武汉新房业主必知：神奇的光触媒大揭秘

 

武汉的新房业主们，今天咱们来好好唠唠光触媒！

 

光触媒是用纳米级二氧化钛代表的，有光催化功能的光半导体材料的统称。把它涂在材料表面，有紫外线的时候，就能超强降解：能把空气中有毒有害的气体干掉；能杀好多细菌，还能把细菌或真菌放的毒给分解无害化；同时能除甲醛、除臭、抗污、净化空气。

 

光触媒是咋来的？

 

1967 年，日本东京大学的本多建一教授和他的学生藤岛昭发现，用光照二氧化钛电极能搞水电解反应。这就是最早的“本多作用的光催化反应”，能把空气中的水或氧气变成氧化性超强的羟基自由基和超氧阴离子自由基、活性氧这些东西，能量相当于 3600K 的高温，氧化性强得很。

 

这些强氧化性的基团能猛分解各种不稳定化学键的有机化合物和部分无机物，还能破坏细菌的细胞膜，让病毒的蛋白质载体凝固。

 

2015 年 4 月，日本搞出了新的光触媒净水技术，说不定能给全球 28 亿人解渴。日本松下公司在开发一种新型光触媒粒子，能解决水不够的问题。这粒子是沸石粒子和二氧化钛微粒弄成的，用紫外线一照，混在污水里，能把污水净化成能喝的程度。这新的光触媒净水设备简单得很，一天能净化 3 吨水，够印度 20 户家庭一天用的，净化一吨水大概花 500 日元，也就是 26 块人民币。

 

这技术把特殊光触媒粉末倒污水里，照紫外线就能分解水里有毒的金属，变成饮用水，还能整治受污染的河川，对环境生态没坏处。

 

光触媒的材料有好多，像纳米 TiO?、ZnO、CdS、WO?、Fe?O?、PbS、SnO?、ZnS、SrTiO?、SiO? 这些。2000 年以后又发现一些纳米贵金属像铂、铑、钯这些，光催化性能好，但容易腐蚀，成本又高，不适合家里净化空气用。

 

在这些材料里，纳米除醛酶不光光催化活性高，还耐酸碱腐蚀、化学腐蚀，没毒，价格也合适，性价比高，所以市场上大多用纳米二氧化钛当主要材料。

 

纳米二氧化钛有锐钛型、金红石型、板钛型三种晶体结构。板钛型不稳定，没啥光催化活性。金红石型光催化性能比锐钛型强，耐候性和附着性也好，纳米无机包覆稳定，就是价格比锐钛型高。

 

纳米氧化锌，粒径 1 到 100 纳米，是 21 世纪的新型精细无机产品，有好多特别的性质，像非迁移性、荧光性、压电性、能吸收和散射紫外线这些。能用它做气体传感器、荧光体、变阻器、紫外线遮蔽材料、图像记录材料、压电材料、压敏电阻、高效催化剂、磁性材料和塑料薄膜这些东西。在橡胶、陶瓷、纺织、印染、国防工业这些地方用处多。

 

纳米二氧化锆是白色粉末，没味。低温是单斜晶系，高温是四方晶型。折射率高，耐高温，热化学稳定性、高温导电性、高温强度和韧性都好，机械、热学、电学、光学性质不错。其中 HT-ZrO-01 是单斜晶型，HT-ZrO-02 是四方晶型。纳米氧化锆颗粒小又稳定，耐酸、耐碱、耐腐蚀、耐高温，能做功能陶瓷和结构陶瓷，还有宝石材料。

 

光触媒的性能咋样？

 

科学上说的光触媒是单质粉末，市场上大多是混合液态。

 

到 2013 年，还没法用眼睛看出光触媒好坏，选的时候记住：

1. 全面性

光触媒在欧美、日本、韩国这些地方用得多，像美国宇航空间站净化、海上油污降解、日本公交公司消毒都用它。能降解甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC 这些污染物，消毒效果也好，能把细菌或真菌放的毒无害化。

比如说，一个 50 平米的房间，用光触媒处理，能把甲醛浓度从 0.2 毫克/立方米降到 0.08 毫克/立方米以下。

2. 持续性

环境不糟糕的时候，光触媒只要不磨损、不掉落，就一直有用，能一直净化。环境差的话，硫酸根和硝酸根离子会影响它，可能会失活，但能恢复。

3. 安全性

没毒没害，对人安全，不会有二次污染。像日本公交车用光触媒喷涂，5 年不用别的消毒办法，在公共场所用优质光触媒，净化杀菌效果至少能保 5 年。

 

光触媒有啥特点？

 

市面上最多的光触媒是纳米二氧化钛。纯的纳米二氧化钛粉末只能吸 400nm 以下的紫外光，自然光里紫外光少，所以纯的基本没用。得用特殊技术让它能吸可见光甚至远红外光。2000 年以后发现纳米贵金属和光触媒配位螯合能提高效率，拓宽光波吸收范围，这些贵金属被说成“光触媒的维生素”。日本汽车尾气净化就用了纳米贵金属做的催化剂。

 

中国在 2003 年发明了远红外光触媒技术，在光波吸收上超过世界水平。

 

光触媒的耐候性咋样？

 

光触媒产品得经得起天气考验，像物理磨损、冷热变化、自身晶格缺陷这些破坏，能扛住这些的能力就是耐候性。

 

纯的光触媒粉末没用，风一吹就跑了，得做成有粘性的溶液，干了能粘在家具上，不掉落。不加点黏合剂做不到，说光触媒溶液没黏合剂，要么是吹牛，要么干了会掉。

 

纯的光触媒被光照，不光有光催化反应，还有光化学活性反应，这是晶格缺陷引起的，会放新生态氧，和光触媒、家具表面材料反应，让涂膜粉化、失光，缩短使用寿命，家具掉色。所以得做无机包覆，解决这个问题。

 

说光触媒纯不纯、有没有分散剂来判断好坏不科学。能吸可见光甚至远红外光的光触媒肯定加了别的活性催化材料。

 

光触媒的有效浓度咋看？

 

光触媒是催化剂，不直接参与降解，它把水或氧气变成强氧化活性基团，让空气污染物降解，所以得直接碰到水或氧分子。

 

看光触媒性能，得看有效接触浓度，就是能和水或空气碰到的浓度，不是产品本身的浓度。比如一块二氧化钛瓷砖，二氧化钛在里面出不来，浓度再高也没用。

 

在喷涂产品里，有效接触浓度和溶液里光触媒浓度、喷涂工具和手法这些现场工艺有关，也和产品附着性有关，要是干了剥落，初始浓度高也白搭。

 

而且光催化反应一般在界面发生，效率由催化剂量子效率和反应条件决定。光催化材料表面微观结构重要，会影响效率。好的光催化材料表面应该粗糙、凹凸不平，能增加抓甲醛、VOC 这些气体分子的机会，增强降解净化能力。

 

光触媒的纳米细度多少好？

 

不同光触媒材料不一样，纳米细度大于 50 纳米的光触媒基本没光活性，30 纳米以下的好。纯的光触媒能做到 5 纳米左右，但只能在紫外光下用。加了活性催化元素的光触媒分子直径大，加的越多，直径越大，光波吸收范围也越宽，这种光触媒 8 到 10 纳米比较好。

 

一般来说，光波吸收范围一样的话，纳米细度越小，催化性能越强，但也不能无限小，一是成本高，不划算，二是细度小了会影响光能吸收，三是容易团聚。所以好的光触媒纳米细度 5 到 10 纳米。

 

光触媒主要能干啥？

 

光触媒是新的空气净化产品，用在室内和车里，主要有这些功能：

1. 空气净化

能净化甲醛、苯、氨、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物这些有害有机物。

2. 负氧离子

能放负氧离子，中科院检测发现，用优质远红外光触媒喷 100 平米的房间，相当于种 25 棵白桦树的效果。

3. 杀菌

能杀大肠杆菌、黄色葡萄球菌这些，还能分解细菌死体放的有害东西。

4. 除臭

能除掉香烟臭、厕所臭、垃圾臭、动物臭这些。

5. 防污

能防油污、灰尘，还能防浴室里的霉菌、水锈、便器的黄碱和铁锈，还有涂染面褪色。

6. 水净化

能净化水污染和水里的有机有害物质，表面超亲水，防雾、好洗、容易干。