光触媒定义及作用原理

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1、光触媒定义及作用原理(1) 光触媒定义：光触媒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 处理；同时还具备除臭、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。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 面发生激励而

2、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 或容存的氧反应，产生氢氧根自由基(2H)和超级阴氧离子SO )。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，几乎能将所有构成有 机物分子的化学键切断分解。因此可以将各种有害化学物质、恶臭物质分解或无害化处理， 达到净化空气、抗污除臭的作用。全面性：光触媒可以有效地降解http:/www.epb.cc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

3、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。光触媒是一种以纳米级(锐钛型)二氧化钛为主体的、具有光催化功能的半导体活性材料的 总称，是当前世界上-空气净化及污水处理最为理想的材料之一。光触媒在某种特定情况下，通过一定能级光的照射后，产生氧化能力极强的氢氧自由基， 有效地降解空气中有毒有害物质及杀灭多种微生物。什么是纳米纳米是一种长度单位。它和我们所熟悉的米、

4、毫米、微米一样，是长度计量单位。一纳 米等于10的负9次方米；也就是说，1纳米只有10亿分之一米；1纳米相当于10个氢原 子排列在一起的长度；约为人的头发直径的几万分之一。通称纳米并不是指1纳米。纳米尺度目前仍有不同的说法，约有三种尺度：一是10-50 纳米、二是2060纳米、三是3050纳米。什么是纳米技术所谓纳米技术，是指在纳米的尺度里，研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一 项崭新技术。科学家们在研究中发现：任何物质在颗粒大小进入到纳米的尺度范围时，其性 质都会发生质的变化。而利用这种特性制造具有特定功能的材料和设备的技术，就称为纳米 技术。纳米技术包括纳米结构技术和纳米材料技术两部

5、分，纳米结构技术是纳米技术中的高技 术，虽然突破连连，但还没有实际应用。但纳米材料技术，却被广泛应用。什么是光催化纳米材料材料有很广的含义。纳米材料也有很多种。这里指的是带有功能性的半导体材料，而这 种材料的尺寸，达到通称的纳米级(1050nm)以后，就叫光催化纳米材料。光催化纳米材料的特性一般普通纳米材料只是精细而已，而我们这里指的纳米材料，是一种带有半导体功能的 纳米材料。当功能材料达到纳米级时，不但比表面积大幅增大，更重要 的是分子结构、物质的物理、化学性质会发生变化，这样它的功能就会发生突变。光催化在处理空气中的几点优势通过一定能量的光照射到其表面以后，能够激发并最终产生-OH，在理论

6、上是成立的、公认 的。光触媒喷液的优劣鉴别1、是否分层？用高速离心机旋转（转速15000转/秒）30分钟，静止60分钟后观察液体， 若出现分层的光触媒不含有分散剂，而未分层的光触媒一定含有分散剂。其原因是范德华力 考证，光触媒经过球磨机球磨后，再添加分散剂，是无分层现象。2、是否有残留物？盛少量光触媒到坩埚，用酒精灯进行充分加热，若残留物呈黑色灰 烬状，则含黏结剂；否则无黏结剂。优质光触媒不含黏结剂。3、是否有气味？如果打开光触媒包装的瓶盖，有酒精味、树脂味、或其它有机物气 味，则为劣质光触媒。优质光触媒为无味的水溶液。4、是否呈现中性？测酸碱度PH值。若光触媒PH值在5以下或者大于9，腐蚀

7、作用明显，可能使墙面或家具、织物表面变色。优质的光触媒产品是中性的，PH值接近7， 一般6-9之内也可以，不会对物体产生腐蚀作用。5、是否会变色？ 劣质光触媒在阳光的直射下几小时内变黑， 这是因为二氧化钛在光照下会发生光催化反应，氧化了其溶液中的有机物成分。优质光触 媒在光照下不会变色。6、是否有检测？选择光触媒产品之前必须要求光触媒生产厂家出具权威检测机构的 三份检测报告，即灭菌效果检测报告、有害物质降解效果检测报告和产品无毒试验报告，而 且，三份报告均必须印有CMA标志（国家计量认证单位标志）。在这三份报告中，尤以无毒环境检测报告最为重要。如果消费 者在选择光触媒产品时，生产商不能提供无毒

8、试验报告，就说明其光触媒产品在加工过程中 添加了其他有害物质，产品的无毒特性已经被破坏，劣质光触媒的使用存在环境和健康隐患。7、浓度鉴定。常用的光触媒喷液浓度为0.5-0.8%，有添加剂的光触媒可以达到3%以 上，但是有添加剂的光触媒表面会被添加剂部分覆盖，影响光催化性。若无添加剂，光触媒 浓度达到1%时，性能已经非常优异。优质光触媒 不含添加剂。8、粒径鉴定。光触媒的性能与二氧化钛的颗粒大小有关，颗粒越小，光催化效果越 好。目前，国内已有生产厂家可以生产小于5纳米的光触媒。9、附着鉴定。优质光触媒具有良好的附着力，喷涂凉干后即可形成一层牢固的薄膜。 二氧化钛正是通过这一膜层吸收阳光中的紫外线，并产生光催化作用的。 喷涂后能否形成薄膜，直接影响到降解效果，而膜层是否牢固又影响到产品能否持久地发挥 效力。一类劣质光触媒喷涂后无法形成膜层，干燥后迅速粉化。而另一类光触媒喷涂后虽然 可以成膜，但用湿布擦拭后立刻消失。这两类产品均无法正常发挥光触媒降解污染和灭菌作 用。消费者在选择购买前可用手指沾少量光触媒在深色桌面均匀涂抹，待凉干后观察其成膜 状态，并用湿布擦拭观察其附着力。如果产品粉化或者无法附着，即可断定产品质量不佳。