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光触媒除甲醛是什么反应原理

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发表于 2015-3-16 13:22:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
       什么是光触媒 怎样用光触媒除甲醛
       光触媒是什么?
  光触媒是一种环保材料,也是一种催化剂,普遍用于装修后去除甲醛污染。光触媒是1968年在日本发明的,现在应用已经非常广泛,可以用于墙面、地板、家具、沙发、汽车等的去污染除甲醛。这是目前唯一一个除了自然光以外,不需要额外消耗能源,就能持续除甲醛净化空气的一种产品。
  光触媒除甲醛反应原理是什么:
       光触媒反应是因光线照射二氧化钛后引起的。它又被称为光固体表面反应、光固体接口反应。
  光触媒被光照射时,把光的能量首先转化成电子和空穴,然后与空气中的氧气(O2)和水分子(H2O)反应,产生具超高氧化能力的氢氧自由基(OH)和氧负离子(O2-)。甲醛、苯、氨、TVOC等有害气体还有臭气、细菌等与氢氧自由基反应,马上被分解成无害的二氧化碳和水。整个过程中光触媒不参加反应,只起催化作用。所以只要光触媒不被去除,其催化作用就是永久的。
  二氧化钛吸收紫外线后,氧化钛内部生成电子与空穴,扩散到表面的电子与空穴能参与光触媒反应,因此如能在表面获得较多的电子与空穴,就能更进一步提高反应的效果。
  形成的空穴,有强力氧化能力,与附在二氧化钛表面的水起氧化反应后,生成氢氧自由基。
  氢氧自由基拥有很高的氧化能力,能与有机化合物起氧化反应,在有氧气的情况下,以上公式的反应过程为:有机化合物中间体的原子团与氧气分子产生原子团连锁反应,氧气被耗费,最终有机化合物被分解,变成二氧化碳和水。
       另一方面,电子则与附在表面的氧气起还原反应后,生成超氧化物负离子。超氧化物负离子附于氧化反应的中间体形成氧化物,或通过二氧化氢变成水。另外在空气中,还生成,直接促进有机物的炭结合。导致细菌、臭气产生的物质为有机物。有机物一般比水容易氧化,当有机物的浓度变高时,空穴在有机化合物的氧化反应中被使用的机会就更高,相反空穴与电子这一对同甘共苦的伙伴再结合的比率却减少。像这样,在空穴被充分利用的条件下,还原过程中,电子容易移向氧分子,从而促进光触媒的效率。
  催化剂意味着它能在自身不起变化的同时,促使其他物质发生化学反应。遇到空间当中的空气氧分和光线的时候,就会不断地释放氢氧自由基和超氧阴离子,可以把空间当中所有的有机挥发性物质都分解成微量的水和二氧化碳。

  不同的光触媒产品有差别吗?
  优质光触媒和劣质光触媒差别很大。有的光触媒十几元一大桶,有的光触媒几十元上百元一小瓶,这是因为优质光触媒和劣质光触媒在成本和功效上存在很大差异。
  差别一 作用持久性:
  甲醛在装修材料中隐藏较深,释放过程长达三到十五年之久,所以除甲醛产品一定要有长期有效。劣质的光触媒效果都是短期的,用不了多久就会失效或者脱落。优质的光触媒因为一些改良技术,可以静电吸附在所有东奔西走表面,形成保护膜,可以持续消除污染保护家庭的。
  差别二 成分:
  虽然光触媒产品的主要成分都是二氧化钛,但普通二氧化钛和纳米级的二氧化钛都是有区别的。优质光触媒不但需要严格的生产工艺,还需要添加玛雅蓝等成分加强,这样才能达到理想的治理效果。劣质光触媒工厂往往因为技术不过关,生产出二氧化钛达不到能用来治理的级别,所以效果很差,甚至称不上严格意义上的光触媒。
       差别三 反应条件:
  传统光触媒需要在强烈紫外线下,才能分解挥发性有机物,可是室内往往没有那么强的光源,开着紫外线灯的环境对人体又是有害的,所以普通光触媒在室内是不起作用的。优质光触媒是需要突破这个技术瓶颈的产品,在微弱的可视光里,就能发生除甲醛反应,甚至台灯的光线都能使它产生除污染的作用。
  差别四 抗菌效果:
  前面我们提到了,光触媒能够分解挥发性有机物。实际上,细菌、病毒这些十分微小、可以悬浮在空气中、人类无法用肉眼看到的有机生物,也处于光触媒能分解的范围内,也就是说优质光触媒有一定的杀菌消毒的效果。初级光触媒有一定的抗菌效果,但抗病毒的效果较差。优质光触媒有更好的抗病毒性,一些流行感冒病毒都可以分解的。另外还有PM2.5里面的挥发性有机物,优质光触媒都是可以去除的。       差别五 安全性:
       光触媒以二氧化钛做基本原材料,成分只有二氧化钛和水。二氧化钛是国际公认的治污染材料,本身无害,已用于食品产业,如牙膏、口香糖,防嗮霜等。其中奥因光触媒已突破诸多技术瓶颈,可见光技术达到实用阶段。有国家检测报告证明。真正做到长期持续消除有害气体,做到一次治理,长期无忧。在可见光的直射下产生祛除污染的物质,将有害物质作无害化处理,形成二氧化碳和微量的水。达到净化空气的功能。

       光触媒功能作用:
  1、降解有毒有害气体:
  光触媒能高效降解车内空气中有毒有害气体:(甲醛、苯、二甲苯、氨、TVOC);
  能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质,高效杀灭多种细菌(如大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌、流感病毒等)抗菌率可高达99.99%,并能将细菌或霉菌释放出的霉素分解及无害化处理。  
  2、除异味,长效防霉:
  由于南方天气潮湿高温,容易滋生霉菌产生发霉现象,出现霉味。经纳米光触媒技术处理后杀灭霉菌率高达99.99%,并能消除霉味。还能长期去除烟味、油味、汗味、酒味、皮革味等异味。
  3、自动清洁功效:
  光触媒涂膜由于富有羟基(·OH基),具有非常高的亲水性。因为污染物之所以能牢固地黏附在物体表面,其粘结力来源于有机物。而光催化能无选择性地降解有机物,所以它能有效破坏其粘结力。失去粘结力污染物无法黏附在物体表面。


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发表于 2015-12-15 15:11:55 | 显示全部楼层
    光触媒是指可通过吸收光而处于更高的能量状态,并将能量传递给反应物而使其发生化学反应的一类物质。半导体和金属化合物等是常用的光触媒材料、其中最常见的是二氧化钛。二氧化钛广泛用作染料、牙粉、化妆品和食品添加剂等,是一种安全无毒、价廉耐用的物质。当用光照射二氧化钛表面时,像太阳能电池使用的硅片等一样,产生负电荷的电子和正电荷的正孔。这些电子和正孔具有很强的还原和氧化能力,能与水或溶存的氧反应,产生氢氧根自由基和超氧负离子。这些正孔和氢氧根自由基具有很强的氧化能力,构成有机物分子的碳-碳键、碳-氢键、碳-氮键、碳-氧键、氧-氢键和氮-氢键等的键能分别为83 kcal/mol、99 kcal/mol、73kcal/mol、84 kcal/mol、111 kcal/mol、93 kcal/mol,而正孔和氢氧根自由基的氧化能大于120 kcal/mol以上,可以简单地将上述键切断分解。
    因此,可以将水中溶存的各种有害化学物质或空气中的恶臭物质分解或无害化处理。此外,如表1所示,氢氧根自由基比作为消毒杀菌剂被广泛使用的次氯酸、双氧水和臭氧等具有更强的氧化能力,可用作杀菌剂和防霉剂。
    总之,二氧化钛具有在光的照射下能分解和无害化处理几乎所有有害有机物,不用有毒的药品或煤、石油等化石燃料,仅利用干净且取之不尽的太阳能就能将扩散了的环境污染物安全有效地处理并且可半永久化循环使用等众多的优点。

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发表于 2015-12-23 13:28:47 | 显示全部楼层
光触媒产品主要有光触媒喷剂、光触媒饰物、自洁净玻璃[1]  、光触媒陶瓷、光触媒地砖光触媒空气净化机(家用、商用)、汽车专用空气净化器等。

由于光触媒作用必须要以氧气或水分子为媒介,因而净化产品表面的光触媒有效接触浓度很关键,另外光触媒分子必须是50纳米以下才具有很好的光催化作用。因此,如何将纳米光触媒融入其他物质而不凝聚,以及如何使纳米光触媒分布到产品表层是目前各生产企业的技术攻关重点。

至今,除喷剂类光触媒产品外,其他合成型光触媒产品的净化效果并不十分理想。

光触媒净化机或净化器,由于光触媒只能喷涂到内在的滤网上,而滤网面积很小,可喷涂的光触媒数量非常少,因而净化性能较差。

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