光催化

　　光觸媒PHOTOCATALYSIS是光 Photo=Light + 觸媒(催化劑)catalyst的合成詞。光觸媒是一種在光的照射下，自身不起變化，卻可以促進化學反應的物質，光觸媒是利用自然界存在的光能轉換成為化學反應所需的能量，來產生催化作用，使周圍之氧氣及水分子激發成極具氧化力的自由負離子。幾乎可分解所有對人體和環境有害的有機物質及部分無機物質，不僅能加速反應，亦能運用自然界的定侓，不造成資源浪費與附加污染形成。最具代表性的例子為植物的"光合作用"，吸收對動物有毒之二氧化碳，利用光能轉化為氧氣及水。
　　光催化的發現
　　光觸媒于1967年被當時還是東京大學研究生的藤島昭教授發現。 在一次試驗中對放入水中的氧化鈦單晶進行了紫外燈照射，結果 發現水被分解成了氧和氫。這一效果作為 “本多·藤島效果” （Honda-Fujishima Effect）而聞名于世，該名稱組合了藤島教授 和當時他的指導教師----東京大學校長本多健一的名字。
　　光催化能源開發
　　由于是借助光的能量促使水分子分解反應，因此后來將這一現象中 的氧化鈦稱作光觸媒。 這種現象相當于將光能轉變為化學能，以當時正值石油危機的背景，世人對尋找新能源的期待甚為殷切， 因此這一技術作為從水中提取氫的劃時代方法受到了矚目，但由于很難在短時間內提取大量的氫氣，所以利用于新能源的開發終 究無法實現，因此在轟動一時后迅速降溫。1992年第一次二氧化鈦光觸媒國際研討會在加拿大舉行， 日本的研究機構發表許多關于光觸媒的新觀念，并提出 應用于氮氧化物凈化的研究成果。二氧化鈦相關的 專利數目亦最多，其它觸媒關連技術則涵蓋觸媒調配的 制程、觸媒構造、觸媒擔體、觸媒固定法、觸媒性能測 試等。以此為契機，光觸媒應用于抗菌、防污、空氣凈 化等領域的相關研究急劇增加，從1971年至2000年6月 總共有10,717件光觸媒的相關專利提出申請。二氧化鈦光觸媒的廣泛應用，將為人們帶來清潔的環境、健 康的身體。
　　長度的基本度量單位為米，10-9米稱為納 米(Nanometer; nm)。各種應用材料也將由微米逐漸進入納米時代。 納米材料由晶粒1~100nm大小的粒子所組成。粒徑極為微細，具 有極大的比表面積，且隨著粒徑的減少，表面原子百分比提高。 由于在表面上存在大量原子配位不完全而引起高表面能的現象，表 面能量占全能量的比例大幅提高，使納米材料在吸附、光吸收等方面具有新的特性。
　　光觸媒是一種在光的照射下，自身不起變化，卻可以促進化學反應的物質，就象植物的光合作用中的葉綠素。光觸媒的材料多種多樣，但是最為著名和研究最為徹底的是納米二氧化鈦。光觸媒在太陽光的照射下能產生羥基自由基、超氧自由基等活性物種，因而具備抗菌、除臭、油污分解、防霉防藻、空氣凈化的作用。
　　光催化的反應
　　光觸媒的作用
　　抗菌性： 殺滅大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌、
　　綠膿桿菌、病毒等。
　　空氣凈化： 分解空氣中有機化合物及有毒物質：苯、甲醛、氨、TVOC等。
　　除臭 ：去除香煙臭、垃圾臭、生活臭等惡臭。
　　防霉防藻： 防止發霉、防止藻類的產生, 防止水垢的附著。
　　防污自潔：分解油污,自清潔。
　　光觸媒的特性
　　.安全性
　　作為食品藥品添加劑，經過美國FDA認證，使用非常安全（需要說明的此處應該指微米及以上尺度的二氧化鈦，其他材料的光觸媒或是更小尺度的二氧化鈦的安全性并未得到嚴格認證）。
　　.持久性
　　由于光觸媒只是提供了反應的場所，它本身并不參與化學反應，所以它的作用效果是持久的（在存在大量礦物質的情況下，也存在鈍化的可能。比如對硬水處理是可能發生碳酸鈣等水垢沉積時作用效果會很快下降）。
　　當前進展
　　光觸媒于1967年被當時還是東京大學研究生的藤島昭教授發現。 在一次試驗中對放入水中的氧化鈦單結晶進行了光線照射，結果 發現水被分解成了氧和氫。這一效果作為 “ 本多 · 藤島效果 ” （Honda-Fujishima Effect）而聞名于世，該名稱組合了藤島教授 和當時他的指導教師----東京工藝大學校長本多健一的名字。
　　由于是借助光的力量促進氧化分解反應，因此后來將這一現象中 的氧化鈦稱作光觸媒。 這種現象相當于將光能轉變為化學能，以 當時正值石油危機的背景，世人對尋找新能源的期待甚為殷切， 因此這一技術作為從水中提取氫的劃時代方法受到了矚目，但由 于很難在短時間內提取大量的氫氣，所以利用于新能源的開發終 究無法實現，因此在轟動一時后迅速降溫。
　　1992年第一次二氧化鈦光觸媒國際研討會在加拿大舉行， 日本的研究機構發表許多關于光觸媒的新觀念，并提出 應用于氮氧化物凈化的研究成果。因此二氧化鈦相關的 專利數目亦最多，其它觸媒關連技術則涵蓋觸媒調配的 制程、觸媒構造、觸媒擔體、觸媒固定法、觸媒性能測 試等。以此為契機，光觸媒應用于抗菌、防污、空氣凈 化等領域的相關研究急劇增加，從1971年至2000年6月 總共有10,717件光觸媒的相關專利提出申請。二氧化鈦 TiO 2 光觸媒的廣泛應用，將為人們帶來清潔的環境、健 康的身體。
　　物體之長度為10 -6 米稱為微米(Micrometer; mm)，10 -9 米稱為納 米(Nanometer; nm)。各種應用材料也將由微米逐漸進入納米時代。 納米材料由晶粒1~100nm大小的粒子所組成。粒徑極為微細，具 有極大的比表面積，且隨著粒徑的減少，表面原子百分比提高。 在表面上由于大量原子配位的不完全而引起高表面能的現象。表 面能量占全能量的比例大幅提高，使納米材料具吸附、光吸收、 熔點變化等特性。利用納米超微粒子技術與特性，研發出材料本身在反應時完全不 參與作用，卻可促進并提高反應能量，以催化目標反應的觸媒技 術已運用于環境清潔作用上，促使有害或有毒物質加速反應成為 穩定而無害物質，達到環保效果。
　　納米二氧化鈦光觸媒是一種在光的照射下，自身不起變化，卻可以促進化學反應的物質，就象植物的光合作用中的葉綠素。TiO2光觸媒在太陽光或室內熒光燈的照射下能產生抗菌、除臭、油污分解、防霉防藻、空氣凈化的作用。
　　光觸媒的光催化反應
　　光觸媒的作用
　　抗菌性： 殺滅大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌、
　　綠膿桿菌、病毒等。
　　空氣凈化： 分解空氣中有機化合物及有毒物質：苯、甲醛、氨、TVOC等。
　　除臭 ：去除香煙臭、垃圾臭、生活臭等惡臭。
　　防霉防藻： 防止發霉、防止藻類的產生, 防止水垢的附著。
　　防污自潔：分解油污,自清潔。
　　光觸媒的特性　　
.安全性
　　作為食品藥品添加劑，經過美國FDA認證，使用非常安全。
　　.持久性
　　由于光觸媒只是提供了反應的場所，它本身并不參與化學反應，所以它的作用效果是持久的。
　　光觸媒的應用