光触媒基本知识课件

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1、光触媒基本知识光触媒基本知识1光触媒基本知识PPT课件光触媒是一种以纳米级（锐钛型）二氧化钛为主光触媒是一种以纳米级（锐钛型）二氧化钛为主体的、具有光催化功能的半导体活性材料的总称，体的、具有光催化功能的半导体活性材料的总称，是当前世界上空气净化及污水处理最为理想的材是当前世界上空气净化及污水处理最为理想的材料之一。料之一。光触媒在某种特定情况下，通过一定能级光的照光触媒在某种特定情况下，通过一定能级光的照射后，产生氧化能力极强的氢氧自由基，有效地射后，产生氧化能力极强的氢氧自由基，有效地降解空气中有毒有害物质及杀灭多种微生物。降解空气中有毒有害物质及杀灭多种微生物。2光触媒基本知识PPT课件

2、什么是纳米什么是纳米纳米是一种长度单位。它和我们所熟悉的米、毫米、微纳米是一种长度单位。它和我们所熟悉的米、毫米、微米一样，是长度计量单位。一纳米等于米一样，是长度计量单位。一纳米等于10的负的负9次方米；次方米；也就是说，也就是说，1纳米只有纳米只有10亿分之一米；亿分之一米；1纳米相当于纳米相当于10个个氢原子排列在一起的长度；约为人的头发直径的几万分氢原子排列在一起的长度；约为人的头发直径的几万分之一。之一。通称纳米并不是指通称纳米并不是指1纳米。纳米尺度目前仍有不同的说法，纳米。纳米尺度目前仍有不同的说法，约有三种尺度：一是约有三种尺度：一是1050纳米、二是纳米、二是2060纳米、三

3、纳米、三是是3050纳米。纳米。3光触媒基本知识PPT课件什么是纳米技术什么是纳米技术所谓纳米技术，是指在纳米的尺度里，研究电子、原子和所谓纳米技术，是指在纳米的尺度里，研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究中发现：任何物质在颗粒大小进入到纳米的尺度范围时，究中发现：任何物质在颗粒大小进入到纳米的尺度范围时，其性质都会发生质的变化。而利用这种特性制造具有特定其性质都会发生质的变化。而利用这种特性制造具有特定功能的材料和设备的技术，就称为纳米技术。功能的材料和设备的技术，就称为纳米技术。纳米技术包括纳米结构技术和纳米

4、材料技术两部分，纳米纳米技术包括纳米结构技术和纳米材料技术两部分，纳米结构技术是纳米技术中的高技术，虽然突破连连，但还没结构技术是纳米技术中的高技术，虽然突破连连，但还没有实际应用。但纳米材料技术，却被广泛应用。有实际应用。但纳米材料技术，却被广泛应用。4光触媒基本知识PPT课件什么是光催化纳米材料什么是光催化纳米材料材料有很广的含义。纳米材料也有很多种。这材料有很广的含义。纳米材料也有很多种。这里指的是带有功能性的半导体材料，而这种材里指的是带有功能性的半导体材料，而这种材料的尺寸，达到通称的纳米级（料的尺寸，达到通称的纳米级（10501050nmnm）以以后，就叫光催化纳米材料。后，就叫光

5、催化纳米材料。5光触媒基本知识PPT课件光催化纳米材料的特性光催化纳米材料的特性一般普通纳米材料只是精细而已，而我们这里一般普通纳米材料只是精细而已，而我们这里指的纳米材料，是一种带有半导体功能的纳米指的纳米材料，是一种带有半导体功能的纳米材料。当功能材料达到纳米级时，不但比表面材料。当功能材料达到纳米级时，不但比表面积大幅增大，更重要的是分子结构、物质的物积大幅增大，更重要的是分子结构、物质的物理、化学性质会发生变化，这样它的功能就会理、化学性质会发生变化，这样它的功能就会发生突变。发生突变。6光触媒基本知识PPT课件光催化在处理空气中的几点优势光催化在处理空气中的几点优势1.通通过过一一定

6、定能能量量的的光光照照射射到到其其表表面面以以后后，能能够够激激发发并并最最终终产生产生OH，在理论上是成立的、公认的。在理论上是成立的、公认的。2.经经测测定定，这这种种OH的的氧氧化化能能力力在在目目前前所所发发现现的的氧氧化化物物中中，排排行行第第二二。虽虽然然仅仅次次于于氟氟，但但氟氟有有毒毒，不不能能使使用用。因因此此，实际上它是可用的氧化物中，氧化能力最强的。实际上它是可用的氧化物中，氧化能力最强的。3.OH的的氧氧化化具具有有无无选选择择性性的的特特点点，它它对对降降解解所所有有有有机机物物以及除臭、杀菌、灭菌，都有很好的效果。以及除臭、杀菌、灭菌，都有很好的效果。7光触媒基本知

7、识PPT课件光催化在处理空气中的几点优势光催化在处理空气中的几点优势4.随随着着研研究究的的不不断断深深入入，尤尤其其是是对对光光触触媒媒卓卓有有成成效效的的改改性性研研究究以以后后，不不仅仅氧氧化化效效果果大大大大提提高高，而而且且对对光光的的能能量量的的要要求求逐逐步步降降低低。换换句句话话说说，在在可可见见光光的的情情况况下下，都都有有可可能能实实现现光催化氧化。光催化氧化。 5.光光催催化化氧氧化化应应用用，安安全全无无毒毒、成成本本低低、应应用用面面广广、使使用用寿寿命长，这些优势是其它方法不可比拟的。命长，这些优势是其它方法不可比拟的。 6.无污染，降解后的生成物是无污染，降解后的

8、生成物是CO2和和H2O。 7.光催化剂本身不参加反应，理论上可以长期使用。光催化剂本身不参加反应，理论上可以长期使用。 8光触媒基本知识PPT课件光催化的研究历史、发展现状和未来发展光催化的研究历史、发展现状和未来发展19721972年年初初,Fujishima,Fujishima（英英文文名名，日日本本名名为为藤藤岛岛昭昭）在在实实验验中中发发现现光光催催化化效效应应。3030多多年年来来, ,面面对对这这一一新新技技术术、新新领领域域，世世界界各各国国竞竞相相研研究究，大大致致可分为可分为3 3个阶段：个阶段：第一阶段，理论探索，尤其对光催化反应机理的探索；第一阶段，理论探索，尤其对光催

9、化反应机理的探索；第二阶段，实验研究；第二阶段，实验研究；第三阶段，逐步走向应用。第三阶段，逐步走向应用。9光触媒基本知识PPT课件什么是光触媒什么是光触媒l光触媒光触媒Photocatalyst是光是光Photo=Light+触媒触媒(催催化剂化剂)Catalyst的合成词的合成词,是一类以二氧化钛是一类以二氧化钛（TiO2）为代表的具有光催化功能的半导体材料）为代表的具有光催化功能的半导体材料的总称，主要成分是本身无毒无害的二氧化钛。的总称，主要成分是本身无毒无害的二氧化钛。l简而言之，光触媒即是光催化剂。而光触媒仅仅简而言之，光触媒即是光催化剂。而光触媒仅仅是日本人对光催化剂的叫法。是日

10、本人对光催化剂的叫法。10光触媒基本知识PPT课件什么是光触媒什么是光触媒l所谓催化剂就是用于降低化学反应所需的能量，促使化学所谓催化剂就是用于降低化学反应所需的能量，促使化学反应加快速度，但其本身却不因化学反应而产生变化的物反应加快速度，但其本身却不因化学反应而产生变化的物质。光触媒顾名思义是以光的能量作为化学反应的能量来质。光触媒顾名思义是以光的能量作为化学反应的能量来源，利用二氧化钛作为催化剂，加速氧化还原反应，使吸源，利用二氧化钛作为催化剂，加速氧化还原反应，使吸附在表面的氧气及水分子激发成极具活性的氢氧自由基及附在表面的氧气及水分子激发成极具活性的氢氧自由基及超氧负离子。这些氧化力极

11、强的自由基，几乎可降解所有超氧负离子。这些氧化力极强的自由基，几乎可降解所有对人体或环境有害的有机物质及部分无机物质，使其迅速对人体或环境有害的有机物质及部分无机物质，使其迅速降解为稳定且无害的物质（水、二氧化碳），以达到净化降解为稳定且无害的物质（水、二氧化碳），以达到净化空气、杀菌、防臭的功用。空气、杀菌、防臭的功用。 11光触媒基本知识PPT课件光催化反应机理光催化反应机理当一定能级的光（紫外光），照射到担当一定能级的光（紫外光），照射到担载在某一材料上面的光触媒时，如果其载在某一材料上面的光触媒时，如果其能级大于该光触媒的能量参数时，会激能级大于该光触媒的能量参数时，会激发产生电子飞跃

12、，形成氧化能力很强的发产生电子飞跃，形成氧化能力很强的空穴或称之为氢氧自由基空穴或称之为氢氧自由基( (OH)OH)，能无，能无选择性地把空气或水中的有毒有害有机选择性地把空气或水中的有毒有害有机物，彻底降解为物，彻底降解为COCO2 2和和H H2 2O O，同时将细菌，同时将细菌杀灭。杀灭。 12光触媒基本知识PPT课件光催化的功能光催化的功能1.1.降解有毒有机物降解有毒有机物 能能无无选选择择性性地地把把空空气气或或水水中中的的有有毒毒有有机机物物，彻彻底底降降解解为为CO2和和H2O，同时将同时将细菌杀灭。细菌杀灭。 2.2.杀菌杀菌 能快速、彻底杀灭细菌，对一般消毒剂有抗性的病毒微

13、生能快速、彻底杀灭细菌，对一般消毒剂有抗性的病毒微生物也能彻底分解。这里指的彻底杀菌，是由于细菌本身是物也能彻底分解。这里指的彻底杀菌，是由于细菌本身是蛋白质，是可完全氧化成蛋白质，是可完全氧化成H H2 2O O和和COCO2 2。 3.3.除臭除臭 对各种臭味物质有强力氧化消除作用，从而迅速消除异味对各种臭味物质有强力氧化消除作用，从而迅速消除异味. . 13光触媒基本知识PPT课件光催化的功能光催化的功能4.4.亲水防污亲水防污 光触媒涂膜由于富有羟基（光触媒涂膜由于富有羟基（OHOH基），具有非常高的亲水性。基），具有非常高的亲水性。因为污染物之所以能牢固地黏附在物体表面，其粘结力来源

14、因为污染物之所以能牢固地黏附在物体表面，其粘结力来源于有机物。而光催化能无选择性地降解有机物，所以它能有于有机物。而光催化能无选择性地降解有机物，所以它能有效破坏其粘结力。失去粘结力污染物无法黏附在物体表面。效破坏其粘结力。失去粘结力污染物无法黏附在物体表面。 5.5.吸收紫外线吸收紫外线 好的光触媒对紫外光有很好的吸收效果。好的光触媒对紫外光有很好的吸收效果。 6.6.防静电功能防静电功能 光触媒属于半导体材料，具有良好的防静电、抗辐射功能。光触媒属于半导体材料，具有良好的防静电、抗辐射功能。 14光触媒基本知识PPT课件光触媒实现功能需具备那些必要条件光触媒实现功能需具备那些必要条件l光触

15、媒应该具有吸收光的能力光触媒应该具有吸收光的能力 也就是也就是说说光触媒的使用，必光触媒的使用，必须须在任何在任何载载体的表面上生体的表面上生成，而且形成的表面越大，功能也越成，而且形成的表面越大，功能也越强强。 l光能必须大于光触媒本身固有的能级，才能实光能必须大于光触媒本身固有的能级，才能实现激活现激活 也就是也就是说说光触媒的使用，他光触媒的使用，他对对光的要求必光的要求必须须大于本身大于本身对对光能的要求，而且光能越光能的要求，而且光能越强强，他的功能越大。，他的功能越大。 15光触媒基本知识PPT课件光触媒实现功能需具备那些必要条件光触媒实现功能需具备那些必要条件l激活所产生的电子不

16、被复合才能最终生成空穴或称之为激活所产生的电子不被复合才能最终生成空穴或称之为OH 也就是说光触媒在使用时，除了以上两个条件之外，必也就是说光触媒在使用时，除了以上两个条件之外，必须有符合于光触媒本身的源源不断光能，才能更有效的须有符合于光触媒本身的源源不断光能，才能更有效的得到光催化持续效果。得到光催化持续效果。 l飞跃出来的电子要有转移的通道飞跃出来的电子要有转移的通道也就是说光触媒在使用时，除了以上三个条件之外，必须也就是说光触媒在使用时，除了以上三个条件之外，必须增强空气的流通，而且空气的碰击面越大，他的效果就增强空气的流通，而且空气的碰击面越大，他的效果就更加明显。更加明显。16光触

17、媒基本知识PPT课件光触媒的应用光触媒的应用l空气处理空气处理 l水处理水处理 l应用在与传统产品结合应用在与传统产品结合 l此外，光触媒还可广泛应用到其他方面，如漱此外，光触媒还可广泛应用到其他方面，如漱口药水、牙膏、口香糖、各类仪器的镜头、玻口药水、牙膏、口香糖、各类仪器的镜头、玻璃幕墙、清洁杀菌液、蔬菜保鲜袋、花草树木璃幕墙、清洁杀菌液、蔬菜保鲜袋、花草树木处理以及外墙处理等。处理以及外墙处理等。17光触媒基本知识PPT课件和其他净化产品相比，光触媒有什么优势和其他净化产品相比，光触媒有什么优势l安全安全 常温条件下就可反应，能耗小，不易着火。最终产物是二氧化常温条件下就可反应，能耗小，

18、不易着火。最终产物是二氧化碳和水等无机无害小分子，对人体无害。碳和水等无机无害小分子，对人体无害。 彻底彻底 光触媒分解空气中各种有害有机物，解决了传统空气净化方法光触媒分解空气中各种有害有机物，解决了传统空气净化方法存在的二次污染问题。存在的二次污染问题。 高效高效 在所有的氧化物中除有毒的氟（在所有的氧化物中除有毒的氟（F）以外，其氧化能力是最强以外，其氧化能力是最强的，因此可以在很短的时间内完成降解功能。的，因此可以在很短的时间内完成降解功能。 l持久持久 因为二氧化钛很稳定，只起催化作用，本身不损失，所以从理因为二氧化钛很稳定，只起催化作用，本身不损失，所以从理论上来讲光触媒可以长期发

19、挥作用。论上来讲光触媒可以长期发挥作用。 18光触媒基本知识PPT课件光触媒的寿命光触媒的寿命l光触媒光触媒（TiOTiO2 2）因其本身很稳定，且不参因其本身很稳定，且不参加反应，因而本身不会损失。科技界普加反应，因而本身不会损失。科技界普遍认为，正常情况下使用寿命在遍认为，正常情况下使用寿命在1010年以年以上。上。 19光触媒基本知识PPT课件光触媒的失活光触媒的失活l所所谓谓失失活活是是指指其其活活性性的的衰衰减减直直至至最最后后不不再再具具有有活活性性。光光触触媒媒一一般般情情况况并并不不易易失失活活。失失活活有有多多种情况，有热失活、机械失活、磁性失活等等种情况，有热失活、机械失活

20、、磁性失活等等l譬譬如如有有人人在在试试验验中中给给木木地地板板加加载载光光触触媒媒，然然后后拿拿去去高高温温加加热热，结结果果效效果果不不好好。根根据据其其加加热热的的温温度度和和加加热热的的时时间间判判断断，是是光光触触媒媒热热失失活活的的一一个典型例子。个典型例子。20光触媒基本知识PPT课件光触媒的中毒光触媒的中毒l光触媒的中毒，是一种专业术语。当光触媒的表面被不光触媒的中毒，是一种专业术语。当光触媒的表面被不透紫外光的物质覆盖，没有光的透紫外光的物质覆盖，没有光的激活，又无法接近有机激活，又无法接近有机物，光触媒无法正常发挥作用。这种现象就叫做物，光触媒无法正常发挥作用。这种现象就叫

21、做“中毒中毒”。l从理论上讲被处理的空气和水，都一定含有数量不等的从理论上讲被处理的空气和水，都一定含有数量不等的胶体物质、铁、灰尘等，它们总会散落，而且随着处理胶体物质、铁、灰尘等，它们总会散落，而且随着处理时间的推移，会越来越多，最终形成一层覆盖物，这覆时间的推移，会越来越多，最终形成一层覆盖物，这覆盖物会挡住紫外光，隔绝光触媒和有机物的接触，使光盖物会挡住紫外光，隔绝光触媒和有机物的接触，使光催化的效果迅速下降，甚至完全失去效果。催化的效果迅速下降，甚至完全失去效果。 21光触媒基本知识PPT课件光触媒在应用中的几点误区光触媒在应用中的几点误区l光触媒是万能的光触媒是万能的 光触媒是最好

22、的环境材料，但是光触媒目前没有达到光触媒是最好的环境材料，但是光触媒目前没有达到可见光标准，因此它不是万能的。光触媒它的氧化能可见光标准，因此它不是万能的。光触媒它的氧化能力很强，但它是纳米材料，其氧化能力再强，也会受力很强，但它是纳米材料，其氧化能力再强，也会受到能量的限制。就像蚂蚁能啃骨头，但不能啃掉一座到能量的限制。就像蚂蚁能啃骨头，但不能啃掉一座山。再如污水中山。再如污水中COD达到一万、二万，用光触媒处理达到一万、二万，用光触媒处理只能提高水的可生化处理效果，而不能单独完成处理只能提高水的可生化处理效果，而不能单独完成处理任务。任务。 22光触媒基本知识PPT课件光触媒在应用中的几点

23、误区光触媒在应用中的几点误区l光触媒产品不好光触媒产品不好 很多人使用光触媒后觉得效果不好，怀疑光触媒产品不好。很多人使用光触媒后觉得效果不好，怀疑光触媒产品不好。其实，光触媒在不具备它的功效条件的情况下，以及污染其实，光触媒在不具备它的功效条件的情况下，以及污染特别严重的条件下，它的效果是不太明显的。譬如癌症，特别严重的条件下，它的效果是不太明显的。譬如癌症，从医疗来讲应该是可以治疗的，但是大部分癌症患者最终从医疗来讲应该是可以治疗的，但是大部分癌症患者最终还是被夺去生命。这本身并不是医疗与医药的原因，而是还是被夺去生命。这本身并不是医疗与医药的原因，而是大部分患者不是在目前医疗与医药能治疗

24、的时间范围内获大部分患者不是在目前医疗与医药能治疗的时间范围内获得合理的医疗时间。在这个时候，如果不去治疗，病人很得合理的医疗时间。在这个时候，如果不去治疗，病人很快就会失去生命，而治疗却能延长生命，赢得时间。快就会失去生命，而治疗却能延长生命，赢得时间。 23光触媒基本知识PPT课件光触媒在应用中的几点误区光触媒在应用中的几点误区l在严重污染的情况下才使用光触媒在严重污染的情况下才使用光触媒 目目前前许许多多人人认认为为装装修修条条件件好好，空空气气测测试试达达到到国国家家标标准准或或污污染染不不严严重重，就就不不需需要要使使用用光光触触媒媒。其其实实，这这是是不不了了解解光光触触媒媒。光光

25、触触媒媒不不是是在在环环境境污污染染严严重重时时才才使使用用。目目前前，由由于于工工业业的的发发达达及及人人们们生生活活的的提提高高，空空气气到到处处受受到到污污染染，各各种种疾疾病病也也在在侵侵袭袭着着我我们们，只只是是程程度度大大小小不不一一而而已已。即即使使在在生生态态很很好好的的树树林林里里，也也有有对对人人体体造造成成危危害害的的微微生生物物（细细菌菌）存存在在。所所以以，光光触触媒媒不不是是在在污污染染严严重重的的情情况况下下才才使使用用。从从这这个个意意义义上上来来说说，光光触触媒媒不不是是锦锦上上添添花花的的产产品品，而而是是雪雪中中送送炭炭的的产品，是人们健康生活中真正需要的

26、、最好的环境保护产品。产品，是人们健康生活中真正需要的、最好的环境保护产品。24光触媒基本知识PPT课件光触媒在应用中的几点误区光触媒在应用中的几点误区l光触媒在日常应用中的期限保证光触媒在日常应用中的期限保证当前市场上对光触媒在使用期的承诺当前市场上对光触媒在使用期的承诺2 2年、年、5 5年，甚至年，甚至1010年，这都是不负责任的行为，或是出于在商业上的抄作年，这都是不负责任的行为，或是出于在商业上的抄作或是不懂光触媒特性，实际光触媒本身是长期存在的；或是不懂光触媒特性，实际光触媒本身是长期存在的；但是，由于担载物基材表面破坏，光触媒覆盖表面损坏、但是，由于担载物基材表面破坏，光触媒覆盖

27、表面损坏、失活、中毒等现象都会影响在应用过程中的寿命。失活、中毒等现象都会影响在应用过程中的寿命。 25光触媒基本知识PPT课件光触媒在应用中的几点误区光触媒在应用中的几点误区l光触媒是除味剂光触媒是除味剂 现在消费者及大部分营销机构对光触媒不太现在消费者及大部分营销机构对光触媒不太了解，认为有味道才有污染，有味道才喷光了解，认为有味道才有污染，有味道才喷光触媒，实际我们日常生活中能看到，闻到的触媒，实际我们日常生活中能看到，闻到的只是污染的少部分，大部分污染是看不到，只是污染的少部分，大部分污染是看不到，闻不着的；光触媒的最大特点是全方位净化闻不着的；光触媒的最大特点是全方位净化空气污染。空

28、气污染。 26光触媒基本知识PPT课件光触媒在应用中的几点误区光触媒在应用中的几点误区l光触媒是除味剂光触媒是除味剂 另一种说法是光触媒除不了味，光触媒是没有效果的；另一种说法是光触媒除不了味，光触媒是没有效果的；其实，光触媒对一定范围以内的去味能力是很好的，如其实，光触媒对一定范围以内的去味能力是很好的，如烟味、霉味、汗臭味等。但是，任何物质的功能都有他烟味、霉味、汗臭味等。但是，任何物质的功能都有他的局限性，光触媒也不例外，如果污染度超出他的降解的局限性，光触媒也不例外，如果污染度超出他的降解范围，如新装修的材料很差，质地很差的皮革等污染，范围，如新装修的材料很差，质地很差的皮革等污染，他是没办法马上就能将异味去除，不过从上面的知识就他是没办法马上就能将异味去除，不过从上面的知识就能看出光触媒与其他物质不一样，他能持续的不停在降能看出光触媒与其他物质不一样，他能持续的不停在降解。解。 27光触媒基本知识PPT课件广州市奥因环保科技有限公司广州科学城光谱中路广州科技创新基地D区517-520电话:/32070282 传真:网址: 邮编:28光触媒基本知识PPT课件