纳米TiO2在光催化方面的应用及发展

刘振兴

（陕西国防工业职业技术学院，陕西西安710300）

纳米TiO2是一种附加值比较高的精细无机功能材料，其尺寸在1-100纳米之间，因为其颗粒尺寸比较小，具有块状材料所不具备的独特性质，因此其活性也比较强，在多个领域都有所应用，以该材质为基础的光催化材料逐渐成为纳米科技造福人类的有力工具。本文，将以其在光催化方面的应用和发展作为详细研究对象，以详细分析其作用。

1 纳米TiO2在光催化方面的应用

当前TiO2可以说是应用最为广泛的光催化剂了，其具有较高的活性、稳定性而且在应用时所产生的污染也比较小。该技术主要应用于分解有机物、贵金属回收以及对废水和空气中的有机污染物进行净化等。其主要应用于以下几个领域。

1.1 卫生陶瓷洁具

在日常生活中，卫生洁具时人们生活中必不可少的重要组成部分，但是由于卫生间及盥洗室等场所比较潮湿，细菌多，因此，开发具有抗菌作用的卫生洁具就极为有必要了。相关专家在研发卫生陶瓷洁具时，使用溶胶凝胶的方法制作氧化钛陶瓷，将其应用到卫生洁具领域，如坐便器、瓷砖、洗脸盆等，这些产品在光的照射下，能够杀死残留在卫生洁具表面的细菌。此外，为了使其在微弱光下依然能够发挥抗菌作用，还可以在TiO2中加入银、铜离子的化合物，这样能够有效增强其抗菌作用。相较于传统的卫生洁具来说，纳米TiO2材料制作而成的卫生洁具具有抗菌能力持久、耐酸耐碱性强等优点，其在公共场所的应用极为频繁。

1.2 饮用水处理

纳米TiO2光催化技术在应用时，能够有效的杀灭大肠杆菌、绿脓杆菌等细菌，具相关专家研究发现，在饮用水领域，使用太阳能联合TiO2光催化技术，能够快速有效的去除水中潜藏的有机污染物，进而达到净化水的目的，其能够杀灭水中的微生物，实现消毒目的。同时，该方法在应用时还能够去除水中所含有的一些异味，而且副作用比较小。

1.3 废水处理

近些年来，由于生活环境的改变以及生活质量的提升，在日常生活中所产生的废水可谓是越来越多，而这些废水如果处理不当可能会对环境造成较大的污染，给人们的生活带来较大的不便。在进行废水处理时，就可以应用纳米TiO2光催化技术，相关研究表明该技术在使用时能够讲解水中的有害物质，如芳香基、胺基、偶氮基等致癌物质，同时，其在使用时，还能有效的降解被农药污染的废水中的残留物质，如有学者研究发现，使用剥离负载型TiO2降解敌敌畏时，经过90分钟光催化处理之后，不同浓度的敌敌畏污水降解率达到了90%以上，由此可见，该技术在使用时的积极作用。

1.4 新型抗菌荧光灯

随着技术的不断发展和进步，在日常生活中，各种抗菌用具可谓是层出不穷，抗菌荧光灯就是其中之一，这种灯具相较于传统灯具来说，有以下几个方面的优点，即其寿命比较长、节省能源、应用前景广阔，而且在日常使用时，由于其应用了纳米TiO2光催化技术，因此其还具有分解灯具表面油渍、菌类的作用，在使用后清洁起来比较方便，同时，该灯具在室内使用时，还能够保证室内环境洁净，给人们的生活带来了较大的便利。

在实际生活中，除以上几种应用之外，纳米TiO2光催化技术还应用于空气净化、抗菌纤维、建材和涂料中，其更好的提高了人们的生活质量。

2 纳米TiO2在光催化方面的发展历程及方向

在实际研究中纳米TiO2在光催化方面的研究并非是一蹴而就的，早期有关于光催化的研究主要集中于悬浮相光催化为主，悬浮体系是直接将纳米粉体与有机污染物废液进行混合，这种做法虽然能够达到催化剂彻底充分的目的，但是其却比较难以分散，且回收难度大，因此利用效率比较有限。

而随着研究的不断深入发展，人们将研究转向固定相TiO2催化剂，固定相催化剂避免了催化剂的分离，实现了催化剂与分离的一体化。这种催化剂在使用时，紫外光穿透蛋深度也得到了较大程度提高。同时，固定相还有效的克服了均相悬浮相的催化剂稳定性差及易中毒等缺点。因此，该催化剂逐渐成为纳米TiO2光催化剂的主要研究种类。当前国外关于光催化剂应用的载体主要有：硅胶、活性氧化铝、空心玻璃球、玻璃片等，其在应用时取得了较好的效果。

此外，由于相关技术的不断成熟和发展，在进行光催化剂研究时，部分专家也开始尝试将化工载体融入到光催化氧化中，这种技术的应用除了可以使固液分离更加轻松以外，而且载体本身还具有吸附的作用，这样能够有效的提高有机物在催化剂中的浓度，提高其催化活性，能够使相关技术在多个领域得到更好的应用，有助于其更好的发展。

总之，纳米TiO2以其独特的光催化性能，受到了人们的广泛关注，随着科技的发展和技术的进步，该技术在多个领域都有着较为广泛的应用，其有效的提升了人们的生产生活质量。但是，该技术的许多研究还处于发展起步阶段，在研究中，由于多方面因素的影响，其还存在有较多的不足，未来还需要投入更多的精力，开展相关的研究工作，这样才能更好的促进该技术的创新和发展。