光觸媒是一個(gè)完整的詞匯，其實(shí)就是日文當中催化劑的寫(xiě)法，光觸媒這個(gè)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(jiàn)光的光線(xiàn)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(wú)差別分解。

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

　　當然，前提是你拿到的是確實(shí)有效的產(chǎn)品。而這個(gè)前提，在目前國內，實(shí)現起來(lái)非常困難。

　　那么一個(gè)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，又稱(chēng)“本多—藤島效應”，由日本的本多健一和藤島昭兩位學(xué)者發(fā)現。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(shí)發(fā)現， 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�，F任東京大學(xué)教授的藤島昭回憶說(shuō)，他在觀(guān)察到這一現象時(shí)，激動(dòng)和興奮得睡不著(zhù)覺(jué)。植物的光合作用竟能在金屬里如此簡(jiǎn)單地再現出來(lái)。利用陽(yáng)光就可以大量產(chǎn)生清潔的氫能，這是多么有價(jià)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，從此光催化劑效應便被稱(chēng)為“本多—藤島效應”。但當時(shí)TiO2的光催化效率低，這項研究成果被擱置起來(lái)。90年代中期，現代研究已經(jīng)了解，TiO2在受到陽(yáng)光或熒火燈的紫外線(xiàn)照射后，內部電子——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(zhù)在氧化鈦表面的各種有機物，如氫化物、氮氧化物、硫化物。但當時(shí)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(zhuān)家學(xué)者希望找到一種類(lèi)似激光調光學(xué)倍頻材料，將可見(jiàn)光、紅外光變頻一直是研究熱點(diǎn)，也是多年來(lái)不能實(shí)用的根本矛盾所在。但隨著(zhù)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(jìn)展，TiO2(銳鈦礦型)在納米尺度下禁帶寬度得到滿(mǎn)足，從而根本解決了TiO2催化劑活性增強的問(wèn)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(gè)領(lǐng)域進(jìn)行研究。截至到2004年，聯(lián)合國“未來(lái)太陽(yáng)能利用”計劃、美國的“星球大戰”計劃、日本“創(chuàng )造科學(xué)技術(shù)推進(jìn)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(diǎn)研究開(kāi)發(fā)計劃。在這門(mén)學(xué)科上，全球的投入不下近百億美元，而日本著(zhù)名的東陶(TOTO)更是斥資2億美元進(jìn)行專(zhuān)利布局以期獲得日本市場(chǎng)的領(lǐng)導地位。這樣一個(gè)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用領(lǐng)域，在日常應用領(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(jìn)入家庭日常生活，并在短短的半年時(shí)間，迅速席卷歐美及東南亞發(fā)達國家和地區，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(shuō)，這個(gè)東西不是忽悠出來(lái)的，它是化學(xué)史上的一個(gè)比較重要的發(fā)現，雖然最早發(fā)現這種東西的不是本多健一和藤島昭，但是目前大家都默認這樣描述了，我就不改了。一個(gè)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(lái)說(shuō)，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(shuō)無(wú)定型)不是理想的基材，特別是板鈦礦相，那是完全不會(huì )有用的，原理在于晶格結構的不同，這里不做贅述。

　　其次，平均粒徑要達到起碼10納米以?xún)�，好的通常�?納米左右，因為粒徑越小，比表面積越大，反應越密集有效。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(zhù)能力。光觸媒這個(gè)東西，作為催化劑，具備眾所周知的催化劑的一個(gè)偉大特性，那就是幾乎永無(wú)損耗，那么理論上來(lái)講，一次噴涂，終身有效，說(shuō)可以傳世也不為過(guò)，不過(guò)前提是它要還存在在那里，如果不能牢固的附著(zhù)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(huà)——你擦擦桌子它就脫落了的話(huà)——那是沒(méi)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(cháng)以?xún)劝l(fā)生反應，這也是不行的，因為日光只含有3%的紫外光，而節能燈，因為他們的發(fā)光機理我們不難知道，大多數的節能燈都幾乎不含有紫外波段的光。那么一個(gè)光敏化技術(shù)不到位的不能在部分可見(jiàn)光起碼400——500納米波段的光之下反應的光觸媒——即使它別的指標再好，對有害氣體的防護效果也是無(wú)能為力的。

　　產(chǎn)品要滿(mǎn)足的關(guān)鍵要素就是以上幾點(diǎn)了，接下來(lái)我們來(lái)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(huà)說(shuō)，它為什么是有效的，不是忽悠人的：　　補充對反應機理的文字描述：(不是完全涵蓋的，一些專(zhuān)著(zhù)上有更詳盡和準確的描述，這個(gè)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(huì )從價(jià)電帶躍遷至導電帶，在光觸媒表面形成電子(e-)電洞(h+)對，帶負電的電子與氧結合產(chǎn)生負氧離子(O2- )，帶正電的電洞與水結合產(chǎn)氫氧自由基(.OH)，這兩者在化學(xué)上都是極不穩定的物質(zhì)，當有機物質(zhì)(碳氫化合物)接觸到光觸媒表面時(shí)，便會(huì )分別和負氧離子及氫氧自由基結合，重新組合成二氧化碳(CO2)和水(H2O)。 這一連串的反應，化學(xué)上稱(chēng)為「氧化還原反應」。

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