光催化Tio₂的神奇新功能

王崇明（上海伊曼纺织化工 201613）

原载：江苏省印染助剂情报站第二十届年会论文集；152-159

"光催化TiO₂"的神奇新功能、多功能是国际上近十多年来的新发现。因为过去并不知道TiO₂有这么多的新功能、多功能，不知道有如此广阔的实际应用领域。过去仅知道钛白粉是白涂料，在织物印花防白浆、化妆品、合纤中作消光剂以及紫外线吸收剂等由于“光催化TiO₂”的神奇新功能一经发现，就以迅雷不及掩耳之势开发出多种多样的"光催化TiO₂"实用新产品在发达国家，不久将会无处不有"光催化TiO₂"新产品的繁荣局面。而且已经产生了巨大的经济效益，极大地提升人民生活环境质量。日本学者桥本和仁等将这个新发现和阳光照射下植物成长的"叶绿素光合作用"相提并论。在这种惊人的加速度的发展中，作者深感不敢怠慢，必须积极深入到这个"光催化TiO₂"新功能的领域中去，努力探索、挖掘潜力、奋起直追，开发各种实用新产品，新助剂。让我们进入这个辽阔的领域中去，纵目四望一下。

1 光催化TiO₂的神奇新功能

1·1提升汽车的实用性能

在汽车的左右两边的"侧视镜"以及汽车四周的玻璃上都可以加上"光催化TiO₂"功能处理。采用纳米级TiO₂喷雾剂，或在聚酯薄膜上具有nmTiO₂涂层；或者生产玻璃的工艺中加入nmTiO₂等办法使汽车用玻璃的表面具有薄薄的一层nmTiO₂处理，使既保持玻璃的透明性又具有"光催化TiO₂"新功能，甚至汽车的车身也可以进行具备"光催化TiO₂"功能。这样一来各种尘埃粘不上玻璃、车身，可以认为永久性保持洁净，晶莹剔透，因为任何尘埃污垢在"光催化TiO₂"功能下都会彻底分解，这种功能可以杀死细菌，并且把细菌的残骸彻底分解为CO₂，以前的杀菌剂最多只能杀死细菌，还不能进一步分解死菌残骸为CO_2，所以"光催化TiO₂"的氧化分解能力可以和NaClO、H₂O₂、0₃媲美(另一面还有极强的还原能力)，由于TiO₂和其它金属氧化物的协同光催化效应，使得它还具有超亲水性的表面，使得雨滴打在车窗，车镜上面时，不会形成小点点，而是很迅速地滑落(超亲水性关系)，在车窗、车镜上不会形成水滴水珠的模糊视觉，如果没有这个超亲水性，视界变坏，尤其在夜间行驶时，灯光打在侧视镜上，向上反射就看不清楚了，因而对安全产生严重威胁。而由于"光催化TiO₂"效应的超亲水性，使侧视镜、车窗上不会模糊视界，由于这种超亲水性使得玻璃表面有高度的润湿性，使雨滴不会滞留而迅速扩散滑落。一般汽车车身表面是用油性蜡处理的，可是油性蜡最容易沾上尘埃油污，如果车身表面具有"光催化TiO₂"功能就不会沾上尘埃油污，就不必花很大的劲去擦汽车了，"光催化TiO₂"还能分解汽车尾气排出的有害废气(烃类、CO、NOx等)。日本CYGNUS(大阪)公司与台湾工业创新中心合作组建了ARGOS环境技术公司，以采用TiO₂光催化技术净化城市空气。这种光催化环境净化技术工程已经迸人了实际开发阶段。

1·2 在医院内的各种各样的"光催化TiO₂"功能发挥

已经确认"光催化TiO₂"的强氧化能力，可以杀死大肠杆菌、MRSA菌(耐药性葡萄球菌)、绿脓杆菌等病原菌。过去在医院里，尤其是手术室里，传统的消毒方法不足以杀灭空气中的悬浮病菌，如果使医院内、手术室的天花板、地板、地砖、瓷砖、墙壁都具有"光催化TiO₂"功能，那么再与传统的消毒方法结合起来，可达到完全杀菌、灭菌之目的。如果在“光催化TiO₂”中掺入Cu+或Ag+，那么效果还要显著，而且连病菌所分泌的毒素也能分解掉，彻底消灭干净由于"光催化TiO₂"一开始就应用于医院中，如手术室的四壁、病房内的窗帘、百叶窗都有"光催化TiO₂"涂层在阳光直接照射下产生的杀菌、灭菌、分解污垢、毒素，因而使病房清洁卫生条件大为改善，从而使病员感到舒适洁净感。在医院内有不少可产生臭气的地方，如病员大小便失禁、医用消毒液的气味、医院内厕所的臭气、病员呕吐、皮肤脓疮、危重病人、带传染性病毒病人等等。人的嗅觉相当灵敏的，只要大小便中散发的氨臭只要0.l5×lO^-6NH₃浓度，人就能闻出来。因此，可以利用"光催化TiO₂"来分解臭气由于医院中进进出出人员很多，有病人，家属等，尤其病员本身可能携带病菌，对于抵抗力较弱的儿童、婴儿和老年人，容易受病毒感染，而且在医院中病菌病毒可能反复出现，长期存在，有些病菌还因此产生了抗药性，受感染后使抗生素不能发挥药效，因此在医院内特别需要采取相应的对策措施，而"光催化TiO₂"技术就越来越多地在医院中实施应用。实验证实，用1000勒克司光照射光催化TiO₂lh后，所有的大肠杆菌、绿脓杆菌、MRSA耐药性黄色葡萄球菌等被杀灭达99.9% 医院手术室内正好是1000勒克司的照度，这些手术床、四周墙壁、地面、手术用具都是经过光催化TiO₂处理的，这样的清洁无菌的医院环境是非常洁净舒适的。在医疗器具中用"光催化TiO₂"处理的有手术床、手术照明灯、输液架、血压计各种治疗用导管等等都具有"光催化TiO₂"的消毒杀菌功能。还特别设计了针对癌症的"光催化TiO₂"治疗手段，方法是一根极细的透明导管内通人"光催化nmTiO₂液"，在此细导管外面包裹一根较粗的导管(套管)，使紫外光通人套管，激活nm TiO₂并缓缓注射人癌肿块处，这个方法与没有纳米TiO₂的对比试验，有纳米TiO₂光照后注射者癌肿明显缩小(在实验动物身

上对比试验获得成功)。医院内的环境必须洁净舒适，使来往探望病人者，不会受到医院内特有气味的心理、生理上的影响。

1·3 城市道路、公路的涂层铺装技术

对城市道路、公路采用"光催化TiO₂"涂层铺装技术，(也有在道路两边长长的隔音壁，也采取"光催化TiO₂"涂装处理。)由于道路铺装技术中还含有Ca，因此，当汽车开过有尾气NO、NO₂等排出时，由于光催化作用，使有毒废气转化为Ca(NO₃)_2，当有雨水等时就将此硝酸盐溶出排放出去，从而达到清除有毒废气的功用。

1·4城市建筑、高楼大厦的外墙和窗玻璃等

有了光催化措施就不会沾上尘埃、油污，即使略有沾上也因阳光和雨水之冲刷，省去了高空绳吊清洁工刷洗之辛苦和危险性，推而厂之，一般住宅民居都可配备"光催化TiO₂"技术措施，提升老百姓的生活环境质量，尤其是新居民宅以及刚刚装修完毕的新居室，可出现一系列的有害性挥发有机物VOC，造成之原因多种多样，如粘合板材的糊剂中含水量有防腐剂，还含甲醛，在涂料、粘接剂中也能挥发出甲醛等有害溶剂、杀虫剂、防蛀剂、防火剂等等。从前的住宅往往通风良好，孔隙较多，无此类问题。现在的高楼大厦、成套住宅都是高度不透气，无空隙，高度绝热隔热装置，壁纸等装饰物也有极微量的VOC挥发出来，一时不易察觉，但是居住在此种室内氛围中，时间一长，就会积少成多的恶劣气氛，导致眼晴、鼻子、咽喉的不舒服之痛感，以致头痛、目眩、恶心、乏力、肩部酸痛、皮炎、发疹等情况出现，有些人特别容易过敏，即使VOC浓度很低也会发生过敏反应，甚至出现严重症状，这叫做"化学物质过敏症"，针对上述情况，采取“光催化TiO₂”技术措施有效地消除这些有害有毒挥发性气体，首先如甲醛气体，在"光催化TiO₂"的强力氧化分解力下，经实验结果表明，如果室内空气中的甲醛浓度＞l00×lO^-6，TiO₂光催化可以将它们完全分解掉；甲醛浓度非常高，在光催化TiO₂表面把它们氧化成甲酸，而实际上情况不会这么高，都是在l00×lO^-6以下，所导致的各种过敏症侯群，活性炭吸附甲醛仅是1次性表面吸附，而光催化TiO₂则是不断吸附，不断分解，反复进行周而复始，彻底清除空气中的一切有毒有害VOC，所以光催化TiO₂是非常有利于清除新居室内潜在危害物质的有效措施，如在装璜壁纸上施加光催化TiO₂是相当好的有效措施。(据了解个别迁入新居的人甚至因此而患上严重的疾病)。

1·5 空气洁净机、扫除机、空调机

以前的空气清净机主要依靠吸附剂(称吸着)，比较好的有等离子气体式等型式，以前用吸附剂(如活性炭等)，由于吸着恶臭物质覆盖后，则渐渐失去吸着能力，表现为一次性。而光催化TiO₂没有这个缺陷，它反复循环发挥作用，持久有效所以光催化空气清净机已成为主要角色。它也可以配合吸附剂协同作用，吸附剂吸着恶臭物质，同时由光催化TiO₂把恶臭物质分解掉，这样就可反复持续发挥作用，在清净机内两边装有不可见光灯(紫外光线Black出境light)的照射，使

光催化TiO₂过滤层发挥杀菌、灭菌，清除病菌分泌的病菌。

1·6 环境保持、制止生态系统的恶化

对于江河湖泊受到各方面的污染，导致生态系统恶化，如生活中的各种洗涤剂、农药等污染物，使河流水域中积累起"双酚A(Bisphenoa A)"、"壬基苯酚"、乙烯类（Vinyl）"等污染物，造成鱼类等生态系统的混乱，即使是大江流域上游源头水质还可以，到了中游地区由于下水道的污染，己经含有多种杂质，一到下游，则沿途工厂的污水排放使河流受到严重影响，以致影响到人民生活饮用水源。1999年日本女性避孕药PILL解禁之后，造成了相当不良后果，由于PILL的原料是人工合成的女性雌激素，其中含有雌二醇(Estradiol)这种化合物在污水处理场中不能使其完全分解，排入河流之后造成河流污染，这种污染比壬基苯酚还要严重，因为这种雌二醇激素只要非常微量的存在，就会造成河流生态环境的不良影响。河流环境保护问题各国在研究治理保护的课题，从各种各样的方法中，看来光催化TiO₂技术是特别有效，在光催化表面直接接触污染物(紫外光照是关键)，而对各种化学物杂质污染物进行有效的光催化分解，这个河流环境净化的大课题，正在进一步深入研究开发之中。

1·7 分解焚燃垃圾时产生的二恶烷(Dioxane)

在集中焚烧垃圾中，在焚烧时会转化产生二恶烷的有害物质，这已经成为社会关注的大问题，对此曾采取了各种措施，如用"袋装集尘法"(是一种过滤气体之后，把气体中的浮游固体粒子收集除去)，但是这种措施对于非常小的粒子、有毒气体就没有效果。为此就想到用光催化TiO₂技术措施，结果相当成功，能够充分分解二恶烷和有机氯化物等有毒有害物质，这种成功的有效性已经得到确认。这里的关键是不能使二恶烷逃逸出去，扩散到外面大气中去，如果扩散出去就很难再捕捉它，因此，必须在焚烧工艺过程中，在扩散前就将二恶烷捕捉，为此必须有专用的捕捉二恶烷的设备，才能使光催化TiO₂措施对二恶烷等彻底分解。

1·8 食品卫生领域

在日本2000年夏天由于食用"加工乳制品"而发生的大规模集体性中毒事件，震惊了社会，为牛奶制取脱脂奶粉过程中，其中的金黄色葡萄杆菌被高温杀菌装置杀死之后，仍然存在细菌所分泌的毒素，（高温仅杀死杆菌，但不能分解毒素），被认为这是原来的卫生管理中安全性问题的一个盲点。如在日本出现的病原性大肠杆菌(0157)引起了骚动的情况记忆犹新，这种0157菌杀灭后会转化为"膜毒素"等等，以往的银系抗菌剂等仅只能杀死细菌，不能进一步分解细菌所分泌的毒素，因而就更需要发挥光催化TiO₂的威力杀死细菌，进一步分解细菌死骸，同时分解细菌所分泌出来的毒素，彻底分解到无害的CO₂。

1·9 防止霉菌、苔藓、藻类的繁殖

在温度和潮湿条件下，一些地方会生长一层发黑的霉菌或苔藓。在养殖场所的围网上会迅速生长藻类、海草，在浴室和厨房等处容易滋生细菌，这些细菌所分泌出来的污垢是产生恶臭的原因，在浴室的卧椅上会产生赤色污垢，是绿脓杆菌等分泌出来的有色污秽物，有的人身上、衣服上也会有。为此要在浴室厨房内的内装材料上(如瓷砖，花砖等)的釉药上，施加无色透明的TiO₂涂层，使有光催化杀菌消毒能力(在厕所内装材料上也可用)。

1·10 家用电器中

如冰箱、冷柜、冷藏库中的脱臭作用十分有效，消除接触控制盘、操纵板、炊事用具上的污垢，大小液晶显示器上去垢，在家用日光灯的表面以及反射板上施加TiO₂就会有分解恶臭、香烟臭的效果，抽油烟机中的应用等等。

1·11 其它

在医治癌症的光催化TiO₂手段正在更深入仔细地研究开拓之中，已知人的皮肤受紫外线过度照射之后会导致皮肤癌症的发生，是由于皮细胞内的DNA基质盐基配列中紧相连的嘧啶(Pyrimidine)，由于紫外线过度照射后会形成二聚体(Dimer)，这种嘧啶二聚体数量多，遗传因子会受到伤害，因而引发癌变，经过长期研究表明，不论正常细胞或癌细胞，经光波长254nm紫外线照射后，都会促使嘧啶二聚体之形成(Pyrimidine Dimer)且与紫外线之量成比例，(如用近紫外

360nm照射后，不论有否TiO₂处理都没有看到嘧啶二聚体的形成，实验证明用一定量的TiO₂在细胞上处理之后，明显抑制了嘧啶二聚体的生长，并且确认了TiO₂的量与抑制效果之间的相关关系。日本学者和横滨市立大学医学部合作研究了这个杀灭癌细胞的重大课题，证实了光催化TiO₂杀死癌细胞的明显效果以及分解该病菌的效果。这些巨大成果已在国际上有名望的「癌症学术研究专门刊物上"Cancer Research"」登载发表·在实验大白鼠上对比试验，大白鼠的癌症肿块上注射0.4mgTiO₂粉末(与无TiO₂对照)，用光照射l2h后，有TiO₂注射者明显抑制了癌肿的扩散生长，而没有注射TiO₂的则迅速扩散长大。地球大气层的臭氧孔洞扩大化(Ozone hole)促使紫外线直射地面，导致相关地区皮肤癌的多发，医治癌症采用药物化疗既杀死了癌细胞，又破坏了正常细胞，而nmTiO₂微粒是二氧化钛的聚集体(又称原子团簇)，不是真溶液状态，因此，当它注射入癌肿块内之后，不会如化疗药物溶液那样渗透到外面正常细胞中去，因此，它既能杀死癌细胞，又能阻止嘧啶二聚体的形成，保护了正常细胞。因此，能明显抑止、杀死癌细胞的生长。当然各项研究还在不断继续，祝愿研究人员取得更大战果。

2 "光催化TiO₂"新产品的制备

"光催化TiO₂"新产品的制备以及机制、理性认识。"光催化TiO₂"制剂可生产成粉状、粒状、薄膜、喷雾剂、涂层剂以及烧结各种实用产品和各种复合材料等等。日本名古屋工业技术研究所成功开发出高功能的光催化TiO₂复合材料(有吸附及彻底分解细菌能力)，他们将磷灰石生长在TiO₂表面形成，磷灰石[又称HA烃基磷灰石Ca_10-xH_x(PO₄) ₆·(OH)_2-x是十分有效的离子交换剂]有吸附细菌蛋白质能力，这种TiO₂与HA能完全吸附分解细菌，可作为半永久性材料制成纤维和纸张薄膜，是一种广泛应用杀灭细菌毒素与分解CO₂的十分有效的杀菌消毒材料，净化环境材料，是非常有前途的材料，这种材料受光照后一方面产生负电子，另一方面产生空穴，带正电的，所以也称子穴，这样就既有很强的氧化能力，又有很强的还原能力。

2002年终到2003年的上半年"非典"肆虐时期，好多国家地区都波及了，然而在日本却没有严重流行。中国抗菌材料及制品行业协会理事长严庆博士认为，日本在日常预防疾病，在生活用品及公共设施上普及抗菌灭菌材料，他们在公共场所、公用电话、公用楼梯扶手、座椅等都采用了抗菌灭菌材料，因此，在日本人口如此之密集而没有出现非典疫情流行，这是预防到位之出色效果，他们在抗菌卫生陶瓷和釉面砖的研制和生产上处于领先地位，如日本TOTO（东陶株）采用光催化生产的抗菌面砖在荧光灯下lh，杀菌率就达到97%，3h后杀菌率为99%，有效作用期为15年。

2·1杀菌消毒纤维

将纳米TiO₂光催化剂融合在纤维中生产杀菌消臭纤维，存在两个问题：（1）光催化作用也能将合纤本身分解；（2）光催化反应是在纤维表面起反应，所以要使聚酯纺丝技术和用有机硅多孔性膜包覆纳米TiO₂等办法生产。有的用复合纺丝形成皮芯结构方法，皮层由聚酰胺树脂加纳米TiO₂和SiO₂，芯层用聚酯纤维。为此皮表结构的保护纤维力学性能，(也有用Cu(Ⅱ)-Ti(Ⅳ)-SiO₂-TiO₂粉剂配伍聚酰胺树脂)。日本触媒化成的商品Atomt Ball-TC、Atomt Ball-TZ就是Cu/TiO₂和Zn/TiO₂制成胶体溶液浸轧纤维织物，然后130℃烘干即成抗菌消臭纤维织物.

2·2 活性炭+纳米TiO₂

在活性炭中添加纳米TiO₂则可把吸附污垢在光催化下完全分解掉，这种除臭除污垢产品长期有效，并且开发出在纸中、在织物中固定活性炭和纳米TiO₂的新产品，不久将会有无香烟臭、无人体臭、无"老头臭"的纸屏、台布、窗帘、灯、伞等家用新产品。人们早就知道，水在直流电通过电解法可以制取H₂和0₂到了20世纪80年代人们开始用光催化TiO₂方法来分解水制取H₂和0₂。试了各种金属做阳极，结果是用Pt作阳极较为理想，以TiO₂作阴极，以Pt金属作阳极，成为电解槽，在紫外光的激发下，在TiO₂阴极上发生还原作用，使质子2H+还原为H₂；在Pt阳极上发生氧化作用，使2H₂O被氧化为0₂。

光催化TiO₂配合活性炭净化大气中的SO₂和NOx的机理，这种装置可以不断净化，不断新生，再净化，而不断循环工作下去。吸附(夜间)→光催化(白天)→催化剂表面更新(雨天)的不断循环。常规TiO₂是一种直接跃迁禁阻的过渡金属氧化物，所以存在间接跃迁带隙，纳米TiO₂在室温下由380-510纳米入光激发，可产生540纳米附近的宽带发射峰。纳米TiO₂是n型半导体，带隙较宽(带隙宽度3.OeV)，当光子照射到半导体上，如光子的能量(hv)大于此半导体的带隙能量，就会发生电子跃迁，一个光子激发出一个电子e-；同时留下一个空穴(正穴h+)，激发电子e-有很强还原能力，可以使质子还原为H₂，如果有0₂存在时，它还可以还原氧原子为过氧阴离

子(0-₂)而留下的正穴h+有很强的氧化能力，可以将H₂O(或OH-)氧化成氢氧自由基·OH，这个·OH和·0-₂有极强的反应活性，它们的氧化能力比NaClO、H₂O₂、0₃都要强，所以能彻底分解菌类和毒素等有机分子。文献报道，用皮秒激光(PS)闪烁分解法研究TiO₂与CDS的电子和空穴(正穴)的捕捉过程，以及二者重新结合的动力学，下图是脉冲PS激光(355nm)对胶体状态的TiO₂(粒径l2nm)在水中激发的过渡吸收光谱，在600nm附近的光吸收是光激发生成的电子引起的。激光照射20PS内的吸收最大，说明在如此短的时间内，从光激发生成的电子和正穴中捕捉到了电子，激发态的电子e-和正穴h+能够重新结合，并消除输入的能量和热。电子在材料表面态被捕捉，也就是电子被吸附在材料的表面，纳米TiO₂微粒上，水被分解为H₂和O₂的机理。或者吸附在电荷周围粒子的双电层内。如果一个适当的空穴能或表面缺陷态能，被用来捕捉电子或空穴，这样就可以防止电子和空穴的重新结合，就可以发挥氧化作用以及还原作用。例:TiO₂/ZnO+hv→e^-+h⁺→h⁺+H₂O→·OH+h+ e-+0₂→·0₂^-所生成的自由基非常活泼，有极强的化学活性.

2·3 光催化TiO₂材料

由于TiO₂在水溶液中有良好的稳定性，所以可制备多种应用器件，如纳米TiO₂薄膜可以发挥光催化降解作用而被用于废水处理。光催化TiO₂薄膜制备方法之一的溶胶-凝胶法制备工艺过程；

过程中加水要滴加(慢加)防水解过快，大量聚沉。加入三乙醇胺也是控制酞酸丁酯的水解，控制水解沉淀的产生拟形成稳定的溶胶，如果水加得太快，水解沉淀很快，就得不到稳定的溶胶，由于钛酸丁酯与水缩聚反应瞬间完成，这种水解生成的聚合物来不及溶于乙醇而很快沉淀，聚合物碰撞交联使沉淀大量产生。所以水慢慢滴加，产生的聚合物溶于乙醇，能阻止粒子团聚，所以就形成稳定溶胶。反应式:

Ti(OBu)₄+xH₂O→Ti(OBu)_4-x(OH)_x+xBuOH(水解反应)

-Ti-OH+HO-Ti→Ti-O-Ti- +H₂O(失水缩聚)

-Ti-OBu+HO-Ti→Ti-O-Ti- +H₂O(失醇缩聚)

水解反应一经发生，失水缩聚和失醇缩聚即相继进行。涂膜工序用提拉法，所用基体可用玻璃片或马口铁。提拉速度0.2cm/s.反复涂膜不同次数(如涂2、4、6、8、10次)可得不同厚度之薄膜，可于光学显微镜测定薄膜厚度,所得薄膜硬度可用QBY型摆硬度计测定硬度(按GB1730-79)，用划痕法测附着力(GBl720-79)在QaFZ-l1附着力测定仪。又在KYKY-2800型扫描电镜上观察薄膜，表面形貌，厚度，在X-ray衍射仪进行XRD分析。

2·4 光催化TiO₂微孔过滤膜

由于是无机膜，所以与有机膜相比，无机膜有十分优越的性能，如无机膜耐压，机械性能稳定，在400℃甚至800℃的高温下稳定，化学稳定性好，耐有机溶剂，不会老化，使用寿命长。制备方法:（1）烧结法，一般孔径0.01-1Oμm，适用于微滤，超滤；(2)溶胶/凝胶法：方便有效，已商业化制法类似于上述。常用之金属醇盐有Zr(OC₃H₇)₄，Ti(OC₃H₇)₄，Al(OC₃H₇)₃，Si(OC₂H₅)₄。对于滤膜微孔大小，需要严格控制水解温度，溶胶的干燥，温度，湿度，否则发生聚集，微孔分布不匀，所以干燥要慢，一般每小时升高10℃，无支撑的膜厚度约100-200μm；有支撑的膜(如在陶瓷器上)，厚度＞1Oμm，孔径2-6nm，也可是复合膜，如Al₂O₃-SiO₂，SiO₂-TiO₂-ZrO₂等，微孔过滤膜可以制备反渗透无机膜，应用于海水淡化等。

2·5纳米级TiO₂

将一定的比例的TiCl₄和油酸、甲基丙烯酸甲酯及加入按反应方式等当量的水进行反应,使TiO₂均匀地稳定地分散在油酸及聚甲基丙烯酸甲酯的胶束之中，阻止纳米级的TiO₂再凝聚，这超细微的TiO₂粒子，对光的吸收显著增强(粒子越粗吸收越差)由于粒子极细微，所以表面积大，表面能量高，这种细度已达到合纤融纺要求。各种超细微的金属氧化物粉末，对紫外线都有吸收屏蔽防护作用，如Al₂O₃、MgO、ZnO、TiO₂、SiO₂、CaCO₃、高岭土、陶瓷粉末等。ZnO的价格比TiO₂低，但各有特点，ZnO折光率n=l.9；TiO₂折光率n=2.6，TiO₂对光的漫射也低一些，使合纤融纺后透明度较高，有利于纺织品纤维色泽鲜艳度，而纳米级的TiO₂、ZnO、SiO₂最新光催化抗菌灭菌剂，功能超过了以前所有的传统抗菌剂。当粒子细化到纳米尺度时，光生电子和空穴的氧化还原性能大幅度增强。当阳光或紫外灯照射时，nmTiO₂、nmZnO能够在有水和空气存在下催化自由移动电子e-跃迁，同时留下带正电的空穴h+，光催化反应过程:TiO₂/ZnO+hv→e^-+h⁺ e-+0₂→·0₂^-，氧分子被激发成自由基·0₂^-，h⁺+H₂0→·OH+H⁺水分子被激发成自由基·OH

消臭反应:2H₂S+0₂→2S+2H₂O ；4NH₃+30₂→2N₂+6H₂O

所产生的自由基·OH能攻击细菌体内的不饱和键并产生连锁反应示意式:

nmTiO₂表面发生氧化和还原所产生的两种自由基都非常活泼，有极强的化学活性，不仅杀菌且能分解所分泌的毒素。商品纳米除臭剂Cu/TiO₂，和Zn/TiO₂对H₂S和甲基硫醇的除臭率相同，而除掉氨臭Cu/TiO₂比Zn/TiO₂好，而除掉三甲胺臭则Zn/TiO₂比Cu/TiO₂好。如果再和活性碳结合，效果更好，又有反复可用之长处。

2·6其它

国外对于抗菌、杀菌、防臭、消臭的产品不断地开发出新产品。他们将Ag、Cu、Zn、硅胶、玻璃、沸石、TiO₂、磷酸锆等配入合纤融纺，开发出抗菌纤维，日本钟纺公司产品"サハィレ"是用沸石作载体配伍银离子和合纤融纺的产品，又一家公司用玻璃作载体制成"イオンピ_ェア"产品，它可以解决沸石抗菌剂的泛黄问题，日本东洋纺公司开发了"パイオガ-ト"锦纶抗菌纤维，日本东亚合成公司开发出以磷酸锆为载体的抗菌剂"ノバロン"，它的抗菌效果据称优于沸石银抗菌剂。

3 结论

钛白粉有许多新奇功能、应用领域，这个光催化领域是如此的广阔，它不仅可用于光化分解而且还可以倒过来，成为光化合成(如植物的光化合成)可以把无机CO₂、H₂O、合成糖、多糖、聚糖组成植物的躯体成分。如TiO₂在光照下还可将N₂和水中的氢合成氨等。衷心期望我国的"光催化"新产品早日开发出来，为民造福，提升生活质量创造出最强力的环境保护武器。

参考文献

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