浅谈“争议的光触媒” 浅谈“争议的光触媒” 原创 空净天使 空净天使 前天 点击上面“蓝字”关注空净天使 编辑：空净天使（ID:KJTS-168） 大家好，我是空净天使！ 今天和大家谈谈网络上争议较大的“光触媒”； 光触媒就是光催化剂，指的是在光子的激发下能够起到催化作用的化学物质的统称。 在化学上，催化剂是加速化学反应的化学物质，其本身并不参与反应。 目前，能作为光触媒的材料很多，如二氧化钛(TiO2),氧化锌(ZnO),氧化锡(SnO2),二氧化锆(ZrO2)，硫化镉(CdS)等多种氧化物硫化物半导体；光触媒是否对人体有害取决于光触媒的材料。 其中,硫化镉(CdS)和氧化锌(ZnO)这两者的化学性质不稳定，会在光催化的同时发生光溶解，溶出有害的金属离子具有一定的生物毒性，而二氧化钛(Titanium Dioxide)因其氧化能力强，化学性质稳定无毒,所以已广泛用于室内环境污染的治理、食品、医药、化妆品等各种领域。 光触媒：光触媒是一种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，它涂布于基材表面，在紫外光线的作用下，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，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理;同时还具备除甲醛、除臭、抗污、净化空气等功能。 性能：一般科学意义上的光触媒是单质粉末状的，而进入市场大多是混合液态状的光触媒产品；因此，光触媒和光触媒产品这个必须要区别开来。 全面性光触媒是目前国际上最安全和最洁净的环境净化材料，在欧美和日本、韩国等区域广泛运用，美国宇航空间站净化工程、海上油污降解工程和日本公交公司消毒工程均使用光触媒进行处理。 光触媒可以有效地降解甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC等有机污染物，并具有高效广泛的消毒性能，能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理。 持续性在环境污染不严重的条件下，只要不磨损、不剥落，光触媒本身不会发生变化和损耗，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。 但如果环境污染比较严重时，一些硫酸根和硝酸根离子会影响光触媒的寿命和效果，会出现失活现象，可以通过相关技术工艺恢复活性（特殊环境）,如果不受环境影响，最直接的方法还是重新喷涂安装（比如日本公交车、高铁、飞机车厢等是间隔5年重新喷涂一次）。 光触媒的工作原理 1、二氧化钛到底是如何电离水分子的？ 就是光电效应引起的电子跃迁。 首先，你要明白什么是电磁波？ 可见光，紫外线，红外线，胸透用的X光，路由器的wifi，雷达的微波发生器，AM/FM广播；其实都属于电磁波的一种，只是波长不一样，同等功率下的电磁波，波长越短，所携带的能量越大。 资料： 光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化，也就是光能量转换成电能。 这类光致电变的现象被人们统称为光电效应（Photoelectric effect）。 光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生伏特效应。前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应。 后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。 赫兹于1887年发现光电效应，爱因斯坦第一个成功的解释了光电效应。金属表面在光辐照作用下发射电子的效应，发射出来的电子叫做光电子。光波长小于某一临界值时方能发射电子，即极限波长，对应的光的频率叫做极限频率。 临界值取决于金属材料，而发射电子的能量取决于光的波长而与光强度无关，这一点无法用光的波动性解释。还有一点与光的波动性相矛盾，即光电效应的瞬时性，按波动性理论，如果入射光较弱，照射的时间要长一些，金属中的电子才能积累住足够的能量，飞出金属表面。 可事实是，只要光的频率高于金属的极限频率，光的亮度无论强弱，光子的产生都几乎是瞬时的，不超过十的负九次方秒。正确的解释是光必定是由与波长有关的严格规定的能量单位(即光子或光量子)所组成。 光电效应里，电子的射出方向不是完全定向的，只是大部分都垂直于金属表面射出，与光照方向无关 ,光是电磁波，但是光是高频震荡的正交电磁场，振幅很小，不会对电子射出方向产生影响。 光电效应说明了光具有粒子性；相对应的，光具有波动性最典型的例子就是光的色散。 只要光的频率超过某一极限频率，受光照射的金属表面立即就会逸出光电子，发生光电效应。当在金属外面加一个闭合电路，加上正向电源，这些逸出的光电子全部到达阳极便形成所谓的光电流。 在入射光一定时，增大光电管两极的正向电压，提高光电子的动能，光电流会随之增大。但光电流不会无限增大，要受到光电子数量的约束，有一个最大值，这个值就是饱和电流。 所以，当入射光强度增大时，根据光子假设，入射光的强度（即单位时间内通过单位垂直面积的光能）决定于单位时间里通过单位垂直面积的光子数，单位时间里通过金属表面的光子数也就增多，于是，光子与金属中的电子碰撞次数也增多，因而单位时间里从金属表面逸出的光电子也增多，饱和电流也随之增大。 简单来说：只有当照射光的频率达到被照物的极限频率时才可以会产生电流！ 2、光触媒是如何分解甲醛的？ 光触媒的核心机理是电子跃迁引起的高压放电，从而电离空气中的水分子，生成了带有负电荷的超氧自由基。 纳米级二氧化钛拥有优良的半导体特性，温度越高，导电效果则越好，晶体结构越小，发生电子跃迁所需要的能量越少。 所以理论上，纳米级的二氧化钛相比大块结晶的二氧化钛更容易发生电子跃迁。 锐钛型的二氧化钛晶体结构相比其他晶体结构的二氧化钛更容易形成电极。 大家先来了解一下波长； 频率介于可见光和X射线之间的电磁波 紫外线(Ultraviolet)是电磁波谱中波长为400~10nm辐射的总称，不能引起人们的视觉。频率比蓝紫光高的不可见光，英语中ultra-意为意为高于,超越。 1801 年德国物理学家里特发现:在日光光谱的紫端外侧一段能够使含有溴化银的照相底片感光，从而发现了紫外线的存在。 紫外线可以用来灭菌，不过，过多的紫外线进入人体内会导致皮肤癌。 紫外线是阳光中波长为400~10纳米(nm)的光线。英语为ultraviolet，ultra-意为高于,超越。太阳光谱上紫外线的频率高于可见光线。可以分为UVA(紫外线A，波长400~320纳米，低频长波)、UVB(波长320~280纳米，中频中波)、UVC(波长280~100纳米，高频短波)、EUV(100~10纳米，超高频)4种。 其中，UVA的致癌性最强，晒红及晒伤作用是UVB的1000倍。UVC则一般会被臭氧层阻隔。IR(Infrared)是红外线，可造成晒红、微血管扩张、皮肤炎，并促进紫外线的致癌性。紫外线照射会让皮肤产生大量自由基，导致细胞膜的过氧化反应，使黑色素细胞产生更多的黑色素，并往上分布到表皮角质层，造成黑色斑点。紫外线可以说是造成皮肤皱纹、老化、松弛及黑斑的最大元凶。 紫外线照射人体时，能促进人体合成维生素D，以防止患佝偻病，经常让小孩晒晒太阳就是这个道理。紫外线还具有杀菌作用，医院里的病房就利用紫外线消毒。但过强的紫外线会伤害人体，应注意防护。 紫外线是由原子的外层电子受到激发后产生的。自然界的主要紫外线光源是太阳，太阳光透过大气层时波长短于 290nm 的紫外线为大气层中的臭氧吸收掉。 由于二氧化钛的白色特性，导致它可吸收的电磁波波段很少； 目前论证的也仅限于380nm左右的长波紫外线，对于其他波段的电磁波，基本都是反射回去的，大部分无法吸收； 一些不良商家基于商业利益浑水摸鱼，采用普通的光触媒配合胶黏剂生产出来的光触媒产品，直接作用于室内做空气净化治理，实际效果可想而知，微乎其微； 网络上经常会出现某某某某场所进行光触媒治理无效的言论信息就是这么来的，也是低价假治理的代名词，成本低自然就可以做到低价。 因为家庭、办公场所室内能接收的紫外线实在不能够满足光触媒持续有效分解长期释放出来的甲醛等有害气体，达不到治理效果就是铁打的事实存在。 光触媒没有卵用就被名正言顺，同时也被没有采用光触媒治理的不良商家作为反面宣传其产品，把所有的光触媒产品一棍子打死； 光触媒真的可以除甲醛（室内污染空气防控治理）吗？ 无风不起浪，为什么90%治理公司都是采用光触媒进行治理？ 答案很简单，就是好的光触媒产品治理效果是科学长效的。 只是“此光触媒”与“彼光触媒”不管从科技含量还是产品质量都是天差地别的；好比是淘宝的正品-A货-B货，一分钱一分货。 从上面光触媒特性可以看出，普通的光触媒需要在紫外线条件下才能有效工作；因此，基于光触媒的安全、持久、耐候性，科研技术人员在纳米级二氧化钛光触媒原材料里面添加了其他材料用以改变光波在（400nm-700nm）可视光条件下，可以有效分解甲醛等有害气体，从而达到达到治理目的；解决光触媒只能在紫外线条件下延长到可视光条件同样能有效工作的不足缺陷问题；从而延长光触媒的有效工作时间。 因此，在这里提醒大家，室内污染空气防控治理，如果选择光触媒，必须选择有可视光功能的光触媒； 下面谈谈两个比较有特色、高效的治理产品，并进行比对； 北极光光触(媒)/製品名／NWコート「HM-05」 PIAJ认证：登録番号／2012-0011 株式会社 ナノウェイヴ 紫外光： JIS番号R1701-2 (2016) 可視光応答型： JIS番号R1751-2 (2013) 光触媒性能評価試験法のJIS/ISO制定状況(カッコ内は制定年度あるいは最新改訂年度) (2019年4月現在 光触媒工業会標準化委員会調べ) ※AWI（新規業務項目）→WD（作業原案）→CD（委員会原案）→DIS（国際規格原案）→FDIS（最終国際規格原案）→ISO制定のステップ 磷灰石的绝缘层,所以具备甲醛等有害物质的吸附效果。光不仅正确之间,夜间也不属于光的细菌和气味等有机物的吸附抓到,光从这些物质的分解,所以效果出众。 アパタイトを被覆しているので、ホルムアルデヒドなどの有害物質の吸着効果を備えています。光が当たっている間だけでなく、光の当たらない夜間にも細菌や臭い等の有機物を吸着し捕まえておいて、光が当たってからそれらの物質を分解していくので効果抜群です。 家庭、宾馆、办公室、医院、学校、福利设施、卡拉ok室等的装修使用。 家庭、ホテル、オフィス、病院、学校、福祉施設、カラオケルーム等の内装にご利用いただけます。 半金属和敝公司的商标,氧化钛金属dope(乐队),可视光领域中也发挥效果。产业技术综合研究所和开发。 ハーフメタルとは弊社の商標で、酸化チタンに金属をドープすることにより可視光領域においても効果を発揮します。産業技術総合研究所と開発 一般来说,光触媒活性酸素的工作中有机物的分解,相反,基础材料也会让劣化。磷灰石绝缘层二氧化钛,二氧化钛磷灰石绝缘层,直接接触基础材料上,因此没有被基材料劣化。 一般的に、光触媒は活性酸素の働きで有機物を分解する反面、基材をも劣化させてしまいます。アパタイト被覆二酸化チタンは、二酸化チタンにアパタイトを被覆することにより、直接基材に触れることが無いため、基材は劣化されにくくなります。 甲醛：ホルムアルデヒド 乙醛：アセトアルデヒド 甲苯：トルエン 食品级安全性：无毒、无害，对人体安全可靠，不会产生二次污染。二氧化钛是FDA（美国食品及药物管理局）规定可作为所有食品着色剂使用。 安全测试图表 荃芬甲醛清除剂/製品名／GRAFTON GRAFTON甲醛清除剂专利技术； 除醛效率高；持久性、安全性好。 产品为氨基高分子聚合物，因采用放射线照射生成技术而取得日本专利（专利第除醛效率高：产品1g可高效清除30.1mg甲醛。相当于1g产品可将100㎡室内甲醛浓度从0.2mg/m³降低至0.08 mg/m³。（在室高2.5米，不再有甲醛释放的理想条件下） 经日本环境研究株式会社《产品效果及持续作用年限试验报告》：产品有效性可持续安全性好：产品的测试成绩通过了日本生物科学中心《口服毒性试验》、《皮肤刺激性试验》、《眼粘膜刺激性试验》。证明产品安全、无毒、无害、无刺激性。 官能团，是决定有机化合物的化学性质的原子或原子团。常见官能团烯烃、醇、酚、醚、醛、酮等。有机化学反应主要发生在官能团上，官能团对有机物的性质起决定作用，-X、-OH、-CHO、-COOH、-NO2、-SO3H、-NH2、RCO-，这些官能团就决定了有机物中的卤代烃、醇或酚、醛、羧酸、硝基化合物或亚硝酸酯、磺酸类有机物、胺类、酰胺类的化学性质。 小编建议大家：搬新房住新家，一定要先检测室内空气污染指数，确保合格再安全入住，这是给家人的一个健康保险，如果超标一定要先进行科学长效治理！ 品质生活，健康呼吸！ ▼ 更多精彩推荐，请关注我们 ▼ 空 净 天 使