什么是光催化剂?

首先,催化剂是一种自身不会发生变化的物质,而是在与其他物质的化学反应中充当介质,以加速或减缓反应。

催化剂种类繁多,有汽车消声器用的热反应催化剂、氨合成和酒精生产用催化剂、油脂加氢用催化剂等。 体内的酶也起到一种催化剂的作用。

顾名思义,光催化剂是一种在光照下会引起催化反应的物质。 光触媒有几种类型,但最常用的光触媒是一种叫做“二氧化钛”的白色粉末。

  • 光催化是一种对人类和环境友好的技术,它可以分解有机物并将其转化为水和二氧化碳。
  • 光催化是下一代环保技术,其氧化能力高于医院等用作消毒剂的次氯酸钠和臭氧,仅与光发生反应。
  • 光催化剂的作用在抗菌、防污、有机气体分解、除臭、亲水性和紫外线反射等各种应用中都有应用。
  • 还有报道称,光催化应用于医院手术室后,室内细菌数量减少。
  • 它还可以有效分解引起病房综合症的挥发性有机气体,这已成为最近的问题。
  • 对建筑材料和壁纸粘合剂产生的甲醛、甲苯、丙酮等常温挥发性有机化合物气体有效。

光催化分解性能函数

  • 光催化 M-Clean 的特点之一是其高氧化和分解能力。 通过使用这种氧化能力,可以分解和去除附着在脏表面上的有机物,如下图所示。
氧化力和分解力
氧化力和分解力

氧化分解性能确认照片
(蓝色墨水被光催化分解的情况)

光催化分解原理

它可以利用光的力量分解细菌和污垢,由于具有亲水性和可降解性,具有自洁作用(self-cleaning effect)、抗菌作用和空气净化作用,因此可以在室内和室外使用。环境改善产品。
光催化的原理是活性氧以膜状状态存在于受光照射的光触媒表面,活性氧去除空气中所含的异味和与二氧化钛表面接触的细菌。氧化香烟烟雾中所含的焦油等各种有机物,变成水和二氧化碳。

光催化反应原理
光催化反应原理
  1. 当光催化的二氧化钛受到光中的紫外线照射时,称为电子的电子(e-)变得活跃,成为激发态,产生空穴(h+)。
  2. 电子将氧转化为超氧离子 (O2-),空穴将水转化为羟基自由基 (OH)。这些是活性氧。
  3. 活性氧(超氧离子和羟基自由基)以强氧化力分解二氧化钛表面的有机物。
  4. 当有机物和有机气体与二氧化钛表面接触时,超氧离子和羟基自由基切断构成有机物的“碳-氧键”和“碳-氢键”,最终形成二氧化钛。变成碳和水。
  5. 在光催化二氧化钛的情况下,据说是一种光催化半导体金属催化剂,它利用太阳光或荧光灯发出的紫外线从水和空气中的氧气中产生活性氧。
  6. 在光催化的二氧化钛表面,只要二氧化钛表面暴露在包括紫外线在内的光线下,有机物就会不断分解,因此可以去除污垢和异味的来源。

超亲水功能

另一个特点是涂层表面由于光催化剂而变得亲水。 它用于各种情况,例如通过使外墙、建筑物的窗户玻璃和太阳能电池板的表面亲水,并确保可见性,将污垢抬起的同时去除污垢的“自清洁效果”。

亲水状态
亲水状态(不锈钢板)
应用于玻璃表面时的外观
亲水状态(玻璃表面)

左侧:光催化M-Clean 涂层表面、右侧:什么都不做
(由于光催化剂的亲水性,不形成水滴的状态) 

超亲水性能的影响

  • 经光触媒处理的表面亲水性强,不会形成水珠,容易吸收表面的水分。 ​​​
  • 因此,光触媒效果表现为容易去除玻璃表面上的污垢和良好可视性的自清洁效果。
亲水性

光催化剂的亲水状态图

  • 即使污垢粘附在亲水表面上,如果在下雨或洗涤时将水洒在其上,水会沉入污垢下方并在将其提起时将其冲走。

光触媒での親水性セルフクリーニング解説図


左:未处理,右:光触媒涂层

左:未处理,右:光触媒涂层
汽车光触媒涂层

高透明度

用光催化处理的表面可能会变白,但通过开发一种高度透明的光催化液体,可以将光催化处理应用于建筑设计和玻璃窗等需要透明度的地方。

这是光催化 M-Clean 的特点之一。

应用于玻璃表面时的外观
应用于玻璃表面时的外观

光催化处理后的透明度
(中心右侧为光触媒处理)