光触媒从发现到今天已快50年了。而真正进入实际应用不过才10余年时间。10年前光触媒产品一经问世,便引起欧、美、韩等一些发达国家高度关注,他们迅速引进了这一高科技产品。再在此基础上进行自主研发,并很快推向市场,进入应用领域,使本来就很好的空气质量锦上添花。我国对光触媒的认识应该是2003年非典后期,同其它新的科技产品一样,光触媒这一举世公认的环境净化最新技术自引入国内之日起,便进入“炒作概念----产品泛滥----市场混乱”的怪圈,不仅使有识之士叫苦不迭,呼吁尽早出台行业标准,尽快重新洗牌,也使广大客户对产品感到疑雾重重,丧失了信心。
如何还其光触媒这一高科技产品的本来面目,尽快使光触媒成为老幼皆知的环保代名词,尽早实现“十二五规划”低碳环保的要求?笔者自去年十月份开始亲赴广州、深圳、北京、上海、天津、南京、重庆、厦门、杭州、武汉、西安、河南、河北、长春、吉林、沈阳、哈尔滨等地调查,先后与国内300多家相关企业、商家座谈。多次赴日本考察光触媒研发会社,四次邀请日本光触媒专家到大连、沈阳、北京做学术演讲,演示,多次向国内化物所专家探讨、研究和请教,归纳整理成本文,旨在为推广普及光触媒知识尽微薄之力。
光触媒的昨天
1967年末至1968年初,日本东京大学研究生藤岛昭和他的导师――现任东京公益大学名誉校长本多建一在试验中偶然发现了光触媒,随后这一成果被称为“本多•滕岛效应”而闻名于世。
光触媒也叫光催化剂,学术上的定义为以纳米二氧化钛为代表的,在光的照射下自身不起变化,却可以促进化学反应,具有催化功能的半导体材料的总称。(目前市场上除了以二氧化钛为代表的光触媒,还出现了以三氧化钨为主要成分的钨系光触媒)具体反应是:二氧化钛在吸收太阳光或照明光源的紫外线后,形成强氧化的自由基,把空气中游离的有害物质及微生物分解成无害的二氧化碳和水。
也就是说,光触媒在光的照射下,会产生类似光合作用的光催化反应,具有极强的光氧化还原功能,能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质,使细菌流失致死亡,同时还能把细胞尸体释放出的有害复合物分解成无害的水和二氧化碳。
主要的化学反应式为:
因而光触媒具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自洁、净化空气功能,其主要功能有
1. 空气净化功能:对甲醛、苯、氨气、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等影响人类身体健康的有害有机物起到净化作用。
2. 杀菌功能:对大肠杆菌、黄色葡萄球菌等具有杀菌功效。在杀菌的同时还能分解由细菌尸体上释放出的有害复合物。
3. 除臭功能:对香烟臭、厕所臭、垃圾臭、动物臭等具有除臭功效。
4. 防污功能:防止油污、灰尘等产生。对浴室中的霉菌、水锈、便器的黄碱及铁锈和涂染面褪色等现象同样具有防止其产生的功效。
5. 净化功能:具有水污染的净化及水中有机有害物质的净化功能,且表面具有超亲水性,有防雾、易洗、易干的效能。
以及对于二氧化钛的有害性实验已经得到证实。美国FDA食品检验中心认定,二氧化钛对人体无害。世界各国在食品、日常生活用品、化妆品、医药、养殖业等领域中已被广泛应用。在日本同样被厚生省法令指定为食品添加剂之一,可最大限度保证人体健康。
由于光触媒最早被日本科学家发现,因此日本是光触媒相关研究最盛行,应用技术最成熟和应用范围最广的国家。同任何一种新生事物一样,光触媒在日本也经历了原始发现----技术突破----产业化生产----大众认可----全面推广五个阶段,整个过程用了30年。
这里需要特别指出的是,光触媒产品从大众认可到全面进入百姓家庭的日常生活,日本只用了一年多时间,而欧美及东南亚发达国家和地区推广使用光触媒产品只用了短短半年时间,并且首次应用于美国空间站的空气净化。现在使用光触媒产品已经成为发达国家家庭主要消费品之一。
比如装修工程,如果没有使用光触媒进行净化,已经没有人愿意与这样的装修公司签合同了。现如今,光触媒已经成为妇孺皆知的环保代名词。在日本期间,我参观了许多城市,给我突出的感觉是许多建筑物好像是新盖的,玻璃和外墙面都非常新。横滨是日本东京南部的一个城市,人口约850万,陪同我的中岛先生带我参观横滨港口的未来大楼,这个建筑的外装瓷砖全部都是用光触媒瓷砖贴的,东京的一座超高层大厦,是2006年建的,外墙也使用了光触媒瓷砖。
在日本,光触媒涂层已被广泛应用。据中岛先生讲,东京大概有一万多座大厦都使用了光触媒涂层。比如2004年建设的中部空港,火车站及周围建筑物,新干线沿线。其目的就是防污,因为外墙用光触媒有自洁功能,基本不粘灰尘,而且下雨之后,水滴也不会沾在上面,由于产品自身有超亲水性,并且因纳米技术的应用,使水珠与玻璃(外墙)的角度接近与零,所以雨水会越冲洗越干净。我还参观了藤岛昭先生的住宅,是一座三层楼建筑。10年前,他在自家的房子上使用了光触媒涂层,今天看起来还是非常清洁,一点不脏,来他府邸参观的人非常多。2011年2月份,也就是大地震前,我又去考察了东芝公司、大京公司、丰田汽车公司、本田汽车公司、东陶公司和日立公司。他们生产的(目前东芝已经在中国大陆开始销售光触媒产品)空气净化器、空调、除尘器、灯管、汽车玻璃、倒车镜、坐便器、瓷砖等都使用了光触媒技术。使用这种技术以后,空气净化装置、空调、除尘器等都可以消毒、灭菌;汽车倒车镜、玻璃没有雾,不沾灰尘,即使下雨的时候也可以安全驾驶了;医院手术室用了光触媒消毒后,第二台手术不用全面消毒了;坐便、浴盆、卫生间没有异味……。现在日本正在研究用光触媒预防和治疗癌症,并且在动物实验已经得到证明是有效的,但在人体临床实验还未进行。
下图为目前光触媒技术在各个领域中的应用图:
欧美的情况也是如此,光触媒使用非常广泛,发展非常健康。我参加过多次国内有关治理空气污染的展会,许多欧美及东南亚国家非常踊跃,他们研究的光触媒产品已经发展到各行各业,如光触媒灯具,只要能让这种灯照射到,就可以产生理想的杀菌、消毒、净化空气效果。在一次展会上,我与台湾一客商交谈,据他讲台湾早在2003年就掀起了光触媒热潮,连总统府都用上了日本的光触媒产品。韩国一位研发光触媒产品的老总对我讲,在他们国家的幼儿园,、中小学由于普遍使用了光触媒产品,感冒等呼吸系统疾病下降了47% 。去年秋天我接待了两位新加坡专门为国际某知名品牌店装修的客人,据他们介绍,他们的工程遍布世界各地,使用光触媒技术以后,客户反应非常好,现在他们的工程订单越来越多。
光触媒昨天
1968年当时东京大学的研究生滕岛昭偶然的情况下发现了光触媒。
1969年将本田藤岛效应发表在“工业科学杂志”。东京大学的本多氏和藤岛氏发现的,根据光电极反应通过光可将水分解成氧和氢的效果。
1972年发表在美国“自然”杂志的本田藤岛效应吸引了来自世界各地的关注,于是开始利用光触媒对有机物质的分解,无害化的研究。
1980年引入越来越多的报纸和杂志报道“光触媒拯救世界危机”。
1994年TOTO开发光触媒抗菌和防污瓷砖,光触媒开始走向商业化。
1996年开发用了光触媒的太阳能帐篷,并作为产品开始销售。
1999年盛和工业利用光触媒的有机物分解效果开发了空气净化器,佐贺县窖业实验所所长—之濑博士获得专利。
1999年由于纳米技术得到了突破性进展,光触媒终于正式登上了国际研究舞台。
2001年,光触媒产品全面介入家庭日常生活,并在短短的半年时间,迅速席卷欧美及东南亚发达国家和地区,成为家庭主要消费产品之一,而且奇迹般的以年平均 4.6%递增。光触媒已经成为发达国家老幼皆知的环保代名词。并于年末,首次应用于美国空间站的空气净化。
2003年,非典让光触媒在国人眼前一亮
2003年以后,光触媒进入高速发展期
光触媒的今天
光触媒进入国人的视线,应该是2003年前后,也就是说因为非典的肆虐,才引起了人们对室内外空气质量的重视。恰恰也是这个时期,中国掀起了房地产热,随之而来的是装修热,在装修热潮中,人们只追求了精美和豪华,却忽视了装修材料中有害物质对人体的侵害。
2004年11月21日、22日央视名牌栏目《今日说法》以“尘封的新房”和“怪病的来路”为题,连续播出发生在上海和广东的两起装修污染案,引起了全社会的广泛关注。也正是从这个时期开始,关注装修污染,关注空气质量,成为全民共识,人们非常迫切的希望改善自己的生存环境,提高生活质量,也迫切希望专家能提供一种行之有效的解决方案,如何治理污染已成为市场的焦点。
也就是说,解决室内污染,改善生存环境问题已经促成一个行业,而且是前景无限的行业。于是光触媒产品开始进入中国,具有讽刺意义的是,同其它新的科技产品一样,自引入国内之日起,就进入了“炒作概念----产品泛滥----市场混乱”的怪圈。而没有像经济发达国家那样健康发展。光触媒产品一经问世,欧美等发达国家只用半年时间就完成了推广普及,而且奇迹般的以年均4.6%的速度递增。在我国却用一年多时间来炒作概念。一时间“气触媒”、“无光触媒”、“热触媒”、“冷触媒”、“金属触媒”、“空气媒”“复合媒”“光触媒第二代”“光触媒第三代”“光触媒伴侣”等玄而又玄的所谓高科技产品充斥市场。
受利益驱使,一些企业纷纷上马光触媒项目,造成市场光触媒产品繁多,鱼目混杂。据国家环保质量技术检验中心透露,国内有些企业送检的样品,号称“光触媒系列产品”,但是检测的时候要求都是要用紫外灯照射,很显然,他们用的光触媒不可见光,没有实现光触媒的可见光化,一定要在紫外光的照射下才起到催化作用,那就意味着,用了这样的光触媒,在平常的办公室和家庭里面根本没有任何作用。所以以后大家在选择好的光触媒的时候,特别是在看他们提供的产品检测报告的时候,一定要认真认真再认真,看看检测报告里面的反应条件,是在紫外光的照射下,还是在普通日光灯的照射下,只有在普通光照的条件下能反应的,才是可见光的光触媒,才是有效果的光触媒。另外,还有的企业成立不到两年,却称自己产品的有效期可达10年。
所以消费者在选择品牌是一定要擦亮眼睛,选择行业中的一些有自己的研发平台、研发实验室、施工资质、产品专利及获得国家认可的高新技术企业认证的大牌企业,以免被市场上一些“小作坊式”的企业坑蒙拐骗。
市场产品的混乱,必然导致价格的混乱。一般而言,进口的品牌价格零售价每公斤一般在400元~1500之间,最高的可达4500元以上,但国内低劣产品的价格战却愈演愈烈,最低的与纯净水价格相当,施工价格最高相差200倍,具有明显的价格欺诈成分。
这种混乱现象,不仅把国内的光触媒搞的面目全非,而且也让国外的一些企业乘虚而入,日本SUITO株式会社社长柴尾先生坦言,8年前就有几家无德日本商家把光触媒稀释到几乎没有作用,然后以天价贩卖到中国市场。还有一些日本公司把一般除臭剂当成光触媒产品倒腾到中国,使中国消费者深受其害。所以我们在选择进口品牌的时候,一定要看看,企业是否在进口品牌的官网上可查询,是否具有进口品牌正式的授权证书,是否具有进口材料或产品的报关单,是否可提供进口产品的MSDS认证和其他的相关产品检测报告等,否则往往更多的是挂羊头,卖狗肉,以假乱真,以次充好来欺骗消费者。
不仅如此,一些名目繁多的“鉴定中心”和“认证机构”也粉墨登场,开始四处敛财,只要企业给钱,他们就可以发给你各式各样的认证和推荐证书,你需要什么证书都可以给你发。所以真正权威的认证一定是经过类似国家科学技术厅、国家知识产权局、工商行政管理局等机构认证授权的才是权威的。