光觸媒是一種納米級的金屬氧化物材料(二氧化鈦比較常用)。作為催化劑,它本身并不消耗。將光觸媒涂于基材表面,在光線作用下(特別是365~380nm的光線),產(chǎn)生強(qiáng)烈催化降解功能:能有效降解空氣中的甲醛,苯系物,有機(jī)氣體(如洗手間、廚房由于有機(jī)物分解、霉變而產(chǎn)生的異味氣體)。
所以,365~380nm波長吸引并殺滅蚊蟲,同時照射機(jī)身內(nèi)壁光觸媒涂層以對空氣進(jìn)行一定程度上凈化不失為一舉多得的方法。
但市面上大部分光觸媒滅蚊器宣稱通過分解空氣中的有害物質(zhì),從而產(chǎn)生H2O和CO2模仿人體呼吸來吸引蚊子未免有所夸大光觸媒的功能。
我們可以從兩個方面來進(jìn)行說明:一是TiO2光催化抗菌作用機(jī)理。在水和空氣的體系中,納米TiO2在紫外線的照射下,但激發(fā)能量達(dá)到或超過其帶隙能時,電子就可從價帶激發(fā)到導(dǎo)帶,在電場的作用下,電子與空穴發(fā)生分離,遷移到粒子表面的不同位置,與H2O和O2發(fā)生一系列反應(yīng)。吸附溶解在TiO2表面的O2俘獲電子形成O2—,生成的超氧化物陰離子自由基與多數(shù)有機(jī)物反應(yīng)氧化,同時能與細(xì)菌內(nèi)的有機(jī)物反應(yīng),生成CO2和H2O。如果室內(nèi)無有害物質(zhì)(甲醛、苯系物、氮氧化物等),那么上述的化學(xué)反應(yīng)最終也不可能得到CO2,或者非常微弱。
另一方面是從TiO2光催化性能因素進(jìn)行解釋:(一)晶體結(jié)構(gòu)。目前用作光催化的TiO2主要是銳鈦礦型和金紅石型,金紅石型二氧化鈦對氧氣的吸附能力較差,比表面積較小,因而光生電子和空穴容易復(fù)合,催化活性受到一定影響。根據(jù)熱力學(xué)第三定律,除了在絕對零度,所有的物理系統(tǒng)都存在不同程度的不規(guī)則分布,實際的晶體都是近似的空間點陣式結(jié)構(gòu),總有一種或幾種結(jié)構(gòu)上的缺陷。(二)高活化性條件。對于一般的多相催化反應(yīng),在反應(yīng)物充足的條件下,當(dāng)催化劑表面的活性中心密度一定時,表面積越大則活性越高。但對于光催化反應(yīng),它是由光生電子與空穴引起的氧化還原反應(yīng),在催化劑表面不存在的固定的活性中心。因此,表面積是決定反應(yīng)基質(zhì)吸附量的重要因素。實際上,由于對催化劑的熱處理不充分,具有大面積的二氧化鈦往往也存在更多的復(fù)合中心,當(dāng)復(fù)合過程起主要作用時,就會出現(xiàn)活性降低的情況。
因此,利用光觸媒產(chǎn)生H2O和CO2模仿人體呼吸來吸引蚊子的效果并不是特別理想的。
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