纳米二氧化钛光催化技术研究与开发概况 当固体颗粒大小处于纳米级尺寸范围时，会出现特殊的尺寸量子
当固体颗粒大小处于纳米级尺寸范围时，会出现特殊的尺寸量子化效应。锐钛矿型的ＴｉＯ２颗粒为纳米级范围时，它的表面经日光照射，吸收日光中波长≤３８７．５ｎｍ的近紫外线波段后，会激发出带负电荷的电子和带正电荷的空穴，这电子—空穴对在ＴｉＯ２表面发生分离，并迁移到不同的位置，形成较强的氧化—还原反应，使吸附在ＴｉＯ２表面的细菌、病毒、有机物质（包括恶臭的物质）进行分解，具有灭菌消毒、除臭及分解难以除去的有机物质的功能。近年来对它的光催化机理进一步研究，发现它具有超亲水性。在玻璃、镜面、瓷砖、铝合金建材表面涂以纳米ＴｉＯ２的涂层，可使这些材料的表面经光照射后具有防污垢沉积、易洗、易干、防旱等“自洁”功能。最近又证实，即使在室内阳光或日光灯照射下也能激发起纳米ＴｉＯ２的光催化特性。这种光催化新技术带来了在空气净化和水处理方面应用与开发的热潮。 １．日本研究开发现状
１．日本研究开发现状 据报道，东陶机器与东京大学合作，利用纳米ＴｉＯ２光催化的
据报道，东陶机器与东京大学合作，利用纳米ＴｉＯ２光催化的超亲水性，在建材领域应用，正在开拓潜在的建材市场。他们开发成功具有光催化灭菌功能的ＴＯＴＯ瓷砖，用于医院手术室的内墙上，能使浮游在空气中的细菌有效杀死；用于大楼外墙表面装饰，因它具有光催化“自洁净”功能，虽经长期日晒雨淋，可始终保持大楼外表整洁如新。纳米ＴｉＯ２涂料涂在城市道路、隧道的路灯灯罩外表，也可保持路灯的照明始终十分明亮。在高速公路上，由于行驶汽车较多，向四周排放汽车尾气中ＮＯｘ浓度也较高。目前在大阪的高速公路两侧隔音棚表面涂以纳米ＴｉＯ２光催化涂料，进行对空气中的ＮＯｘ分解的实际试验，试验地段为泉北临海线沿线５００ｍ的长度，同时也在日本的国道４３号沿线涂以这种涂料进行试验，面积为１６００ｍ２。日本电工（株）开发出用于汽车后视镜上防昙的可粘贴透明薄膜。总厚为１μｍ，由４层叠合组成。第１层为超亲水性ＴｉＯ２膜，第２层为透明ＰＥＴ薄膜，第３层为粘合剂，第４层为ＰＥＰ薄膜。１９９８年用于汽车上，在１９９９年已推广用于摩托车、助动车的后视镜上，粘贴或撕下都十分方便。后来，又开发出具有防污、灭菌、除臭的铝合金建材。１９９９年日本仙台搭起一个用这种新材料制作的活动房屋，面积为８００ｍ２。此外，用纳米ＴｉＯ２负载于聚酯、聚氨酯纤维表面上，制成织物不仅可以防污、灭菌，还可以除臭。最近根据三菱综合研究所预测，到２００５年，日本国内这支新兴的光催化高新产业的产值，将达１兆日元以上的规模。１９９９年１０月，藤昭教授在神奈川科学技术研究所内专门设立了一个“光催化开放实验室”，主要收集并发布有关光催化的最新信息，每隔２个月公布一次。 ２．国内研究开发简况
２．国内研究开发简况 我国的一些科研院所、大学应用纳米ＴｉＯ２光催化技术在环保
我国的一些科研院所、大学应用纳米ＴｉＯ２光催化技术在环保治理方面的研究与开发工作也十分活跃，但我们还处于实验室研究阶段，与日本相比，距实用化的技术开发、商品化尚有一段差距。 ３．建议
３．建议 ①ＴｉＯ２是属于Ｎ型半导体金属氧化物，在其同类中氧化活性
①ＴｉＯ２是属于Ｎ型半导体金属氧化物，在其同类中氧化活性较高，化学稳定性较好，对人体无毒害，因此最受重视。它有３种形态，以锐钛矿型为最佳。它的表面经光激励形成电子—空穴对，并分别向表面迁移与扩散。带正电荷的空穴与吸附在ＴｉＯ２表面的水氧化成ＯＨ，ＯＨ氧化能力很强，比臭氧高出１℃３倍，比双氧水高出１．６倍。带负电荷的电子吸附了空气中的氧，在ＴｉＯ２表面形成还原能力较强的活性态氧。这种氧化—还原效率取决于电荷分离效率的大小，目前电荷分离率在３０％左右有待于进一步提高，同时还应对ＴｉＯ２的中毒、复活、寿命等方面进行深入研究。 ②在实用性研究开发中，有关ＴｉＯ２载体的选用，除了无机材
②在实用性研究开发中，有关ＴｉＯ２载体的选用，除了无机材料外，可供选择的高分子材料余地也很大，如可制成膜制品、涂料等。 ③在ＴｉＯ２表面经光激发出来的高活性电子与空穴有效活性范
③在ＴｉＯ２表面经光激发出来的高活性电子与空穴有效活性范围在０．５ｍｍ的三维空间内。这对人体是否安全待进一步研究确定。目前尚无建立对光催化活性的评价标准，应尽早建立它的有关评价体系。 ④ＴｉＯ２光催化反应无论在空气净化或水处理的应用中，局限
④ＴｉＯ２光催化反应无论在空气净化或水处理的应用中，局限于对一种有害的有机物质进行降解缺少对有关含有多种有害物质净化处理的报道目前大多数停留在实验室研究，缺少中试放大的成果报道。 最近，日本藤昭等人提出将纳米ＴｉＯ２光催化技术用于城市垃
最近，日本藤昭等人提出将纳米ＴｉＯ２光催化技术用于城市垃圾焚烧处理，对产生二英类有毒物进行降解处理这在环保方面的应用值得我们关注。