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光触媒空气净化

电子领域术语

光触媒空气净化是利用光触媒技术在某种特定情况下，通过一定能级光的照射后，利用产生的氧化能力极强的氢氧自由基，对空气中有毒有害物质进行讲解及杀灭多种微生物的一种净化技术。

定义
(1)光触媒定义：光触媒是一种纳米级二氧化钛活性材料，它涂布于基材表面，干燥后形成薄膜，在光线的作用下，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，抗菌率高达99.99%，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理；同时还具备除臭、抗污等功能。
(2)光触媒作用原理：光触媒在特定波长（388nm）的光照射下，会产生类似植物中叶绿素光合作用的一系列能量转化过程，把光能转化为化学能而赋予光触媒表面很强的氧化能力，可氧化分解各种有机化合物和矿化部分无机物，并具有抗菌的作用。
在光照射下，光触媒能吸收相当于带隙能量以下的光能，使其表面发生激励而产生电子(e-)和空穴(h+)。这些电子和空穴具有很强的还原和氧化能力，能与水或容存的氧反应，产生氢氧根自由基（·OH）和超级阴氧离子（·O ）。如表1所示，这些空穴和氢氧根自由基的氧化能大于120kcal/mol，具有很强的氧化能力，几乎能将所有构成有机物分子的化学键切断分解。因此可以将各种有害化学物质、恶臭物质分解或无害化处理，达到净化空气、抗污除臭的作用。
(1)全面性：光触媒可以有效地降解甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC等污染物，并具有高效广谱的消毒性能，能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理。
(2)持续性：在反应过程中，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。
(3)安全性：无毒、无害，对人体安全可靠；最终的反应产物为二氧化碳、水和其他无害物质，不会产生二次污染。
(4)高效性：光触媒利用取之不尽的太阳能等光能就能将扩散了的环境污染物在低浓度状态下清除净化。
原理
一、保持合适的室内温度，避免室内外温差过大。按照国家标准室温控制在16—24摄氏度为宜；
二、在室内种植一些花草，除有欣赏价值外，还可增加室内氧气，保持室内湿度及净化空气。科学实验证明，许多花草对有害物质有吸收、转化作用，如兰花，对有害物质排在首位的甲醛就有极其显著的吸收、净化作用；
三、每天定时开窗，保持室内空气新鲜。以早、中、晚三次各通风20分钟为宜。实验证明，室内每换一次，可除去室内空气中60﹪的有害气体；
四、选择适合的室内空气净化器，经常进行室内空气净化和消毒。在流行感冒高发时期，可以用醋来净化空气。
选择
中国标准化协会调查显示，68%的疾病是由于室内污染造成。美国专家检测发现，在室内空气中存在500多种挥发性有机物，其中致癌物质就有20多种，致病病毒200多种，危害较大的主要有：氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙烯等。室内空气的污染程度要比室外严重2倍~5倍，有时可达到100倍。因此专家一致认为：净化室内空气是非常有必要的。
“人不吃饭可以活5周，不喝水可以活5天，但如果没有空气，却连5分钟都活不了。”人们常常发问，经济发达、科学和医疗先进的今天，一些闻所未闻的怪病为何接踵而来？如SARS、禽流感；为何患癌症、白血病的人越来越多，而且呈低龄化趋势？这些除了与人们的饮食、生活习惯有关系外，被污染的空气也是致病的罪魁祸首。
鉴别
国内市场上常见的光触媒产品主要分为金黄色、蛋黄色和乳白色三种颜色。一流的生产工艺和纳米级二氧化钛粒径，可以使二氧化钛在光触媒液体中均匀分布，不产生沉淀和其他絮状物，因此优质光触媒产品为金黄色透明液体。此类产品侧光观察，会有蓝色光泽。蛋黄色产品虽然不透明，但颜色均匀，应没有明显的沉淀颗粒和絮状物。如果出现沉淀，说明产品分散工艺落后，产品的活性可能受到影响。
一般消费者在选择光触媒产品时，首先需要厂家提供带有CMA标志的灭菌检测、有害物质降解和无毒实验报告，然后再通过感官鉴别方法判断产品的品质。
劣质产品多现于乳白色产品中，此类产品静置5至10分钟即会出现沉淀，瓶底堆积大量白色颗粒物。这种沉淀说明产品分散工艺不佳，从而造成二氧化钛团聚。这种团聚会直接影响到光触媒活性，降低产品的光催化能力，进而失去污染降解效力。
优质光触媒产品无任何异味，而劣质光触媒则具有强烈的酸腐气味或较强的碱味。异味的出现，说明产品在生产过程中添加了大量有机成分，如磷酸等腐蚀性较强的酸类物质，喷涂后会对环境造成污染和腐蚀。
三要素
一、光触媒产品是当今世界上最为有效的空气净化手段之一，但其功能主要局限于净化空气。添加负离子的光触媒产品在净化的空气中释放负离子，即在洁净的空气中增加了优化空气质量的功能，使您在拥有安全洁净空气的同时更能享受到大自然的清新。
二、光触媒就是光催化剂。是一种能加快其它反应物之间的反应速度，而其本身在反应前后不发生变化的物质，其主要成分为二氧化钛。
三、光触媒在光照下，利用空气中的水蒸气和氧，去除污染物，具有杀菌、去味、防霉、自净、净化空气的作用：
基本知识
光触媒是一种以纳米级（锐钛型）二氧化钛为主体的、具有光催化功能的半导体活性材料的总称，是当前世界上空气净化及污水处理最为理想的材料之一。
光触媒在某种特定情况下，通过一定能级光的照射后，产生氧化能力强的氢氧自由基，有效地降解空气中有毒有害物质及杀灭多种微生物。
什么是纳米
纳米是一种长度单位。它和我们所熟悉的米、毫米、微米一样，是长度计量单位。一纳米等于10的负9次方米；也就是说，1纳米只有10亿分之一米；1纳米相当于10个氢原子排列在一起的长度；约为人的头发直径的几万分之一。
通称纳米并不是指1纳米。纳米尺度仍有不同的说法，约有三种尺度：一是10—50纳米、二是20—60纳米、三是30—50纳米。
什么是纳米技术
所谓纳米技术，是指在纳米的尺度里，研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究中发现：任何物质在颗粒大小进入到纳米的尺度范围时，其性质都会发生质的变化。而利用这种特性制造具有特定功能的材料和设备的技术，就称为纳米技术。
纳米技术包括纳米结构技术和纳米材料技术两部分，纳米结构技术是纳米技术中的高技术，虽然突破连连，但还没有实际应用。但纳米材料技术，却被广泛应用。
什么是光催化纳米材料
材料有很广的含义。纳米材料也有很多种。这里指的是带有功能性的半导体材料，而这种材料的尺寸，达到通称的纳米级（10—50nm）以后，就叫光催化纳米材料。
光催化纳米材料的特性
一般普通纳米材料只是精细而已，而我们这里指的纳米材料，是一种带有半导体功能的纳米材料。当功能材料达到纳米级时，不但比表面积大幅增大，更重要的是分子结构、物质的物理、化学性质会发生变化，这样它的功能就会发生突变。
光催化在处理空气中的几点优势
通过一定能量的光照射到其表面以后，能够激发并最终产生·OH，在理论上是成立的、公认的。
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