光觸媒的作用及應(yīng)用

光觸媒[PHOTOCATALYSIS]是光 [Photo=Light] + 觸媒（催化劑）[catalyst]的合成詞。光觸媒是一種在光的照射下，自身不起變化，卻可以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，光觸媒是利用自然界存在的光能轉(zhuǎn)換成為化學(xué)反應(yīng)所需的能量，來(lái)產(chǎn)生催化作用，使周?chē)鯕饧八肿蛹ぐl(fā)成氧化力的自由負(fù)離子。幾乎可分解所有對(duì)人體和環(huán)境有害的有機(jī)物質(zhì)及部分無(wú)機(jī)物質(zhì)，不僅能加速反應(yīng)，亦能運(yùn)用自然界的定侓，不造成資源浪費(fèi)與附加污染形成。代表性的例子為植物的"光合作用"，吸收對(duì)動(dòng)物有毒之二氧化碳，利用光能轉(zhuǎn)化為氧氣及水。 

　　光觸媒于1967年被當(dāng)時(shí)還是東京大學(xué)研究生的藤島昭教授發(fā)現(xiàn)。 在一次試驗(yàn)中對(duì)放入水中的氧化鈦單結(jié)晶進(jìn)行了光線照射，結(jié)果 發(fā)現(xiàn)水被分解成了氧和氫。這一效果作為 “ 本多 · 藤島效果 ” （Honda-Fujishima Effect）而*，該名稱組合了藤島教授 和當(dāng)時(shí)他的指導(dǎo)教師----東京工藝大學(xué)校長(zhǎng)本多健一的名字。 

　　由于是借助光的力量促進(jìn)氧化分解反應(yīng)，因此后來(lái)將這一現(xiàn)象中 的氧化鈦稱作光觸媒。 這種現(xiàn)象相當(dāng)于將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，以 當(dāng)時(shí)正值石油危機(jī)的背景，世人對(duì)尋找新能源的期待甚為殷切， 因此這一技術(shù)作為從水中提取氫的劃時(shí)代方法受到了矚目，但由 于很難在短時(shí)間內(nèi)提取大量的氫氣，所以利用于新能源的開(kāi)發(fā)終 究無(wú)法實(shí)現(xiàn)，因此在轟動(dòng)一時(shí)后迅速降溫。 

　　1992年*次*光觸媒研討會(huì)在加拿大舉行， 日本的研究機(jī)構(gòu)發(fā)表許多關(guān)于光觸媒的新觀念，并提出 應(yīng)用于氮氧化物凈化的研究成果。因此*相關(guān)的 數(shù)目亦zui多，其它觸媒關(guān)連技術(shù)則涵蓋觸媒調(diào)配的 制程、觸媒構(gòu)造、觸媒擔(dān)體、觸媒固定法、觸媒性能測(cè) 試等。以此為契機(jī)，光觸媒應(yīng)用于抗菌、防污、空氣凈 化等領(lǐng)域的相關(guān)研究急劇增加，從1971年至2000年6月 總共有10,717件光觸媒的相關(guān)提出申請(qǐng)。*光觸媒的廣泛應(yīng)用，將為人們帶來(lái)清潔的環(huán)境、健 康的身體。

　　物體之長(zhǎng)度為 米稱為微米（Micrometer; mm），10 -9 米稱為納 米（Nanometer; nm）。各種應(yīng)用材料也將由微米逐漸進(jìn)入納米時(shí)代。 納米材料由晶粒1~100nm大小的粒子所組成。粒徑極為微細(xì)，具 有極大的比表面積，且隨著粒徑的減少，表面原子百分比提高。 在表面上由于大量原子配位的不*而引起高表面能的現(xiàn)象。表 面能量占量的比例大幅提高，使納米材料具吸附、光吸收、 熔點(diǎn)變化等特性。利用納米超微粒子技術(shù)與特性，研發(fā)出材料本身在反應(yīng)時(shí)*不 參與作用，卻可促進(jìn)并提高反應(yīng)能量，以催化目標(biāo)反應(yīng)的觸媒技 術(shù)已運(yùn)用于環(huán)境清潔作用上，促使有害或有毒物質(zhì)加速反應(yīng)成為 穩(wěn)定而無(wú)害物質(zhì)，達(dá)到環(huán)保效果。納米材料比表面積研究是非常重要的，納米材料比表面積檢測(cè)數(shù)據(jù)只有采用BET方法檢測(cè)出來(lái)的結(jié)果才是真實(shí)可靠的，國(guó)內(nèi)目前有很多儀器只能做直接對(duì)比法的檢測(cè)，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)也被淘汰了。目前國(guó)內(nèi)外比表面積測(cè)試統(tǒng)一采用多點(diǎn)BET法，國(guó)內(nèi)外制定出來(lái)的比表面積測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)都是以BET測(cè)試方法為基礎(chǔ)的，請(qǐng)參看我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 19587-2004）-氣體吸附BET原理測(cè)定固態(tài)物質(zhì)比表面積的方法。比表面積檢測(cè)其實(shí)是比較耗費(fèi)時(shí)間的工作，由于樣品吸附能力的不同，有些樣品的測(cè)試可能需要耗費(fèi)一整天的時(shí)間，如果測(cè)試過(guò)程沒(méi)有實(shí)現(xiàn)*自動(dòng)化，那測(cè)試人員就時(shí)刻都不能離開(kāi)，并且要高度集中，觀察儀表盤(pán)，操控旋鈕，稍不留神就會(huì)導(dǎo)致測(cè)試過(guò)程的失敗，這會(huì)浪費(fèi)測(cè)試人員很多的寶貴時(shí)間。F-Sorb 2400比表面積測(cè)試儀是真正能夠?qū)崿F(xiàn)BET法檢測(cè)功能的儀器（兼?zhèn)渲苯訉?duì)比法），更重要的F-Sorb 2400比表面積測(cè)試儀是迄今為止國(guó)內(nèi)**自動(dòng)化智能化的比表面積檢測(cè)設(shè)備，其測(cè)試結(jié)果與一致性很高，穩(wěn)定性也很好，同時(shí)減少人為誤差，提高測(cè)試結(jié)果性。

　　納米*光觸媒是一種在光的照射下，自身不起變化，卻可以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，就象植物的光合作用中的葉綠素。光觸媒在太陽(yáng)光或室內(nèi)熒光燈的照射下能產(chǎn)生抗菌、除臭、油污分解、防霉防藻、空氣凈化的作用。

　　光觸媒的光催化反應(yīng)

　　光觸媒的作用

　　抗菌性： 殺滅大腸桿菌、*、肺炎克雷伯氏菌、

　　 綠膿桿菌、病毒等。

　　空氣凈化： 分解空氣中有機(jī)化合物及有毒物質(zhì)：苯、甲醛、氨、TVOC等。

　　除臭 ：去除香煙臭、垃圾臭、生活臭等惡臭。

　　防霉防藻： 防止發(fā)霉、防止藻類的產(chǎn)生, 防止水垢的附著。

　　防污自潔：分解油污,自清潔。

　　光觸媒的特性

　　1.安全性

　　作為食品藥品添加劑，經(jīng)過(guò)美國(guó)FDA認(rèn)證，使用非常安全。

　　2.持久性

　　由于光觸媒只是提供了反應(yīng)的場(chǎng)所，它本身并不參與化學(xué)反應(yīng)，所以它的作用效果是持久的。