光触媒氧化钛.docx

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1、光触媒（氧化钛）高履泰译（北京建筑工程学院）关键词：光触媒氧化钛防污荧光灯去臭1前言近年东京大学藤岛教授等人提出了"光触媒对于一般环境的作用"，经过8年后，本年度由东京大学举办了第6届光触媒讨论会。其间，由于光触媒是氧化钛，属于一般材料；又利用光来分解有机物，在其纯洁的形象和效果方面具有广泛的应用性，各行业都用它进行了开发材料或制品，同时应用范围还扩展到最早将隧道用灯具用作照明制品、室外或室内灯具以及附光触媒的荧光灯等方面。本文将介绍光触媒用作隧道用灯具以后应用于照明制品的现状及今后动向。2光触媒（氧化钛）的原理及其

2、应用光触媒的重大特征在于它的强大的氧化力。图1表示简单的氧化钛光触媒反应机构的模式图。光触媒具有下列的作用：吸收相当于带隙能量以下的光能，使表面发生光激励而产生电子（e-）和正孔（h+）。（氧化钛的带隙为3.0eV，因此换算为波长时，大约在400nm以下。）工在受光照射而生成的电子-正孔中，电子消耗于空气中氧的还原，正孔则将吸附物质氧化•分解这些吸附物质（例如有机物（R））的作用，可用于图2所示的空气净化、防污、抗菌。光解媒反应是在接触于表面时发生的表面反应，因此当空气净化时表面积会增大，凡接触于活性表面的附着概率高

3、的，其去臭效果要高。与此相反，当防污、抗菌时，它们却是难于附着的构造，则以表面积小、附着概率低的为宜。另外，最近渡边等人①发现在以往的氧化分解型光触媒反应以外，还有超亲水性现象。这就是光照射到氧化钛表面时，便呈现接触角几乎为0度的超亲水性能持续几小时到一周左右；对于油，也有亲合力非常高的性质。如图3所示，在发现超亲水性反应的早期过程中，由光激励而致氧化钛内部产生的电子将氧化钛本身的表面还原的反应，可以考虑是本质的，一般对于环境的作用是防雾或室外防污。EBi附著+分解敛學軒的表面构造聂面祝大胡老陽塞*袁聞上股着的楙瓶f

4、分解效耶好的叢彊枸15XZL表询积小*•«*小防污，肌苗Q2害肄光融嫌作用廉其蹟应的衰而照明制品的光触媒材料几乎是以涂膜化的使用，可按适合要求的用途来选用。例如在要求高强度涂膜之处用溶胶•凝胶法形成的高温烧结膜并不过于要求强度，而重视量产性时，基板为塑料等，就不能烧成微粒子溶胶膜。又希望防止因填料而致涂膜脱落，则可选用低温硬化接触层与光触媒层的双层构造涂膜。而且为了控制降低明亮度，这些涂膜几乎都是透明的。ar中HjOdgH、r/f/(HTiQj的起糜水ft机构3室外附光触媒的灯具室外环境对光触媒来说是可发挥其特性

5、的最好环境。在晴天，日光激活光触媒，能分解含在大气中排放气体等的油分；在雨天，能冲洗尘埃。图4所示是室外灯具的一个部位，由于这样反复进行，表现出显著的防污效果。在这里放置期间约为6个月，污染成分如图5所示。M4■挣RT洱的蚁期海忻机物+*CE(St)曰无机粉ffi?的庭廿现在利用这样的效果应用于路灯、街道灯、门廓灯等的灯具方面。正在流传着这样的信息:除了保持它们的明亮度以外，还要保持外观，甚至涂成球状。不仅限于灯具，即使以室外防污为目的之处，如建筑物的外墙或帐篷等，同样能得到好的成绩，为了减少维修费用，而要增加光触媒

6、涂膜。■-1室内附光触媒的灯具室内附光触媒的灯具可适应各自使用的环境来选用它的作用效果。照明设施用的灯具的目的是利用光触媒分解附于反射板上的烟脂等有机物污垢，保持明亮度，减少维修费用。图6是在工厂休息室即吸烟室中大约11个月使用灯具反射板的分光反射比。图6附光融嫌荧光灯灯具的反附It变牝对明亮度有很大影响的反射板的反射比，与通常灯具（无光触媒）有所减少相比，附光触媒灯具则能保持而有效果。附光触媒的反射板侧面（光照射不到的地方）与无光触媒涂膜相比，反射比反而降低。这是由于氧化钛涂膜易于吸附烟脂，灯具侧面激活光触媒的光量

7、不足，以致吸附污垢量超过分解量的缘故。此外是相对照度没有影响的地方。会产生外观不良的问题，因而使用场所有局限性。但是它能减少维修费用，是有魅力的。如果能解决技术问题，预期会有广阔的用途②。室内环境与室外相比，光触媒需要低于400nm的光量少，因此不适于分解大量有机物。但是由于它分解数ppm以下的臭味有机气体著有效果，现正进行住宅用兼有去臭效果的灯具的商品化。特别是光触媒是伴随着近年来住宅气密化而产生的化学物质过敏症的原因之一，对新建材或粘合剂中所含的醛激素的分解力高，因此为了从居住空间分解除去它或消除生活臭气，在灯罩

8、或反射板上涂好光触媒制成吸顶灯灯具或学习用桌灯，又利用附光触媒的纸形纤维制成日式灯具，进行商品化。由于灯具本身不能使空气积极地循环，与空气净化机相比，除去率低，是一个问题，但是仅以点灯照明，至少能分解有害气体或臭味，还是有充分的附值的。特别是最近已经商品化的吸顶灯灯具，为了免除防碍空气循环，正在灯罩和反射板之间设计出来空隙。5附光触媒的荧光灯在