本帖最后由 傳富康 于 2011-7-14 20:48 编辑
全球经工业化后,人们的生活水平虽获得改善,但是伴随而来的却是环境污染以及能源危机,光触媒技术就在这样的时空背景下因应而生。光触媒技术能有效处理液相污染物中的氯苯有机物、氯酚化合物、氰化物、金属离子等污染物质;在空气污染方面,光触媒技术也能有效处理如氧化氮(NOx)、氧化硫(SOx)等污染物质。由于光触媒在反应中仅扮演催化剂角色,本身并不会消耗掉,又没有不良副作用,因此成为防治空气及水河川污染的绿色尖兵。此外,若将半导体光触媒(如二氧化钛)放入水中,并照射紫外光,可以使水分解为氧与氢。这种将光能转换为化学能的反应类似植物的光合作用,因而在许多年前的石油危机时曾被用来生产干净又环保的能源──氢,目前全球各国又面临油价高涨, 氢气能源也再度被先进国家列为重点发展的替代能源之一。
「光触媒反应」的原理如图一所示,藉由紫外光或太阳光的照射,使触媒表面的电子吸收足够能量而脱离,而在电子脱离的位置便形成带正电的电洞,电洞会将附近水分子游离出的氢氧基(OH-)氧化(即夺取其电子),使其成为活性极大的氢氧自由基(OH radical);氢氧自由基一旦遇上有机物质,便会将电子夺回,有机物分子因键结的溃散而分崩离析。一般的污染物或病源体多半是碳水化合物,分解后大部份会变成无害的水及二氧化碳,因此可以达到除臭去汙及灭菌的目标。
光触媒有以下五大功能,以杀菌,除臭为主要诉求。
杀菌
自由基会直接穿透细菌之细胞膜,使细胞质流失,进而将细胞核氧化而杀死葡 萄菌、大肠菌、霉菌等细菌。 除臭
对氨气、乙醛、一氧化碳、苯乙烯、丙烯、乙烯及甲硫醇、硫化氢等臭味去除 均有效。 防污
家庭或公共场所之顽垢、油污、香烟烟垢及附着粉尘等均可有效分解。 去除环境污染物
例如将含卤素之低碳化合物去除。 亲水性、亲油性
利用表面吸附之 H2O 产生的 OH- 和 H+ 可破坏并分散水滴之形成,使表面 不结水滴、不结雾或和亲油端反应成亲油性。 |