在日本的醫(yī)院、新干線、飛機(jī)、老人院、學(xué)校等場(chǎng)所，會(huì)常常用到光觸媒來(lái)做殺菌除味抑菌的空氣凈化處理。今天我們來(lái)認(rèn)識(shí)殺菌除味的好產(chǎn)品---光觸媒。

1. 光觸媒是什么？

光觸媒發(fā)現(xiàn)于上世紀(jì)七十年代的日本，是由日本人命名的，翻譯成中文意思是光催化劑，2003年前后引入我國(guó)。光觸媒是以納米級(jí)TiO₂（二氧化鈦）為代表的具有光催化功能的光半導(dǎo)體材料的總稱。將其涂布于基材表面，在紫外光線的作用下，可以使有機(jī)物或者無(wú)機(jī)物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，能有效殺滅多種細(xì)菌，并能將細(xì)菌或真菌釋放出的毒素分解及無(wú)害化處理，也能分解人類活動(dòng)引入的一些生活異味。

最初的光觸媒是以純的TiO₂為活性成份，但由于外界光源的限制，近幾年通過(guò)以離子摻雜、離子注入、貴金屬沉積等方法，研究出一系列可見光光觸媒，廣泛用于除菌和去除病毒等醫(yī)用領(lǐng)域，近幾年還被用于大氣污染物的防治。

2. 光觸媒的作用原理是什么？

光觸媒在光照條件下，TiO₂的電子從價(jià)電帶躍遷至導(dǎo)電帶，在光觸媒表面形成電子（e^-）空穴（h⁺）對(duì)，帶負(fù)電的e^-與光觸媒表面的O₂結(jié)合產(chǎn)生超氧陰離子自由基（O₂·），帶正電的h⁺與其表面的H₂O結(jié)合產(chǎn)生羥基自由基（·OH），這兩者在化學(xué)上都是極不穩(wěn)定的物質(zhì)，當(dāng)有機(jī)物質(zhì)接觸到光觸媒表面時(shí)，便會(huì)分別和超氧陰離子自由基及羥基自由基結(jié)合，最終反應(yīng)生成二氧化碳（CO₂）和水（H₂O）。這一連串的反應(yīng)，化學(xué)上稱為氧化還原反應(yīng)。

光觸媒殺菌原理是化學(xué)不穩(wěn)定的超氧陰離子自由基（O₂·）及羥基自由基（·OH）破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜使細(xì)胞質(zhì)流失，從而造成細(xì)菌的死亡，并且可以固化病毒的蛋白質(zhì)載體，抑制病毒的活性。

3. 光觸媒的殺菌、抑菌效果如何呢？能不能除甲醛呢？

光觸媒在實(shí)際使用過(guò)程中備受爭(zhēng)議的是光源的限制，純凈的納米TiO₂光觸媒只能受波長(zhǎng)小于400nm的紫外光激發(fā)，才能發(fā)揮催化活性，而太陽(yáng)光中紫外光區(qū)的能量?jī)H占總能量的6%，因此，使用效果備受限制。

現(xiàn)代光觸媒技術(shù)在TiO₂中參雜了（鐵）Fe³⁺，（鉻）Cr³⁺，（錳）Mn²⁺，（鉬）Mo³⁺，（釕）Ru³⁺，（鋨）Os³⁺，（錸）Re³⁺，（釩）V⁴⁺等金屬，以期提高對(duì)光的吸收范圍。研究表明：參雜效果較好的順序是V>Cr>Mn>Fe>Ni。金屬的參雜對(duì)TiO₂光的吸收確實(shí)有了一定的改善。然而，大多數(shù)參雜金屬離子的光觸媒腐蝕性很大，對(duì)家具、墻紙等裝修材料產(chǎn)生腐蝕，造成褪色、銹斑等，損害我們的家具、墻紙等，造成不可逆轉(zhuǎn)的損失。

使用貴金屬沉積的方法將微量貴金屬負(fù)載在TiO₂上，獲得了較好的效果。其中負(fù)載貴金屬 Pt（鉑） 的改性效果最好，Ag（銀）次之。但Pt的成本較高，Ag 改性毒性小、成本低，因此，銀光觸媒有了廣泛的應(yīng)用。

遼寧省疾控中心的胡英在《中國(guó)消毒學(xué)雜志》上發(fā)表了一篇名為《光觸媒材料抗菌效果及其影響因素觀察》的文章，文中比較了納米TiO₂粉劑、納米Ag粉劑以及載Ag光觸媒的殺滅大腸埃希菌及金黃色葡萄球菌的效果，結(jié)果表明：納米TiO₂在光照下顯示出一定的抗菌活性；納米Ag可表現(xiàn)出明顯的抑菌活性；載Ag光觸媒不經(jīng)光照也可顯示出一定的抑菌作用，在日光燈照射下，可明顯增強(qiáng)抑菌效果，抑菌率達(dá)到96.2%。

銀光觸媒真實(shí)的殺菌、抑菌效果也印證了這一效果。然而光觸媒到底能不能除甲醛呢？

市場(chǎng)上關(guān)于光觸媒除甲醛的說(shuō)法很多：納米光觸媒除甲醛說(shuō)、可見光光觸媒除甲醛說(shuō)、光觸媒添加植物活性因子等說(shuō)法。

我們要說(shuō)的是光觸媒是日本人發(fā)明的，在日本，光觸媒只用來(lái)殺菌、抑菌、防霉以及去除細(xì)菌代謝、人類生活引入的一些生活異味，不能除甲醛。光觸媒除甲醛的先決條件是在強(qiáng)紫外燈的照射下，也就是說(shuō)實(shí)驗(yàn)室條件下確實(shí)能除甲醛，但離開了紫外燈，光觸媒除甲醛的功效就微乎其微了。市場(chǎng)上出現(xiàn)的一系列可見光光觸媒，確實(shí)能拓寬光觸媒對(duì)太陽(yáng)光的吸收，但是具有副作用。大部分廠家還是有自知之明的，他們知道光觸媒除醛效果不理想，因此給TiO₂里添加了其他的植物提取液和植物精油，即所謂的植物活性因子，以期達(dá)到除甲醛的效果，然而這真的能持久發(fā)揮除甲醛的功效嗎？國(guó)家室內(nèi)環(huán)境與室內(nèi)環(huán)保產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心宋廣生主任在《室內(nèi)環(huán)境污染控制與治理技術(shù)》一書中明確提到：“這種提取物的液體形態(tài)只有3個(gè)月的保存期，保存期較短，如果作為商品，則還需解決其保存期這一難題?！?/span>

綜上所述，好的光觸媒產(chǎn)品，應(yīng)用在日常生活環(huán)境，有非常好的殺菌、除味、抑菌、防霉的功效。但本文所講的光觸媒，指的是真實(shí)有效的光觸媒產(chǎn)品，并非商場(chǎng)上虛假宣傳的“光觸媒”。理性看待光觸媒，好產(chǎn)品要應(yīng)用在合適的領(lǐng)域。夸大產(chǎn)品功效，才是對(duì)產(chǎn)品的傷害。

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