二氧化鈦光觸媒功能與應用
一. 簡介
二氧化鈦及許多鈣、鈦礦之氧化物¸都屬於具有半導體物性之觸媒¸所有半導體受到臨界波長的光照射時¸皆可產生電子和電洞¸電子和電洞的反應、活性很高¸
可迅速與氧分子、水分子產生化學反應。
二. 臨界波長
半導體之臨界波長與其能帶間隙有關¸依據其
λ=1240/Ebg 計算之。”λ”為入射波長¸其能帶間隙為3.2ev¸可知其臨界波長為380nm¸故紫外光可激發二氧化鈦¸藉由水分子及氧分子之媒介¸可分解廢水或廢氣中之有機成分。
三. 還原
二氧化鈦亦可作為光還原觸媒¸水中有重金屬離子¸會被還原為金屬原子; 此外也可以利用太陽能¸作成光合作用及光分解作用。促成空氣與水之還原。
四. 人造光源
利用紫外光與二氧化鈦之有機物之分解作用¸可在傳統的封閉式製程中¸將固定量之廢水、廢氣¸經過一觴媒床¸利用人造光源之催化而分解其中之有機成份。也有將二氧化鈦粉體加入水中¸再投以針對其臨界波長所以製造之紫外線光源¸加速水中有機物之分解。
五. 抗紫外光
二氣化鈦本身能源吸收紫外線¸紫外線只能穿透至其表面4-um之厚度¸因此也被化妝品界引用作為抗紫外之配方。亦可塗布於眼睛、車窗等玻璃上¸達到隔離紫外線之效果。
六. 塗布
親水性之二氧化鈦塗料¸可以塗布在金屬、玻璃及陶瓷表面¸利用日光分解表面之有機物作為自清、防霉之鍍膜¸或作成塗料塗布在工廠之設備上¸都市建物之表面¸利用太陽能之光合分解作用¸對污染之空氣產生催化作用¸分解有機物¸達到空氣淨化、除臭之效果。塗布於魚缸之內部¸可以杜絕生苔¸不用經常清洗。
七. 氣、水之差別
有機物的分解¸在空氣中比在水中快許多¸因為空氣中氧氣充足¸氧交換快¸對空氣中簡單的有機物分解一如醋酸、甲醇能在數十分鐘內減低到95%以下。
八. 國外之應用
二氧化鈦在日本被引用到日常生活中¸己經不知幾凡¸專利不計其數。像室內空氣淨化、浴廁臭味去除用品等¸不勝枚舉。在美國因為其穩定性，將被引用到食品中。
九. 目前之應用
二氧化鈦在目前之日常生活領域中¸可應用於自清玻璃¸自清瓷磚、燈具、抗菌織品、家用冷氣、冰箱¸空氣清潔器¸除臭設備、抗菌空調濾波¸也可以塗在所有塑膠用品之表面¸產生抗菌防汙作用¸製作抗汙水杯、抗菌碗等。
十. 結語
二氧化鈦光觸媒¸見睹文獻約十餘年¸近年來更是在追求降低鍛燒溫度¸及塑膠塗布上¸應用日益廣泛。二氧化鈦並不一定是最好的光觸媒¸紫外光也不是最普通的光源¸假如有可見光能激發之觸媒¸其應用價值一定更大¸考慮到原料成本¸可能仍然是二氧化鈦最具潛力。
十一. 人造光源之獲得
國內百笛公司是少有的光源生產工廠¸公司雖小、技術精良。投入特種光源之製作具有數年之歷史¸供應國內、外各大燈具廠¸極具知名度。能生產、製作二氧化鈦所必須之特殊波長之紫外線光源¸對於各種不同形狀之二氧化鈦應用光源¸具有開發、設計能力¸希望跟隨各界先進、共同開發¸使用各種不同形狀之燈管結構¸能將二氧化鈦之效能盡量發揮¸達到最佳狀態之功能¸盼能充份的改善國人的生活品質¸降低環境污染¸。