让生活更健康！

CN_health · 发表于 2005-3-12 18:11

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净化空气～
美化生活～

[此贴子已经被作者于2005-3-17 14:48:57编辑过]

tiptose · 发表于 2005-3-12 23:06

批评有理，呵呵加以改正

CN_health · 发表于 2005-3-12 23:13

<img src="attachments/dvbbs/2005-3/200531223822521.jpg" border="0" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor=\'hand\'; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(\'attachments/dvbbs/2005-3/200531223822521.jpg\');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />
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CN_health · 发表于 2005-3-12 23:14

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CN_health · 发表于 2005-3-14 19:56

呵呵，小白888。你果然是个水王
佩服佩服，也难得你来光顾我这无味的广告贴，再次向你表示感谢

knight0815 · 发表于 2005-3-15 08:39

哈哈，小百厉害的！

乡棒棒 · 发表于 2005-3-15 10:43

小白连广告贴顶的都这么有水平，佩服～[em01]

乡棒棒 · 发表于 2005-3-15 11:07

呵呵～

CN_health · 发表于 2005-3-15 21:21

呵呵，兄台所言极是。
以后俺就常住此版了，请各位兄弟姐妹多多指教
[em07]

乡棒棒 · 发表于 2005-3-16 08:31

那你最好就守着这一个帖子发，别再开帖子了，搞得大家头晕[em07]

CN_health · 发表于 2005-3-16 09:23

呵呵，如乡棒棒所说我以后过的就是寄居蟹的生活了

猫鱼儿 · 发表于 2005-3-16 09:27

多点有用的知识也好的，别纯广告

CN_health · 发表于 2005-3-16 10:03

媒人者，就是专门负责把一男一女两人撮合成一个家庭（现在应该还有媒人吧，
不过好像没听说过撮合同姓的媒人），所以，媒人在物种繁衍中起的是积极的作
用。
对于室内空气污染的主力，如甲醛苯之流，好比是第三者插足的家庭，特点就是
不稳定，因为不稳定，所以很容易酿出祸害（稳定大于一切是有一定道理的
）。
光触媒，望文生义一下，就是利用光而触发的一个媒人。不过这个媒人做的事不
像是传统媒人。这个媒人是来化解第三者家庭的恩恩怨怨的，该留下的留下，该
走的走吧。佛家教化俗人的方法是佛经感化，如果甲醛苯之类的有害有机物能具
有人的感情，佛法感化可能见效。然而，光触媒之于甲醛苯，是催化（胡诌了几
句，见笑了，但也希望大家能接受这种东东,待续）

游客 · 发表于 2005-3-16 10:12

CN_health · 发表于 2005-3-16 11:03

奈米光触媒作用原理与其应用范围
曾尧宣 工程师
工研院环安中心
自从去年中不幸爆发严重急性呼吸道症候群（SARS），而总统府医官使用奈
米光触媒溶液来做为防范SARS 病毒的示范作用下，使得奈米光触媒瞬间成为热
门的杀菌产品，而以二氧化钛型光触媒的发展历史来看，在1960 年代，
当时还是东京大学电化学工<st1:PersonName w:st="on" ProductID="程系">程系</st1:PersonName>博士班学生的藤鸠昭发现了以锐钛矿二氧化钛
为阳极电极、白金为阴极电极，而以415 nm 以下的光源照射二氧化钛电极后，
可以发现二氧化钛电极吸收光后，会与水反应而产生氧气，而在白金电极发生还
原反应与水反应则会产生氢气，其原因为二氧化钛会被光激发产生电子-电洞
对，二氧化钛表面的电洞会进行产生氧化反应，而电子则传递至白金电极处产生
还原作用。此现象即为著名的『Honda-Fujishima effect』，并于1972 年发表在自
然(Nature)科学杂志上。 其整体反应如图一所示：
<v:shapetype><v:stroke joinstyle="miter"></v:stroke><v:formulas><v:f eqn="if lineDrawn pixelLineWidth 0"></v:f><v:f eqn="sum @0 1 0"></v:f><v:f eqn="sum 0 0 @1"></v:f><v:f eqn="prod @2 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @0 0 1"></v:f><v:f eqn="prod @6 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="sum @8 21600 0"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @10 21600 0"></v:f></v:formulas><v:path connecttype="rect" gradientshapeok="t" extrusionok="f"></v:path><lock aspectratio="t" v:ext="edit"></lock></v:shapetype>
总反应式为：
光＋水＋光触媒􀃆氢气＋氧气
图一 Honda-Fujishima effect 作用示意图
然而，光触媒催化产生氢气的速率很低，因此，距离实用化还有一段距离，
而在1980 年代时，Fujishima 博士转而利用光激发后产生电子与电洞之氧化还
原能力，用来进行化学物质的光催化氧化还原反应，以拉近光触媒之实用化时
程。在1995 年时，TOTO 公司更发现的光触媒照光后会有超亲水性，更加推展了
光触媒的应用领域。
依照国际化学会（IUPAC）对光触媒的定义为『利用触媒或基材，且牵涉到
光线吸收的催化反应』，因此，许多物质都是光触媒，如：TiO2、ZnO、Nb2O5、
WO3、SnO2、ZrO2、SrTiO3、KTaO3、Ni-K4Nb6O17、CdS、ZnS、CdSe、GaP、CdTe、
MoSe2、WSe2 等半导体材料，而且其中不乏反应性与光利用率比二氧化钛好的材
料，但是却无法成为光触媒实用化商品的主流，其中主要有三个原因：(1)价格；
(2)毒性；(3)稳定性，而钛为地球中含量第四多的元素，故其价格比其它金属氧
化物便宜，而二氧化钛本身的毒性极低(LD50 (半数致死量) 为12,000mg/kg 以
上)，除了要避免奈米粉尘的逸散吸入之外，使用上较无人体安全的顾虑，此外，
二氧化钛本身化学性质也很稳定，并不容易受到一般环境作用而变质。所以奈米
二氧化钛才会成为光触媒中最具代表性与实用性的物质。
二氧化钛光触媒的应用范围很广泛，可以分为物理性与化学性的作用机制，
而其最基本的作用原理为其吸收紫外光后，产生可分离的电子与电洞对，进而与
水、氧气等反应产生具氧化力的活性物质—负氧离子(O2-)与氢氧自由基(·OH)，
进而使用这些活性物质来进行作用，如图二所示。物理性的应用包含自我洁净、
防雾与金属防蚀等，而化学性的应用包含抗菌、空气净化、水质净化、绿色制程
与医疗抗癌等。
图二 光触媒反应示意图

（一）物理性的应用范围
1.自我洁净：
自我洁净指物质本身具有特殊性质，具有能保持表面洁净的功能，而奈米光触
媒之物理性质，可借助光能与雨水来达成达成自我洁净的效果。
*相关性议题：
在自然界中，莲叶表面即具有自我洁净的功能，即所谓莲花效应，但其利用
的是表面结构的超疏水性，而使灰尘与雨水不易附着在其表面上，而奈米光
触媒材料则是应用光源使表面具备超亲水性与分解污染物能力，而使附着于
光触媒材质表面的污染物极容易被雨水冲刷掉落。光触媒自我洁净原理为两
种机制作用而成。一种为化学性的表面污染物的分解作用，利用光触媒吸收
光线所产生的活性物质来分解表面污染物，使污染物分解与附着能力变弱，
而容易被水带走清洗。一种为物理性的除污作用，利用光触媒吸收光线所产
生的超亲水性，使水容易进入污染物与底材的间隙中，而容易被水带走清洗。
一般而言，奈米光触媒之中的『除污』功能系指化学性作用除污，例如：表
面上的有机污染物在日光与光触媒的长时间的作用下，可以被分解为水与二
氧化碳，而从物质表面逸散消失。但很多情况下，污染物尚未被分解至水与
二氧化碳时，就已经被雨水自表面冲刷掉落，而达成自我洁净的功能。使用
环境友善性之光触媒涂布于外层，可以利用自然的日光与雨水来保持外观洁
净，亦可以减少清洗次数与清洗时清洁剂的使用量。因此，光触媒自我洁净
之功能兼具经济价值与环保意义。
2.防雾
防雾系指物质表面经过特殊加工后，而具有防止雾气产生的功能，雾气是由于
水气蒸发后遇到物质表面冷凝后产生分布均匀的小水滴，而降低材质表面的能
见度（如玻璃）与反射度（如镜面）。在1995 年，日本TOTO 公司发现使用光
触媒表面处理后，表面会具防雾的功能。光触媒防雾的原理亦为光触媒超亲水
性的机制作用所导致。光触媒可以加工成透明薄膜而不影响对象外观表面具有
光触媒薄膜，经光线激发后吸引氢氧基附着于表面，而氢氧基即具备超亲水
性。水气冷凝附着后，水滴会被氢氧基作用而摊平，而产生连续性的水膜，而
不影响能见度与反射度。使用光触媒涂布于物品表面，可以利用光源来保持外
观洁净，不产生雾气，另外，若使用于室外条件时，下雨时表面亦不会产生水
珠，而会成成透明水膜，不影响能见度。光触媒具备长期性效用，可减少化学
品的使用量。
3.金属防蚀
金属防蚀系指金属材质经过表面加工过后，而具备抵抗环境中水与盐类之侵
蚀，金属腐蚀属于金属氧化的化学作用，如：铁受腐蚀后会转化成红色之之铁
锈(Fe(OH)3)。在2001 年光触媒之父Dr.Fujishima 发表金处表面经过光触媒
加工后，在光线的照射下即具有金属防蚀的性质，表示可借助光的能源来避免
金属表面生锈。其作用原理为金属表面涂覆之光触媒薄层受到光线激发后，产
生带负电之电子与带正电之电洞，其中电子会传递至金属表面，亦即金属与光
触媒间有很微弱之电流传递，而使金属带负电后，即可抵抗水气与氧气的侵
蚀，达成金属防蚀之作用，即为一般通称之阴极防蚀作用。光触媒应用于金属
防蚀的最大优点为节省能源与防蚀时间更长，除非光触媒脱落，否则都会持续
利用光源来保护金属底材。
（二）化学性的应用范围
1.抗菌
抗菌材料指物质本身或经过加工后，具有抑制细菌生长或进而使细菌死亡之功
能，而藉由奈米光触媒之表面吸收光线产生的活性物质，可达成抗菌的效果。
在一般居家环境中，细菌的分布以物品表面居多，而散布于空气中的细菌数目
较少。将光触媒薄膜涂布于物品表面以及使用光触媒空气过滤装置，在配合适
合之光源，可以减少居家环境的细菌数目。光触媒抗菌的机制只是将细胞杀
死，并非将细胞分解成基本物质（水与二氧化碳等）在没有光线的情形下，光
触媒本身并不会有抗菌活性，桥本<st1:PersonName w:st="on" ProductID="和仁">和仁</st1:PersonName>教授的研究证实只需外加微弱的光源
（1-2μw/cm2）光触媒就可以具备良好抗菌的效果。一般传统抗菌方式常使用
到化学药剂（如酒精与漂白水等），或是使用杀菌灯，而有些化学药品以及杀
菌灯对于人体都是具有相当地危害性，而化学药品是属于短期性的作用，必须
定期加以重复喷洒才有作用。光触媒可利用室内或日光光源来达成长效性抗菌
的目的，而人体表面接触光触媒时，并不会有危害发生，因为人体表面具有角
质层保护，并不会被光触媒所产生的活性物质伤害。
2.空气净化
空气与水质污染为现在各国急需解决的问题，因其均会直接影响生活质量，可
以区域来分为室内与室外的空气污染。室外空气污染来源为汽机车与工厂排放
的废气为主，以氮氧化合物(NOx) 、硫氧化合物(SOx)、挥发性有机性化合物
(VOC)、悬浮微粒 (PM)、臭氧(O3)为主，会导致大气温室效应、呼吸道系统疾
病与酸雨等问题。室内空气污染以卫浴与厨房等日常生活所制造的臭气为主。
使用光触媒技术可以降低空气污染的程度，目前亦为许多厂商积极投入的目
标。光触媒分解有机污染物的作用原理为：光触媒受到光线激发表面附近的水
气与氧气转换为活性物质-氢氧自由基、超氧离子与双氧水等具氧化力的活性
物质后，有机气相污染物接触到活性物质后，污染物被活性物质破坏其分子结
构（键结）分解成水与二氧化碳，或是被分解成更小的有机分子，以利于被微
生物分解。而降解(或称矿化)无机污染物的作用原理为：无机气相污染物
(NOx、NH3 等)接触到活性物质后，污染物被活性物质氧化成转变为水溶性的
分子，而暂时附着于光触媒表面，进而被水洗冲走，可以被微生物与植物吸收，
或由弱碱性水溶液中和后放流至环境中。而水质净化的应用原理与空气净化相
似，在此不再复述。
3.医疗抗癌
在世界各国中，癌症与肿瘤都是造成死亡原因之首位，除了遗传因素外，环境
污染是促成癌症普遍化的主因。在1992 年Dr.Fujishima 尝试利用光触媒技术
来 抑制癌细胞T24 的生长，在动物实验中获得有效地将肿瘤缩小，为癌症治
疗发展出一个新的方向。光触媒用于抑制癌细胞生长的概念为：
(1)将光触媒注入体内受癌细胞感染之区域；
(2)以光纤将紫外光准确地导入感染区域，以激发光触媒产生活性物质；
(3)以照光时间、强度与照射面积来控制活性物质攻击癌细胞的程度；
(4)达成抑制癌细胞生长之目的后，关闭光源，体内之光触媒随身体代谢而排
出。
目前虽然只是在试验测试阶段，但若体内内诊技术与设备能有突破性进展，可
以更准确地持续导引光源至癌细胞区时，光触媒用于医疗方面的可行性会大幅
的提升。届时，或可以减轻化学治疗与放射线治疗所带来的副作用。
4.绿色制程
最著名的即是『Honda-Fujishima effect』的光触媒产氢制程，后来许多化学
家又发现可以利用二氧化钛光触媒的氧化还原能力来进行化学合成反应。最常
见的反应机制可分为两种，一为利用光触媒的氧化能力，另一种则是利用光触
媒的还原能力，而分别用于制造不同的产物。光触媒用于还原反应中，最常见
的例子为还原二氧化碳与氮气，与水反应后成为有用的能源与物质。光触媒用
于氧化反应中，许多学者均已投入相关研究，已经发现多种有机化合物可以由
光触媒催化转变成为具经济价值的产物。
以国内光触媒产业发展的现况来看，属于初期尚未成熟的阶段，许多厂商亦
积极地投入发展相关应用技术，但是亦有少数厂商在尚未了解光触媒的真正性质
时就加以渲染其功用，反而会造成社会大众对光触媒的不信任感，因此，相关的
光触媒效能验证技术的建立与开发为目前发展的当务之急。而若能够以正确的观
念与操作方式，相信在不久的为来将可以以此种合乎环保的奈米科技来大幅改善
人类的生活质量以及减少对环境的危害。
__

猫鱼儿 · 发表于 2005-3-16 11:05

这堂课够长的

乡棒棒 · 发表于 2005-3-16 11:57

超长～有空再细看[em01]

CN_health · 发表于 2005-3-17 14:52

做了些小修改，希望能提高本帖质量，呵呵
各位XDJM如有更好的建议，请不吝指教

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上传怡家光触媒的国家环保产品质量检验监督中心报告

奈米光触媒作用原理与其应用范围（转载自台湾）