光觸媒薄膜的應用-光催化淨化空氣作用

淨化空氣
近年來，隨著室內建築裝飾材料、家用化學物質的使用。室內空氣污染越來越受到人們的重視；調查表明，室內空氣有機物濃度高於室外，甚至高於工業區。
目前已從室內空氣中鑒定出幾百種有機物質，其中有的是致癌物，居室、辦公室中所用塗料、粘接劑、油漆、膠合板、地板革、壁紙等都可向空氣中釋放揮發性有機化合物而造成室內污染；對室內主要的氣體污染物甲醛、甲苯等的研究結果表明，污染物的光催化降解與其濃度有關。
濃度低於 lppm 甲醛可完全被納米 TiO2 光催化分解為 CO2 和 H2O ，而在較高濃度時，則被氧化為甲酸；高濃度甲苯光催化降解時，由於生成的難分解的中間產物富集在 Ti 周圍，阻礙了光催化反應的進行，去除效率非常低。
但低濃度時，TiO2表面則沒有中間產物生成，甲苯很容易被氧化成 CO2 和 H2O 。實際人們居住的生活空間，甲醛、甲苯等有機物的濃度都非常低，在居室、辦公室、大型公共場所的門窗玻璃、陶瓷等建材表面塗敷TiO2光催化薄膜均可有效地降解這些有機物，淨化室內空氣。
除臭氣
空氣中惡臭氣體主要有五種：
1、 含硫化合物，如硫化氫、二氧化硫、硫醇類、硫醚類等。
2、 氮化合物，如胺類、醯胺等。
3、 鹵素及其衍生物，如氯氣、鹵代烴等。
4、 烴類，如烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴等。
5、 含氧的有機物，如醇、酚醛、酮、有機酸等。
以前普遍採用活性炭除這些臭氣，隨著氣體在活性炭表面的堆集，其吸附能力明顯降低，使其應用受到限制：而TiO2光催化劑吸附這些氣體，經紫外光照射氣體分解後，又可恢復其新鮮表面，消除了吸附限制。TiO2光催化薄膜對乙醛等臭氣的光照射反應顯示，當臭氣的初始濃度大時(5000個單位體積濃度)，只有在紫外光照射下才具有明顯的消臭效果；而當其濃度低時(100個單位體積濃度)，通常的螢光燈就可將其完全分解。
量子效應的測定結果表明，進行低濃度乙醛的光催化反應時，普通螢光燈的效率比紫外光源要高得多，對其他臭氣如甲硫醇、硫化物、氨氣等也觀測到同樣的現象。人們對臭氣很敏感，但人類生活環境實際濃度都很低(一般在10個單位體積濃度以下)，這樣的濃度只要使用白色螢光燈所含的紫外光量就足以將其除去。
此外，近年來圍繞TiO2光催化劑專門研製的除臭裝置和產品，除臭效果也非常好，例如採用TiO2光催化劑和氣體吸附劑(沸石、活性炭、SiO2、Ai2O3 等)組成的混合型除臭吸附劑已得到實際應用。氣體吸附劑吸附的臭氣經表面擴散與TiO2光催化劑接觸後，就會被氧化分解，既不會降低吸附劑的吸附活性，又解決了TiO2光催化劑對臭氣吸附性較差的缺點，大大提高了臭氣的光降解效率。
還有日本三菱公司利用TiO2和無機粘著劑複合開發的光催化薄板，對乙醛、甲硫醇、硫醚、硫化氫、氨、三甲氨等臭氣的良好去除性能，也已得到實驗證實。