光觸媒技術(shù)的最新動(dòng)態(tài)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化

光觸媒技術(shù)的最新動(dòng)態(tài)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化
獨(dú)立行政法人 產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所 分子篩研究部
環(huán)境材料化學(xué)研究組組長(zhǎng) 垰田 博史
（光觸媒產(chǎn)品協(xié)會(huì) 會(huì)長(zhǎng)）


1. 序言
近年來(lái)，以環(huán)境荷爾蒙和室內(nèi)污染綜合癥等為代表的有害化學(xué)物質(zhì)對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題在全球范圍內(nèi)擴(kuò)展、成為威脅人類(lèi)生存的嚴(yán)重的問(wèn)題。這些由垃圾焚燒場(chǎng)排放出的二惡英、船底防污涂料所使用的有機(jī)錫、滴滴涕（DDT）以及六六六（BHC）等農(nóng)藥和多氯聯(lián)苯（PCB）、建筑材料中使用的溶劑、粘著劑以及廢氣排放中的苯并芘等各種各樣的化學(xué)物質(zhì)像荷爾蒙一樣擾亂人的內(nèi)分泌，而引起過(guò)敏癥以及過(guò)敏性皮炎和化學(xué)物質(zhì)過(guò)敏癥等疾病。目前，日本人中約有半數(shù)得過(guò)敏癥。由于環(huán)境荷爾蒙以萬(wàn)億分之一克的極低濃度就可作用，且污染全球范圍內(nèi)的水、大氣和土壤等，處理起來(lái)非常困難。對(duì)環(huán)境污染物的傳統(tǒng)處理方法不外乎收集、濃縮和焚燒處理，如果用同樣的方法來(lái)處理環(huán)境荷爾蒙，由于污染范圍極廣，必須對(duì)大量的水、大氣和土壤進(jìn)行處理。從而消耗大量能源和放出大量的二氧化碳?xì)怏w，更嚴(yán)重的是伴隨焚燒處理還可能產(chǎn)生二惡英等劇毒物質(zhì)。因而如果用傳統(tǒng)方法來(lái)處理像環(huán)境荷爾蒙這樣以低濃度在環(huán)境中廣泛存在的一類(lèi)環(huán)境污染物時(shí)，將面臨能源危機(jī)、地球溫暖化和更進(jìn)一步污染環(huán)境的危險(xiǎn)，因此，必須尋求新的、行之有效的環(huán)境凈化技術(shù)。進(jìn)一步講，像非典型肺炎(SARS)等由各種各樣的病毒、細(xì)菌和霉等引起的醫(yī)院內(nèi)交叉感染或集體感染等變得嚴(yán)重時(shí)，也必須尋求不使用有害化學(xué)藥品、安全有效的抗菌技術(shù)。
由于光觸媒不消耗地球能源、不使用有害的化學(xué)藥品，而僅僅利用太陽(yáng)光的光能等就可將環(huán)境污染物在低濃度的狀態(tài)下清除凈化，并且還可作為抗菌劑、防霉劑應(yīng)用，因而成為環(huán)境凈化技術(shù)中的一個(gè)亮點(diǎn)。人們常說(shuō)，21世紀(jì)是環(huán)境的世紀(jì)，預(yù)計(jì)到2010年，日本國(guó)內(nèi)的環(huán)境產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)將達(dá)到37萬(wàn)億日元的規(guī)模。光觸媒技術(shù)作為對(duì)環(huán)境友好的環(huán)境凈化技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)已經(jīng)發(fā)展起來(lái)，在世界中的任何地方只要有光就可使用光觸媒技術(shù)，因此，可以預(yù)期光觸媒技術(shù)將在今后有更大的發(fā)展。

2. 光觸媒的特點(diǎn)
光觸媒是指可通過(guò)吸收光而處于更高的能量狀態(tài)，并將能量傳遞給反應(yīng)物而使其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的一類(lèi)物質(zhì)。半導(dǎo)體和金屬化合物等是常用的光觸媒材料、其中最常見(jiàn)的是二氧化鈦。二氧化鈦廣泛用作染料、牙粉、化妝品和食品添加劑等，是一種安全無(wú)毒、價(jià)廉耐用的物質(zhì)。如圖1所示，當(dāng)用光照射二氧化鈦表面時(shí)，像太陽(yáng)能電池使用的硅片等一樣，產(chǎn)生負(fù)電荷的電子和正電荷的正孔。這些電子和正孔具有很強(qiáng)的還原和氧化能力，能與水或溶存的氧反應(yīng)，產(chǎn)生氫氧根自由基和超氧負(fù)離子。這些正孔和氫氧根自由基具有很強(qiáng)的氧化能力，構(gòu)成有機(jī)物分子的碳-碳鍵、碳-氫鍵、碳-氮鍵、碳-氧鍵、氧-氫鍵和氮-氫鍵等的鍵能分別為83 kcal/mol、99 kcal/mol、73kcal/mol、84 kcal/mol、111 kcal/mol、93 kcal/mol，而正孔和氫氧根自由基的氧化能大于120 kcal/mol以上，可以簡(jiǎn)單地將上述鍵切斷分解。因此，可以將水中溶存的各種有害化學(xué)物質(zhì)或空氣中的惡臭物質(zhì)分解或無(wú)害化處理。此外，如表1所示，氫氧根自由基比作為消毒殺菌劑被廣泛使用的次氯酸、雙氧水和臭氧等具有更強(qiáng)的氧化能力，可用作殺菌劑和防霉劑?？傊?，二氧化鈦具有在光的照射下能分解和無(wú)害化處理幾乎所有有害有機(jī)物，不用有毒的藥品或煤、石油等化石燃料，僅利用干凈且取之不盡的太陽(yáng)能就能將擴(kuò)散了的環(huán)境污染物安全有效地處理并且可半永久化循環(huán)使用等眾多的優(yōu)點(diǎn)。
3. 光觸媒開(kāi)發(fā)的足跡
光觸媒反應(yīng)的研究始于上個(gè)世紀(jì)50年代，當(dāng)時(shí)是為了解決由于無(wú)機(jī)化合物導(dǎo)致的光分解反應(yīng)即由染料導(dǎo)致的涂料老化這一古老的問(wèn)題而展開(kāi)的。長(zhǎng)期以來(lái)，光觸媒反應(yīng)一直作為一種負(fù)面因素，研究工作都努力圍繞著如何抑制光觸媒反應(yīng)而展開(kāi)的。直到70年代末才開(kāi)始積極利用光觸媒反應(yīng)來(lái)處理有害化學(xué)物以及進(jìn)行環(huán)境凈化等方面的研究，目前許多的研究人員已報(bào)告了對(duì)使用傳統(tǒng)活性污泥法很難處理的含氯有機(jī)物、農(nóng)藥、二惡英等將近100多種物質(zhì)進(jìn)行分解和無(wú)害化處理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。與活性污泥法等利用微生物方法相比，光觸媒法具有不用精確調(diào)節(jié)pH值和溫度并處理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。然而，由于光觸媒為粉末狀固體，催化劑的使用和回收相對(duì)困難使之很難實(shí)用化。但是，90年代初，垰田等人成功開(kāi)發(fā)了膜狀二氧化鈦光觸媒使光觸媒立即進(jìn)入了實(shí)用化階段。同時(shí)，指宿和竹內(nèi)等人使用二氧化鈦光觸媒在大氣凈化的應(yīng)用取得了進(jìn)展、藤島、橋本和渡邊等人使用二氧化鈦光觸媒在自?xún)艋矫娴膽?yīng)用和產(chǎn)業(yè)化上取得了進(jìn)展。另一方面，由于光觸媒幾乎能分解所有的有機(jī)物，在纖維和塑料上的應(yīng)用受到限制，垰田等人在二氧化鈦粒子的表面上部分覆蓋了無(wú)光觸媒活性的分子篩，從而成功開(kāi)發(fā)了雜化的二氧化鈦光觸媒，使光觸媒技術(shù)在纖維和塑料上的產(chǎn)業(yè)化有了大的進(jìn)步。此外，為了提高光觸媒的性能，增大反應(yīng)的表面積，催化劑與吸附劑的復(fù)合化以及光觸媒的多孔化等方面的研究開(kāi)發(fā)也取得了進(jìn)展，使各種各樣的相關(guān)制品被開(kāi)發(fā)出來(lái)，在許多行業(yè)上的應(yīng)用也正在推進(jìn)之中。
4. 日益擴(kuò)大的光觸媒市場(chǎng)
光觸媒用光照射時(shí)產(chǎn)生比臭氧還強(qiáng)的氧化能力，幾乎能使所有的有害有機(jī)物分解成水和二氧化碳等無(wú)毒無(wú)臭的物質(zhì)。只要在光照射下，光觸媒就能引起有害物質(zhì)分解等化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，其作為一種對(duì)環(huán)境友好的環(huán)境凈化材料而迅速引起世人的注目。近年來(lái)，利用這類(lèi)光觸媒原理的相關(guān)商品市場(chǎng)正在急速成長(zhǎng)。二氧化鈦廣泛應(yīng)用在染料，牙粉、化妝品和食品添加劑中。二氧化鈦是安全無(wú)毒的物質(zhì)，具有耐久性好和資源豐富等眾多的優(yōu)點(diǎn)而成為最常用的光觸媒材料。在光照射下，二氧化鈦與水和氧氣等反應(yīng)產(chǎn)生活性氧。這種活性氧比臭氧還具有更高的能量，幾乎能使所有的有害有機(jī)物變成水和二氧化碳等無(wú)毒無(wú)臭的物質(zhì)，并且具備殺菌功能。因此，可使溶入的各種有害化學(xué)物質(zhì)及像空氣中的惡臭化學(xué)物質(zhì)分解及使之無(wú)害化， 同時(shí)也可除臭、抗菌防霉、分解污物、自?xún)艋?，因而在環(huán)保產(chǎn)業(yè)中可得到廣泛的應(yīng)用。如今，各種光觸媒產(chǎn)品持續(xù)不斷地出現(xiàn)、新介入的企業(yè)不斷涌現(xiàn)，目前在日本已有近3000個(gè)相關(guān)企業(yè)。據(jù)1999年11月24日三菱綜合研究所發(fā)表的調(diào)查報(bào)告認(rèn)為：在2005年日本的光觸媒市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1萬(wàn)億日元，如圖2所示，其中空氣凈化器和冰箱等相關(guān)的除臭市場(chǎng)5118億日元、下水和廢水等水處理市場(chǎng)3544億日元、外墻及瓷磚的防污市場(chǎng)2460億日元總計(jì)1萬(wàn)1122億日元。目前，在日本國(guó)內(nèi)二氧化鈦的年生產(chǎn)量為27萬(wàn)噸、推算其中僅有0.1%即270噸加工為為光觸媒。這些二氧化鈦光觸媒粉末以及使用它的光觸媒涂料?油漆、光觸媒瓷磚等外裝飾材料、光觸媒過(guò)濾器、光觸媒纖維以及道路建材等的光觸媒素材市場(chǎng)推定約為200億日元。對(duì)光觸媒產(chǎn)品的市場(chǎng)范圍到底有多大看法因人而異，一般說(shuō)來(lái)，由原材料（如過(guò)濾器）到制造產(chǎn)品（如空氣凈化器）的價(jià)格為該原材料的100倍、再考慮到許多尚在開(kāi)發(fā)過(guò)程中的產(chǎn)品、從此推斷光觸媒產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模應(yīng)該更加擴(kuò)大化。
5. 光觸媒的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程
光觸媒的應(yīng)用范圍包括抗菌、防霉、空氣凈化（除臭、排氣凈化）、自?xún)艋?、防霧、大氣凈化、水處理等廣泛的領(lǐng)域、隨著研究開(kāi)發(fā)的進(jìn)展，已開(kāi)發(fā)出大量實(shí)用產(chǎn)品。光觸媒具有抗菌除臭等多種用途而最適合于護(hù)理用品，這將伴隨人口老齡化而成長(zhǎng)為巨大的產(chǎn)業(yè)。并且，光觸媒對(duì)于土壤凈化、防藻、防濕、保鮮、牙齒美容等方面的應(yīng)用研究也有了較大的進(jìn)展，可以預(yù)見(jiàn)光觸媒市場(chǎng)將進(jìn)一步擴(kuò)大。由于只要有光存在就能使用光觸媒技術(shù)，今后將在全世界范圍逐漸普及、可以預(yù)見(jiàn)伴隨各國(guó)的情況該技術(shù)不同的應(yīng)用層面將進(jìn)一步發(fā)展。由于光觸媒的多種性能、多種用途互相交織在一起的情況較多，下面就光觸媒在各應(yīng)用領(lǐng)域中的商品化比例為順序作一下介紹。
5.1 抗菌防霉
二氧化鈦在光照射下，產(chǎn)生氫氧根自由基等活性氧比常用作消毒殺菌的氯氣、次氯酸、雙氧水和臭氧等具有更強(qiáng)的氧化能力，二氧化鈦通過(guò)這種氧化能力破壞了細(xì)胞內(nèi)的輔酶A等輔酶和呼吸作用酶等發(fā)揮抗菌作用而使細(xì)菌或霉菌的繁殖中止。這類(lèi)二氧化鈦光觸媒的抗菌劑與傳統(tǒng)的抗菌劑不同、它們具有如下特征：
1）二氧化鈦在沒(méi)有光照時(shí)沒(méi)有抗菌活性。傳統(tǒng)的抗菌劑是通過(guò)藥效成分的溶出釋放而阻止細(xì)菌的發(fā)育或殺滅細(xì)菌。用從餐具鉛溶出實(shí)驗(yàn)同樣的方法測(cè)試表明：二氧化鈦完全不溶出。而二氧化鈦光觸媒，在光照的初期就產(chǎn)生抗菌作用。由于在光照下產(chǎn)生的氫氧根自由基等活性氧壽命很短，如果細(xì)菌不在二氧化鈦的近處就不能發(fā)揮抗菌效果。因此，如果二氧化鈦埋入載體或膠粘劑內(nèi)部時(shí)，由于光照射不到和細(xì)菌接近困難，使抗菌效果變低。
2）具有抗菌性的二氧化鈦，用做牙粉、化妝品、食品添加劑時(shí)，被認(rèn)為是安全無(wú)毒的物質(zhì)。
3）由于二氧化鈦?zhàn)鳛榇呋瘎ü庥|媒）作用時(shí)自身不發(fā)生變化，原理上，可以半永久地使用、如果有光照射，它就能半永久地持續(xù)有效。
4）二氧化鈦光照射下，產(chǎn)生的氫氧根自由基幾乎能使所有有機(jī)物分解變成二氧化碳等無(wú)毒的物質(zhì)。因此，不僅能抗菌防霉、使作為細(xì)菌或霉菌的食餌的有機(jī)物分解，也使細(xì)菌或霉菌釋放出的毒素分解。而且，還能破壞癌細(xì)胞、可使溶入的各種有害化學(xué)物質(zhì)及像空氣中的惡臭化學(xué)物質(zhì)分解及無(wú)害化等。
在涂有二氧化鈦光觸媒層的玻璃板上用日光燈照射下的抗黃色葡萄菌的抗菌效果如表2所示。與空白玻璃板或沒(méi)有光照時(shí)作對(duì)比，二氧化鈦光觸媒經(jīng)6小時(shí)光照射后，細(xì)菌數(shù)從25萬(wàn)個(gè)減少到10個(gè)以下、表明有顯著的抗菌效果。
綜上所述，二氧化鈦光觸媒作為新型的抗菌劑令人注目、各種應(yīng)用的開(kāi)發(fā)也進(jìn)展良好。光觸媒抗菌瓷磚已經(jīng)在市場(chǎng)銷(xiāo)售，在衛(wèi)生陶器、菜刀、案板、建筑材料、24小時(shí)浴室以及衣料用纖維等方面上的應(yīng)用開(kāi)發(fā)進(jìn)展順利。此外，防止由MRSA(甲氧西林耐藥金黃色葡萄球菌)等引起院內(nèi)感染方面的應(yīng)用業(yè)已開(kāi)展、去除浮游菌的設(shè)備等也已產(chǎn)業(yè)化。而且，光觸媒在防藻作用也已得到確認(rèn)，能抑制藻和水青苔的水槽、能防止水變質(zhì)和花長(zhǎng)期保鮮的花瓶已經(jīng)面市銷(xiāo)售、在混凝土、涂料上的應(yīng)用研究也已開(kāi)始。
5.2 空氣凈化（除臭、氣體排放凈化和室內(nèi)污染綜合癥對(duì)策等）
光觸媒的功能中最容易應(yīng)用及商品化程度最高的是除臭功能。因?yàn)槌魞H需處理微量的臭源物質(zhì)，所需要的用光量很少。人的鼻子敏感性是很高的、微量的物質(zhì)即可感受到其臭味。煙臭成分醛類(lèi)的閥值即可感受到臭味的最低濃度為1.5 mg/L這一極其低的濃度，因此，只要把微量的醛分解掉了就不會(huì)有煙臭味了。由于要分解的分子數(shù)目很少，光觸媒分解醛時(shí)所必需的光子數(shù)也少，不用強(qiáng)光源汞燈而用太陽(yáng)光即可充分處理完畢。日光燈的紫外線(xiàn)強(qiáng)度約為太陽(yáng)光的千分之一、糞尿臭的糞臭素的閥值約為醛的千分之一、因此用日光燈光源即可處理糞尿臭。
另一方面，現(xiàn)代的住宅密閉性能很好，這樣可以節(jié)約能源以提高冷暖空調(diào)的效率。過(guò)去的日式住宅即使關(guān)閉門(mén)窗室內(nèi)的空氣也可自然地1小時(shí)置換3到4次、而現(xiàn)代混凝土構(gòu)筑的屋里的空氣1小時(shí)才置換0.5次，換氣功能變?nèi)趿?。這導(dǎo)致霉菌雜菌的大量繁殖、建筑材料釋放出的各種有害化學(xué)物質(zhì)也容易污染室內(nèi)空氣。
現(xiàn)在，應(yīng)用光觸媒的空氣凈化器已經(jīng)開(kāi)發(fā)成功，并且已作為住宅中的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。最近，汽車(chē)用的空氣凈化器及空調(diào)也已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)，并作為車(chē)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)裝備。家用空氣凈化器目前已賣(mài)了100萬(wàn)臺(tái)以上，是光觸媒制品中銷(xiāo)售額最大的一部分。而且，覆蓋有光觸媒的照明器具、燈罩、人工觀賞植物、人造花、拉窗紙等已經(jīng)開(kāi)始銷(xiāo)售，光觸媒壁紙、窗簾、百葉窗、拉門(mén)等也已開(kāi)發(fā)成功。覆蓋有光觸媒的照明器具、燈罩在燈光的照射下，高效率地引起光觸媒反應(yīng)。覆蓋有光觸媒的人工觀賞植物、人造花、隔門(mén)紙、墻紙、窗簾、百葉窗等，僅通過(guò)利用燈光，或者從窗外進(jìn)入的陽(yáng)光，無(wú)需使用其他能源，就可以使室內(nèi)環(huán)境得到凈化。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，努力使光觸媒與有害化學(xué)物質(zhì)充分高效接觸，變得非常重要。
最近，在日本惡臭與噪音并列為人們難以容忍的環(huán)境公害問(wèn)題。因此光觸媒的除臭功能具有具有很大的應(yīng)用前景。像散發(fā)臭味的酒店廚房這種需要大量處理的場(chǎng)合，如果使用表面積大的光觸媒，將使除臭效果更好。針對(duì)這種需求，目前，利用多孔光觸媒的陶瓷過(guò)濾器除臭設(shè)備已開(kāi)發(fā)成功。
另外，使用光觸媒來(lái)分解和無(wú)害化處理環(huán)境中毒性最大的有毒物質(zhì)—二惡英，處理垃圾焚燒場(chǎng)排出的二惡英的分解裝置也已開(kāi)發(fā)出來(lái)（圖3）。在廢氣處理裝置中，二惡英的分解裝置榮獲2001年度日本環(huán)境獎(jiǎng)。
5.3 自?xún)艋c防霧
用光觸媒可以分解污物，據(jù)此，可制備自?xún)艋牧?。尤其是?duì)于一點(diǎn)點(diǎn)增加的油污或香煙焦油的效果最大。利用這些材料，可生產(chǎn)出應(yīng)用于建筑材料、外墻、窗玻璃等各種各樣的產(chǎn)品，推進(jìn)自?xún)艋夹g(shù)的發(fā)展。涂料、薄膜劑、光觸媒片材等已經(jīng)開(kāi)始銷(xiāo)售。此外，將光觸媒涂在牙齒表面，遇光照射時(shí)，將使附著在牙齒上的污物分解、變白，這項(xiàng)功能已應(yīng)用于牙科美容。
一般來(lái)說(shuō)，二氧化鈦與水的接觸角為零度而具有超親水性、污物等附著時(shí)表面變成疏水性形成水珠而霧化。但如果有光照則發(fā)生光觸媒分解污物而使其恢復(fù)成原來(lái)的超親水性，進(jìn)而使霧化停止。利用該原理開(kāi)發(fā)出不霧化的鏡子、窗玻璃和薄膜劑等。
在美容方面，光觸媒可應(yīng)用于牙科美容使牙變白。對(duì)于假牙，也已開(kāi)發(fā)出假牙洗凈劑。在假牙中加入含光觸媒的溶液，當(dāng)陽(yáng)光等光源照射時(shí)，假牙上附著的污物被分解而變得干凈、同時(shí)也可去除假牙的惡臭。
5.4 大氣凈化
在日本過(guò)去20年中，主要由于汽車(chē)尾氣中的氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)所造成的大氣污染問(wèn)題一直沒(méi)有得到改善，已引起數(shù)起公害訴訟而成為嚴(yán)重的問(wèn)題。如果應(yīng)用二氧化鈦光觸媒，則能使大氣污染源的一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）等氮氧化物（NOx）或硫氧化物（SOx）氧化成硝酸根離子（NO3-）或硫酸根離子（SO42-）。將光觸媒涂刷于建筑物的外墻時(shí)，就可利用太陽(yáng)光將氮氧化物或硫氧化物分別氧化成硝酸根離子或硫酸根離子，下雨時(shí)可將硝酸根離子或硫酸根離子沖刷下來(lái)，就這樣可持續(xù)不斷地進(jìn)行光觸媒反應(yīng)，從而除去大氣中的氮氧化物或硫氧化物?，F(xiàn)已研究表明沖刷硝酸根離子或硫酸根離子雨水的酸性可以被空氣中浮游的堿性粉塵所中和。目前，含光觸媒的大氣凈化產(chǎn)品，比如道路建設(shè)中的大氣凈化部件、涂料、片材、水泥以及道路路面等已被開(kāi)發(fā)推廣。附著有光觸媒的吸音板材和高速道路的防音壁等商品也在開(kāi)發(fā)之中。
5.5 水處理
目前，用的最多的水處理方法是采用活性污泥等的微生物處理法，該法對(duì)于含氯有機(jī)物的處理還很困難，產(chǎn)生的剩余污泥也成為環(huán)境問(wèn)題。至今，剩余污泥主要采用焚燒處理和埋填處理，但焚燒處理后的殘灰又成為新的問(wèn)題，埋填處理也不能無(wú)限地占用土地資源。光觸媒用于水處理的研究很早就開(kāi)始并一直在持續(xù)。開(kāi)始的實(shí)驗(yàn)是將光觸媒的粉末分散含有害物的水中用光照射來(lái)處理水中的有害物，但是，由于這種方法只能一次性處理而無(wú)法連續(xù)處理，處理干凈的水與光觸媒的分離也困難而一直得不到實(shí)用化。隨著僅由二氧化鈦成膜的光觸媒的開(kāi)發(fā)成功才真正應(yīng)用于水處理。而且，不僅采用紫外燈的人工光源，在平板型太陽(yáng)能集熱器中摻入光觸媒顆粒，利用太陽(yáng)光的水處理系統(tǒng)（圖4）也在開(kāi)發(fā)之中。在這一裝置中，凈化了的水可簡(jiǎn)單地與光觸媒分離，同時(shí)還能連續(xù)地進(jìn)行水處理。
目前，與水處理相關(guān)的光觸媒產(chǎn)品有玻璃器具、能抑制藻類(lèi)和青苔繁殖的水槽、使水不易變質(zhì)從而使花期延長(zhǎng)的花瓶等。此外，利用光觸媒的晝夜浴室也已商品化，凈水器、廢水處理裝置、飲料水的凈化、殺菌裝置、超純水制造裝置、染色廢水的脫色系統(tǒng)、簡(jiǎn)易凈水器、雨水凈化裝置、含電鍍廢液氰化合物的分解裝置、被環(huán)境激素等所污染江河的凈化系統(tǒng)以及牲畜房的尿處理系統(tǒng)等都在開(kāi)發(fā)進(jìn)行中。還有將地下水中的有機(jī)溶劑蒸發(fā)成氣體后進(jìn)一步用光觸媒分解的裝置也已有銷(xiāo)售。
另外目前，如何處理廢棄物設(shè)施的焚燒爐的廢氣中的二惡英已成為嚴(yán)重的問(wèn)題，造紙工業(yè)廢水中含二惡英或垃圾焚燒場(chǎng)的廢氣洗凈水（清洗水）含二惡英的處理也將是潛在的問(wèn)題。特別是最近已從一些江河水中檢出嚴(yán)重超標(biāo)的二惡英，為此，應(yīng)用光觸媒分解二惡英水處理裝置等也在開(kāi)發(fā)之中。
5.6 保鮮
眾所周知，在保存水果和糧食時(shí)，如果其中少量發(fā)生變質(zhì)，則其他的部分將很快變質(zhì)。這是由于已變質(zhì)的部分會(huì)釋放出能促進(jìn)水果和蔬菜等成熟老化的乙炔氣體，促進(jìn)其他部分成熟、老化而加速腐敗。如果使用光觸媒，能將乙炔氣體分解為二氧化碳和水，使水果和糧食能長(zhǎng)時(shí)間保存，提高商品的市場(chǎng)價(jià)格。在草莓箱子里放入光觸媒片使草莓保鮮或在食品倉(cāng)庫(kù)等地方使用使水果和糧食可以長(zhǎng)期保鮮的裝置也已商品化。使用光觸媒不僅能分解乙炔氣體，同時(shí)還能防止倉(cāng)庫(kù)內(nèi)細(xì)菌和霉等的繁殖以及除臭等，使產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定的同時(shí)還能舒緩作業(yè)環(huán)境，并使各種農(nóng)作物的摻混存放成為可能。同時(shí)還可用于種苗、根莖球的保存，防止菠菜、大蒜等的變黃。利用光觸媒的這種效果，防止食品腐爛、抑制垃圾的排放，從解決糧食問(wèn)題和廢棄物問(wèn)題的觀點(diǎn)來(lái)看也令人注目。而且，對(duì)發(fā)展中國(guó)家援助物質(zhì)的運(yùn)送卡車(chē)、火車(chē)、船和倉(cāng)庫(kù)中也可以使用，可抑制援助物質(zhì)的腐敗和浪費(fèi)。
6. 光觸媒性能評(píng)價(jià)方法的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化
綜上所述，可用光觸媒處理的有害物質(zhì)數(shù)不勝數(shù)，它可以安全廣泛地應(yīng)用在環(huán)境保護(hù)的各個(gè)方面、是21世紀(jì)最有希望的技術(shù)之一、目前，各種各樣的產(chǎn)品已在市場(chǎng)上出現(xiàn)。然而，已采用光觸媒的相關(guān)產(chǎn)品的性能，比如自?xún)艋男Ч?，在設(shè)備剛完畢時(shí)可以容易看到， 但再經(jīng)過(guò)幾個(gè)月后，該效果就不明顯了。因此，消費(fèi)者會(huì)擔(dān)心購(gòu)買(mǎi)了沒(méi)效果的商品，這將有損于光觸媒的相關(guān)產(chǎn)品的信譽(yù)。目前的現(xiàn)狀是還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的有光觸媒性能評(píng)價(jià)的試驗(yàn)方法，而由生產(chǎn)企業(yè)自行制定，從而無(wú)法比較光觸媒的性能、由于沒(méi)有質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，性能還不確定的一些產(chǎn)品也出現(xiàn)在市場(chǎng)上，這嚴(yán)重阻礙了光觸媒市場(chǎng)的健康發(fā)展。為了防止粗制濫造產(chǎn)品的盛行、提高光觸媒產(chǎn)品的信譽(yù)、謀求光觸媒產(chǎn)業(yè)的健全發(fā)展，2000年1月在日本發(fā)起成立了光觸媒產(chǎn)品技術(shù)協(xié)會(huì)，這是日本最先成立的同時(shí)也是最大的光觸媒相關(guān)的產(chǎn)學(xué)官聯(lián)合的光觸媒產(chǎn)業(yè)團(tuán)體（現(xiàn)有300名會(huì)員）。本協(xié)會(huì)已開(kāi)展了有關(guān)光觸媒產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的策劃、光觸媒性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)化、光觸媒標(biāo)志（SITPA標(biāo)志）的策劃、表示、術(shù)語(yǔ)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的光的策劃等工作。進(jìn)而，為了與光觸媒的其他研究組織和團(tuán)體共同推進(jìn)光觸媒性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法的日本標(biāo)準(zhǔn)（JIS標(biāo)準(zhǔn)）以及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO標(biāo)準(zhǔn)）制定工作，在2001年9月30日成立了光觸媒標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)。由于光觸媒具有眾多的功能和良好的市場(chǎng)前景及將來(lái)發(fā)展空間，首先，成立了空氣凈化性能、水凈化性能、自?xún)艋阅芎涂咕烂剐阅?個(gè)分委員會(huì),策劃了相應(yīng)的光觸媒性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法,并正向ISO/TC206委員會(huì)提交國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO標(biāo)準(zhǔn))的提案。
隨著這些光觸媒性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)的建立，就可以對(duì)光觸媒性能作出公正的評(píng)價(jià)、高性能光觸媒的開(kāi)發(fā)及其商品化也將變得更加容易，從而有望為光觸媒產(chǎn)品的普及、擴(kuò)展以及改善地球環(huán)境作出更大的貢獻(xiàn)。
7. 結(jié)束語(yǔ)
光觸媒從小孩到老人誰(shuí)都可以簡(jiǎn)單安全地在有光的地方使用。因此，不管是先進(jìn)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家，在世界的任何地方，都可以應(yīng)用。特別是只利用豐富的光能的特點(diǎn)、使這一技術(shù)最適合于能源貧缺的發(fā)展中國(guó)家。正是這個(gè)原因，我們可以充分預(yù)見(jiàn)這項(xiàng)技術(shù)在世界各國(guó)的普及。目前，光觸媒應(yīng)用技術(shù)的開(kāi)發(fā)正在全力推進(jìn)中。隨著光觸媒技術(shù)在世界各國(guó)的普及，將促進(jìn)光觸媒新用途的開(kāi)發(fā)和今后巨大市場(chǎng)的成長(zhǎng)。隨著光觸媒的開(kāi)發(fā)和普及、擴(kuò)大影響，將促進(jìn)地球環(huán)境的改善。最后，希望中國(guó)的業(yè)界同行能夠支持光觸媒性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方法的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的建立。

參考文獻(xiàn)
［１］ 垰田博史：“二氧化鈦光觸媒系抗菌劑”、色材、71(2)、113（1998）
［２］ 秋山司郎、垰田博史：「光觸媒及其相關(guān)技術(shù)」、日刊工業(yè)新聞社　2000年
［３］ 垰田博史：「最容易理解的關(guān)于光觸媒的書(shū)」、日刊工業(yè)新聞社　2002年