光觸媒是一種在光的照射下,自身不起變化,卻可以促進化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì),光觸媒是利用自然界存在的光能轉(zhuǎn)換成為化學(xué)反應(yīng)所需的能量,來產(chǎn)生催化作用,使周圍之氧氣及水分子激發(fā)成極具氧化力的自由負(fù)離子。幾乎可分解所有對人體和環(huán)境有害的有機物質(zhì)及部分無機物質(zhì),不僅能加速反應(yīng),亦能運用自然界的定侓,不造成資源浪費與附加污染形成。最具代表性的例子為植物的"光合作用",吸收二氧化碳,利用光能轉(zhuǎn)化為氧氣及有機物。
光催化可以應(yīng)用在很多的領(lǐng)域,諸如環(huán)保、生物、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、建筑領(lǐng)域等等,研究者還一直在研究開拓一些光催化的新市場。
本文為大家介紹一些光催化實際的應(yīng)用例子:
一、農(nóng)業(yè)
1.西紅柿栽培培養(yǎng)液的凈化
在日本的西紅柿栽培都是采用無土壤的溫室技術(shù),植物是栽培于盛滿培養(yǎng)液的池中,通過機械裝置將舊的培養(yǎng)液換出,而將新的培養(yǎng)液引入,但是舊的培養(yǎng)液含有植物的有機物,病原菌,當(dāng)然也有殘存的養(yǎng)分,為了重復(fù)應(yīng)用這些培養(yǎng)液,建立了一套光觸媒處理水槽(TiO2),利用太陽光來殺菌,分解有機物,最后留下養(yǎng)分,讓這些培養(yǎng)液能夠重復(fù)運用。據(jù)說這個技術(shù)很受日本國內(nèi)農(nóng)民的歡迎。
2.豬圈的臭氣和動物的糞便處理
動物的臭氣和糞便主要是一些低級脂肪酸,可以利用光催化材料將其分解。主要是在豬圈的窗戶,房頂上設(shè)置光催化過濾層。
3.農(nóng)藥廢液的凈化
中國農(nóng)民一般很少處理農(nóng)藥廢液的,現(xiàn)在日本開始用光催化涂層來處理這些廢液,處理完的廢液才能排入環(huán)境,這個實際是沒有多少附加成本的。
二、建筑
1.道路材料
日本是很注重環(huán)保的國家,在道路兩邊的設(shè)施上面是應(yīng)用了很多光催化材料的。例如道路的欄桿,照明燈的燈罩,道路用的涂料,道路用的路障。
2.建筑物內(nèi)外裝飾材料
包括建筑物內(nèi)外磁磚,窗戶玻璃,大棚和涂料。
三、汽車和高速列車關(guān)聯(lián)用品
汽車反光鏡設(shè)置一層光催化層,具有超親水性能,因此即使雨天或者霧天反光鏡仍然能夠非常清楚。車內(nèi)的脫臭裝置也是用光催化材料來分解臭氣。
日本的新干線窗戶玻璃上也是涂抹了一層幾十個納米厚度,非常薄的光催化材料涂層,F(xiàn)在新一代的新干線為了減輕車身重量,窗戶開始使用比較輕的高分子材料,與此適應(yīng),日本也在開發(fā)涂抹于有機高分子上的光催化涂層。
四、醫(yī)療
做胃鏡的時候經(jīng)常用塑料的導(dǎo)通管導(dǎo)入身體,日本將導(dǎo)通管的內(nèi)壁噴涂光催化材料起殺菌功能。
為了防止醫(yī)院的病菌感染,醫(yī)院的房間建筑材料大部分也采用了光催化噴涂。
五、環(huán)保
太陽能驅(qū)動的光催化水凈化裝置,由硅太陽能電池提供電源,水首先做過濾處理,然后引入光催化處理槽里,最后進行電極化處理。
污染土壤的凈化,對于地下浸透有毒或者揮發(fā)性化合物 (VOC)的土壤,利用太陽光誘導(dǎo)的光分解反映能夠低成本的改善土地。
六、家電和生活用品
基材包括冰箱,空氣清潔機,熒光燈,壁紙,窗簾,燈罩等。
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