔、防黴功能
2、 徹底的淨化
- 是分解而不是吸附污染物；
- 發生的是質變而不是量變；
- 對污染物具有不可逆的徹底分解；
3、 廣泛的淨化
- 能對室內幾乎所有的細菌、病毒和有機污染物起到強效分解作用；
- 特別是對人們不易感知的細菌和病毒進行徹底分解；
4、 實用的淨化 - 常溫下就可實現；
- 不存在飽和問題，不必更換濾芯，經濟實用；
- 自動淨化；
- 效率高，不耗費電源；
5、 安全淨化
- 最終產物是二氧化碳和水，對人體無害；
- 無毒、無害，不會對環境產生二次污染；
傳統的室內空氣污染治理手段介紹：
1、物理吸附法（採用活性碳、HEPA）
物理過濾（吸附）法只能暫時吸附一定的污染物，溫度、風速升高到一定程度的時候，所吸附的污染物就有可能遊離出來，再次進入呼吸空間中。
另外，吸附達到飽和不再具有吸附能力時，就必須更換過濾材料，如不更換，其所吸附的甲醛、細菌等將隨時被釋放出來成為隱形炸彈。
2、臭氧淨化法 臭氧濃度達到0.1PPM以上,臭氧就會起到殺菌、除異味的作用。但達到0.15PPM後，臭氧本身就會發出濃烈的惡臭，並且可能致癌。苛刻的使用條件限制了其在民用環境中的普及使用。
3、 除塵法
利用電極的異性相吸、同性相斥的原理吸附空氣中的污染物，但存在吸附不徹底、不全面的問題。另外，從實用的角度講，必須定期清潔電極板。同時靜電除塵法只對塵埃有效，對污染物一籌莫展。
4、負氧離子淨化法
負氧離子是一種帶負電荷的空氣離子，其使用壽命很短，並且不潔空氣會進一步使其濃度降低。負氧離子在空氣中的存在知識曇花一現，是轉瞬即逝的。
※利用納米二氧化鈦和紫外線結合使用，產生極強的抗菌、殺菌、除臭功能，能夠彌補上述傳統的室內空氣污染的治理手段的不足，對室內空氣起到全方位的淨化作用
造成室內空氣污染的主要原因
據中國室內裝飾協會室內環境檢測中心專家介紹：從目前檢測分析，室內空氣污染物的主要來源主要有以下幾個方面：建築及室內裝飾材料、室外污染物、燃燒產物和人的活動。 1、室內裝飾材料及傢俱的污染是目前造成室內空氣污染的主要方面， 油漆、膠合板、刨花板、泡沫填料、內牆塗料、塑膠貼面等材料均含有甲醛、苯，甲苯、乙醇、氯仿等有機蒸氣，以上物質都具有相當的致癌性。
2、建築物自身的污染，此類污染正在逐步檢出，一種是建築施工中加入了化學物質，（北方冬季施工加入的防凍劑，滲出有毒氣體氨）。另一種是由地下土壤和建築物中石材、地磚、瓷磚中的放射性物質形成的氡，這是一種無色無味的天然放射性氣體，對人體危害極大，美國國家環保署調查，美國每年有14000人的死亡與氡污染有關。
3、室外污染物的污染，室外大氣的嚴重污染和生態環境的破壞，使人們的生存條件十分惡劣，加劇了室內空氣的污染。
4、燃燒產物造成的室內空氣污染，做飯與吸煙是室內燃燒的主要污染，廚房中的油煙和香煙中的 煙霧成分極其複雜，目前已經分析出的3800多種物質，它們在空氣中以氣態、氣溶膠態存在。其中氣態物質占90%，其中許多物質具有致癌性。
5、人體自身的新陳代謝及各種生活廢棄物的揮發成分也是造成室內空氣污染的一個原因。人在室內活動，除人體本身通過呼吸道、皮膚、汗腺可排出大量污染物外，其他日常生活，如化妝、滅蟲等也會造成空氣污染，因此房間內人數過多時，會使人疲倦、頭昏，甚至休克。另外人在室內活動，會增加室內溫度，促使細菌、病毒等微生物大量繁殖。特別是在一些中小學校更加嚴重。 專家分析指出：造成室內空氣污染的物質按狀態分，主要有懸浮顆粒物和氣態污染源兩種：
1、懸浮顆粒物：較大的懸浮顆粒物如灰塵、棉絮等，可以被鼻子、喉嚨過濾掉，至於肉眼無法看見的細小懸浮顆粒物，如粉塵、纖維、細菌和病毒等，會隨著呼吸進入肺泡，造成免疫系統的負擔，危害身體的健康。
2、氣態污染源：室內空氣中的氣態污染源（也即有毒氣相物）包括一氧化碳、二氧化碳、甲醛及有機蒸氣。氣態污染源主要來自建築材料（甲醛）、影印機（臭氧）、香煙煙霧（尼古丁）、清潔劑（甲酚）、溶劑（甲苯）和燃燒產物（硫氧化物、鉛）等，部分會附著在顆粒物上被消除掉，大部分會被吸入口肺部。醫學證實這些氣態污染源是造成肺炎、支氣管炎、慢性肺阻塞和肺癌的主要原因。
※隨著人們健康和環保意識的增強，人們對具有光催化淨化室內外空氣、抗菌殺毒等功能性綠色環保材料的需求日益迫切，納米TiO2光催化劑的出現為環境淨化材料的發展開闢了一片新天地，也為人們對健康環境需求的解決提供了有效的途徑。
光催化商機
◆ 房產業的不斷發展，使越來越多的人住進了新居，然而人們對新房的裝修，卻給自身帶來諸多危害。裝修中使用的油漆、粘合劑、膠合板等產生的揮發性氣體、氣味造成的室內污染尚未引起人們的普遍重視。
◆ 據世界衛生組織和中國有關部門調查研究表明，由於現代建築物普遍採用密封式結構，使用裝飾材料不當造成的室內空氣污染，引發建築物疾病的現象相當嚴重。
◆ 國家衛生部、建設部和環保部門在去年 9 月的一次家庭裝飾材料抽查中，發現不合格者占 68%，具有毒氣污染的材料占 68%。這些裝飾材料會揮發出 300 餘種有機化合物，如甲醛、三氯乙烯、苯、二甲苯等，一旦進入家庭，將會引起各種疾病，其中包括呼吸道、消化道、神經內科、視力、視覺、高血壓等 38 種疾病。
◆ 據報導，北京市每年發生有毒建築材料引起的急性中毒事件約有 400 餘起，中毒人數 1萬餘人，慢性中毒約有 10萬人次。1996 年 5 月，北京某新建社區，使用國外進口的室內裝飾塗料後，引起 48 人中毒，主要表現為頭痛、頭暈、呼吸困難、噁心、嘔吐等。
◆ 天津市衛生防病中心最近調查監測了新建及新裝修的幼稚園、寫字樓、家庭居室等180餘戶近3萬平方米的建築。據防病中心馮鶴鳴主任介紹，該調查中發現室內空氣品質合格率僅為34.7%。其中，在不合格的室內空氣中，氨的污染最為嚴重，超標率為56.9%，測得的最高值超過國家控制標準的62.8倍，平均超標36.5倍；甲醛的超標率為27.8%，苯系物(甲苯、二甲苯等)超標率為14.6%。
光催化為室內環境污染的治理開創了一個新的時代，它的應用使室內空氣淨化從“一時之效”轉到了“根本解決之道”上來。光催化在我國的推廣雖然時間不長，但是發展勢頭非常迅猛，特別是2003年由於“非典”疾病的傳播，使人們深刻認識了保持健康安全的室內環境的重要性，為光催化的推廣創造了良好的空間。
光催化在臺灣省政府等得到全面使用，其他的一些廠家也在自己的產品上(如空調、空氣淨化設備、口罩等)添加光催化，一時之間，光催化成了環保市場上的熱點。
光催化的市場前景十分廣闊，它的廣泛應用將對我國的衛生及環保體系產生根本的影響，人們擔憂的室內空氣污染問題將得到徹底的解決，人們將迎來一個光催化的世界。據中國科學院的有關專家介紹，中國的光催化市場目前每年已經達到200億元以上，今後還將以13%的年發展速度遞增。光催化，神奇的納米技術，創造21世紀的綠色健康新生活。
常見問題
什麼是光催化？
答：在二氧化鈦表面進行光催化反應可分為下列幾個步驟：
①反應物、氧氣及水分子吸附于二氧化鈦表面；
②經光照射後，二氧化鈦產生電子及空穴；
③電子和空穴分別擴散到二氧化鈦粒子表面；
④電子、空穴和氧及水分子形成氫氧自由基；
⑤氫氧自由基和反應物進行氧化反應；
⑥產物再由二氧化鈦表面脫離。
光催化有什麼樣的物理特徵？
答：在自然界中，二氧化鈦以銳鈦礦(Anatase)、金紅石 (Rutile)及板鈦礦 (Brookite)三種結晶組態存在。其中最常見及最廣泛使用
