光觸媒是一個完整的詞匯，其實就是日文當(dāng)中催化劑的寫法，光觸媒這個東西正常的中文表述是光催化劑，如果是靠譜的光催化劑，那么在含有紫外光波段及近紫外段可見光的光線照射下，是可以有效分解各種大分子氣體的，分解最終產(chǎn)物通常是二氧化碳和水，而且是幾乎無差別分解。

　　最近因為想增加一個光觸媒相關(guān)的項目，從出院到今天大概一個月的時間一直在研究這個東西，查閱了包括國內(nèi)，臺灣和日本相關(guān)科研論文近兩百篇，得出一個結(jié)論——光觸媒真的是非常非常完美的一種存在。

　　當(dāng)然，前提是你拿到的是確實有效的產(chǎn)品。而這個前提，在目前國內(nèi)，實現(xiàn)起來非常困難。

　　那么一個有效的光觸媒產(chǎn)品，它的核心成分和作用原理是怎樣的呢?

　　——科技史上震驚世界的光催化劑(Photocatalyst)效應(yīng)，又稱“本多—藤島效應(yīng)”，由日本的本多健一和藤島昭兩位學(xué)者發(fā)現(xiàn)。1967年本多健一教授和他的研究生藤島昭在做金屬的光合作用時發(fā)現(xiàn)， 用二氧化鈦和白金作電極，放在水里，用光照射，即使不通電，也能夠把水分解成氧氣和氫氣。現(xiàn)任東京大學(xué)教授的藤島昭回憶說，他在觀察到這一現(xiàn)象時，激動和興奮得睡不著覺。植物的光合作用竟能在金屬里如此簡單地再現(xiàn)出來。利用陽光就可以大量產(chǎn)生清潔的氫能，這是多么有價值的技術(shù)!

　　1967年他們聯(lián)合發(fā)表了關(guān)于二氧化鈦的氧化分解功能的論文，從此光催化劑效應(yīng)便被稱為“本多—藤島效應(yīng)”。但當(dāng)時TiO2的光催化效率低，這項研究成果被擱置起來。90年代中期，現(xiàn)代研究已經(jīng)了解，TiO2在受到陽光或熒火燈的紫外線照射后，內(nèi)部電子——空穴對激勵，產(chǎn)生具有強氧化分解活性氫氧(羥)基原子團。在光的作用下 可降解幾乎所有的附著在氧化鈦表面的各種有機物，如氫化物、氮氧化物、硫化物。但當(dāng)時TiO2光催化劑的研究處于室驗室階段，一直制約了TiO2光催化性的活性增強。

　　有關(guān)專家學(xué)者希望找到一種類似激光調(diào)光學(xué)倍頻材料，將可見光、紅外光變頻一直是研究熱點，也是多年來不能實用的根本矛盾所在。但隨著納米技術(shù)的發(fā)展，1999年由于納米技術(shù)得到了突破性進展，TiO2(銳鈦礦型)在納米尺度下禁帶寬度得到滿足，從而根本解決了TiO2催化劑活性增強的問題。光催化劑終于正式登上了國際研究舞臺。以日本，德國為首的世界經(jīng)濟科技強國投入了大量資源對這個領(lǐng)域進行研究。截至到2004年，聯(lián)合國“未來太陽能利用”計劃、美國的“星球大戰(zhàn)”計劃、日本“創(chuàng)造科學(xué)技術(shù)推進事業(yè)”計劃、西歐“尤里卡”計劃、以及我國的“納米科學(xué)攀登”計劃、“863”計劃、“973”計劃都將它列入重點研究開發(fā)計劃。在這門學(xué)科上，全球的投入不下近百億美元，而日本著名的東陶(TOTO)更是斥資2億美元進行專利布局以期獲得日本市場的領(lǐng)導(dǎo)地位。這樣一個全世界科學(xué)家都為之奮斗的科學(xué)領(lǐng)域，發(fā)展至今日，終于走出常人可望而不可即的高科技應(yīng)用領(lǐng)域，在日常應(yīng)用領(lǐng)域方面也取得多方面的重大技術(shù)突破，2001年，光催化技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品正式進入家庭日常生活，并在短短的半年時間，迅速席卷歐美及東南亞發(fā)達國家和地區(qū)，成為家庭重要消費產(chǎn)品之一，而且奇跡般的以年平均4.6%的速度遞增。就是說，這個東西不是忽悠出來的，它是化學(xué)史上的一個比較重要的發(fā)現(xiàn)，雖然最早發(fā)現(xiàn)這種東西的不是本多健一和藤島昭，但是目前大家都默認(rèn)這樣描述了，我就不改了。一個可以用于有害空氣治理的有效的光觸媒產(chǎn)品，在目前的科技水平來說，它需要具備以下幾種要素：

　　首先，核心成分是納米二氧化鈦，晶相為銳鈦礦相。注意，金紅石相和板鈦礦相(或說無定型)不是理想的基材，特別是板鈦礦相，那是完全不會有用的，原理在于晶格結(jié)構(gòu)的不同，這里不做贅述。

　　其次，平均粒徑要達到起碼10納米以內(nèi)，好的通常在5納米左右，因為粒徑越小，比表面積越大，反應(yīng)越密集有效。反之則反之。

　　再次，分散技術(shù)。因為納米膠體容易發(fā)生團聚，一旦大量團聚，粒徑的描述就不在有意義，活性幾乎全失。

　　再再次，附著能力。光觸媒這個東西，作為催化劑，具備眾所周知的催化劑的一個偉大特性，那就是幾乎永無損耗，那么理論上來講，一次噴涂，終身有效，說可以傳世也不為過，不過前提是它要還存在在那里，如果不能牢固的附著在家具或者墻壁或者任何別的什么你家里的古怪東西表面的話——你擦擦桌子它就脫落了的話——那是沒有用的。

　　最后，它的光敏化技術(shù)要到位，一般的光觸媒只能在紫外光波長以內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，這也是不行的，因為日光只含有3%的紫外光，而節(jié)能燈，因為他們的發(fā)光機理我們不難知道，大多數(shù)的節(jié)能燈都幾乎不含有紫外波段的光。那么一個光敏化技術(shù)不到位的不能在部分可見光起碼400——500納米波段的光之下反應(yīng)的光觸媒——即使它別的指標(biāo)再好，對有害氣體的防護效果也是無能為力的。

　　產(chǎn)品要滿足的關(guān)鍵要素就是以上幾點了，接下來我們來看看光照到它上面之后發(fā)生了一些什么樣的有意思的事情，換句話說，它為什么是有效的，不是忽悠人的：　　補充對反應(yīng)機理的文字描述：(不是完全涵蓋的，一些專著上有更詳盡和準(zhǔn)確的描述，這個僅供參考。)

　　光催化劑一經(jīng)光照，原料中二氧化鈦的電子便會從價電帶躍遷至導(dǎo)電帶，在光觸媒表面形成電子(e-)電洞(h+)對，帶負電的電子與氧結(jié)合產(chǎn)生負氧離子(O2- )，帶正電的電洞與水結(jié)合產(chǎn)氫氧自由基(.OH)，這兩者在化學(xué)上都是極不穩(wěn)定的物質(zhì)，當(dāng)有機物質(zhì)(碳氫化合物)接觸到光觸媒表面時，便會分別和負氧離子及氫氧自由基結(jié)合，重新組合成二氧化碳(CO2)和水(H2O)。 這一連串的反應(yīng)，化學(xué)上稱為「氧化還原反應(yīng)」。

　　透過氧化還原反應(yīng)，當(dāng)將光催化劑應(yīng)用在生活、工作空間中時，便能有效分解氣味分子和細菌、病毒等微生物，達到潔凈室內(nèi)環(huán)境、創(chuàng)造清新空氣的效果，因此近十年來在日本，光催化劑已被廣泛應(yīng)用于居家環(huán)境和醫(yī)療院所中，此外經(jīng)光催化劑加工的各類產(chǎn)品也成為醫(yī)療院所的最新選擇。