什么是光催化？

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，來產(chǎn)生催化作用，使周圍之氧氣及水分子激發(fā)成極具氧化力的自由負(fù)離子。幾乎可分解所有對人體和環(huán)境有害的有機(jī)物質(zhì)及部分無機(jī)物質(zhì)，不僅能加速反應(yīng)，亦能運(yùn)用自然界的定侓，不造成資源浪費與附加污染形成。具代表性的例子為植物的"光合作用"，吸收對動物有毒之二氧化碳，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)。在一次試驗中對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）而聞名于世，該名稱組合了藤島教授和當(dāng)時他的指導(dǎo)教師----東京工藝大學(xué)校長本多健一的名字。

　　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)時正值石油危機(jī)的背景，世人對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代方法受到了矚目，但由于很難在短時間內(nèi)提取大量的氫氣，所以利用于新能源的開發(fā)終究無法實現(xiàn)，因此在轟動一時后迅速降溫。

　　1992年第一次二氧化鈦光觸媒國際研討會在加拿大舉行，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。因此二氧化鈦相關(guān)的專利數(shù)目亦多，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)專利提出申請。二氧化鈦光觸媒的廣泛應(yīng)用，將為人們帶來清潔的環(huán)境、健康的身體。

　　物體之長度為10-6米稱為微米(Micrometer;“u”已經(jīng)被接納為一個代替“μ”來代表10-6的國際單位制符號。)，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完全而引起高表面能的現(xiàn)象。表面能量占全能量的比例大幅提高，使納米材料具吸附、光吸收、熔點變化等特性。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)時完全不參與作用，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數(shù)據(jù)只有采用BET方法檢測出來的結(jié)果才是真實可靠的，國內(nèi)目前有很多儀器只能做直接對比法的檢測，現(xiàn)在國內(nèi)也被淘汰了。目前國內(nèi)外比表面積測試統(tǒng)一采用多點BET法，國內(nèi)外制定出來的比表面積測定標(biāo)準(zhǔn)都是以BET測試方法為基礎(chǔ)的，請參看我國國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 19587-2004）-氣體吸附BET原理測定固態(tài)物質(zhì)比表面積的方法。比表面積檢測其實是比較耗費時間的工作，由于樣品吸附能力的不同，有些樣品的測試可能需要耗費一整天的時間，如果測試過程沒有實現(xiàn)完全自動化，那測試人員就時刻都不能離開，并且要高度集中，觀察儀表盤，操控旋鈕，稍不留神就會導(dǎo)致測試過程的失敗，這會浪費測試人員很多的寶貴時間。F-Sorb 2400比表面積測試儀是真正能夠?qū)崿F(xiàn)BET法檢測功能的儀器（兼?zhèn)渲苯訉Ρ确ǎ?，更重要的F-Sorb 2400比表面積測試儀是迄今為止國內(nèi)唯一完全自動化智能化的比表面積檢測設(shè)備，其測試結(jié)果與國際一致性很高，穩(wěn)定性也很好，同時減少人為誤差，提高測試結(jié)果精確性。

　　納米二氧化鈦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、金黃色葡萄球菌、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)過美國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。

文章來源：中國光催化網(wǎng)

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