納米光催化技術在處理室內空氣污染中的應用研究

一般來講，納米TiO2光催化劑有著非常強的光催化活性，有著非常低廉的成本、無害無毒，在很大程度上都適用于各種類型的場合的室內空氣的凈化，這會普遍應用在室內空氣的凈化領域當中。

為了能夠有效的使空調系統當中的節能降耗方面的標準得到加強，因此應當加強建筑物的絕緣性與氣密性，還能夠在一定程度上還要降低空調系統當中的室內最小新風量標準，造成室內的污染物濃度不能進行稀釋進而會導致一定的提高。室內空氣質量的改善已經成為亟需解決的問題，應當通過開展高效實用的室內空氣污染方面的治理技術有效的開發出性能比較高的空氣凈化方面的產品進而創造出健康、衛生以及舒適的室內范圍的空氣環境。

1 室內空氣的污染物的主要來源以及相關的危害

通常來講，室內空氣的污染物的來源一般有四類，主要包括:廚房油煙產生的碳化物、燃料燃燒、氮化物以及硫化物等;相關的建筑材料及裝修釋放出來的苯系物、甲醛以及氨氣等各種有毒氣體;吸煙產生的焦油、尼古丁、氯化物以及煙霧等;毛發、灰塵、細菌顆粒以及皮屑等各種懸浮物。人們的在這種含有污染物的空氣中生活的過程中就會感覺到身體不舒服，甚至還會出現一些疾病。

甲醛是室內的污染物當中的一種最常見的污染物，墻紙、混凝土、合成板材、粘合劑以及油漆等是甲醛的主要來源，很多哮喘、咳嗽以及慢性鼻炎等各種呼吸道方面的疾病都是由于長期吸入甲醛而引起的，比較嚴重的還會造成白血病等一些嚴重的疾病。相關的檢測表明，新裝修之后的房子當中甲醛的濃度最高可以達到0.8到10mg/m3，這已經超過了十倍的國家標準的限值。另外，氨氣屬于主要的一種室內空氣的臭氣，涂料的添加劑以及混凝土的外加劑(例如膨脹劑、防凍劑)等是產生氨氣的主要來源。對人體的上呼吸道來講，氨氣有著非常強烈的腐蝕與刺激的作用，經常會造成眼結膜以及皮膚黏膜方面的炎癥，會在一定程度上降低人體對于各種疾病的抵抗能力。在家庭進行裝修的各種材料當中，苯系物是會對人體健康造成嚴重傷害的一類致癌物質，比較典型代表是甲苯與苯。慢性苯的中毒一般會刺激上呼吸道、皮膚以及眼睛。所以很明顯，室內的空氣質量的會直接影響到人們的生命健康以及生存質量。

2 分析納米光催化技術的相關原理

納米科技是在上個世紀的八十年代末逐步發展起來的一種前沿交叉學科的領域。近年來納米科技在環境、生物、材料、化學、能源等方面的應用中體現出了非常廣泛的運用前景。通常，在對有機物進行光催化凈化的過程中主要根據以下的原理:在紫外光的照射下通過半導體的光催化劑會受到一定的刺激進而產生高能量的電子、電荷以及空穴，催化劑表面所吸附的一些水會因為空穴而分解而產生氫氧的自由基。周圍的氧會在電子的作用下還原為活性的離子氧，進而會在氧化吸附在催化劑表面的污染物或者將其還原為無害物(例如H2O、CO2等)方面發揮重要的作用，這樣就能達到對空氣的凈化效果。

一般來講，納米的光催化劑所產生的相應的量子效應會讓其有著非常獨特的特點，與光催化劑的理化方面的性質是不同的，例如，有著相對比較大的比表面積、比較強的光催化的活性以及比較特殊的光學性質等。它有著非常廣泛的應用范圍，能夠用于污染水處理、空氣凈化以及抗菌等。現階段納米ZnO和納米TiO2得到了廣泛的應用，其中TiO2的有著相對比較高的光催化活性、有著比較穩定的光電化學性能與化學性能和、有著比較低的成本以及耐光耐腐蝕，同時對人體基本屬于是無毒的，是廣泛進行研究以及應用的一種單一的化合物光催化劑，通常會作為建筑以及裝飾材料來進行使用。與此同時，TiO2的晶型會影響催化活性，銳鈦型的TiO2表面對O2有著比較強的吸附能力，有著非常高的催化以及降解活性。在現實生活當中最常的納米催化劑主要是按照一定比例將金紅石型以及銳鈦型的TiO2進行混合而得到的納米TiO2光催化劑。相關的研究明確表明，使用過納米TiO2光催化劑的墻面，在可見光照射下能夠對室內的苯以及甲醛等各種空氣污染物進行有效的降解。

3 納米TiO2光催化技術的實際應用

通常情況下，納米TiO2的粉體光催化有著比較高的活性，然而，在實際的日常應用當中經常會發生納米粉體進行流失、團聚的現象，如果直接進行使用會在一定程度上限制應用該項技術。所以，應當對負載型的納米TiO2光催化劑進行充分的應用。為了將納米TiO2進行有效的分散，那么應該大量使用載體。這就嚴格要求載體應該具有催化劑載體的廉價、穩定、盡可能高的協同催化效應以及比表面積大等特征，同時還應該要求有著操作比較簡單的技術以及比較方便的維護，有著美觀并且不會非常影響裝修的效果。比較常用的負載型的納米TiO2光催化劑方面的載體一般分為三個形式:

第一種形式是陶瓷建材載體。在日常生活當中，陶瓷是非常常見的一種建材，有著耐高溫、價廉、多孔性、不易被氧化分解以及耐酸堿腐蝕等一些顯著的特點，在陶瓷當中加入納米TiO2會讓其有著自清潔的功能，

第二種形式是玻璃載體。通常情況下，玻璃價格低廉，比較容易得到，有著非常好的透光性，便于玻璃螺旋管、玻璃珠以及玻璃片等多種形狀的制備，已得到非常廣泛的應用。

第三種形式是纖維織物載體。該物質比表面積是比較大的，對于TiO2粉體在實際負載的過程中由于高溫焙燒而導致降低比表面積以及晶型的轉變能夠非常有效的防止，利用纖維織物作為光催化載體，主要是有效利用該物質有著比較高的吸附容積這個特點。

4 結束語

綜上所述，在室內空氣污染的治理的過程中可以采用納米光催化的相關凈化技術，應用這些技術能夠避免使用其他化學方面的助劑，這種溫和的反應條件能夠有效的降解有機物，能夠有效的去除空氣當中的有機物，處理后的產物主要是H2O和CO2。因此在各種場所以及各種類型的室內空氣的凈化過程中都可以采用這種技術。另外，納米光催化凈化技術的產品產業化還有很多需要提高的地方，例如在制備催化劑的工藝過程方面以及在對相關的制備系統和設備進行優化方面等。

當將這些問題都解決之后，那么在日常生活當中會廣泛應用納米光催化技術，會有效改善人們的生活以及工作環境。

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