一、光觸媒
1. 定 義
光觸媒就是光催化劑,是一種在光照下具有極強的氧化還原能力的半導體材料,吸附在它表面的有機物(例如:有機物甲醛等)能被氧化成二氧化碳和水,從而達到消除污染的目的;吸附在光觸媒表面的細菌,能通過光觸媒的強氧化作用而被殺滅,從而起到消毒殺菌的作用,并且不會導致二次污染 。
2. 起 源
二氧化鈦的起源雖不明確,但氧化鋅的光觸媒反應在1930年左右就有文獻記載 。二氧化鈦登上歷史舞臺是從1968年開始的 。當時東京大學的研究生藤島昭把它當作了電子相片的畫相材料,作為基礎研究的一環(huán)研究能對光產生反應的氧化物半導體 。在實驗中藤島昭偶然得到了氧化鈦的單晶體,將它用鉆石切割器切成片狀后,試著作為電極使用 。另一端使用白金電極,做成了封閉式電路 。然后用氙氣燈的光照射氧化鈦,令人吃驚的是氧化鈦和白金的兩極產生了大量的氣體 。立刻用氣體色譜法對此進行了分析,發(fā)現(xiàn)從氧化鈦中產生了氧,白金中產生了氫 。即得出了水(H2O)經過光的照射,分解成了氧和氫這一結果 。這是最早的光觸媒反應的實驗,并且發(fā)現(xiàn)在這種水(H2O)的分解過程中,氧化鈦本身不會被消耗,即使持續(xù)照射數(shù)日,也看不到氧化鈦被溶解或被消耗 。此特性與植物的光合作用很相似 。這一發(fā)現(xiàn)被命名為【本多藤島效果 】,發(fā)表于全世界,對世界各國的科學家產生了巨大的影響,之后未見有任何超過氧化鈦半導體光觸媒效果的報告 。
3. 原 理
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光智子本身并不參與任何殺菌除臭的分解反應,而只是作為反應的媒介存在,所以自身并不因時間而被消耗衰減 。
二氧化鈦(Ti O2)本身為食品添加劑,對人體無毒無害,以二氧化鈦為主要成分的光智子(光觸媒),具有強大的氧化分解能力,即使在室內日光等微弱光源下也能發(fā)揮其功能 。
二氧化鈦見光會產生正 、負電子與空氣當中的水分子結合產生氫氧自由基,實踐證明,氫氧自由基具有強大的氧化分解能力,它能分解幾乎所有的有機化合物和一部分的無機物,將它們分解成無害的二氧化碳和其他物質,而負電子與空氣當中的氧結合會產生活性氧,也就是超級氧化離子,超級氧化離子也具有很強的氧化分解能力,它可以破壞細菌 、霉菌,這些有機物的細胞膜,固化病毒的蛋白質,在殺菌的同時還能分解細菌尸體上釋放出的有害復合物 。
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