光觸媒已經(jīng)面世幾十年了，是從日本引進(jìn)的，在中國加以發(fā)展改進(jìn)，現(xiàn)今新型光觸媒產(chǎn)品以納米光觸媒為先導(dǎo)，6納米的離子粒徑，和打破了以往傳統(tǒng)的在光照條件上的限制。現(xiàn)在就讓我們來了解一下納米光觸媒的性能特征！

　光波吸收

　　以市面最多的光觸媒納米二氧化鈦為例：

　　純凈的納米二氧化鈦粉末，只能吸收400nm以下的紫外光，在自然環(huán)境下，紫外光占有比例較低，不足自然光的10%，因而純凈的納米二氧化鈦基本沒有光觸媒的功效。

　　所以，為使二氧化鈦可以吸收可見光，甚至吸收遠(yuǎn)紅外光，必須采用特殊材料的配制摻雜技術(shù)。

　　比如采用固相合成、過渡金屬離子和非金屬離子摻雜、金屬-有機(jī)絡(luò)合物、表面敏化、半導(dǎo)體復(fù)合等多種方法，對光觸媒進(jìn)行可見光誘導(dǎo)。2000年以來，還發(fā)現(xiàn)納米貴金屬（鉑、銠、鈀等）與光觸媒材料進(jìn)行配位螯合后，會極大提高光生載流子的分離效率和抑制電子-空穴的重新復(fù)合，從而進(jìn)一步拓寬了二氧化鈦的光 波吸收范圍，這些納米貴金屬也被稱為“光觸媒的維生素”。日本汽車尾氣凈化裝置已大量使用納米貴金屬制成的催化劑。

　　純凈光觸媒技術(shù)只能在紫外光下作用，這已經(jīng)是2000年前的技術(shù) 了。21世紀(jì)國際光觸媒技術(shù)的發(fā)展方向是化學(xué)配位鍵螯合功能元 素?fù)诫s技術(shù)，使用這種技術(shù)可以極大增強光觸媒材料的光催化協(xié)同效應(yīng)，從而可以吸收可見光，甚至可以吸收遠(yuǎn)紅外光。

　　2003年，中國首先發(fā)明遠(yuǎn)紅外光觸媒技術(shù)，標(biāo)志著在光觸媒的光波吸收技術(shù)上，已經(jīng)超出世界水平。【見中國化工信息中心《查 新報告（2003-021）》】

　　耐候性

　　光觸媒產(chǎn)品經(jīng)受氣候的考驗，如物理磨損、冷熱、自身晶格缺陷等造成的綜合破壞，其耐受能力叫耐候性。

　　純凈的光觸媒粉末不具有實用性，很簡單，風(fēng)一吹就沒了，所以 必須做成粘合型的溶液，而且溶液干燥后會吸附在各類家具表面 ，不容易磨損及掉落。要實現(xiàn)這個性能，不添加黏合劑是做不到的，所以不含黏合劑的光觸媒溶液產(chǎn)品要么是炒作，要么就是干燥后會大量掉落。

　　純凈光觸媒在光照射下，除了能發(fā)生光催化反應(yīng)外，還會發(fā)生光化學(xué)活性反應(yīng)，這種光化學(xué)活性反應(yīng)是由光觸媒內(nèi)在晶格缺陷引 起的，這種反應(yīng)會釋放新生態(tài)氧[O]，新生態(tài)氧通過物質(zhì)遷移，與光觸媒本身及家具表面材料進(jìn)行反應(yīng)，會導(dǎo)致物質(zhì)有機(jī)聚合物氧化，最終造成涂膜的粉化和失光，縮短其使用壽命，造成家具表面失色或斑駁。所以，必須要對光觸媒進(jìn)行特殊工藝的無機(jī)包覆，從根本上解決光觸媒的光化學(xué)活性反應(yīng)問題。

　　由上兩條可知，將光觸媒產(chǎn)品是否純凈，是否含有分散劑作為評價光觸媒性能是否優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)是不科學(xué)的。

　　純凈的光觸媒只能吸收紫外光，可吸收可見光甚至遠(yuǎn)紅外光的光觸媒必然螯合了其他活性催化材料。

　　有效濃度

　　光觸媒本身是一種催化劑，不直接參與降解反應(yīng)，它通過吸收光能把水或氧氣轉(zhuǎn)化成強氧化活性基團(tuán)，而強氧化活性基團(tuán)使空氣污染物降解，所以必須直接接觸到水分子或氧分子。

　　因而，在濃度因素中，決定光觸媒性能的是有

效接觸濃度，即可以與水或空氣接觸的光觸媒濃度，而不是某一種產(chǎn)品的濃度。比如一塊二氧化鈦瓷磚，如果大量的二氧化鈦被封閉在瓷磚內(nèi)部， 就算濃度再高，又有什么意義呢？

　　在噴涂產(chǎn)品中，有效接觸濃度不僅與溶液中光觸媒濃度有關(guān)，而 且與噴涂工具、噴涂手法等現(xiàn)場工藝有關(guān)。另外，與產(chǎn)品附著性也直接相關(guān)，如果干燥后出現(xiàn)大量剝落，就算初始“濃度”再高 ，又有什么意義？

　　而且一般光催化反應(yīng)都是多相光催化過程，反應(yīng)過程都在界面發(fā)生。光催化反應(yīng)效率由催化劑自身的量子效率和反應(yīng)過程條件兩個方面決定。光催化材料表面的微觀結(jié)構(gòu)也很重要，它直接影響了效率。好的光催化材料微觀表面應(yīng)該是粗糙的、 凹凸不平的（以原子力顯微鏡微觀結(jié)構(gòu)照片為準(zhǔn)就像遍布隕石坑的月球表面），這樣可以增加捕捉甲醛、VOC等有機(jī)物氣體分子的機(jī)率，產(chǎn)生納米界面材料的二元協(xié)同效應(yīng)進(jìn)而增強降解凈化能力。

　　納米細(xì)度

　　根據(jù)不同光觸媒材質(zhì)不同而不同，一般認(rèn)為，納米細(xì)度大于50納 米的光觸媒基本不具備光活性，30納米以下較佳。純凈光觸媒的納米細(xì)度可以做到5納米左右，但只能在紫外光條件下作用。螯合了活性催化元素的光觸媒一般分子直徑較大，因為螯合元素越多，直徑自然越大，當(dāng)然，螯合越多，光波吸收范圍也越寬，螯合型光觸媒產(chǎn)品的最佳納米細(xì)度為8~10納米。

　　一般情況下，在相同光波吸收范圍下，光觸媒納米細(xì)度越小，催化性能越強，但納米細(xì)度也不可能無限降低，一是細(xì)度越小，制作成本越高，性價比不高，二是光具有波粒二象性，當(dāng)材料納米細(xì)度少于一定程度后，會降低粒子性光能的吸收率，三是細(xì)度越小，后期越容易團(tuán)聚。故優(yōu)質(zhì)光觸媒一般納米細(xì)度均為5~10納米 。

　　負(fù)氧離子

　　光觸媒在進(jìn)行光催化反應(yīng)的時候，會產(chǎn)生超氧陰離子自由基（O? ·），伴生負(fù)氧離子。

　　但可以達(dá)到最佳的負(fù)氧離子釋放功效的光觸媒，必須是可吸收遠(yuǎn)紅外光譜，只有這樣，白天、晚上及無光的櫥柜里，才可全天候釋放負(fù)氧離子。