纳米光催化技术在处理室内空气污染中的应用研究

一般来讲，纳米TiO2光催化剂有着非常强的光催化活性，有着非常低廉的成本、无害无毒，在很大程度上都适用于各种类型的场合的室内空气的净化，这会普遍应用在室内空气的净化领域当中。

为了能够有效的使空调系统当中的节能降耗方面的标准得到加强，因此应当加强建筑物的绝缘性与气密性，还能够在一定程度上还要降低空调系统当中的室内最小新风量标准，造成室内的污染物浓度不能进行稀释进而会导致一定的提高。室内空气质量的改善已经成为亟需解决的问题，应当通过开展高效实用的室内空气污染方面的治理技术有效的开发出性能比较高的空气净化方面的产品进而创造出健康、卫生以及舒适的室内范围的空气环境。

1 室内空气的污染物的主要来源以及相关的危害

通常来讲，室内空气的污染物的来源一般有四类，主要包括:厨房油烟产生的碳化物、燃料燃烧、氮化物以及硫化物等;相关的建筑材料及装修释放出来的苯系物、甲醛以及氨气等各种有毒气体;吸烟产生的焦油、尼古丁、氯化物以及烟雾等;毛发、灰尘、细菌颗粒以及皮屑等各种悬浮物。人们的在这种含有污染物的空气中生活的过程中就会感觉到身体不舒服，甚至还会出现一些疾病。

甲醛是室内的污染物当中的一种最常见的污染物，墙纸、混凝土、合成板材、粘合剂以及油漆等是甲醛的主要来源，很多哮喘、咳嗽以及慢性鼻炎等各种呼吸道方面的疾病都是由于长期吸入甲醛而引起的，比较严重的还会造成白血病等一些严重的疾病。相关的检测表明，新装修之后的房子当中甲醛的浓度最高可以达到0.8到10mg/m3，这已经超过了十倍的国家标准的限值。另外，氨气属于主要的一种室内空气的臭气，涂料的添加剂以及混凝土的外加剂(例如膨胀剂、防冻剂)等是产生氨气的主要来源。对人体的上呼吸道来讲，氨气有着非常强烈的腐蚀与刺激的作用，经常会造成眼结膜以及皮肤黏膜方面的炎症，会在一定程度上降低人体对于各种疾病的抵抗能力。在家庭进行装修的各种材料当中，苯系物是会对人体健康造成严重伤害的一类致癌物质，比较典型代表是甲苯与苯。慢性苯的中毒一般会刺激上呼吸道、皮肤以及眼睛。所以很明显，室内的空气质量的会直接影响到人们的生命健康以及生存质量。

2 分析纳米光催化技术的相关原理

纳米科技是在上个世纪的八十年代末逐步发展起来的一种前沿交叉学科的领域。近年来纳米科技在环境、生物、材料、化学、能源等方面的应用中体现出了非常广泛的运用前景。通常，在对有机物进行光催化净化的过程中主要根据以下的原理:在紫外光的照射下通过半导体的光催化剂会受到一定的刺激进而产生高能量的电子、电荷以及空穴，催化剂表面所吸附的一些水会因为空穴而分解而产生氢氧的自由基。周围的氧会在电子的作用下还原为活性的离子氧，进而会在氧化吸附在催化剂表面的污染物或者将其还原为无害物(例如H2O、CO2等)方面发挥重要的作用，这样就能达到对空气的净化效果。

一般来讲，纳米的光催化剂所产生的相应的量子效应会让其有着非常独特的特点，与光催化剂的理化方面的性质是不同的，例如，有着相对比较大的比表面积、比较强的光催化的活性以及比较特殊的光学性质等。它有着非常广泛的应用范围，能够用于污染水处理、空气净化以及抗菌等。现阶段纳米ZnO和纳米TiO2得到了广泛的应用，其中TiO2的有着相对比较高的光催化活性、有着比较稳定的光电化学性能与化学性能和、有着比较低的成本以及耐光耐腐蚀，同时对人体基本属于是无毒的，是广泛进行研究以及应用的一种单一的化合物光催化剂，通常会作为建筑以及装饰材料来进行使用。与此同时，TiO2的晶型会影响催化活性，锐钛型的TiO2表面对O2有着比较强的吸附能力，有着非常高的催化以及降解活性。在现实生活当中最常的纳米催化剂主要是按照一定比例将金红石型以及锐钛型的TiO2进行混合而得到的纳米TiO2光催化剂。相关的研究明确表明，使用过纳米TiO2光催化剂的墙面，在可见光照射下能够对室内的苯以及甲醛等各种空气污染物进行有效的降解。

3 纳米TiO2光催化技术的实际应用

通常情况下，纳米TiO2的粉体光催化有着比较高的活性，然而，在实际的日常应用当中经常会发生纳米粉体进行流失、团聚的现象，如果直接进行使用会在一定程度上限制应用该项技术。所以，应当对负载型的纳米TiO2光催化剂进行充分的应用。为了将纳米TiO2进行有效的分散，那么应该大量使用载体。这就严格要求载体应该具有催化剂载体的廉价、稳定、尽可能高的协同催化效应以及比表面积大等特征，同时还应该要求有着操作比较简单的技术以及比较方便的维护，有着美观并且不会非常影响装修的效果。比较常用的负载型的纳米TiO2光催化剂方面的载体一般分为三个形式:

第一种形式是陶瓷建材载体。在日常生活当中，陶瓷是非常常见的一种建材，有着耐高温、价廉、多孔性、不易被氧化分解以及耐酸碱腐蚀等一些显著的特点，在陶瓷当中加入纳米TiO2会让其有着自清洁的功能，

第二种形式是玻璃载体。通常情况下，玻璃价格低廉，比较容易得到，有着非常好的透光性，便于玻璃螺旋管、玻璃珠以及玻璃片等多种形状的制备，已得到非常广泛的应用。

第三种形式是纤维织物载体。该物质比表面积是比较大的，对于TiO2粉体在实际负载的过程中由于高温焙烧而导致降低比表面积以及晶型的转变能够非常有效的防止，利用纤维织物作为光催化载体，主要是有效利用该物质有着比较高的吸附容积这个特点。

4 结束语

综上所述，在室内空气污染的治理的过程中可以采用纳米光催化的相关净化技术，应用这些技术能够避免使用其他化学方面的助剂，这种温和的反应条件能够有效的降解有机物，能够有效的去除空气当中的有机物，处理后的产物主要是H2O和CO2。因此在各种场所以及各种类型的室内空气的净化过程中都可以采用这种技术。另外，纳米光催化净化技术的产品产业化还有很多需要提高的地方，例如在制备催化剂的工艺过程方面以及在对相关的制备系统和设备进行优化方面等。

当将这些问题都解决之后，那么在日常生活当中会广泛应用纳米光催化技术，会有效改善人们的生活以及工作环境。

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