怎样的光环境才能让光触媒发挥功效?

浙江蓝民环保 2023-10-30 10:00:59

装修污染后的治理方式中有种叫做「光触媒」的治理方法,对甲醛、苯、氨气、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等影响人类身体健康的有害有机物能起到净化作用。比起其他传统的方法来说,光触媒除甲醛是否更加有效?

光触媒,实际上就是「光催化剂」,触媒这种叫法是从日文里汉字直译过来的。

1972年藤岛昭教授和本多建一教授等发现受辐射的TiO2(二氧化钛)表面能发生持续的氧化还原反应,就是光催化氧化反应。光催化空气净化技术由催化氧化技术发展而来。光源一般采用黑光灯、高压泵灯、荧光灯,甚至是太阳光。光催化技术是一种低温深度氧化技术,可以在室温下将空气中有机污染物完全氧化为二氧化碳和水,同时,还具有安全、防腐、除臭、杀菌等功能。

将光触媒涂于基材表面,在可见光的作用下,就会产生强烈的催化降解功能。那么,光触媒具体适用怎么样的光环境才能工作呢?

可见光是电磁波谱中人眼可以感知的部分,可见光谱没有精确的范围,是因人而异的。一般人的眼睛可以感知的电磁波的波长在400-760nm之间。但还有一些人能够感知到波长大约在380~780nm之间的电磁波。

那么,波长又是一种什么概念呢?

1666年,英国科学家牛顿第一个揭示了光的色学性质和颜色的秘密。他用实验说明太阳光是各种颜色的混合光,并发现光的颜色决定于光的波长。红色波长为620-630nm,橙色波长为600-620nm,黄色波长为585-600nm,绿色波长为555-585nm,蓝色波长为440-480nm,紫色波长为350-440nm,粉红色的波长为360-380nm。

而我们日常生活中看不到却经常提到的如红外线、紫外线则是我们的眼睛感知不到的,因为肉眼可见光的范围一般在380nm--760nm。而红外线的波长则大于800nm,紫外线的波长小于350nm,以此类推,从红色到紫色,波长依次减小,能量依次减小。

一般的光触媒需要在波长为387.5nm左右的光条件下,才会产生催化和降解。因此这样的光触媒对于光的要求会比较高,纯净的纳米二氧化钛粉末,只能吸收400nm以下的紫外光,在自然环境下,紫外光占有比例较低,不足自然光的10%,因而纯净的纳米二氧化钛基本没有光触媒的功效。

所以,为使TiO2可以吸收可见光,甚至吸收远红外光,必须采用特殊材料的配制掺杂技术。

蓝民环保技术部通过对Lamborair第五代光触媒的改性来达到光触媒对紫外线高能量的广泛性应用,从而延展光触媒实际使用的光环境,Lamborair第五代光触媒在387.5nm—600nm的波长中都可以进行光催化作用。

那么,实际上,Lamborair第五代光触媒技术究竟是掺杂了什么样的配料,才能使得反应效率达到恒定的效果呢?

Lamborair第五代TiO2光触媒采用最新技术,使得光触媒对光的响应范围延长至600nm波长可见光黄色等级,即光触媒在微弱可视光条件下也可进行光催化反应,在荧光灯、日光灯等家庭采光光源下的净化效率大幅提高,达到目前世界先进水平。

Lamborair第五代TiO2光触媒引入贵金属离子混合技术:高价银离子和铁离子可以弥补夜间光触媒材料光催化效率降低的弊端,保持净化效率的恒定。

同时,还对TiO2的粒径尺寸有了一定的调整,因为TiO2光触媒的性能是由其粒径大小决定的。TiO2光触媒粒径小,比表面积会大,表面悬挂键增加,化学活性增加。然而,当TiO2光触媒粒径小于一定值时,吸收光就更偏紫外了,10nm时还能吸收到390nm,5nm时就只能吸收到360nm了,由于太阳光到达地表的紫外线(200-400nm)中,360-400nm波段的紫外线占所有紫外线的55.8%,就是说5nm和10nm相比,会少吸收近55.8%的紫外光。

根据日本的最新研究成果表明,TiO2光触媒的分散粒径在15-25nm之间效果为最好。

相比于其他室内空气污染净化方法来说,光触媒可以直接利用空气中的氧气作为氧化剂,在常温常压下就可以发生反应,同时净化效果彻底,能够将有机污染物分解为二氧化碳和氧气,已经成为目前国际最理想化的净化空气的方法,同时也是国际上最安全的空气、水净化材料。

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