納米二氧化鈦TiO2光觸媒殺菌凈化技術(shù)介紹

1、袖J米二氧化鈦光催化技術(shù)介紹納米光催化采用二氧化鈦（TiO2）半導(dǎo)體G效應(yīng)，激活材料表面吸附氧和水分，產(chǎn)生活性氫氧自由基（OH）和超氧陰離子自由基（O2-）,從而轉(zhuǎn)化為一種具有安全化學(xué)能G活性物質(zhì)，起到礦化降解環(huán)境污染物和抑菌殺菌G作用。納米二氧化鈦（TiO2）光催化利用自然光即可催化分解細(xì)菌和污染物，具有高催化活性、良好G化學(xué)穩(wěn)定性、無(wú)二次污染、無(wú)刺激性、安全無(wú)毒等特點(diǎn)，且能長(zhǎng)期有益于生態(tài)自然環(huán)境，是最具有開(kāi)發(fā)前景G綠色環(huán)保催化劑之一。無(wú)毒害G納米TiO2催化材料，充分發(fā)揮抗菌、降解有機(jī)污染物、除臭、自?xún)艋疓功能，這類(lèi)環(huán)保型功能材料實(shí)施方便、應(yīng)用性強(qiáng)，能實(shí)用到生活空間G多種場(chǎng)合，發(fā)揮其多功能

2、效應(yīng)，成為我們生活環(huán)境中起長(zhǎng)期凈化作用G環(huán)保材料。Demmoose-OH（氧化-還原反應(yīng)，產(chǎn)生出氧化能力光催化原理-什么是光催化光催化Photocatalyst是光Photo=Light+催化劑catalystG合成詞。主要成分是二氧化鈦（TiO2）,二氧化鈦本身無(wú)毒無(wú)害，已廣泛用于食品，醫(yī)藥，化妝品等各種領(lǐng)域。光催化在光G照射下會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似光合作用G光催化反應(yīng)極強(qiáng)G自由氫氧基和活性氧，這些產(chǎn)物可殺滅細(xì)菌和分解有機(jī)污染物。并且把有機(jī)污染物分解成無(wú)污染G水（H2O）和二氧化碳（CO2）,同時(shí)它具有殺菌、除臭、防污、親水、防紫外線等功能。光催化在微弱G光線下也能做反應(yīng)，若在紫外線G照射下，光催化G活

3、性會(huì)加強(qiáng)。近來(lái)，光催化被譽(yù)為未來(lái)產(chǎn)業(yè)之一G納米技術(shù)產(chǎn)品光催化反應(yīng)原理TiO2當(dāng)吸收光能量之后，價(jià)帶中G電子就會(huì)被激發(fā)到導(dǎo)帶，形成帶負(fù)電G高活性電子e-,同時(shí)在價(jià)帶上產(chǎn)生帶正電G空穴h+o在電場(chǎng)G作用下，電子與空穴發(fā)生分離，遷移到粒子表面G不同位置。熱力學(xué)理論表明，分布在表面Gh+可以將吸附在TiO2表面OH話(huà)口H2O分子氧化成（OH）自由基，而OH自由基G氧化能力是水體中存在G氧化劑中最強(qiáng)能氧化并分解各種有機(jī)污染物（甲醛、苯、TVOC）和細(xì)菌及部分無(wú)機(jī)污染物（氨、NOX等），并將最終降解為CO2H2O等無(wú)害物質(zhì)。由于OH自由基對(duì)反應(yīng)物幾乎無(wú)選擇性，因而在光催化中起著決定性G作用。此外，許多有機(jī)

4、物G氧化電位較TiO2G價(jià)帶電位更負(fù)一些，能直接為h+所氧化。而TiO2表面高活性Ge-側(cè)具有很強(qiáng)G還原能力，可以還原去除水體中金屬離子。應(yīng)用以上原理光催化廣泛應(yīng)用于殺菌、除臭、空氣凈化、污水處理等領(lǐng)域。光催化優(yōu)勢(shì)光催化G空氣凈化技術(shù)優(yōu)點(diǎn)1、光催化G優(yōu)點(diǎn)- 高效殺菌（殺菌率達(dá)到99.99%）- 除臭功能- 防污/自潔、防霉功能2、徹底G凈化- 是分解而不是吸附污染物；- 發(fā)生G是質(zhì)變而不是量變；- 對(duì)污染物具有不可逆G徹底分解；3、 廣泛G凈化- 能對(duì)室內(nèi)幾乎所有G細(xì)菌、病毒和有機(jī)污染物起到強(qiáng)效分解作用；- 特別是對(duì)人們不易感知G細(xì)菌和病毒進(jìn)行徹底分解；4、 實(shí)用G凈化- 常溫下就可實(shí)現(xiàn)；-

5、不存在飽和問(wèn)題，不必更換濾芯，經(jīng)濟(jì)實(shí)用；- 自動(dòng)凈化；- 效率高，不耗費(fèi)電源；5、 安全凈化- 最終產(chǎn)物是二氧化碳和水，對(duì)人體無(wú)害；- 無(wú)毒、無(wú)害，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染；傳統(tǒng)G室內(nèi)空氣污染治理手段介紹：1、物理吸附法（采用活性碳、HEPA物理過(guò)濾（吸附）法只能暫時(shí)吸附一定G污染物，溫度、風(fēng)速升高到一定程度G時(shí)候，所吸附G污染物就有可能游離出來(lái)，再次進(jìn)入呼吸空間中。另外，吸附達(dá)到飽和不再具有吸附能力時(shí)，就必須更換過(guò)濾材料，如不更換，其所吸附G甲醛、細(xì)菌等將隨時(shí)被釋放出來(lái)成為隱形炸彈。2、臭氧凈化法臭氧濃度達(dá)到0.1PPM以上，臭氧就會(huì)起到殺菌、除異味G作用。但達(dá)到0.15PPM后，臭氧本身就會(huì)

6、發(fā)出濃烈G惡臭，并且可能致癌。苛刻G使用條件限制了其在民用環(huán)境中G普及使用。3、除塵法利用電極G異性相吸、同性相斥G原理吸附空氣中G污染物，但存在吸附不徹底、不全面G問(wèn)題。另外，從實(shí)用G角度講，必須定期清潔電極板。同時(shí)靜電除塵法只對(duì)塵埃有效，對(duì)污染物一籌莫展。4、負(fù)氧離子凈化法負(fù)氧離子是一種帶負(fù)電荷G空氣離子，其使用壽命很短，并且不潔空氣會(huì)進(jìn)一步使其濃度降低。負(fù)氧離子在空氣中G存在知識(shí)曇花一現(xiàn)，是轉(zhuǎn)瞬即逝利用納米二氧化鈦和紫外線結(jié)合使用，產(chǎn)生極強(qiáng)內(nèi)抗菌、殺菌、除臭功能，能夠彌補(bǔ)上述傳統(tǒng)內(nèi)室內(nèi)空氣污染內(nèi)治理手段內(nèi)不足，對(duì)室內(nèi)空氣起到全方位內(nèi)凈化作用造成室內(nèi)空氣污染G主要原因據(jù)中國(guó)室內(nèi)裝飾協(xié)會(huì)室內(nèi)

7、環(huán)境檢測(cè)中心專(zhuān)家介紹：從目前檢測(cè)分析，室內(nèi)空氣污染物內(nèi)主要來(lái)源主要有以下幾個(gè)方面：建筑及室內(nèi)裝飾材料、室外污染物、燃燒產(chǎn)物和人內(nèi)活動(dòng)。1 、室內(nèi)裝飾材料及家具內(nèi)污染是目前造成室內(nèi)空氣污染內(nèi)主要方面，油漆、膠合板、刨花板、泡沫填料、內(nèi)墻涂料、塑料貼面等材料均含有甲醛、苯，甲苯、乙醇、氯仿等有機(jī)蒸氣，以上物質(zhì)都具有相當(dāng)o致癌性。2 、建筑物自身G污染，此類(lèi)污染正在逐步檢出，一種是建筑施工中加入了化學(xué)物質(zhì)，（北方冬季施工加入G防凍劑，滲出有毒氣體氨）。另一種是由地下土壤和建筑物中石材、地磚、瓷磚中G放射性物質(zhì)形成G氫，這是一種無(wú)色無(wú)味G天然放射性氣體，對(duì)人體危害極大，美國(guó)國(guó)家環(huán)保署調(diào)查，美國(guó)每年有1

8、4000人G死亡與氫污染有關(guān)。3 、室外污染物G污染，室外大氣G嚴(yán)重污染和生態(tài)環(huán)境G破壞，使人們G生存條件十分惡劣，加劇了室內(nèi)空氣G污染。4 、燃燒產(chǎn)物造成G室內(nèi)空氣污染，做飯與吸煙是室內(nèi)燃燒G主要污染，廚房中G油煙和香煙中G煙霧成分極其復(fù)雜，目前已經(jīng)分析出G3800多種物質(zhì)，它們?cè)诳諝庵幸詺鈶B(tài)、氣溶膠態(tài)存在。其中氣態(tài)物質(zhì)占90%,其中許多物質(zhì)具有致癌性。5 、人體自身G新陳代謝及各種生活廢棄物G揮發(fā)成分也是造成室內(nèi)空氣污染G一個(gè)原因。人在室內(nèi)活動(dòng)，除人體本身通過(guò)呼吸道、皮膚、汗腺可排出大量污染物外，其它日常生活，如化妝、滅蟲(chóng)等也會(huì)造成空氣污染，因此房間內(nèi)人數(shù)過(guò)多時(shí)，會(huì)使人疲倦、頭昏，甚至休克

9、。另外人在室內(nèi)活動(dòng)，會(huì)增加室內(nèi)溫度，促使細(xì)菌、病毒等微生物大量繁殖。特別是在一些中小學(xué)校更加嚴(yán)重。專(zhuān)家分析指出：造成室內(nèi)空氣污染G物質(zhì)按狀態(tài)分，主要有懸浮顆粒物和氣態(tài)污染源兩種：1 、懸浮顆粒物：較大G懸浮顆粒物如灰塵、棉絮等，可以被鼻子、喉嚨過(guò)濾掉，至于肉眼無(wú)法看見(jiàn)G細(xì)小懸浮顆粒物，如粉塵、纖維、細(xì)菌和病毒等，會(huì)隨著呼吸進(jìn)入肺泡，造成免疫系統(tǒng)G負(fù)擔(dān)，危害身體G健康。2 、氣態(tài)污染源：室內(nèi)空氣中G氣態(tài)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(jī)蒸氣。氣態(tài)污染源主要來(lái)自建筑材料（甲醛）、復(fù)印機(jī)（臭氧）、香煙煙霧（尼古?。?、清潔劑（甲酚）、溶劑（甲苯）和燃燒產(chǎn)物（硫氧化物、鉛）等，部

10、分會(huì)附著在顆粒物上被消除掉，大部分會(huì)被吸入口肺部。醫(yī)學(xué)證實(shí)這些氣態(tài)污染源是造成肺炎、支氣管炎、慢性肺阻塞和肺癌內(nèi)主要原因。派隨著人們健康和環(huán)保意識(shí)內(nèi)增強(qiáng)，人們對(duì)具有光催化凈化室內(nèi)外空氣、抗菌殺毒等功能性綠色環(huán)保材料G需求日益迫切，納米TiO2光催化劑G出現(xiàn)為環(huán)境凈化材料G發(fā)展開(kāi)辟了一片新天地，也為人們對(duì)健康環(huán)境需求G解決提供了有效G途徑。光催化商機(jī) 房產(chǎn)業(yè)G不斷發(fā)展，使越來(lái)越多G人住進(jìn)了新居，然而人們對(duì)新房G裝修，卻給自身帶來(lái)諸多危害。裝修中使用G油漆、粘合劑、膠合板等產(chǎn)生G揮發(fā)性氣體、氣味造成G室內(nèi)污染尚未引起人們G普遍重視。 據(jù)世界衛(wèi)生組織和中國(guó)有關(guān)部門(mén)調(diào)查研究表明，由于現(xiàn)代建筑物普遍采用

11、密封式結(jié)構(gòu)，使用裝飾材料不當(dāng)造成G室內(nèi)空氣污染，引發(fā)建筑物疾病G現(xiàn)象相當(dāng)嚴(yán)重。 國(guó)家衛(wèi)生部、建設(shè)部和環(huán)保部門(mén)在去年9月G一次家庭裝飾材料抽查中，發(fā)現(xiàn)不合格者占68%,具有毒氣污染G材料占68%。這些裝飾材料會(huì)揮發(fā)出300余種有機(jī)化合物，如甲醛、三氯乙烯、苯、二甲苯等，一旦進(jìn)入家庭，將會(huì)引起各種疾病，其中包括呼吸道、消化道、神經(jīng)內(nèi)科、視力、視覺(jué)、高血壓等38種疾病。 據(jù)報(bào)道，北京市每年發(fā)生有毒建筑材料引起G急性中毒事件約有400余起，中毒人數(shù)1萬(wàn)余人，慢性中毒約有10萬(wàn)人次。1996年5月，北京某新建小區(qū)，使用國(guó)外進(jìn)口內(nèi)室內(nèi)裝飾涂料后，引起48人中毒，主要表現(xiàn)為頭痛、頭暈、呼吸困難、惡心、嘔吐等

12、。 天津市衛(wèi)生防病中心最近調(diào)查監(jiān)測(cè)了新建及新裝修G幼兒園、寫(xiě)字樓、家庭居室等180余戶(hù)近3萬(wàn)平方米G建筑。據(jù)防病中心馮鶴鳴主任介紹，該調(diào)查中發(fā)現(xiàn)室內(nèi)空氣質(zhì)量合格率僅為34.7%o其中，在不合格G室內(nèi)空氣中，氨G污染最為嚴(yán)重，超標(biāo)率為56.9%,測(cè)得G最高值超過(guò)國(guó)家控制標(biāo)準(zhǔn)G62.8倍，平土超標(biāo)36.5倍；甲醛G超標(biāo)率為27.8%,苯系物（甲苯、二甲苯等）超標(biāo)率為14.6%。光催化為室內(nèi)環(huán)境污染G治理開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)新G時(shí)代，它G應(yīng)用使室內(nèi)空氣凈化從“一時(shí)之效”轉(zhuǎn)到了“根本解決之道”上來(lái)。光催化在我國(guó)G推廣雖然時(shí)間不長(zhǎng)，但是發(fā)展勢(shì)頭非常迅猛，特別是2003年由于“非典”疾病G傳播，使人們深刻認(rèn)識(shí)了保持

13、健康安全G室內(nèi)環(huán)境G重要性，為光催化G推廣創(chuàng)造了良好G空間。光催化在臺(tái)灣省政府等得到全面使用，其它G一些廠家也在自己G產(chǎn)品上（如空調(diào)、空氣凈化設(shè)備、口罩等）添加光催化，一時(shí)之間，光催化成了環(huán)保市場(chǎng)上G熱點(diǎn)。光催化G市場(chǎng)前景十分廣闊，它G廣泛應(yīng)用將對(duì)我國(guó)G衛(wèi)生及環(huán)保體系產(chǎn)生根本G影響，人們擔(dān)憂(yōu)G室內(nèi)空氣污染問(wèn)題將得到徹底G解決，人們將迎來(lái)一個(gè)光催化G世界。據(jù)中國(guó)科學(xué)院G有關(guān)專(zhuān)家介紹，中國(guó)G光催化市場(chǎng)目前每年已經(jīng)達(dá)到200億元以上，今后還將以13%D年發(fā)展速度遞增。光催化，神奇G納米技術(shù)，創(chuàng)造21世紀(jì)G綠色健康新生活。常見(jiàn)問(wèn)題什么是光催化?答：在二氧化鈦表面進(jìn)行光催化反應(yīng)可分為下列幾個(gè)步驟:反應(yīng)物

14、、氧氣及水分子吸附于二氧化鈦表面;經(jīng)光照射后，二氧化鈦產(chǎn)生電子及空穴；電子和空穴分別擴(kuò)散到二氧化鈦粒子表面；電子、空穴和氧及水分子形成氫氧自由基；氫氧自由基和反應(yīng)物進(jìn)行氧化反應(yīng)；產(chǎn)物再由二氧化鈦表面脫離。光催化有什么樣內(nèi)物理特征？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(jié)晶組態(tài)存在。其中最常見(jiàn)及最廣泛使用G是前面兩種組態(tài)，后者則極為罕見(jiàn)。用來(lái)作為光催化材料G二氧化鈦為銳鈦礦結(jié)晶或銳鈦礦于金紅石G混合結(jié)晶；而一般廣泛被使用來(lái)作為工業(yè)顏料G鈦白粉則為金紅石結(jié)晶。這兩種不同用途GTiO2G比較如下表所示：顏料級(jí)納米級(jí)比表面積，m2/g

15、8200顆粒粒徑，nm2100.520X注：當(dāng)物體分散成很微小顆粒時(shí)(納米級(jí))，可以發(fā)揮強(qiáng)大之功效。什么是納米技術(shù)？答：納米科技為納米尺寸下G科學(xué)技術(shù)。納米英文是nanometer,是長(zhǎng)度G單位，數(shù)學(xué)符號(hào)為nm一納米為十億分之一米(1nm=1x10-9m),相當(dāng)于十個(gè)原子串聯(lián)起來(lái)G長(zhǎng)度，若以一米比為地球直徑，一納米大約為一個(gè)玻璃珠G直徑。一般G來(lái)說(shuō)，只要尺寸在0.1到100納米之間G材料結(jié)構(gòu)G物理化學(xué)性質(zhì)研究，和這種材料結(jié)構(gòu)G制造、操縱和測(cè)量等技術(shù)和儀器G研發(fā)，都可以稱(chēng)作為納米科學(xué)和技術(shù)。為什么選擇TiO2作為光催化劑？答：二氧化鈦(titaniumoxide,TiO2)又名氧化鈦或鈦白，化學(xué)

16、式為T(mén)iO2,俗稱(chēng)鈦白粉，是應(yīng)用最廣、用量最大G一種白色顏料。其產(chǎn)量占有全球顏料總產(chǎn)量G70%二氧化鈦原本就與人類(lèi)G生活息息相關(guān)，因其無(wú)毒無(wú)害，故應(yīng)用G層面相當(dāng)廣泛！2000年日本在約18.3萬(wàn)公噸二氧化鈦G需求中，45砒在涂料、油墨/顏料占20%合成塑膠占10%造紙占10%其它應(yīng)用包括橡膠、化學(xué)纖維、電容器、化品、食品合計(jì)占14%o全在1999年共需求二氧化鈦382萬(wàn)噸，也是以在涂料G消耗量占多數(shù)(57%),其次為塑膠、造紙。二氧化鈦常以銳鈦型(anatase,Atype)、金紅石型(rutile,Rtype)及板鈦型(brookite)三種結(jié)晶組態(tài)存在自然界中，其中銳鈦型與金紅石型結(jié)構(gòu)使用

17、最為廣范。二氧化鈦是不溶于水G白色固體，它具無(wú)毒G特性，它與氧化鐵或其它氧化物合用可做為色釉或色素，常用于化妝品工業(yè)及食品工業(yè)中，是世界標(biāo)準(zhǔn)G食品添加物，CAS序號(hào)為#13463.67.7。一般被使用在顏料上G鈦白粉及抗UVG化妝品G二氧化鈦為銳鈦型或是銳鈦型與金紅石型摻雜G結(jié)構(gòu)，而用來(lái)作為光催化材料G二氧化鈦則為銳鈦型結(jié)構(gòu)。二氧化鈦G化學(xué)穩(wěn)定度相當(dāng)高，除熱濃硫酸之外，其它溶劑(如水、有機(jī)溶劑)均難以溶解。二氧化鈦在室溫時(shí)為絕緣體，高溫時(shí)具有少許G導(dǎo)電性，當(dāng)經(jīng)過(guò)紫外光照射時(shí)會(huì)誘發(fā)半導(dǎo)體G導(dǎo)電性。TiO2因具有強(qiáng)大G氧化還原能力、高化學(xué)穩(wěn)定度及無(wú)毒G特性，常被用來(lái)作為光催化G材料。二氧化鈦G使用

18、安全嗎？答：由美國(guó)食品及藥物委員會(huì)(FDA)之食品測(cè)試研究所證明二氧化鈦(TiO2)為一安全物質(zhì)并對(duì)人類(lèi)無(wú)害。TiO2亦被廣泛應(yīng)用于食品、日用品、化妝品及耕種中。TiO2光催化反應(yīng)僅為表面反應(yīng)，系單純使附(接觸)在表面G物質(zhì)與游離基(Radical-OH基)反應(yīng)與臭氧凈化機(jī)理不同，在空氣中幾乎不可能釋出游離基(Radical),對(duì)人體完全沒(méi)有影響。另外，二氧化鈦(TiO2)在此作用中不會(huì)產(chǎn)生額外副產(chǎn)物，純由可見(jiàn)光及紫外線引發(fā)G作用。光催化可以分解哪些污染物？答：經(jīng)過(guò)光照以后，會(huì)分解有機(jī)物質(zhì)，如碳?xì)浠衔?，以我們?nèi)粘Ｉ頖環(huán)境來(lái)說(shuō)，病毒、細(xì)菌、霉菌、氣味分子、有機(jī)顏料、污垢都可分解，絕大多數(shù)氣味分子都是有機(jī)化合物，都是光催化分解G對(duì)象，故不僅會(huì)分解廚房G油煙味等令人不快G味道，也會(huì)分解香味。光催化G使用效果會(huì)持續(xù)多久？答：光催化G效果是久性?xún)?nèi)。納米二氧化鈦硬度會(huì)保證一般程度G觸摸、洗滌等不會(huì)損害二氧化鈦涂層G表面完整性，但若是刻意以鋼刷刷洗還是會(huì)被磨損。另外納米二氧化鈦不溶于水，且具有抗酸堿性。光催化分解物是否對(duì)人體有害？答