奈米TiO2薄膜的光催化特性及殺菌消毒作用

人們的居住環境中存在各種有害微生物，尤其是居室中的一些潮濕場合，微生物容易繁殖，導致空氣和物品表面的細菌濃度增大，從而對人體產生危害。微生物如細菌是由有機複合物構成，因此可利用TiO2的光催化作用加以殺除。
奈米TiO2光催化作用對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌、綠膿桿菌等均有抑制繁殖和殺滅作用，當細菌吸附於光催化劑表面時，活性氧(·O2-)和自由基(·OH)能穿透細菌的細胞壁，進入菌體，阻止成膜物質的傳輸，阻斷其呼吸系統和電子傳輸系統，從而有效地殺滅細菌。
一般常用的殺菌劑銀、銅等能使細胞失去活性，但細菌被殺死後，可釋放出致熱和有毒的組分如內毒素；內毒素是致命物質，可引起傷寒、霍亂等疾病；而 TiO 2光催化劑不僅能殺死細菌，而且能同時降解由細菌釋放出來的有毒複合物；即TiO2光催化劑不僅能消減細菌的生命力，而且能攻擊細菌的外層細胞，穿透細胞膜，破壞細菌的細胞膜結構，從而徹底地殺滅細菌。
實驗證明，在玻璃上塗敷一薄層經過修飾的奈米TiO2微粒，自然光照射30分鐘對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌的殺菌率均達到90．00％ 以上。將 TiO2 微粒塗敷在玻璃上，光照3小時大腸桿菌可完全消除，其釋放出的內毒素也可同時得到有效降解。
將這種TiO2薄膜玻璃和薄膜陶瓷作為醫院的門窗玻璃和內牆裝飾材料，附著於牆面的細菌數可由原來的 5～10 cfu／cm降為0，空氣浮游菌數可由原來的25 cfu／(min·cm2·L)降為5 cfu／(min·cm2 ·L)。
奈米TiO2，微粒在殺菌消毒方面的作用優勢顯著，它不僅能在較短時間內殺菌，而且TiO2光催化產生的活性羥基能分解細菌生長所需的有機物，以抑制細菌的生長與發育，達到抗菌、殺毒的作用。由於納米TiO2光催化性能的諸多優點，同時光照不分解、耐酸堿、長效穩定、而且對人體無毒。