扒扒“光触媒”

 

光触媒在除醛市场如同神一样的存在，今天就来聊聊光触媒。光触媒就是光催化剂，种类繁多，包括二氧化钛（TiO2），氧化锌（ZnO），氧化锡（SnO2），二氧化锆（ZrO2），硫化镉（CdS）等多种氧化物硫化物半导体。在室内环保领域，纳米二氧化钛（TiO2）是最常用的一种，它性质稳定，具有杀菌、除臭、防污、防霉的功效。1967年，日本东京大学的本多建一教授和博士班学生藤岛昭发现，用光照射二氧化钛电极可进行水的电解反应。这就是著名的“本多作用的光催化反应”，将空气中的水或氧气催化成有氧化能力的羟基自由基（·OH）和超氧阴离子自由基（O2·）、活性氧（HO2·，H2O2）等具有氧化能力的光生活性基团，这些光生活性基团的能量相当于3600K的高温，具有很强的氧化性。

优点：

①空气净化，TiO2在紫外光及500NM波长以下可见光激发条件下就可高效降解有害气体, 对室内主要的气体污染物甲醛、苯系物等的研究结果表明,本产品可有效地降解这些有机物, 净化空气。②除臭，光催化剂对香烟臭、厕所臭、垃圾臭、动物臭等具有明显的除臭功效。其脱臭能力根据欧美国家权威实验室测试, 1cm2的光催化剂与高性能纤维活性碳比较, 其脱臭能力为后者的 150 倍,相当于 500 个活性碳冰箱除臭剂,且无二次公害。③杀菌，光催化剂的超强氧化能力可破坏空气中细菌的细胞膜, 使细菌质流失至死亡, 凝固病毒的蛋白质,抑制病毒的活性, 对浮游于空气中的大肠杆菌、黄色葡萄球菌等具有杀菌功效,其能力高达99. 997%。且对于引发90%的气喘、过敏性疾病的罪魁祸首尘螨, 可完全除去。而且在杀菌的同时还能彻底分解由细菌尸体上释放出的有害复合物，这是所有杀菌剂都无法做到的。但TiO2微粒本身对微生物和细胞无毒性，已经被FDA认证，可作为食品添加剂使用。④防止油污、灰尘等产生。霉菌、黄碱及铁锈和涂染面褪色等现象, 同样具有防止其产生的功效。⑤净化及水中有机有害物质的净化功能,且表面具有超亲水性,有防雾、易洗、易干的效能。⑥抗紫外线，由于光催化剂具有极强紫外线吸收能力, 并将这种光能转化为化学能, 因而, 具有抗紫外及防止褪色、老化等功能。

说了那么多优点，重点来了，看看它有哪些苛刻的生产工艺和反应条件：

首先，核心成分是纳米二氧化钛，晶相为锐钛矿相。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。

第二，平均粒径要达到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。紫外线 10nm～400nm照射时在射线的外围会产生不均匀的电离子，使空气中的氧分子发生电离，使其重组转化为臭氧，晶体结构越小，发生电子跃迁所需要的能量越少。

第三，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。

第四，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，如果不能牢固的附着在家具或者墙壁表面的话，假如你擦桌子它就脱落了的，是没有用的。

最后，光敏化技术要到位， Ti02的禁带宽度较大，只有在紫外光(λ 200-400nm,大约占太阳光谱的5%)的照射下，才具有光催化活性。在实际生活中，室内无法达到强紫外线照射，紫外光甚至都很难突破一层玻璃，并且强紫外线对人体是有害的。热带、高原地区、晴天时的紫外线指数为15，光照紫外线强度为3.75μW/cm2，一个合格的30W紫外线灯管在下方中央垂直1m处测定辐射强度应≥90uw/cm2，因此30W紫外灯的紫外光强度相当于热带高原地区晴天无云时的24倍，所以普通条件很难让其发挥作用。

正是基于光触媒的生产工艺和应用条件十分苛刻，在我国一时间“气触媒”、“无光触媒”、“热触媒”、“冷触媒”、“金属触媒”、“空气媒”“复合媒”“光触媒第二代”“光触媒第三代”“光触媒伴侣”等所谓高科技产品充斥市场。受利益驱使，一些企业纷纷上马光触媒项目，造成市场光触媒产品繁多，鱼目混杂。据国家环保质量技术检验中心透露，国内有些企业送检的样品，号称“光触媒系列产品”，检测的时候要求都是要用紫外灯照射，很显然，他们用的光触媒并没有实现光触媒的可见光化，一定要在紫外光的照射下才起到催化作用，那就意味着，用了这样的光触媒，在平常的办公室和家庭里面根本没有任何作用。那么光触媒核心成分二氧化钛到底是个啥？俗称钛白粉，是一种应用极其广泛且很便宜的颜料。塑料制品，食物，油漆，涂脸的防晒霜甚至包括我们刷墙用的乳胶漆里面的主要的着色成分(白色)，二氧化钛在1-100nm之间都属于纳米级，而光触媒的纳米细度在50nm以上基本不具备光活性。

国内厂商生产的罐子里三分之二是二氧化钛溶胶，三分之一是推进剂二甲醚，溶胶固含量大约1～2%左右，采用钛酸四正丁脂合成二氧化钛溶胶，加分散剂，ph中和调整，然后更多的厂商又批量购去贴牌，目前国内95%以上的光触媒，就是这样生产的，这就是中国国情。3M牌的光触媒产品为什么只有中国市场有，可以脑洞下，更何况哪怕是昂贵纯正进口的日本光触媒，最大的障碍也是紫外线的问题。正因如此，市面上号称自己的产品是光触媒的替代产品，是最新的具有全世界领先的水平的产品，那么这些产品与光触媒的关系到底是什么呢？

光触媒并非简单的一种产品，它是一个科学领域。从上个世纪70年代起，以日本，德国为首的世界经济科技强国投入了大量资源对这个领域进行研究。截至到2004年，联合国“未来太阳能利用”计划、美国的“星球大战”计划、日本“创造科学技术推进事业”计划、西欧“尤里卡”计划、以及我国的“纳米科学攀登”计划、“863”计划、“973”计划都将它列入重点研究开发计划。这么一门学科，全球的投入不下百亿美元，日本著名的东陶(TOTO)更是斥资2亿美元进行专利布局以期获得日本市场的领导地位。这样一个全世界科学家都为之奋斗的科学领域，我们很难想象为什么到了中国，随便一个注册资金不过百万人民币的小贸易公司都可以轻易的说一句，光触媒已经被淘汰了，XX触媒是目前国际上最好的，没有光就能有完美的效果。

据说日本光触媒已经不用于室内治理，原因有三：1、分解过程不彻底、效率低；2、反应产物不可控；3、纳米级TiO2的危险性不明，在室内被吸入肺泡中也会引发过敏反应和炎症的。2010年钛白粉被世界卫生组织国际癌症机构列

为2B类致癌物（表示对人类致癌性证据有限，对实验性动物致癌性证据并不充分。或对人类致癌性证据不足，对实验动物致癌性证据充分），日本现在绝大多数的光触媒产品都是用于建筑外墙的抗污，防尘方面，岛国潮湿，光触媒可以杀死霉菌，防止墙体发霉，光触媒非常依赖光线，所以应用方面有局限性。听说日本有一款用于室内的叫铂金光触媒，这个东西都是以透明镀膜的形式施工在窗户上，来克服光触媒对光的依赖，随着科技的进步，光触媒技术也在进步，但是要完全脱离光线是不可能的，即使做到了，效率也极其低下！！

联想到上个月曝光美国哈佛大学医学院终身教授心脏干细胞造假，国内关于心脏干细胞论文大量撤回，这个月美国酸碱体质理论大师又承认造假，更是打脸中国市场，“弱碱性水杯”“碱性离子水”“天然绿藻”等新奇产品,备孕，减肥，抗癌药也都用上了“酸碱体质论”的名头进行宣传。发生这些的原因大概就是对权威的盲目崇拜，再者为了自身利益，急于求成而忽视严格科研标准。同其它新的科技产品一样，光触媒自引入国内之日起，就进入了“炒作概念——产品泛滥——市场混乱”的怪圈。市面上大多数治理公司都是打着光触媒的旗号，全国广招代理，很多宣称改性后（比如添加一些比如纳米银离子）的光触媒可以在可见光条件下反应，那我们可以质疑反应机理会不会已经不是TiO2的催化氧化作用而是其他重金属的作用，或者是因为喷上光触媒后在物体表面镀了一层膜，封闭了污染源而产生的效果？值得深思！有良心的治理商就算给你用上真正的进口光触媒，提供紫外灯照射，可你拿回去会不会每天都开着呢，况且紫外灯开着最好不要住人。

所以光触媒，我的看法就是原理有效，实际效果很差！！！

我们经过大量实践，可以负责任的告诉大家在除甲醛方面，无论药剂还是治理手段上中国有着很大优势，因为我们有着最大的市场需求，有大量的本地科研单位，公司，治理商研究这个，相反日本，欧美，因为他们的装修材料强制标准很高，基本没有除甲醛的需求，除醛药剂进口的不一定就好，相反，如果是除味方面的话，客观的讲，特别是宠物除味方面，国外市场巨大，起步早，所以他们的药剂在这方面很有优势，但我发现市面上一些公司进口的明明是除味剂，来到中国摇身一变用来除甲醛，呵呵。

买的没有卖的精，希望各位看官独具慧眼，拨云见日！欢迎大家加我讨论！