使用光催化技术的多功能建筑材料.doc

使用光催化技术的 被报道后，引起了世界各国科学家的关注，随后进行的 研究表明很多半导体材料如氧化锌、氧化铁、氧化钨、 硫化镉、二氧化钛等都具有光催化性能。这些光催化性 能包括： 1.光催化氧化性能：在光照下，光催化剂具有分解 福州大学光催化研究所 邵 宇 各种有机污染物的能力，可以将有机物分解为 CO 、 2 H O 等无机小分子物质。 2 2.光至超亲水性能：负载有光催化剂薄膜的材料， 在光照下，表面具有超亲水性能，水滴可在其表面形成 水膜。 3. 能吸收紫外线：一层几十纳米厚的二氧化钛光 催化薄膜可以吸收阳光中几乎全部的紫外线，而可见光 部分则可完全通过。 摘 要：光催化技术可以应用在建筑、环保、食 品、卫生医药等领域，利用光催化技术制备的自清 洁材料和抗菌材料已经进入装饰装修市场，而光催 化空气净化装置也已进入家庭。 关键词：光催化技术 应用 建筑材?? 进入 20 世纪 90 年代，随着纳米技术的高速发展， 纳米制备技术和光催化技术相结合，使得纳米光催化剂 的工业生产成为可能。由于二氧化钛光催化剂具有成份 稳定、对人体无毒害作用、光催化氧化能力强和原材料 成本低、价格便宜等诸多优点，获得了人们的青睐。现 近年来，光催化技术在应用研究领域里取得了长足 进展，以纳米二氧化钛为主要成分的光催化剂已在环 保、建筑等多个领域里广泛使用，各种各样具有光催化 性能的高技术产品不断问世。在市场上出现了光催化杀 菌材料、自清洁瓷砖、光触媒涂料、抗雾玻璃和光催化 空气净化器等一系列产品，使光催化技术逐渐形成一个 面对大众的产业。但大多数人对这一科技领域还缺乏了 解。那么什么是光催化技术？它有什么功能？本文将对 此作一介绍。 在，商业应用领域的光催化剂均以 TiO 为主要成份。 2 在世界范围内，日本最早开始光催化技术产业化 工作，产业化规模也最大，早在 1994年日本石原产业 公司就开发了高性能纳米 TiO 光催化剂，1995年日本 2 东陶公司推出表面固定有TiO 光催化剂薄膜的抗菌砖 2 瓷，这是第一种实际应用TiO 光催化能力的建材产品。 2 到目前为止，日本有1000多家企业生产与光催化技术 有关的产品并参与技术开发。 根据用途不同，具有光催化性能的建筑材料可分 为抗菌材料、自清洁材料和环境净化材料。 1．抗菌材料 作为抗菌材料的光催化剂往往需要在催化剂中添 加银、铜等金属离子，以加强光催化剂的灭菌性能，将 这种光催化剂负载在陶瓷、玻璃、金属等载体表面，即 可制成具有抗菌能力的建筑装饰材料。在室内荧光灯的 照射下，负载有光催化剂的抗菌瓷砖可在1小时内杀死 绝大多数附着于其上的大肠杆菌、绿浓杆菌、金黄色葡 萄球菌。东陶公司必威体育精装版开发的光催化银系列抗菌瓷砖， 光催化是光化学的一个组成部分，光催化反应利用 光催化剂吸收光能，并将其转化为化学能，促使吸附在 催化剂表面的物质发生化学反应，而催化剂本身不发生 变化。实际上光催化反应始终存在于我们身边，绿色植 物的光合作用就是一种典型的光催化反应，叶绿素作为 生物光催化剂通过吸收光能，将水和二氧化碳转变为氧 气和葡萄糖，这一光化学反应直接维持了包括人类在内 的地球上大多数生命的生存。 具有现代科学意义的光催化学科始于20世纪60～ 70 年代，前苏联科学家首先发现二氧化钛材料在阳光 光催化技术简介 前 言 光催化技术制造多功能建筑材料 多功能建筑材料 医院的手术室、病房等处，可保持墙壁的清洁，有效降 低房间内空气中浮游菌数量。日本神户制钢公司对金属 侧的构筑物和建筑物的外墙上，把这些建筑变成净化氮 氧化物和其他有害气体的巨大净化场。阪神高速道路集 团在阪神高速公路上，用光催化净化涂料涂刷了3 800m2 的混凝土高栏和吸声隔音墙。北京市也计划在道路隔离 等设施上面，涂刷光催化净化涂料，以改善空气质量。 利用活性炭、多孔陶瓷、金属网等材料做载体，负 钛材料进行表面处理，形成光催化活性很高的TiO 膜， 2 开发成功有抗菌、防霉功能的光催化钛装饰材料，并用 于医疗卫生机构大楼的建筑装修。我国广东佛陶集团赛 纳公司也开发出能利用光催化效应的抗菌保洁陶瓷制 品。 此外，北京普仁科技有限公司开发的液体光催化溶 胶，经中科院微生物研究所和中国药品生物制品鉴定所 检测，用该溶胶镀膜后的陶瓷餐具有着显著的抗菌作 用，灭菌率达到 99%。 2．自清洁材料 自清洁材料使用的光催化剂具有良好的光催化氧化 能力和表面超亲水性能，如浙江荣联陶瓷有限公司生产 的X-Cera自清洁瓷砖，在光照条件下可有效分解瓷砖 表面黏附的油污、并使染料污迹退色。其光至亲水性能 可显著降低瓷砖表面灰尘的附着力，在雨水的冲刷下， 灰尘脱离瓷砖表面，使瓷砖自清洁。 日本开发的汽车后视镜用自清洁 PET 薄膜和汽车 车身专用超亲水性涂料，