納米TiO2在光催化方面的應用及發展

劉振興

（陜西國防工業職業技術學院，陜西西安710300）

納米TiO2是一種附加值比較高的精細無機功能材料，其尺寸在1-100納米之間，因為其顆粒尺寸比較小，具有塊狀材料所不具備的獨特性質，因此其活性也比較強，在多個領域都有所應用，以該材質為基礎的光催化材料逐漸成為納米科技造福人類的有力工具。本文，將以其在光催化方面的應用和發展作為詳細研究對象，以詳細分析其作用。

1 納米TiO2在光催化方面的應用

當前TiO2可以說是應用最為廣泛的光催化劑了，其具有較高的活性、穩定性而且在應用時所產生的污染也比較小。該技術主要應用于分解有機物、貴金屬回收以及對廢水和空氣中的有機污染物進行凈化等。其主要應用于以下幾個領域。

1.1 衛生陶瓷潔具

在日常生活中，衛生潔具時人們生活中必不可少的重要組成部分，但是由于衛生間及盥洗室等場所比較潮濕，細菌多，因此，開發具有抗菌作用的衛生潔具就極為有必要了。相關專家在研發衛生陶瓷潔具時，使用溶膠凝膠的方法制作氧化鈦陶瓷，將其應用到衛生潔具領域，如坐便器、瓷磚、洗臉盆等，這些產品在光的照射下，能夠殺死殘留在衛生潔具表面的細菌。此外，為了使其在微弱光下依然能夠發揮抗菌作用，還可以在TiO2中加入銀、銅離子的化合物，這樣能夠有效增強其抗菌作用。相較于傳統的衛生潔具來說，納米TiO2材料制作而成的衛生潔具具有抗菌能力持久、耐酸耐堿性強等優點，其在公共場所的應用極為頻繁。

1.2 飲用水處理

納米TiO2光催化技術在應用時，能夠有效的殺滅大腸桿菌、綠膿桿菌等細菌，具相關專家研究發現，在飲用水領域，使用太陽能聯合TiO2光催化技術，能夠快速有效的去除水中潛藏的有機污染物，進而達到凈化水的目的，其能夠殺滅水中的微生物，實現消毒目的。同時，該方法在應用時還能夠去除水中所含有的一些異味，而且副作用比較小。

1.3 廢水處理

近些年來，由于生活環境的改變以及生活質量的提升，在日常生活中所產生的廢水可謂是越來越多，而這些廢水如果處理不當可能會對環境造成較大的污染，給人們的生活帶來較大的不便。在進行廢水處理時，就可以應用納米TiO2光催化技術，相關研究表明該技術在使用時能夠講解水中的有害物質，如芳香基、胺基、偶氮基等致癌物質，同時，其在使用時，還能有效的降解被農藥污染的廢水中的殘留物質，如有學者研究發現，使用剝離負載型TiO2降解敵敵畏時，經過90分鐘光催化處理之后，不同濃度的敵敵畏污水降解率達到了90%以上，由此可見，該技術在使用時的積極作用。

1.4 新型抗菌熒光燈

隨著技術的不斷發展和進步，在日常生活中，各種抗菌用具可謂是層出不窮，抗菌熒光燈就是其中之一，這種燈具相較于傳統燈具來說，有以下幾個方面的優點，即其壽命比較長、節省能源、應用前景廣闊，而且在日常使用時，由于其應用了納米TiO2光催化技術，因此其還具有分解燈具表面油漬、菌類的作用，在使用后清潔起來比較方便，同時，該燈具在室內使用時，還能夠保證室內環境潔凈，給人們的生活帶來了較大的便利。

在實際生活中，除以上幾種應用之外，納米TiO2光催化技術還應用于空氣凈化、抗菌纖維、建材和涂料中，其更好的提高了人們的生活質量。

2 納米TiO2在光催化方面的發展歷程及方向

在實際研究中納米TiO2在光催化方面的研究并非是一蹴而就的，早期有關于光催化的研究主要集中于懸浮相光催化為主，懸浮體系是直接將納米粉體與有機污染物廢液進行混合，這種做法雖然能夠達到催化劑徹底充分的目的，但是其卻比較難以分散，且回收難度大，因此利用效率比較有限。

而隨著研究的不斷深入發展，人們將研究轉向固定相TiO2催化劑，固定相催化劑避免了催化劑的分離，實現了催化劑與分離的一體化。這種催化劑在使用時，紫外光穿透蛋深度也得到了較大程度提高。同時，固定相還有效的克服了均相懸浮相的催化劑穩定性差及易中毒等缺點。因此，該催化劑逐漸成為納米TiO2光催化劑的主要研究種類。當前國外關于光催化劑應用的載體主要有：硅膠、活性氧化鋁、空心玻璃球、玻璃片等，其在應用時取得了較好的效果。

此外，由于相關技術的不斷成熟和發展，在進行光催化劑研究時，部分專家也開始嘗試將化工載體融入到光催化氧化中，這種技術的應用除了可以使固液分離更加輕松以外，而且載體本身還具有吸附的作用，這樣能夠有效的提高有機物在催化劑中的濃度，提高其催化活性，能夠使相關技術在多個領域得到更好的應用，有助于其更好的發展。

總之，納米TiO2以其獨特的光催化性能，受到了人們的廣泛關注，隨著科技的發展和技術的進步，該技術在多個領域都有著較為廣泛的應用，其有效的提升了人們的生產生活質量。但是，該技術的許多研究還處于發展起步階段，在研究中，由于多方面因素的影響，其還存在有較多的不足，未來還需要投入更多的精力，開展相關的研究工作，這樣才能更好的促進該技術的創新和發展。