光触媒技术的最新动态和国际标准化.doc

光触媒技术的最新动态和国际标准化.doc光触媒技术的最新动态和国际标准化光触媒技术的最新动态和国际标准化固2006-11-9?2746光触媒技术的最新动态和国际标准化独立行政法人产业技术综合研究所分子筛研究部环境材料化学研究组组长峠田博史(光触媒产品协会会长)序言近年來,以环境荷尔蒙和室内污染综合症等为代表的有害化学物质对环境的污染问题在全球范囤内扩展、成为威胁人类生存的严觅的问题。这些山垃圾焚烧场排放出的二恶英、船底防污涂料所使用的有机锡、滴滴涕(DDT)以及六六六(BHC)等农药和多***联苯(PCB)、建筑材料中使用的溶剂、粘着剂以及废气排放中的苯并茏等各种各样的化学物质像荷尔蒙一样扰乱人的内分泌,而引起过敏症以及过敏性皮炎和化学物质过緻症等疾病。目前,口本人屮约有半数得过嫩症。山于环境荷尔蒙以力亿分之一克的极低浓度就可作用,且污染全球范围内的水、大气和土壤等,处理起來非常困难。对环境污染物的传统处理方法不外乎收集、浓缩和焚烧处理,如果用同样的方法來处理环境荷尔蒙,山于污染范用极广,必须对大最的水、大气和十壤进行处理。从而消耗大最能源和放出大量的二氧化碳气体,更严at的是伴随焚烧处理还可能产生.:恶英等剧毒物质。因而如果用传统方法来处理像环境荷尔蒙这样以低浓度在环境中广泛存在的一类环境污染物时,将面临能源危机、地球温暖化和更进一步污染环境的危险,因此,必须寻求新的、行之有效的环境净化技术。进一步讲,像非典型肺炎(SARS)等山各种各样的病毒、细菌和零等引起的医院内交叉感染或集体感染等变得严JR时,也必须寻求不使用有害化学药品、安全有效的抗菌技术。山于光触媒不消耗地球能源、不使用有害的化学药品,而仅仅利用太阳光的光能等就可将环境汚染物在低浓度的状态下清除净化,并且还可作为抗菌剂、防霉剂应用,因而成为环境挣化技术中的一个亮点。人们常说,厂世纪是环境的世纪,预计到2010年,日本国内的环境产业市场将达到37力亿II元的规模。光触媒技术作为对环境友好的环境净化技术的硏究开发已经发展起來,在世界屮的任何地方只要有光就可使用光触媒技术,因此,可以预期光触媒技术将在今后有更大的发展。光触媒的特点光触媒是指町通过吸收光而处于更高的能戢状态,并将能戢传递给反应物闻使其发生化学反应的一类物质。半导体和金属化合物等是常用的光触媒材料、其屮城常见的是二氧化饮。二氧化钛广泛用作染料、牙粉、化妆品和食品添加剂等,是一种安全无毒、价廉耐用的物质。如图1所示,当用光照射二氧化钛表面时,像太阳能电池使用的硅片等一样,产生负电荷的电子和正电荷的正孔。这些电子和正孔具有很强的还原和氧化能力,能与水或溶存的氧反应,产生***氧根自山基和超氧负离r-o这些正孔和***氧根自山基具有很强的氧化能力,构成有机物分子的碳■碳键、碳■***键、碳■氮键、碳•氧键、氧-氢键和氮•岂键等的键能分别为83kcal/moK99kcal/mok73kcal/mok84kcal/mol>111kcal/mol>93kcal/moL而正孔和氢氧根自山基的氧化能木于120kcal/mol以上,可以简单地将上述键切断分解。因此可以将水屮溶存的各种有害化学物质或空气中的恶臭物质分解或无害化处理。此外,如表1所示,氢氧根口山基比作为消毒杀菌剂被广泛使用的次***酸、双氧水和臭氧等具冇更强的氧化能力,可用作杀菌剂和防霧剂。总之,••氧化钛具有在光的照射下能分解和无害化处理儿乎