1.光觸媒到底是什么?
“光觸媒”是日文的“光催化劑”的寫法,光催化劑在紫外線照射下發生光催化反應,有效降解甲醛等大分子氣體,最終產生二氧化碳和水。
光催化劑是1967年日本本多健一和藤島昭兩位學者發現的,隨著1999年納米技術的突破性進展,光催化劑的活性問題也得到解決。已研究的光觸媒材料有TiO2、ZnO、Cds、WO3、Fe2O3,PbS、SnO3、In2O3、ZnS、SrTiO3和SiO2等十幾種,其中以納米TiO?為代表,具有價廉、耐酸堿腐蝕、無毒、催化能力強、穩定性好、不會產生二次污染的特性,是良好的空氣凈化材料。
光觸媒通過化學吸附,與甲醛(HCHO)等有機污染物(還包括苯系物、揮發性有機物、氨氣、二氧化硫、一氧化碳)發生催化反應:
光觸媒在紫外線光照下,發生光催化效應,釋放電子(e-)空穴(h+),并與空氣中的水和氧氣結合,并降解甲醛等有機污染物,最終生成二氧化碳和水。在此過程中二氧化鈦不會損耗,如同植物的光合作用般,只要有光照就可以持續降解甲醛。另外,依據光催化的原理,光觸媒產品也可起到除臭、殺菌、防潮防霉等效果,這里先不做敷述。
在實驗環境下,光觸媒確實有降解甲醛的效果(凈化效果可達90%以上),但這些空氣凈化產品在室內條件下也能有效嗎,又有哪些因素會影響甲醛凈化的效果呢?
光照條件:純凈二氧化鈦需要在波長為387nm左右的紫外線(UVA)照射下才能激發催化活性。而日光中紫外線波段占太陽光譜不到5%,白天室內光線紫外線更是微乎其微(經過多次反射),而到了夜晚,節能燈的紫外線在1米以外幾乎為0,因此普通光觸媒產品在正常室內光線下幾乎是無效的,商家吹噓的暗觸媒更是不科學的。
日光光譜,紫外線為橫坐標0.1-0.4um以內的波段
噴涂材質:光觸媒降解甲醛是一連串的催化反應,反應過程都在特定界面發生,因此界面的微觀結構直接影響光催化反應的效率——表面應粗糙凹凸不平,可以增加捕捉甲醛的機率,進而增強降解凈化能力。因此,將光觸媒溶劑噴在織物、活性炭上或許都是不錯的選擇!
顯微鏡下將二氧化鈦負載織物上
空氣流動:較高污染物濃度條件下,空氣流速的提高有利于甲醛的降解;但當污染物濃度較低時,空氣流速提高反而會降低降解效率,這也是為什么專業做室內除甲醛的公司都要求封閉窗戶。
室內濕度:隨著相對濕度的增加,甲醛降解率先增后減,最佳濕度在50%左右甲醛降解效果最好,濕度過高(高于70%)或過低(低于30%)光催化降解效果會明顯減弱。
此外還有一些光觸媒本身的性質會影響降解甲醛的效果,一下要素也可以作為我們挑選光觸媒產品的參數。
粒子大小:粒子越小,暴露在表面催化反應面積越大,光子吸收越多,吸附和降解甲醛的效率就越高,一般納米TiO?粒子直徑在5-20nm,隨著粒徑的減小,光催化能力隨之增強,當然成本也會隨之增高。
晶相種類:自然界中的TiO?主要有銳鈦型、金紅石型和板鈦型,不同晶體結構影響光催化效果,銳鈦型好于金紅石型好于板鈦型,但和金紅石型混晶具有最好的光催化性能,如20%的銳鈦型和80%金紅石型的P25。
分散穩定性:對光催化效果起著至關重要的作用,由于納米TiO?粒徑小,表面積大,在溶液中受到引力作用,極易團聚難以分散,將納米技術應用在涂料中,如果沒有很好的分散穩定性(特殊工藝),它的效果就會大打折扣。
溶劑pH值:pH值為7~8為最佳,該pH值范圍最有利于羥基的生成,而羥基濃度直接影響光催化活性。
二氧化鈦含量:在以苯丙乳液(乳膠漆的主要成為)為涂料成膜物質的試驗中,加入3%納米粉后涂料對甲醛有很顯著的催化降解效果。當含量過大時會發生團聚現象,反而影響對甲醛的降解效果,所以二氧化鈦含量并不是越高越好。
自行調制二氧化鈦粉:市面上有很多純凈二氧化鈦粉末產品,其實不具有實用性,因為二氧化鈦必須做成粘合型的溶液,并經過特殊處理解決粒子團聚問題,溶液干燥后還必須吸附在室內各種家具、墻壁表面,不易磨損掉落才行,所以自行購買二氧化鈦粉末難以實現良好的凈化效果。
以二氧化鈦為代表的光觸媒產品去除室內甲醛等有害氣體是真實有效的,但目前國內市場非常混亂!面對商家的盲目虛假宣傳,我們應理智看待,在了解光觸媒發揮作用的前提條件下,選擇真正有效的光觸媒產品,并科學地利用光觸媒產品去除室內甲醛。
4.想要保證光觸媒有效發揮作用,你可以:
① 選購日光光觸媒產品,經過特殊配制的光觸媒,可以吸收可見光,甚至遠紅外光(2003年,中國首先發明遠紅外光觸媒技術);
② 選購配合紫外線燈的光觸媒產品,如空氣凈化器,但反應面積大大減小;
③ 額外安裝紫外線燈/紫外線燈管,在家里無人的情況長時間照射,還可以加強殺菌效果;
甲醛治理主要還是靠通風啦。通風也是最好最經濟實惠的辦法,效果也最佳,就是通風所需時間較長。
也可以用些什么活性炭啊,納米活礦石啊進行物理吸附。
再者可以用些甲醛清除劑,像草本的提取液迪亞林能更快的去除甲醛,且對人體、家具等無害。
有效果的,甲醛清除劑在一定程度上可以清除空氣中的甲醛,對空氣中的游離態的甲醛有較好的效果。而對于甲醛釋放的源頭沒有任何作用,如果人處于室內,其實大部分甲醛是被人體吸收,要想對甲醛標本兼治,最好的辦法就是多通風,在室內放些瑪雅藍甲醛清除劑,木質地板或家具用些光觸媒木質精油,皮革沙發什么的用些皮革除甲醛護理液,這樣可以迅速去除空氣中的甲醛,同時對甲醛釋放的源頭也進行治理和控制。
新裝修的房間甲醛含量較高,利用甲醛清除劑或者活性炭可以比較有效的消除甲醛。目前使用比較多的是凈化活性炭。
活性炭的多孔結構提供了大量的表面積,從而使其非常容易達到吸收甲醛等雜質的目的。就象磁力一樣,所有的分子之間都具有相互引力。正因為如此,活性炭上的大量的分子可以產生強大的引力,從而達到將空氣中的有害氣體吸引到孔徑中的目的。利用這個原理,我們就能很快而有效地去除空氣中的甲醛、苯等有害物質,使空氣獲得直接而迅速的改善。
活性炭孔隙越多,吸附性能就越高,活性炭就越酥松,相對密度就越低,在等重量包裝情況下,體積也就越大。建議選擇密度小,手感輕,等重量體積大的活性炭產品。另外,活性炭顆粒越小,接觸空氣面積就越大,比表面積也越大,吸附性能就越好。活性炭的品牌主要有碧巖、清潤、星光等,很多的牌子。那么目前什么活性炭牌子比較好呢?之前為了挑選活性炭品牌有研究過一些資料,所以在活性炭博客中總結了一些比較好的活性炭牌子和網店,我在活性炭博客中描述了這些活性炭品牌的信譽情況。
活性炭的牌子和種類很多,在挑選活性炭時,應該注意哪些問題呢?
如何正確選擇活性炭呢?點此查看博客 》
使用的同時還要通風
中和反應類甲醛清除劑的原理是高分子聚合反應
可以開窗戶讓空氣流通
清除劑起到附助作用,還得通風結合
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