您家里的装修与家具用过光净化板材吗？
光净化板材是一种包含纳米科技的新型装饰与家具板材，它同时具有多种绿色环保功能，由普通板材经过纳米光催化表面处理而成。它的功能包括：除甲醛、苯系物、VOCs污染物；杀死细菌霉菌与病毒；增加空间负氧离子浓度等多种功能。这些功能都可以增强人们生活空间中呼吸健康安全性，在家里也能享受乡间田野般的新鲜空气。
为什么光净化板材会同时具有多种绿色环保功能呢？关键在于表面那一层透明纳米光催化膜。
光净化板材加工过程中，纳米光催化液经过纳米喷枪喷洒在普通板材表面，经干燥形成一层透明的纳米二氧化钛膜，这一层纳米膜在室内光作用下同时具有三个方面的功能：降解有毒污染物（除甲醛去异味）；抗菌防霉杀病毒；释放负离子。这一过程可以用图1表达。最左边灰色圆球层代表纳米二氧化钛颗粒膜。

图1光净化板材多种绿色环保功能过程示意图
从图1可以看出，光触媒产品的三种功能很大程度上均来自一个强氧化性物种“羟基自由基（·OH）”。纳米二氧化钛是一种半导体氧化物，钛元素外层电子存在激发态空轨道，当光照射晶体表面时，基态电子吸收光子能量跃迁到激发态，成为高能量自由电子，作用于水与氧分子就会形成强氧化性的羟基自由基，该自由基降解有机污染物，也可以杀灭细菌霉菌与病毒，或者转化为负氧离子。负氧离子另一个重要来源是高能量自由电子直接与氧气分子结合，如图2所示。

图2 光净化板材纳米二氧化钛膜光照下释放负氧离子过程示意图
当然，纳米二氧化钛晶体表面受光激发后产生自由电子，原位上会形成一个带正电荷的空穴（h+），它们也可以直接作用有机污染物，在杀灭细菌霉菌与病毒时也会起到作用。如图3所示，羟基自由基与空穴杀灭细菌霉菌与病毒时有三种途径（1）穿透细胞膜，漏液死亡；（2）氧化辅酶不能呼吸死亡；（3）破坏细菌DNA死亡。

图3羟基自由基与空穴杀灭细菌霉菌与病毒时有三种途径

光触媒自检质量标准
（1）浓度与外观
浓度 1%是高质量光触媒产品的重要指标，呈现乳白色，没有气味。当把光触媒稀释数倍或数十倍后会得到一种淡蓝色的液体。这种淡蓝色并不是发生化学变化，而是一种光散射现象，当纳米二氧化钛粒子在很稀的水溶液中（如0.001-0.01 %），受到光线照射就会产生淡蓝色散射光，在浓度较大时这种散光会被遮掩住，而呈现乳白色，由于是纳米材料，光触媒喷洒成膜后不会留下痕迹。如果颜色暗黑，则为伪劣的光触媒产品。

图1、商品光触媒不同浓度时的外观
（2）气味
正品光触媒是无味的。如果有刺激性异味，则为伪劣产品。
（3）稳定性：
将光触媒放入冰箱冰冻24小时，取出室温放置，融化后得到的溶液仍然均匀，无分层现象为合格。如果有不均匀、分层现象，则为伪劣的光触媒产品。
（4）酸碱度
广泛pH试纸检测光触媒产品的pH值，4 ~ 6为合格产品。因为纳米二氧化钛胶体粒子等电点约为6.25，稳定体系的pH值必须小于等电点，理论上越低越稳定，但是pH太低，意味酸度增高，腐蚀性增大。一般来说pH小于3的光触媒产品不建议使用。
广泛pH试纸使用方法：撕下一张pH值试纸，蘸入光触媒溶液中三分之一，拿出数秒钟，将显示的颜色与色卡比较，得出光触媒产品pH值。

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（5）附着力（非必要自检项）
取深色人造板3块，大小约30*750px，将光触媒分别在上面喷洒。一块正常喷洒处理；一块稍过量，产生大的液滴；第三块过量产生流挂。放置自然凉干，观察三块板表面情况，正常处理木板表面外观没有变化；稍过量的第二块有痕迹并且不能擦去；第三块表面有粉末出现。如果第二块木板痕迹能轻易擦去为不合格。
合格光触媒产品在物体表面按正确工艺处理后，形成纳米膜是透明的，肉眼看不见，具有优异的附着力。用电镜放大数成倍后可以看到无数的纳米粒子，参看图1。

图1、纳米二氧化钛纳米膜表面微观形貌
（6）光触媒粒径检测（非必要自检项）
要观察光触媒产品中粒子的粒径要专门的设备，电子显微镜（TEM、SEM或者AFM）或者激光散射粒径分析设备，分别参看图2与图3。高校测试中心或者纳米材料研究室会有这种设备，可以联系检测，这里不详细说明。如果光触媒产品稳定性合格，并且具有好的可见光光催化活性，基本上可以判断会是纳米材料，这一项可以不送检。

图2、纳米光触媒电镜照片

图3、纳米光触媒激光散射粒径检测结果
（7）晶型检测（非必要自检项）
光触媒原料是锐钛矿型纳米二氧化钛，要确定产品是否属于该晶型，方法是做XRD测定。将一定量的光触媒液体产品中的水蒸发，105度烘干粉体。将所得到的粉体样品送相关检测中心的XRD检测室。图4是二氧化钛锐钛矿型晶体标准谱图。
如果产品有良好的光触媒活性，基本上可以判断是锐钛矿型纳米二氧化钛，这一项也可不送检。要排除纳米氧化锌的存在可以送检，如果是粉体，可以装在烧杯中烧一下，纳米氧化锌会变成黄色，冷却后又恢复白色。纳米氧化锌不能用来制作光触媒产品，因为它非常不稳定甚至可以与空气中的二氧化碳反应，数天后就会失效。

图4、二氧化钛锐钛矿型晶体标准谱图（编号JCPDS NO. 1167）

（8）可见光活性
方法一：红墨水褪色实验
光触媒产品在室内或者车内光线下应该具有良好的光催化活性，即具有“可见光光催化活性”。取两只烧杯倒入光触媒溶液，加入几滴红墨水，一只避光保存，一只放置室内有光亮处。数小时以后观察颜色的变化，有光照的红色会逐渐变淡，1-2天后逐渐全部褪去；如果在太阳光下暴晒，数十分钟就会看到褪色效果。而没有光照容器中的红色没有什么变化。

图5、红墨水褪色实验
结果判断：
（1）如果数天后颜色都没有变化或只有微弱的变化，则该光触媒产品属于伪劣产品。
（2）如果加入红墨水马上褪色，或褪色数小时或隔天后又恢复颜色，则该产品可能是强氧化剂溶液，而非光触媒产品。置于暗处的另一半也发生褪色也说明是氧化剂或者加入了氧化剂。
（3）该方法的缺点是不能判断纳米氧化锌液体产品，粉体可以通过焙烧呈黄色判断。纳米氧化锌液体外观透明，可见光催化活性表现好，但喷涂表面后数天内会失效。
方法二：光触媒可见光活性功能检测系统检测（非必要自检测）
可用可见光光催化剂（光触媒）产品除甲醛演示检测系统，可以检测判断产品的可见光光催化活性。由于需要仪器设备，不推荐自检，可以委托合格质量光触媒生产厂家或者专业机构检测。

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有没有“无光触媒”这个物质？
近来市面上出现“无光触媒”这个名字，并说是光触媒的升级替代品，室内空气污染治理技术的又一次突破，日本唯一特许专利，主要成分是磷酸二氧化钛化合物。事实果真会是这样吗？下面我们从几个方面来认识这个问题：
1、“触媒”是什么意思？
“触媒”是日语，中文是“催化剂”的意思，光触媒即光催化剂，它的主要功能是可以在光作用下降解甲醛、苯系物与 TVOC 等室内与车内污染物，抗菌防霉，同时释放负氧离子（称为光生负氧离子），是最为优异的室内车内空气污染治理产品。“无光触媒”翻译成中文就是“无光催化剂”，科学逻辑不通，为杜撰的名称。
2、光触媒起作用的机理是什么？
光触媒在物体表面喷洒后，经自然干燥形成一层透明的纳米二氧化钛膜，膜中的二氧化钛纳米粒子在光作用下产生羟基自由基，无选择性地降解室内的污染物，杀死细菌与霉菌，并释放负氧离子。因此，真正的光触媒具有三个方面的功能：除甲醛去异味；抗菌防霉灭病毒；光生负氧离子。并且这三种功能同时存在。
3、不存在“磷酸二氧化钛”这种物质
“磷酸二氧化钛”不符合化合物命名规则，不存在这种物质，如果是指磷酸与钛的化合物，应该称为“磷酸钛”或者“磷酸氧钛”，但是它们只是普通的盐类化合物，没有任何光催化活性，也不能在没有光的情况下除甲醛。
4、所谓的“无光触媒”的会是什么物质？
光触媒在没有光的情况下效果弱，这一点让客户担心，因此有商家利用人们这种心理，杜撰出一个“无光触媒”产品，满足这一部分客户的心理。这些“无光触媒”常常会是氧化剂，或者是价格低的专门除甲醛产品，这些产品仅短时除甲醛，没有杀菌灭病毒与光生负氧离子功能。
5、没有光的地方如何除甲醛？
没有光的地方光触媒效果确实有限，并且这些地方往往又是甲醛的重要挥发源，但是没有关系，我们可以用专门除甲醛产品处理好，如：特效甲醛净、除甲醛去异味二合一等产品，快速除甲醛。这些产品价格一般是光触媒便宜很多。

空气净化器技术与评价
1、臭氧氧化法
优点：臭氧具有强氧化性，可以应用于水的消毒、空气的消毒、物体表面消毒及环境除臭除味等领域。臭氧产生容易，保证安全性前提下在有些领域有一定的应用发展前景。
缺点：由于臭氧的氧化性，使用不当容易损害家具，同时臭氧本身对人体有害。因此该技术不适宜空气净化器。
推荐指数：不推荐。
2、高效过滤法
优点：过滤法最熟悉的是HEPA过滤，HEPA即“高效率空气微粒滤芯”，是High Efficiency Particulate Air FILTER的缩写。HEPA由非常细小的有机纤维交织而成，对微粒的捕捉能力较强，孔径微小，吸附容量大，并具备吸水性，针对0.3微米的粒子净化率为99.97%。因此，它过滤颗粒物的效果非常明显的。
缺点：对分子级别的有害污染物分子不能过滤；另一方面，由于过滤能力强，可能滤网上截留细菌或病毒，滋生繁殖形成污染源。
评价：可以过滤空气颗粒，但不能净化有机污染物与细菌。推荐指数：⭐。
3、活性炭滤网吸附法
优点：活性炭是利用木炭、木屑、椰子壳一类的坚实果壳，果核及优质煤等做原料，经过高温炭化和一系列物理化学工艺过程而制成的黑色多孔物质。其比表面积一般在500～1700 m2/g之间，高度发达的孔隙结构形成强大吸附力场。当气体污染物碰到毛细管时，吸附力场会将气体分子吸入孔内，达到净化空气的作用。
缺点：吸附剂存在饱和吸附与解吸过程，常在工业脱色与去异味工艺中使用，定期更换。但是它不适合用于室内车内污染治理。
评价：活性炭过滤网虽然可以吸附污染物，但是存在解析与吸附饱和问题，并且截留的细菌在炭基质材料更易繁殖滋生。如果用在空气净化器中，需要频繁更换滤网，才能保证它的效果，因此并不适宜。虽然现有的空气净化器大多数使用这种过滤网。推荐指数：⭐⭐。
4、光催化氧化法
优点：光催化氧化净化空气技术最大的特点是同时具有三方面的功能，（1）降解有毒污染物（除甲醛去异味）；（2）抗菌防霉杀病毒；（3）释放负离子。这三个功能同时存在，起到净化与清新空气作用。利用该原理制造的空气净化器叫“纳米光子空气净化器”或“光触媒机”。
缺点：光催化网较普通过滤网制作成本贵。
评价：一机能作三机用，包括：空气净化器、空气灭菌器（可人机共存）、负氧离子器。推荐指数：⭐⭐⭐⭐⭐。
5、等离子体空气净化技术
优点：等离子体空气净化技术是空气中产生的等离子体之间逐级撞击，发生电化学反应，对有毒有害气体及活体病毒、细菌等进行快速降解，从而实现杀毒、灭菌、去异味、消烟、除尘等空气净化过程。
缺点：所有能产生具备净化空气能量等离子体的工艺均会伴生臭氧，臭氧对人体有危害。
评价：虽然同时具有多种功能，但是存在臭氧危害问题。推荐指数：⭐⭐。

负氧离子大全
在自然界清新空气，经过数百万年的进化才有了今天的人类，世界卫生组织规定清新空气的负氧离子数为1000-1500个/cm3。因此，人类健康生存需要一定浓度的负氧离子，在空气污染日益严重的现在负氧离子尤为重要。
空气负离子中，只有小粒径的部分(负氧离子)能够通过肺部呼吸对人体产生作用,空气负离子对有机体的生命、生活起着重要的作用,人们常常将负氧离子喻为“空气维他命”和“长寿素”。
在自然界中，空气负离子不断的产生、消失，维持着动态平衡。但是，现代城市环境中，空气污染以及电器与现代运输工具产生的大量正离子，把空气中的负氧离子消失殆尽。科技一方面给人类生活带来巨大的方便，同时也在很多地方威胁人类生存健康，我们要逐渐解决这些不利的因素。

1、 基本概念
（1） 负电性微观粒子（负电粒子）
带负电的粒子都称为负电性粒子，包括：电子本身、物质阴离子或阴离子基团（如：Cl-、NO3-、CO3-等）、结合电子的分子（如：负氧离子）、吸附电子的分子（如吸附电子的水分子）、某些放射性粒子。这些带负电性的粒子在负离子检测仪上均会有数据，但是所有这一些负电性粒子中只有负氧离子对人体有益。
（2） 负氧离子
具有一定能量的电子与氧分子结合形成带负电的离子，称为负氧离子(O2-)，过程用化学式表达如下。氧分子如果碰到高能量的电子有时也会形成臭氧分子。
e- + O2 = O2-
（3） 空气负离子
空气在特定条件下会产生一定能量的自由电子，它们与空气分子结合生成带负电性的离子，称为空气负离子。空气组成是氮气78%、氧气21%、惰性气体0.94%、二氧化碳0.03%、水蒸汽与其它气体0.03%。容易与自由电子结合的分子是氧与二氧化碳，后者含量很少，因此，人们在说到空气负离子时也就是指空气中的负氧离子（当然不严谨）。当有水蒸气时，一部分负氧离子也可能以水合形式存在。
空气中正离子与负离子同时存在，如果正离子浓度过高,人们就会出现失眠、头疼、心烦、血压升高等症状。在洁净大气中,空气负离子能存活十几秒钟，在污染较严重的空气中,它的寿命非常短,只能存活几秒。空气负离子中的负氧离子，半径小迁移速度较大，是空气负离子中对人体最有效的一部分。

1、 负氧离子对人体健康的重要性
空气中的负氧离子对有机体的生命、生活起着重要的作用。负氧离子是一种迁移率大于10px2/（V×s）的小负离子，能进入生物体内，并具有良好的生物活性。它被医学界称为 “长寿素”和“空气维生素”。
（1）提供肺活量，改善呼吸功能。
当人们将负氧离子空气吸入人体呼吸道后，使支气管平滑肌松弛，肺部氧气量变大，从而提升人的呼吸能力，增强心肺功能。
（2）调整血脂血压，改善心功能。
负氧离子可使红血胞沉降率变慢，凝血时间延长，还能使红血胞和血钙含量增加，白细胞、血钙和血糖下降。通过调整大脑皮质功能降低胆固醇，解除动脉血管痉挛，改善心脏功能和心肌营养。
（3）增强免疫力，杀灭肿瘤细胞。
负氧离子可中和正离子，提高免疫力，也可直接进入免疫细胞，提高免疫力，从而杀灭肿瘤细胞。
（4）杀菌、抑菌作用
负氧离子有很强的还原作用，抑制酶活性。促进白细胞的吞噬能力，抑菌杀菌，促进炎症消退。
（5）提高睡眠质量，抗抑郁
研究显示，在有负氧离子的房间里更容易入睡，负氧离子可激活β-内啡肽，稳定自主神经，控制交感神经，预防神经衰弱，改善睡眠质量；同时使大脑得到更多氧，人身心舒畅，有效抗抑郁。
（6）提高学习能力
研究表示，在充满负氧离子的空间内，人的认知水平和学习能力提升显著。
并且，到目前为止，所有相关研究中没有发现任何副作用。

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