光触媒介绍Word文档下载推荐.doc
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臭氧杀菌器
利用臭氧的杀菌功能
浓度达到0.1PPM以上，可起杀菌、除异味作用
有杀菌、除异味的作用
浓度超过0.15PPM会发生恶臭，并且温度超过30度，可能致癌
对浓度难以控制，目前较少使用
氧吧
增加室内氧气浓度，将室外空气引进室内
内置制氧装置，对氧气和氮气进行分离，把室外空气引入室内，氮气排出室外
改善室内缺氧环境
引入室外不洁空气，没有净化功能
在增加室内氧气的同时也带进了室外的污染
活性炭
能吸附挥发性有机物
物理吸附
初期反应速度快
持久性差，需定期更换
吸附,细菌毒素仍残留。
空气清新剂
能掩盖空气臭味
通过散发人造香味来掩盖空气异味
廉价
本身有低毒性，又不能消毒、杀毒
对污染欲盖弥彰，不足采用。
光触媒
高效杀菌、灭菌、除臭、灭菌、除臭。
分解甲醛、苯等有机物
纳米光触媒催化技术
超强净化，高效耐用。
成本较高
超强抗菌杀菌能力，能有效分解有害气体，除臭、消烟
政治法律环境
卫生部于2006年3月1日正式实施的《公共场所集中空调通风系统卫生管理办法》（见附录）以及建设部办公厅于2002年3月1日颁布的《关于加强建筑工程室内环境质量管理的若干意见》中的相关规定，就是针对室内污染问题的法律环境。
与本产品有关的主要体现在如下几点：
1.“空调系统每年清洗不少于一次；
空气过滤网、过滤器和净化器等每六个月检查或更换一次。
”的规定对应公司光触媒滤网的特点：
对附着物氧化性超强，可以减少清洗次数；
2.“一旦检出嗜肺军团菌、b-溶血性链球菌等致病微生物，公共场所经营者应立即对集中空调通风系统进行清洗和消毒，待检测合格后才能运行。
”的规定对应光触媒超强的杀菌能力；
综合以上方面，本人认为无论是从实际用途上去解决空气污染特别是室内空气污染，还是就政策层面上来讲，光触媒产品都将是您的必然选择。
以下将详细介绍光触媒的概念、作用、应用领域以及本公司产品的特点和与其他同类型产品的异同。
有关光触媒的简介
一、光触媒的概念
光触媒[Photocatalyst]是光[Photo/Light]+触媒（催化剂）[catalyst]的合成词。
光触媒并不是一种物质，而是指的一种光能转变为化学物质的过程和现象。
它包括三个要点：
光、光触媒材料和光触媒材料的载体。
一般我们所说的光触媒就是指的光触媒材料（下文中也采用这种说法）。
作为光触媒材料的物质有很多种，比如Tio2、Cds、ZnO等都具有光催化作用，目前Tio2被认为是最有前途的绿色环保型光催化剂。
Tio2具有化学活性高，化学和光学性质稳定，耐热性能好，无毒及价格相对于同类产品低廉的特点。
目前市场上的光触媒产品材料基本上是用的锐钛型二氧化钛（Tio2）。
下文中的光触媒均指以Tio2为材料的光触媒。
在光触媒的作用过程中，光触媒材料本身并不发生化学反应，光催化剂本身并不发生反应，它只是起一种催化和促进的作用。
其作应神似于光合作用中的叶绿素，而光触媒的反应过程则类似于光合作用。
二、光触媒的反应机理
光触媒最大特点是能强烈吸收光线中的紫外线。
紫外线等射线本身是一种能量，在室温下，光触媒在吸收紫外线后，分子运动变得尤为剧烈，成为激发态，但其本身物质不变。
光触媒物质二氧化钛被太阳光、灯光（紫外线）照射到后，在价带的电子被紫外线激发，跃迁到导带形成自由电子，而在价带形成带正电的空穴，形成电子-空穴对（一种高能粒子，常称“黑洞”）。
利用所产生的空穴的氧化能力和自由电子的还原能力，光触媒材料和空气中的氧气和水发生氧化反应，变成具有极强氧化作用的氢氧自由基。
氢氧自由基拥有很高的氧化能力，能与有机化合物起氧化反应，即在有氧气的情况下，其反应过程为：
有机化合物中间体的原子团与氧气分子产生原子团连锁反应，氧气被耗费，最终有机化合物被分解，变成二氧化碳和水；
同时氢氧自由基可轻易破坏细菌的细胞膜，使细胞质流失，进而将细胞核氧化，直至杀死细胞，杀菌消毒。
三、光触媒技术沿革
以二氧化钛作为光触媒以进行光催化反应，始于1970年代日本东京大学的腾岛昭教授所发表之光触媒电极分解水以产生氢气和氧气的研究成果。
从而开启了光触媒电化学反应研究之大门，并尝试利用太阳光分解水以产生氢氧作为洁净能源。
由于光触媒电极产生氢氧的效率偏低，距离实用化仍然有很长的路，因此在1980年代中期，Fujishima教授将光触媒的研究转向利用光激发产生电子和电洞之氧化还原能力，用来进行化学物质的光催化氧化还原反应，以拉近光触媒的实用化进程。
配合光触媒的氧化还原能力，自1990年代起，在东大的带领下，日本的产业界和学术研究机构纷纷投入光触媒之污染物去除，包括空气净化、水质处理、除臭、抗菌等应用。
在1995年，Fujishima教授再度发表光触媒之超强亲水性与超强亲油性研究超过后，日本的光触媒应用更扩及到防止镜面起雾，陶瓷或者玻璃用品表面防污、建筑物外墙防尘等自我清洁的功能，对人类生活环境的改进，产生了重要影响。
近年来（2001年后），Fujishima教授更发表利用光触媒防止钢铁材料表面生锈之研究成果。
预计将对光触媒产生重大影响。
除了在光触媒应用面积极投入研究外，日本的产界与学界还纷纷投入可见光触媒的开发，以便将光触媒的应用范围从紫外光波长（380nm以下）移向可见光范围（400-700nm），以能提升光触媒的日光使用效率。
该研究在2002年公布取得突破，可在实验室制备可见光触媒，但价格极高，这将是研究界不断追求完善的目标。
在日本，光触媒的应用还处于萌芽阶段，还完全没有达到成熟阶段，尤其在光触媒产品的效能验证方面，更是没有同意的行业标准。
因此，日本政府于2001年出面组织了一个光触媒产品标准化制定委员会，由东大的Fujishima教授担任总召集人，下设4个子项委员会，负责制定自我洁净、抗菌、空气处理和水处理等四个领域。
在美国，光触媒产品的应用主要着重在室内空气品质改进，并配合空调系统的建置，朝绿色大楼的方向发展和应用。
在欧洲，则是在光触媒粉体材料制造上具有较好的量产技术，在光触媒环境应用方面落后于日本和美国。
因此，光触媒产品和技术目前在全世界还处于萌芽和发展的阶段。
四、光触媒的基本特性
光触媒属于半导体材料，使用最多的是二氧化钛，二氧化钛因具有强氧化还原能力、化学稳定性、环保性等优点而成为目前光触媒主要的研究和应用对象。
二氧化钛的能阶为3.2EV，属于紫外光（波长在380nm以下）激发范围，因此在应用上须以紫外光为光源，方能具有光催化作用。
另外，二氧化钛的粒径大小也会影响光触媒的功能。
研究指出：
二氧化钛的粒径大小须在5-30NM范围内，才具有较好的光催化活性，最佳的粒径大小应该为7NM左右，这也是为什么将之称为纳米光触媒的原因。
（依目前政府对纳米产业的定义，纳米的粒径大小为1-100nm）。
利用光触媒材料经光线激发后，进而活化空气中的水气分子和氧气分子形成氢氧自由基或者负氧离子，进行氧化或还原作用，以分解环境中的污染物，也可以用于抑制或者灭除附着于表面的细菌，达到抗菌的效果。
五、光触媒之环境应用技术
光触媒材料经光线激发后，进而活化空气中的水气分子或氧气分子，形成氢氧自由基或负氧离子，进行氧化和还原作用，以分解环境中的污染物。
二氧化钛的晶体构造包括属于正方晶系高温金红石型，低温锐钛型以及属于斜方晶系的板钛矿型三种，用来作为光触媒材料的二氧化钛为锐钛型或者锐钛矿掺杂金红石的结构，而一般用于颜料的钛白粉和抗UV化妆品的二氧化钛则为金红石的结构。
光触媒的反应机制可概括为化学反应和物理反应，举凡空气污染物的去除、废水处理等应用，皆涉及到化学反应，需要较厚的光触媒涂层，此光触媒的涂层必须要有多孔隙的表面，能提供较多的有效面积电子-电洞对与附着在表面的污染物进行反应，以提高效率；
而物理作用机制，比如除污、防雾、抗菌则不涉及到化学反映，不需要太厚的光触媒涂层，仅仅是几十或者几百纳米的均匀薄膜即可。
虽然光触媒颗粒具有抗菌、去污等功能，但是在应用上并不能够以颗粒形态直接应用，必须将纳米颗粒固定于一些基材上面，如瓷砖等，这些基材必须具有不怕光触媒氧化的特性，以免本身遭到分解，因此某些含有有机染料的布面，可能不适合喷上光触媒，以免被氧化分解而褪色。
因此光触媒颗粒固定性和与基材的结合性，是决定光触媒寿命的主要因素。
光触媒颗粒既然是纳米颗粒，则和一般的纳米粒子有相同，若吸入人体，对肺部将造成伤害，这不是光触媒的缘故，而是因为纳米粒子的特性所制致，因此不只是光触媒，所有的纳米粒子都应该避免吸入人体，或者粘着于皮肤，可能造成毛細孔堵塞，以免对人身造成伤害。
因此光触媒溶液必须具有很好的附着性，以达到既能维持长久功能，又能避免脱落造成粉尘。
六、纳米二氧化钛光触媒与传统净化技术相比的特点
1、彻底性
A.光触媒对细菌等进行的是分解而不是吸附
B.光触媒反应过程是质变而不是量变
2、广泛性
A.光触媒几乎能处理所有有机污染物及部分无机污染物
B.不论细菌和病毒是已知的、还是未知的，光触媒几乎都能对之进行彻底分解
3、实用性
A.常温下光触媒就可以发挥作用
B.不存在吸附饱和问题
C.维护方便、维护周期长
D.光催化效率高、使用寿命长
4、安全性
A.最终产物是CO2和H2O，对人体安全无害
B.不存在产生高压电子对人体的伤害问题
C.不存在紫外灯光线、臭氧对人体的伤害问题
七、光触媒产品分类及特点
根据光触媒产品针对空气净化的主动程度，可大致分为两类：
（1）主动净化产品：
光触媒空气净化机（家用、商用）、汽车专用空气净化器等；
（2）被动净化产品：
各种品牌的光触媒喷剂、光触媒饰物、自洁净玻璃、光触媒陶瓷、光触媒地砖等。
根据光触媒产品是否需要紫外线可分为两种：
光催化剂和复合催化剂。
一般来说，光触媒必须在紫外线的照射下才能发挥作用。
如果不能获得太阳光照，若想激活光触媒，则必须另外加上紫外灯。
紫外灯的选择应该是254nm或者365nm的效果比较好。
光触媒对于温度没有严格的限制，常温条件下就可发生氧化还原反应。
根据光触媒的这些特点，可分为两类：
第一类是光催化剂，即必须在紫外光的照射下才能够发生催化反应，分解有机物。
这种普通光触媒，只有在紫外线（自然光、日光灯）照射作用下有效，只与日光或灯光中波长约380nm以下的可见光紫外线发生作用，日光或灯光供给的紫外线量只能使光触媒发挥5%效能，如要发挥最佳效果，需配合紫外线灯长期照射，但大量的紫外线却可致癌。
第二类是复合催化剂，即在二氧化钛中加入一些铜、银等金属元素增加其活性，在自然光作用下也可发生催化反应，不需紫外线而只需可见光即可发挥最大效能。
如纳米银光触媒，添加纳米银，不但使效果更好，而且在光线很弱的条件下也能有效的产生作用，但纳米银光触媒由于银本身的氧化速度，使用效果只是短暂的（约两年多）；
另有一些所谓超光触媒，宣称通过加入白金和加工方法的改进，可在波长400nm~800nm的一般可见光下发挥最佳杀菌、除臭、分解的效果，且效果可达至半永久
根据产品载体的不同，可以分为液态和固态两种。
不同的厂家应用各自的技术，把二氧化钛制成粉末、溶液、凝胶体、涂料等各种形态的材料迅速抢占市场。
各类产品中主要有液态和固态两类。
液态类：
水溶液，喷剂，喷浆等，使用时对墙壁等进行喷涂；
固态类：
一般采用蜂窝状或网状等，材料有陶瓷，活性炭，塑料（如人造花）等有机物，以及铝、镍等金属作材料。
八、光触媒的作用
不同光触媒产品的功效类似，差别主要在于效果是否明显，及寿命长短问题。
光触媒功能，效果，作用主要有：
杀菌、防霉功能：
光触媒表面的氢氧自由基能破坏细胞膜使细胞质流失，从而造成细菌死亡和抑制病毒的活性，故能杀灭各种细菌、病毒，有效分解霉菌。
除臭功能：
通过氢氧自由基分解空气中的有机物气体，除去空气中的臭味。
净化空气功能：
对空气中的甲醛、苯、氨及其他挥发性有机化合物有强大的氧化分解作用，使之变为二氧化碳和水，从而达到净化空气的效果。
另外，光触媒还能释放氧负离子，还人们一个真正绿色的生存环境。
亲水防污功能：
由于光触媒涂层的高亲水性，可形成防雾涂层，同时由于其强大的氧化作用，可在一定程度上氧化掉表面的油污，保持自身清洁。
防紫外线功能：
二氧化钛光触媒具有吸收紫外线的特性，可使被涂面免遭紫外线的老化作用，大大延长被涂面的使用寿命。
九、光触媒的寿命问题
因为二氧化钛很稳定，只起催化作用，本身不损失，所以从理论上来讲光触媒可以永远发挥作用。
但在现实应用上还存在条件问题，寿命长短跟三个因素直接相关：
一是灰尘，可以通过定期清洗、风吹的办法来处理；
二是空气中的某些气体如SO2可能被氧化成硫酸根离子，从而影响光触媒的使用寿命和效果。
三是不论对于哪一种形式的光触媒产品都存在一个脱落的问题，学术上称“物理中毒”。
因为使用寿命与附着牢固性与粘结效果有关，所以有些企业就选用特殊的附着材料，如由光触媒材料、丙烯酸聚合物、富勒烯衍生物组成的光触媒镀膜剂可以减缓老化速度等。
对于具体的使用寿命长短，则不同的企业有不同的宣传，有些提到经过特殊技术和工艺改进，寿命可达3年、5年甚至10年等。
十、目前市场上光触媒产品的比较
三类光触媒代表产品的比较表
光触媒瓷砖
（东陶）
光触媒滤网
（碧云**都围）
光触媒喷剂
（利斯特）
产品性质
烧结式光触媒
产品
光催化抗菌泡沫金属
喷涂式光触媒产品
应用领域
建筑材料
空气净化装置
染料及涂层
参考价格
8000元/平方米
1500元/平方米
12元/平方米（*3.5）①
费用（以净化一个面积为30平方米的住宅为例）
3000元
450元
1260元
使用期限
5-10年
20年左右
1-2年
效果
抗菌消毒作用显著，且能保持较长时间。
有一定的抗菌消毒作用，但效果及使用时间均不理想，且受喷涂方式影响较大。
效果好，一次安装，无需更换。
性价比高，装卸，清理方便，只需安装在空调机等设备与外界相通处，安装面积较小，节约材料。
价格便宜，可以由用户自主操作，使用便利，可以喷涂在众多物品的表面，使用广泛。
价格高昂，易碎，可塑性较差，且只能于初始装修时使用。
必须要有紫外线的激发才能发挥最佳效果。
要大面积喷涂，用量大，品质效果难以保证，且容易发生物理中毒，而导致失效。
备注：
①该参考价格来自利斯特光触媒（广东美奇经贸有限公司），该公司全国统一价格为按照施工面积12元/平方米来计算，施工面积的计算为套内面积×
3.5，这个3.5是国家建委规定的计算系数，所以总体费用为套内面积×
3.5×
12元。
就市场总体情况来讲，12元/平方米的价格基本上也是处于市场中端的价格。
十一、目前市场上光触媒厂家面临的几大问题
条件问题：
解决不需紫外线而只需可见光即可发挥最大效能，这主要是解决产生效果的条件问题。
目前市场上的解决办法主要是制造一种叫做复合光催化剂的光触媒产品，不过就存在使用寿命的问题。
寿命问题：
解决二氧化钛极难长期牢固附着在施工物上的难题，使得一次施工永久受益，这主要解决寿命问题。
目前本公司的工艺可以说是基本上解决了这个问题。
价格问题：
就是目前市场对于光触媒产品的价格觉得偏高
十二、目前光触媒产品的应用领域：
就目前的市场来说，主要是空气净化和水处理。
空气净化主要包括用于空调特别是中央空调的室内空气净化、公共场所空气净化，用于车载的车内空气净化，用于建筑外墙上对于建筑周围环境的空气净化等；
用于水处理方面主要就是景观水出来，冷却塔处理等。
十三、影响光触媒产品效能及价格的几个因素
1、二氧化钛晶体类型
二氧化钛具有多种晶体结构，市场上常见的有锐钛矿型和金红石型。
其中锐钛矿型适用于光触媒，氢氧自由基饱和度高，氧化分解能力强。
2、二氧化钛晶体粒径大小
光触媒是在表面上进行作用，表面积越大，处理能力越强；
同样的处理面，颗粒粒径越小，相对表面积越大（比表面积越大），氧化分解能力越强。
国际上通常将粒径100纳米以下的材料统称为纳米材料；
不同的粒径所需要的生产工艺不同，粒径越小，工艺要求越复杂，生产成本越高。
象100纳米左右的二氧化钛一吨的价格也就是两、三万元钱。
而粒径每下降一个数量级，价格就不是简单的一倍两倍的事情。
除实验室外，目前国际上在规模化生产中能达到10纳米以下的还很少。
3、粘合技术
粘合技术是光触媒的关键技术之一。
如果粘合技术不过关，二氧化钛就容易脱落，就不可能具备长期有效性。
另外，粘合技术不过关，二氧化钛将会将粘合剂分解掉，而造成脱落。
技术含量高的光触媒甚至可以不添加黏结剂而保持长期性。
4、分散技术
光触媒的专利技术之一。
纳米二氧化钛粒子容易团聚，如果分散技术不好，将会形成较大个体的二氧化钛颗粒，这与光触媒技术要求的纳米技术（大比表面积）相违背，处理能力急剧下降。
5、可见光技术
光触媒在紫外线的作用下才能充分发挥作用，光照条件限制了光触媒的应用，如果想发挥大的效果，必须添加紫外灯；
普通光触媒没有紫外线不能发挥效能！
可见光技术是光触媒研究方向之一，目前效果并不理想，如有的产品，添加银或铜的方式，实现可见光作用。
但是，银或铜容易被氧化，氧化后就会失去原有性能，所以无长期性。
碧云（都围）光催化抗菌泡沫金属镍过滤网技术性能介绍
基材：
金属镍——耐酸、耐碱、高熔点、不易氧化。
工艺：
复合电沉积法——将光触媒材料牢牢镶嵌在载体上，极难脱落。
（已申请国家专利）
外形：
三维结构——增大了与空气的接触面（相对于平面来说增大了12倍以上），增加了使用效率。
催化剂材料：
以锐钛型二氧化钛为材料——二氧化钛作为一种催化剂，本身并不发生，保证了使用寿命。
应用范围：
空气净化和水处理—是目前世界上唯一能应用在水处理方面的光触媒产品。
使用年限：
应用在空气净化方面——保用20年以上。
应用在水处理方面——保用20年以上。
产品优点：
可塑性强、可制造成客户需要的任何形状、安装方便、杀菌率高、使用寿命长。
功能：
杀菌、防臭、除异味、净化空气、自净自洁。
实验室内杀菌效果99%以上。
动态杀菌效果80%以上。
实际应用中杀菌率70%以上。
甲醇分解效率75%以上（无紫外光照射情况下）。
甲醇吸附效率61%以上（无紫外光照射情况下）。
苯分解效率99%以上（无紫外光照射情况下）。
苯吸附效率65%以上（无紫外光照射情况下）。
国际认证检测报告TUV（德国）,SGS（瑞士）
国内认证检测报告中国科学院理化技术研究所抗菌材料研究中心，中国疾病预防控制中心，广东省疾病预防控制中心，广东省微生物检测中心，广州市微生物检测中心。
使用案例白云国际会展中心，白云宾馆，广东省烟草公司，广州地铁，广州经济开发区管理委员会等。
总之，与其他类似产品相比较，复合光催化抗菌泡沫金属具有如下优点：
1、光催化剂分布均匀，表面覆盖率高，有效受光面积大，光催化效率高；
2、光催化剂被镍金属牢牢镶嵌，不易脱落，保证使用效果；
3、三维网状结构，比表面积大，流体通透性好，有一定强度，易于加工安装，确保通风量正常。
4、清洗方便，用普通洗涤剂稍加清洗后用自来水冲洗干净即可（清洗后请务必晾干后方投入在使用），可循环使用。
5、该产品不仅经中科院理化技术所，中国疾病预防控制中心，广东省疾病预防控制中心，广东省微生物检测中心等单位检测，而且也通过了德国TUV，瑞士SGS等国际权威机构的鉴定，杀菌率达99%以上。
6、该产品已有大量工程安装实例，并有很多安装之后的现场抽样检测杀菌效果。
如广州天河城，广州地铁，广州开发区管委会办公大楼，东方宾馆，广东省烟草公司，顺德演艺中心等等，细菌杀灭率均在80%以上。
总之，复合光催化抗菌泡沫金属滤网以其优良的特性，卓越的功效，正被广泛应用于医院、宾馆、家庭等空气及水质净化领域。
它的出现必将为人类掀起一场21世纪的健康革命，为人类的健康保驾护航。
复合光催化抗菌泡沫金属滤网的应用方法
一、在组合式空调机组及空调风柜上的应用
在组合式空调机组中，安装“光触媒”抗菌镍金滤网的位置有三个选择。
①安装在送风段内，这样可对流经热湿盘管段及冷凝水盘的空气进行处理，以达到最佳效果；
②安装在表冷段后风机段前；
③安装在表冷段前初效网后，对于洁净度要求不高的场所可以用“光触媒”抗菌镍金属滤网直接代替初效网。
（具体见下图）。
在设计安装中，为了便于安装、维护和清洗可将“光触媒”抗菌镍金属网与其不锈钢保护框架可做成抽屉式的“空气净化箱”状。
在空气净化箱中，“光触媒”抗菌镍金属网与紫外灯交替排列。
依据处理空气的流量以及对空气处理质量的要求确定滤网与紫外灯的数量以及排列方式。
在对空气流量要求大而对质量要求不是很高的一般公众场所，如写字楼、商场、酒楼采用3夹2或2夹1的方式就可以达到目的了；
在对空气质量要求很高的场所，如医院、无菌车间等可以采用4夹3或方式。
在立式、卧式整体风柜中，可将“光触媒”抗菌镍金属网直接装在回风口上。
如果考虑到风阻的问题，可以把滤网做成波浪型以降低通过滤网的风速来减少风阻。
二、在风机盘管等系统中的应用
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