2008-4-28

金属离子掺杂纳米TiO2透明光触媒乳液研究是河北省自然科学基金重点自主项目，2006年由河北大学纳米材料研究中心丁士文教授课题组研究成功，2008年由保定科力环保材料有限公司投入生产。
近年来，家庭住宅和公共环境装修使用的大量合成材料、汽车制造材料对人居环境造成极大污染源，光催化氧化处理技术作为一种新型的污染治理方法，能把污染物最终降解为无毒无害的无机小分子，能彻底净化环境。目前广泛研究的纳米级二氧化钛光触媒是当今世界上最有应用潜力的光催化氧化材料，可被应用在处理各种环境问题上。但是TiO2是宽禁带半导体材料，其导带-禁带宽度约3.2eV，在紫外光照射下有强吸收。也就是说，它仅仅吸收太阳光中的紫外部分，太阳能利用率低，通常需要用紫外光来激发，这就大大限制了它的实际应用。所以，如何提高光谱响应，光催化量子效应成为半导体光催化技术研究的中心问题。另外，纳米二氧化钛粉体在保存过程中易于发生团聚，在光催化过程中难于回收，因为这些缺点，限制了其实际应用。与传统粉体相比，纳米二氧化钛光触媒乳液在存放过程中稳定性好，便于保存的特点，成为当今的研究热点。比如最近有日本、韩国、北京、广东和深圳等地的公司也有TiO2光触媒走入中国市场，但是它们均为纯锐钛矿型纳米TiO2乳液，需要有紫外线来激发。除此之外，目前市场上大多数光触媒添有少量有机溶液，也会对环境造成二次污染。因此，为了有效的利用太阳光，节约能源，开发能够被可见光激发的、具有高光催化活性的光催化剂，正日益成为光催化技术实用化需解决的关键问题之一。
本发明涉及一种金属离子掺杂纳米TiO2透明光触媒乳液（国家发明专利：200710061876.7），材料具有更多的掺杂能级，从而拓宽了光谱响应范围，它的最大优势是直接利用太阳光或日光灯，实现对甲醛、苯类、染料、农药、汽车尾气以及微生物等有机污染物的完全降解，提高了光催化降解有机物的速度和效率，从而实现对环境的净化。
该产品几乎应用于国民经济的各个领域。如(1)居室：可广泛用于墙壁、家俱、厨房、卫生间、地板、地毯、家用电器、灯具、人造装饰品等表面，起到很好的杀菌、消毒、除臭、净化的目的。(2)办公环境：办公室、会客室、车间、厂房。(3)公共场所：医院、学校、幼儿园、宾馆、饭店、客房、娱乐场所、车站、公共休息室等。(4)交通工具：汽车、火车、轮船、飞机、交通护栏、路牌、隔音板。 (5)室外防污涂层：建筑物外墙、玻璃幕墙、瓷砖、广告牌、照明灯等。同时也解决了粉体纳米级二氧化钛微粒子二次团聚问题，达到纳米粒子在溶液中分散均匀粒度可控。该透明乳液呈中性，不含任何有机溶剂，可长期稳定存在。在我国环境污染形势仍十分严峻的今天，研制开发这种高效的纳米复合光催化剂，既有理论意义，又有实用价值。



　　　　　　　　　　　　　　 河北大学纳米材料研究中心