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光觸媒:讓健康更進一步

2012-09-08 14:15:00  瀏覽次數:0


據統計:人類有90%的時間是在室內工作和生活的,其中60%左右的時間是在家里。在人類的生存空間不斷遭受各種污染威脅的今天,在我們失去了從自家門口仰望夜空星羅棋布的愜意的今天,如何才能擁有一個健康潔凈的居家環境?面對甲醛、鉛、苯、甲苯、二甲苯等有毒物質對身體的侵害,面對市場上五花八門的空氣凈化產品,我們該何去何從?

  “光觸媒”,被世界權威專家譽為“當今世界最理想的殺菌凈化新技術”,身上有太多的光環讓我們眩暈:它具有室內空氣凈化、殺菌、除臭、防污、親水、防紫外線等功能并且效果徹底、安全、高效、持久;它適用于居家、醫院、學校等公共場所及各種車輛的空氣凈化;它在自然光等微弱光源甚至是無光的條件下也能大展身手……這樣功能強大的“多面手”除了讓我們興奮外,還多少有點敬畏。

  擁有清新自然的生存空間是我們共同的理想。清華大學分析中心副主任朱永法教授和北京化工大學現代催化研究所所長張敬暢教授將帶你與光觸媒進行第一次親密接觸。

  親密接觸:光觸媒7問

  問:什么是光觸媒?

  光觸媒(Photocatalyst)也叫光催化劑(Lightcatalyst),是一類以二氧化鈦(TiO2)為代表的,在光的照射下自身不起變化,卻可以促進化學反應,具有催化功能的半導體材料的總稱。TiO2作為一種光觸媒,在吸收太陽光或照明光源中的紫外線后,在紫外線能量的激發下發生氧化還原反應,表面形成強氧化性的氫氧自由基和超氧陰離子自由基,把空氣中游離的有害物質及微生物分解成無害的二氧化碳和水,從而達到凈化空氣、殺菌、除臭等目的。

  問:光觸媒在什么樣的條件下才能發揮作用?

  一般來說,光觸媒必須在紫外線的照射下才能發揮作用。朱永法教授指出,如果不能獲得太陽光照,若想激活光觸媒,則必須另外加上紫外燈。紫外燈的選擇應該是254nm或者365nm的效果比較好。子西萊光觸媒在自然光和日光燈等微弱光源條件下,也可以發揮不錯的空氣凈化及消毒殺菌功效的。不過,那種所謂的無光條件下發揮作用的“冷觸媒”已然失去了“光觸媒”的真正含義。

  光觸媒對于溫度沒有嚴格的限制,常溫條件下就可發生氧化還原反應。

  問:光觸媒產品發展到第幾代了?

  1972年,東京大學的本多建一教授和博士班學生藤島昭發現以光照射二氧化鈦電極可進行水的電解反應。這就是著名的“本多藤島效應”。自此,經過30多年的努力,光觸媒技術的應用研究已經取得了突破性的進展。許多廠家也應用各自的技術,把二氧化鈦制成粉末、溶液、凝膠體、涂料等各種形態的材料迅速搶占市場。我國對于光觸媒二氧化鈦的研究也正在迅速展開,不斷提高二氧化鈦作為光功能材料的性能,擴大它的應用范圍。

  光觸媒技術及其應用在我國還是個新事物,備受國人關注。但是專家提醒消費者,目前市場上的光觸媒產品幾代之說純屬無稽之談,都是商家自己的宣傳策略,利用消費者的無知炒作概念。商家所宣傳的某些特殊功能,在沒有經過嚴格的科學檢測之前是不可信的。

  張敬暢教授說,如果非要給光觸媒的發展劃分幾代的話,她認為可以分為兩代:第一代是光催化劑,即必須在紫外光的照射下才能夠發生催化反應,分解有機物;第二代是復合催化劑,即在二氧化鈦中加入一些銅、銀等金屬元素增加其活性,在自然光作用下也可發生催化反應,但這已經是幾年前的技術了。

  問:光觸媒有什么功能?

  殺菌、防霉功能。 光觸媒表面的氫氧自由基能破壞細胞膜使細胞質流失,從而造成細菌死亡和抑制病毒的活性,故能殺滅各種細菌、病毒,有效分解霉菌。

  除臭功能。 通過氫氧自由基分解空氣中的有機物氣體,除去空氣中的臭味。

  凈化空氣功能。對空氣中的甲醛、苯、氨及其他揮發性有機化合物有強大的氧化分解作用,使之變為二氧化碳和水,從而達到凈化空氣的效果。另外,光觸媒還能釋放氧負離子,還人們一個真正綠色的生存環境。

  親水防污功能。由于光觸媒涂層的高親水性,可形成防霧涂層,同時由于其強大的氧化作用,可氧化掉表面的油污,保持自身清潔。

  防紫外線功能。二氧化鈦光觸媒具有吸收紫外線的特性,可使被涂面免遭紫外線的老化作用,大大延長被涂面的使用壽命。

  問:和其他凈化產品相比,光觸媒有什么優勢?

  安全。常溫條件下就可反應,能耗小,不易著火。最終產物是二氧化碳和水等無機無害小分子,對人體無害。但張敬暢教授告訴我們,由于二氧化鈦的強氧化性,可能會對針織飾物、油漆家具表面產生一些破壞。消費者在使用光觸媒時,應該多了解這方面的知識。

  徹底。光觸媒分解空氣中各種有害有機物,解決了傳統空氣凈化方法存在的二次污染問題。

  高效。光觸媒雖然在分解空氣中的各種有害物質的速度上不盡相同,但可最終將其全部消滅。

  持久。因為二氧化鈦很穩定,只起催化作用,本身不損失,所以從理論上來講光觸媒可以永遠發揮作用。但朱教授強調在現實應用上還存在條件問題,壽命長短跟兩個因素直接相關:一是灰塵,我們可以通過定期清洗、風吹的辦法來處理;二是空氣中的某些氣體如SO2可能被氧化成硫酸根離子,從而影響光觸媒的使用壽命和效果。

  問:光觸媒有缺點嗎?

  光照條件的限制;

  反應速度相對較慢;

  生產成本高,市場價格比較昂貴;

  產品加工工藝還不算成熟

  問:市場上的光觸媒產品都有哪些種類?

  市場上的光觸媒產品可大致分為兩類:

  (1)主動凈化產品:光觸媒空氣凈化機(家用、商用)、汽車專用空氣凈化器等;

  (2)被動凈化產品:各種品牌的光觸媒噴劑、光觸媒飾物、自潔凈玻璃、光觸媒陶瓷、光觸媒地磚等

  光觸媒被動凈化產品的凈化效果并不十分理想。因為光觸媒的催化作用發揮得如何跟風速有很大的關系。二氧化鈦涂層只能分解與其表面接觸的有機物,若氣體流動過快,接觸時間過短,產生效果甚微;但若氣體流動過慢,還不如利用經常的通風換氣改善室內空氣質量來得快。而主動凈化產品可以通過人為地控制風速來調整光觸媒的凈化效果。

  我知、你知:傳統空氣凈化法

  物理吸附法

  只能暫時吸附一定的污染物,溫度、風速升高到一定程度的時候,所吸附的污染物就有可能游離出來,再次進入呼吸空間造成二次污染。所以要經常更換過濾材料,避免吸附飽和。

  臭氧凈化法

  臭氧濃度達到0.1PPM以上,可起到殺菌、除異味作用。但達到0.15PPM后,臭氧本身就會發出濃烈的惡臭,并且其使用環境不能超過30℃,否則可能致癌。消費者要慎重使用。

  靜電除塵法

  利用電極的異性相吸,同性相斥的原理吸附空氣中的塵埃,但存在吸附不徹底、不全面的問題,而且對污染物毫無辦法。此外,還必須定期清潔電極板。

  負氧離子凈化法

  負氧離子是一種帶負電荷的空氣離子,其壽命很短,并且不潔空氣會進一步使其濃度降低。負氧離子雖然可改善肺功能,讓人感覺清爽,但在空氣中的存在過于短暫,對付污染物它同樣無能為力。

  光觸媒:清新自然全給你

  看著裝修得精致典雅的“小巢”,你會雀躍不已;駕駛著新買的“寶馬良駒”兜風,你會滿心歡喜;挑選著富有質感的多功能家用電器,你會情不自禁……別急,在污染肆虐猖狂的日子里,你一定也在為充斥于生活中各個角落的有毒氣體而痛苦、生氣。家里、車內,這兩個最為隱秘的私人空間已被各種有毒氣體侵占,久違了清新的空氣。Now,立即行動,“清毒”--進行時

  一、室內空氣治理

  用于室內空氣污染治理的光觸媒產品主要有三種,一種是主動式光觸媒空氣凈化器;一種是光觸媒噴涂劑;還有一種是光觸媒材料的使用。在空氣凈化器的選擇上只需要根據房間的面積來選擇不同型號的機器,而噴涂劑和光觸媒材料則需要根據房間的具體情況謹慎采取行動。

  摸底

  目前市場上利用光觸媒噴涂劑治理室內空氣污染主要有幾種途徑,包括室內各個角落的光觸媒處理;室內墻壁光觸媒涂層;房間玻璃上的光觸媒涂層等。但無論經過了怎樣的光觸媒處理,都必須在紫外光的照射下才能夠達到凈化空氣的目的。目前市場上反映比較好的產品有ION-FRESH負離子光觸媒等。

  經過特殊處理的光觸媒材料,如衛生陶瓷制品,還存在著工業上的難度,產品外觀容易產生瑕疵,而且其主要在衛浴房間使用的命運也減少了光照的機會。地面瓷磚由于表面經常累積灰塵以及和外界頻繁發生摩擦,凈化效果也不顯著。

  量體裁衣

  居室中的光照量直接決定了其是否適合,以及適合哪種光觸媒空氣凈化方案。諸如房間中的窗戶很小,而且是里外雙層,玻璃是防紫外線的,房間背陰,或者有密封陽臺阻隔室內采光等問題的,都不適合作光觸媒處理。只有室內采光時間長,而且光照強度相對較大的長期密閉房間才比較適合。所以我們首先要對自己的住所有個明確的了解。

  環境檢測必不可少

  在用光觸媒進行處理之前,應首先使用專業儀器如甲醛分析儀等對室內環境進行測試。消費者可以請國家相關檢測部門來檢測,收費的標準一般為300~400元/項;有的裝修公司也送檢。但是提醒消費者注意,裝修公司的送檢有的時候并不能完全讓人放心,應該與之簽訂詳細的合同。另外,房間密閉五小時后進行檢測所得到的數據更為準確客觀。

  專家提醒

  兩種房間不適合做光觸媒處理。一種是在采光方面不符合要求的,一種是經常開窗通風的房間也沒有必要。

  不需要將房間中所有物品的表面都做光觸媒處理。一方面家里的不同物品由于其特定的擺放位置決定了在接受光照時的不同待遇,有些做了處理不但沒什么效果,而且還浪費了大量金錢;另一方面由于二氧化鈦的強氧化性可能損壞針織品、家具,所以噴涂在玻璃、陶瓷、石灰墻表面沒有問題,但若噴涂在壁紙等物品上就應該小心些。

  光觸媒噴涂在玻璃上的效果相對好些,因為它得到的光照最多。室內的空氣是流動的,空氣慢慢接觸二氧化鈦的表面而逐漸被凈化,最終完成凈化空氣的任務。

  小貼士:

  在房間中有選擇地擺放一些綠色植物,不僅愉悅你的雙眼,還會幫助驅除異味,帶來清新自然的空氣。

  仙人掌

  大部分植物都是在白天吸收二氧化碳釋放氧氣,在夜間則相反。但仙人掌、虎皮蘭、景天、蘆薈和吊蘭等卻可以全天吸收二氧化碳釋放氧氣,而且成活率較高。

  吊蘭

  美觀,價格便宜,且吸附有毒氣體效果特別好。一盆吊蘭在8~10平方米的房間就相當于一個空氣凈化器,即使未經裝修的房間,養一盆對人的健康也很有利。

  平安樹

  平安樹也叫“肉桂”,自身能釋放出一種清新的氣體,讓人精神愉悅。在購買這種植物時一定要注意盆土,根和土結合緊湊的是盆栽的,反之則是地栽的。購買時要選擇盆栽的,因為盆栽的植物已經本地化,容易成活。

  特別提醒:

  植物在光的愛撫下光合作用會加強,釋放出比平常條件下多幾倍的氧氣。所以,要想盡快地驅除房間中的異味,可以用燈光照射植物。

  二、家用電器“綠化”

  現代人追求時尚,更追求生活的高品質。空調、冰箱,除了主打功能過關,人們更期望掏最少的錢獲得最多的附加值。今夏商家打出的觸媒殺菌產品,真的“綠”了嗎?

  [空調]光觸媒殺菌凈化效果如何跟風速有很大的關系。在中央空調的末端使用光觸媒技術效果相對好些,而家用空調的風速較快,效果不明顯。其外形基本上已經定型,內部空間比較狹小,如何放置紫外燈和光觸媒網都是一個問題。

  [冰箱]在冰箱當中應用光觸媒技術一方面可以殺菌,另一方面可以達到食品保鮮作用,在避免食物腐壞的同時還能清除異味。

  冰箱中應用光觸媒必須安裝紫外燈,在安裝的同時要避免對人體造成傷害。

  專家建議:

  在購買光觸媒殺菌電器時,應該了解商品中是否真的用了光觸媒,包括電器中光觸媒的具體樣子,紫外燈的功率大小(效果比較好的應該在30瓦以下,10瓦以上),開、關效果有何差別,有無臭氧等。

  最后,向銷售人員索要檢測中心的報告。

  三、寶貝愛車清潔

  [光觸媒噴劑] 國內使用光觸媒噴劑直接噴涂于私家車內部的做法在美國、日本幾乎沒有。首先是紫外光的問題。汽車的玻璃都很厚,太陽中的紫外光透過玻璃進入車內時光量已經銳減,更何況一般的汽車玻璃上都有專門過濾紫外光的貼膜,而且車內還有些地方是得不到光照的。所以,車內涂層效果甚微;其次,汽車內部空間狹小,如果粘合劑的結合力不好,經常的摩擦會使涂層脫落,進入汽車空調,造成車內的粉塵污染。另外,如果不小心使用了劣質噴劑,還會對車內的一些飾物等造成損壞。

  [光觸媒空氣凈化器] 這是目前凈化效果比較理想的一種光觸媒產品。它利用主動凈化的方式,通過內部放置紫外燈和多層過濾的方法提高了空氣凈化率。但價格相對高些,一般在1500元左右。

  愛車清潔9部曲

  1.立即拆除新車內部的原始包裝,主要是一些塑料包裝容易產生空氣污染。

  2.駕駛新車半年內少用空調,經常開窗通風換氣,讓車內有害物質盡快釋放。

  3.少用飾物。車內飾物要嚴格選擇,對于易含有害物質的腳墊、座套等應先用清水漂洗后再用。

  4.慎選芳香劑,香水應該選擇天然材料制作的。

  5.定期清洗車內空調。

  6.在開啟空調和暖風時,使用車內外空氣交流模式,盡量避免長時間使用車內自循環模式。

  7.選擇空氣質量相對良好、開闊、空氣流動大的線路行車。

  8.進行車內空氣質量檢測,及早發現和清除污染。

  9.選擇合適的空氣凈化產品,多比較,挑選效果明顯無副作用的。

  你知道嗎?

  真假光觸媒辨別法

  目前市場上的光觸媒產品主要以噴劑噴霧為主,但價格相差很大,質量參差不齊。阿綠借你一雙慧眼,幫你辨別真假。

  [顏色] 一種為藍白色、透明,正對著光看為金黃色;一種為乳白色,無沉淀,分層。如果有暗黑色呈漿糊狀即為偽劣產品。質量好的光觸媒噴劑在光照下沒有任何顏色上的變化。

  [氣味] 光觸媒是無任何異味的中性水溶液。如果有其他氣味的均為偽劣產品。(在施工過程中,由于要添加膠合劑可能會有一些氣味,但施工結束后很快會散去。)

  [質感] 噴到手上干燥后,無滑膩感,無任何粘性。

  [效果] 噴涂到玻璃或瓷磚上干燥后,能很快分解有色顏料。

  綜合利用效果最佳

  這個世界上沒有過于絕對的東西。對于生存空間內空氣污染的治理,最基本最有效的當然是開窗通風,其次才是凈化產品。但各種空氣凈化產品都各有利弊,即使是理論上凈化效果完美的納米前沿技術如光觸媒,也由于在現實應用當中受到條件的限制而不能完全發揮作用。所以,在治理空氣污染過程中,一方面我們要多管齊下,綜合利用各種方法;另一方面,愛小家更愛大家,善待環境,讓我們離健康更進一步。

  《綠色家園》 2004年 第九期

關鍵詞:光觸媒

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