【光觸媒的相關文獻】

江南布衣

【光觸媒的相關文獻】

 

光觸媒（photocatalyst）是一種「利用光能，進行催化反應的觸媒」。

 

使用前，會先把它塗布或噴灑在物體表面形成一層薄膜，再透過光能的啟動，與附在物體表面的外來物質產生氧化或還原作用，以達到除污、殺菌、抑菌或使物體表面清潔的目的。

光觸媒可發揮的功效仍在評估中，與它相關的研究工作卻已如火如荼地展開。

 

現今科學家對光觸媒消滅微生物的能力已給予不錯的評價。

 

 

熱鬧有趣的搶電子遊戲

 

從化學作用來看，光觸媒是一種半導體結晶材料，被光照射以後，材料中的電子會跳出來，並留下一個具有強大氧化能力的帶正電孔洞，這些電子與電洞在化學上稱為「電子洞對」。

 

當電子與空氣中的氧分子（O2）相遇時，即生成反應性很強的超級氧分子（˙O2-）﹔

 

當電洞與空氣中的水氣（H2O）相遇時，會透過光化學反應搶奪水中氫氧基的電子，此時，失去電子的氫氧基立刻變成不安定的氫氧自由基（˙OH）。

 

一旦不安定的氫氧自由基遇到外來的、附在物體表面上的有機物時，又會藉由搶奪對方電子的方式使自己趨於穩定。

 

如此一來，有機物即被氧化，變成水和二氧化碳，消散在空氣中。

以光觸媒淨化水質，則從光化學反應中產生的氫氧自由基，也會與水中的不純物發生反應，變成水、二氧化碳或沉澱物。

 

這整個過程，就像一場熱鬧有趣的搶電子遊戲。

氫氧自由基具有強烈的氧化作用，易破壞細胞膜、血管壁、蛋白質和基因，會使人體產生老化和疾病問題，因此有人擔心，在光觸媒反應中出現的氫氧自由基，是否會對人體造成傷害呢？

 

一般而言，光觸媒反應是在物體表面發生，而氫氧自由基釋出到空氣中的可能性非常小，在光觸媒表面的濃度亦非常微弱，對人體應不致於造成傷害，不過相關問題仍需進一步確認。

 

 

光線問題　

能夠利用大自然光源，使有害物質消失，且無二次污染，是光觸媒最具價值的地方。

 

然而能激發光觸煤反應的最低能量是多少呢？

 

這個答案與製造光觸媒的材料有關。

 

適合作為光觸媒的材料必須具有半導體特性，例如氧化鋅（ZnO）、二氧化鈦（TiO2）、二氧化錫（SnO2）、硫化鎘（CdS）等都是，而所有材料中，又以二氧化鈦的氧化還原力較強，並具有化學性質穩定、對環境無害、材料價格低廉等優勢。

 

所以，目前使用的光觸媒材料大都以二氧化鈦為主。

令人傷腦筋的是，欲使二氧化鈦光觸媒產生反應的光子，必須要有 3.2 電子伏特（ev）以上的能量，亦相當於波長 380 奈米（nm）以下的紫外線。

 

這樣的啟動條件，讓光觸媒的應用受到了限制，也因此，如何擴大光源利用，使波長 400～700 nm 的可見光也能激發光觸媒反應，成為科學家急欲突破的關卡。

 

 

陽光具有啟動能力

陽光中照到地表的近紫外線具有 1.0～10 mW/cm2 的照度，此照度已達啟動光觸媒反應的能量。

科學發展373期 38-43頁

 

光觸媒是一種物質，受到光的激發便能做為催化劑。

 

陽光、日光燈是光觸媒的電源，有光就能讓光觸媒對細菌、臭味、香味、甲醛等通通轉變成Ｈ 2 Ｏ與ＣＯ 2 ，讓空氣變為乾淨。

 

光觸媒的原料是奈米的二氧化釱，它是一種食品添加劑，也被用在防曬乳及隔離霜上。

 

 

． 光觸媒最主要有抗菌、除臭、防霉的特性

 ( 一 ) 抗菌： 

 　　當空氣中的水分子與光觸媒處理過的表面接觸後，經由 光源的催化 ，產生很強的氧化作用，可以輕易地將空氣中的細菌分解，其強大的氧化作用可以輕鬆分解空氣中的細菌。

 ( 二 ) 除臭 

 　　在日常生活環境中最主要之臭氣源是存在著的 氨氣、硫化氫、甲基硫醇、乙醛 等。 TiO2 比臭氧、負離子，更具氧化能力；比活性碳有更強的吸附力且具有活性碳所沒有的（ 分解細菌 ）的功能，然而這些物質均可在 TiO2 光觸媒之存在下，利用一般之日光燈即可予以充分分解。

 

TiO2 光觸媒之強力分解力可以 有效分解香煙燃燒中致癌成分物質如硫化氫、二氧化硫 等。

 ( 三 ) 防霉 

 　　物體表面發霉是因為 滋生黴菌 的關係，光觸媒本身抗菌的功能可輕易解決這個問題，例如將光觸媒塗裝於保存食物的蓋子或是牆壁，可以讓黴菌無繁殖的空間，自然食物保存的時間可以延長，牆壁可常保清潔，並防止油污、灰塵附著，清洗方便。 

 ． 光觸媒可應用之場所範圍：

 ( 一 ) 居家場所 ：

 

家中客、餐廳、房間、廚房等 …… 天花板及牆壁。

 

 ( 二 )公共場所 ：

 　　醫院、學校、幼稚園、餐廳、公共浴廁、 KTV 等相關營業場所。 

 ( 三 )交通工具 ：

計程車、自用小客車、貨卡車、火車、公車、大眾捷運交通車輛及飛機。

 

大眾捷運交通工具是最封閉的小型公共場所，所以 累積的病毒細菌數是最多的 ，政府交通單位已經漸漸重視交通工具內的空氣品質問題。

光觸媒在日本 從醫療的現場看光觸媒在醫學、醫療的利用 (一) 光觸媒的醫學、醫療利用 ... 氧化鈦光觸媒從生命體特別是自醫學面利用的觀點,實具有非常有利的特點。 ...

 

其後亦瞭解此效果是,依賴光量或光觸媒表面的光化學反應所造成的氫氧自由基(OH-)或過氧化氫(H2O2)www.katec.com.tw/masukomi-J.htm

光觸媒介紹 徐玉杜 工研院環安中心 由於「永續經營」概念的漸入人心,環境保護已成兼顧理性與感性的趨勢。

 

前述概念的發展,以光觸媒分解各種污染物質的方法,遂逐漸受到重視而有長足 的發展。

 

引用：http://tw.myblog.yahoo.com/jw!meUxOwaTEhTlO9OJzHobAysh/article?mid=19102