光觸媒(photocatalyst)是一種「利用光能,進行催化反應的觸媒」。使用前,會先把它塗布或噴灑在物體表面形成一層薄膜,再透過光能的啟動, 會產生類似光合作用的光催化反應,產生出極強氧化能力的光生活性基團,可氧化分解各種有機化合物和部分無機物,破壞細菌的細胞膜和固化病毒的蛋白質,可殺滅細菌和分解有機污染物,把有機污染物分解成無污染的水(H2O)和二氧化碳(CO2),因而具有極強的抗病毒、除臭、防霉、除污、物體表面防污自潔、清潔淨化空氣功能。 奈米級光觸媒是指所使用的光觸媒材料粒徑已達奈米級(10∼100 nm),效果上粒徑在10 nm左右的效果較佳。光觸媒材料經常以懸浮液或粉末方式出現,在功效上,懸浮液比粉末好。大部分工廠把材料買回去以後,再以塗布或噴灑方式將其附著在產品表面,或加工製成噴霧式水懸浮液。 此外,市面上亦出現以粒徑100 nm以上的非奈米級材料製造的光觸媒。這類材料因為缺乏奈米微粒所具有的親和性,所以很難附著在物體表面,為了增加它的附著力,人們常在生產過程中摻入分散劑或粘著劑。只是,這些添加物可能與光觸媒表面產生反應而形成一層薄膜,這層薄膜會將光觸媒包覆,使得受光照射後所產生的電子洞對,無法穿過薄膜來與外界物質發生作用。
光觸媒之主要功能及特點
全面性
光觸媒可以有效地降解多樣污染物質,如:甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、VOCs等,並具有高效的消毒性能,能將細菌或真菌釋放出的毒素分解及無害化處理。
持續性
在反應過程中,光觸媒本身不會發生變化和損耗。在光的照射下,可以持續不斷的淨化污染物,具有時間持久、持續作用的優點。
安全性
無毒、無害,對人體安全可靠。最終的反應產物為二氧化碳、水和其他無害物質,不會產生二次污染。
高效性
光觸媒利用太陽能或光能就能將擴散的環境污染物在低濃度狀 態下清除淨化,無須再使用其他能源。
光觸媒作為一種新興的淨化產品,主要有以下功能
空氣淨化功能
對甲醛、苯、氨氣、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等影響人類身體健康的有害物質有淨化作用。一般住宅大樓或辦公室中,已發現有20~30種揮發性有機物(volatile organic compounds, VOCs)存在,且其濃度通常為戶外環境的2~5倍。這些揮發性污染物的主要來源之一為室內建材所逸散。由於室內建材在加工製造的過程中,所使用的許多化學物質,部份的揮發性有機化合物(VOCs)將於室內空間裝修完成後,在未來使用的數年中,逐漸自原材料中逸散於室內空氣中,也因此造成不良的室內空氣品質,而直接或間接導致人體眼睛、呼吸系統的不適,甚而致癌。
抗病毒功能
東京工業大學與奈良縣立醫科大學、神奈川縣立產業技術總合研究所組成的研究團隊在2020年發表了一項研究成果,確認利用可見光應答型光觸媒材料,可以促進新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)的不活化。
研究團隊參考可見光應答型光觸媒之抗病毒性能評估試驗的日本工業標準JIS R 1756,培養了新型冠狀病毒株,並接種於光觸媒。接著再以1000lux的可見光(去掉400nm以下紫外光的白色螢光燈)進行照射,並與在未照射光線的暗處對照組,進行病毒量的計算。
實驗結果顯示,透過光照射1小時減少了病毒量99.7%,2小時後則確認病毒量減少至檢測極限的99.99%以下。此外,暗處的對照組在經過4小時後,也確認病毒量減少至檢測極限以下。透過此次的研究成果,今後可望利用可見光應答型光觸媒,為公共場所等飛沫附著或人體接觸的場所賦予持續性抗病毒效果。
抗病毒功能
一般消毒藥劑可將微生物殺死,卻不能將其屍體分解。以70%的酒精來說,它無法殺死腸病毒,但光觸媒在適當的設計下,可以將病毒細菌不只是殺死,而是將病毒細菌(有機物質構造)分解成為無害的水或及二氧化碳。簡單的說它是利用其氫氧根及氧將其分解,它的氧化能量比臭氧還高,一般之抗病毒劑是無此功能,因此它可作為對大腸桿菌、黃色葡萄球菌等優良的預防性抗病毒材料。
除臭功能
對香煙臭、廁所臭、垃圾臭、動物臭等具有除臭功效。
防污功能
防止油污、灰塵等產生。具有防止浴室中的黴菌、水銹、便器的黃鹼及鐵鏽和塗染面褪色等現象產生的功效。
淨化功能
具有水污染的淨化及水中有機有害物質的淨化功能,且表面具有超親水性,有防霧、易洗、易乾的效能。
由於二氧化鈦誘發的肺致癌性與吸入可吸入二氧化鈦顆粒、顆粒在肺部的滯留和溶解度差有關,被認為是造成肺中觀察到的毒性和隨後的腫瘤發展的原因。因此在 2017 年 9 月 14 日關於二氧化鈦物質的科學意見中,RAC 提議該物質歸類為吸入致癌物要求納入法規管理,條例自其在歐盟官方公報上公佈通過後於2021年9月9日正式生效。
條文中規定,含有二氧化鈦的混合物1%,或散佈在空氣中的顆粒直徑小於 10 微米(10,000 奈米) 的二氧化鈦液體混合物的包裝上應帶有以下聲明:“警告!噴灑時可能會形成危險的可吸入飛沫。不要吸入噴霧或霧氣。” 含有 1% 或更多二氧化鈦固態混合物的包裝上應帶有以下聲明:“警告!使用時可能會形成有害的可吸入粉塵。請勿吸入灰塵。