纳米“光触媒“技术.doc

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1、納米“光觸媒“技術❷什麼是納米“光觸媒”納米“光觸媒”是一種以納米級二氧化欽爲代表的具有光催化功能的半導體材料的總稱。其利用光源做催化反應，吸收紫外線（等效波長380nm）的能量後激發電子，產生電子-空穴對，並迅速移動到材料表面，啓動吸附在材料表面的，能夠將有毒有機物氧化分解，殺滅並抑制病菌再生以及淨化大氣中氮、硫的氧化物。因其特性，納米光觸媒技術必將在環境保護及人類健康方面發揮更大的作用。❷納米“光觸媒”的反應機理①銳钛礦結晶納米TiO2是一種光催化劑，由於它的半導體性質，當受到太陽光或螢光燈光中的紫外光（380nm以下）照射時，價電子帶中

2、的電子被激發到傳導帶，在TiO2原子表面產生電子（e）…正孔（h+）效應2'3）0飛出的電子&與空氣中的氧相結合，生成「0一2」。電子飛出形成的正孔h+奪取空氣裏水的電子，形成「-0H」。這種由於電子遷移效應，所產生的「CT?」與「一0H」具有極強的氧化分解能力，使與之接觸的形成惡臭與污穢的油分雜菌有害氣、體病毒、黴菌等有機化和物分解無害化，使N0x・S0x轉化定著而無害化。酸化于夕：＞(Ti02)lfil1:飛出的電子&與空氣中的氧相結合，圖2：電子飛出形成的正孔h+奪取空生成「0一2」。氣裏水的電子、形成「-0H」。圖3:這種由於電子遷移

3、效應，所產生的「OS與「-0H」具有極強的氧化分解能力，使與之接觸的形成惡臭與污穢的油分雜菌有害氣體病毒黴菌等有機化和物分解無害化，使NOX•SOX定著而無害化。❷納米“光觸媒”的功效納米“光觸媒”有抗菌防黴、空氣淨化、防汙自潔、釋放負氧離子等功效。具體爲：抗菌防黴一一二氧化钛在光照射下，產生氫氧根自由基等活性氧比常用作消毒殺菌的氯氣、次氯酸、雙氧水和臭氧等具有更強的氧化能力，發揮抗菌作用而使細菌或黴菌的繁殖中止，也使細菌或黴菌釋放出的毒索分解。空氣淨化一一納米“光觸媒”在光照下能夠分解空氣中的甲醛、苯、二甲苯等有害物質，並能將其完全分解成二

4、氧化碳和水，與傳統的除味劑、遮覆劑不同，光觸媒才是一種能徹底分解有害物質的環保材料。防汙自潔一一將光觸媒塗刷於建築物的外牆時，就可利用太陽光將氮氧化物或硫氧化物分別氧化成硝酸根離子或硫酸根離子，下雨時可將硝酸根離子或硫酸根離子沖刷下來，就這樣可持續不斷地進行光觸媒反應，從而除去大氣中的氮氧化物或硫氧化物。用光觸媒可以分解汙物，據此，可製備自淨化材料。尤其是對於一點點增加的油污或香煙焦油的效果最大。利用這些材料，可生產出應用於建築材料、外牆、窗玻璃等各種各樣的產品，推進自淨化技術的發展。釋放負氧離子一一納米“光觸媒”在陽光或燈光照射條件下，還能

5、夠釋放出負氧離子，從而營造一個更加清新自然的環境。據日本等發達國家的硏究資料論證，100平方米的納米“光觸媒”塗層表面釋放的負氧離子，可以發揮相當於4棵4米高的白楊樹的淨化空氣效果，能還人們一個真正綠色清新的生存空間。❷納米“光觸媒”應用現狀及前景在納米“光觸媒”應用現狀方面，技術領先國爲美國、日本、德國。1、美國於2001年末著重在土壤與地下水中污染物去除在光觸媒應用硏究方面，美國能源部（DOE）與數個私人公司（包含加拿大所屬公司）合作共同開發廢水處理制程，並以此爲基礎延伸發展至廢氣處理。另外，美國Sandia國家實驗室（SNL）»在其納米

6、計畫中即包含光觸媒硏究專案。其他尙有PPG公司生產的抗汙玻璃及除霧汽車後照鏡等商業產品上市。2、日本：著重在民生用品（室內空氣淨化）開發及市場化運作方面。日本三菱、豐田、大金、東陶等國際知名公司積極往家電、小型空氣淨化產品及衛浴用品等各式各樣民生用品開發。日本產總硏（AIST，原工技院）亦開發都市道路光觸媒淨化NOx廢氣技術。H本在地鐵等交通工具上都已噴塗光觸媒，並且在年檢時作爲一項檢驗標準。3、德國：著重在光觸媒工業製造方面。德國Bayer公司（Wiederhoftet.al.,1998）發展出光觸媒工業製造專利，生產1-10nm的結晶微粒

7、懸浮液。此外，商業化產品尙有DSCB生產之抗汀建材。我國雖然起步較晚但近年發展迅速，碧華公司已與國內光觸媒領域主要硏究機構包括中科院半導體硏究所，中科院生態環境硏究中心，中科院理化技術硏究所，中科院化學所膠體、介面與化學熱力學院重點實驗室，國家衛生部疾病預防控制屮心，清華大學環境品質檢測中心,北大醫學部公共衛牛學院等國家科硏機構建立長期技術合作關係。碧華公司在中國成功的施工案例，包括施工的北京奧運會鳥巢，上海世博會中國館等。''應用案例一：•VO.07・06.05(A\•U4.03.02.01.00■■■■»■-系列1OOOOOOOOO亦

8、儿厶FJLUXAJK濃度計淇日2001年9月2001年8月2001年7月2001年6月2001年5月2001年4月2001年3月2001年2月2001年1月2000