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光触媒净化室内空气是什么原理?

12-27 11:13 甲醛知识
来源:南昌师大除甲醛博客

光触媒净化室内空气是什么原理?首先,光触媒核心成分是纳米二氧化钛,晶相为锐钛矿相,注意,金红石相和板钛矿相(或说无定型)不是理想的基材,特别是板钛矿相,那是完全不会有用的,原理在于晶格结构的不同,这里不做赘述。


其次,平均粒径要达到起码10纳米以内,好的通常在5纳米左右,因为粒径越小,比表面积越大,反应越密集有效。反之则反之。


再次,分散技术。因为纳米胶体容易发生团聚,一旦大量团聚,粒径的描述就不在有意义,活性几乎全失。


再再次,附着能力。光触媒这个东西,作为催化剂,具备众所周知的催化剂的一个伟大特性,那就是几乎永无损耗,那么理论上来讲,一次喷涂,终身有效,说可以传世也不为过,不过前提是它要还存在在那里,如果不能牢固的附着在家具或者墙壁或者任何别的什么你家里的古怪东西表面的话——你擦擦桌子它就脱落了的话——那是没有用的。


最后,它的光敏化技术要到位,一般的光触媒只能在紫外光波长以内发生反应,这也是不行的,因为日光只含有3%的紫外光,而节能灯,因为他们的发光机理我们不难知道,大多数的节能灯都几乎不含有紫外波段的光。那么一个光敏化技术不到位的不能在部分可见光起码400——500纳米波段的光之下反应的光触媒——即使它别的指标再好,对有害气体的防护效果也是无能为力的。
产品要满足的关键要素就是以上几点了,接下来我们来看看光照到它上面之后发生了一些什么样的有意思的事情,换句话说,它为什么是有效的,不是忽悠人的:  补充对反应机理的文字描述:(不是完全涵盖的,一些专著上有更详尽和准确的描述,这个仅供参考。)


光催化剂一经光照,原料中二氧化钛的电子便会从价电带跃迁至导电带,在光触媒表面形成电子(e-)电洞(h+)对,带负电的电子与氧结合产生负氧离子(O2- ),带正电的电洞与水结合产氢氧自由基(.OH),这两者在化学上都是极不稳定的物质,当有机物质(碳氢化合物)接触到光触媒表面时,便会分别和负氧离子及氢氧自由基结合,重新组合成二氧化碳(CO2)和水(H2O)。 这一连串的反应,化学上称为「氧化还原反应」。


透过氧化还原反应,当将光催化剂应用在生活、工作空间中时,便能有效分解家具异味,气味分子和细菌、病毒等微生物,达到洁净室内环境、创造清新空气的效果,因此近十年来在日本,光催化剂已被广泛应用于居家环境和医疗院所中,此外经光催化剂加工的各类产品也成为医疗院所的最新选择。

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