论光催化技术在建筑环境与设备中的应用

【摘要】随着经济的快速发展，能源问题也日益凸显出来。光催化技术是一种高级氧化技术，在节约能源资源，促进人类可持续发展的历史上有重要的意义。随之，也快速应用于建筑环境与设备中去。光催化技术涉及科学研究的各个领域，到目前为止，仍存在一些问题。文章分析了光催化技术的意义，探究了光催化技术在建筑环境与设备中的应用，以供参考。

【关键词】光催化技术 建筑环境与设备应用 含义

中图分类号：O643.3 文献标识码：A 文章编号：

光催化技术是一种在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术，是目前研究者们开发的重点。现在，光催化技术在建筑环境与设备领域有着广泛的应用，设计者们普遍用之改善室内空气质量，提高室内空气指数，有空气净化、杀菌的作用。

光催化技术的研究开始于20世纪50年代，发展于60、70年代。光催化技术在建筑环境建设与设备的应用研究还是近10年的事情。在建筑环境与设备领域中，利用光催化技术改善室内环境，光催化技术的杀菌作用对玻璃幕墙和建筑装饰表面的自清能力，纳米技术强化空调与制冷设备的传热性能是目前国内外研究开发的重点。

在光催化技术研究方面，国内有许多高校纷纷展开这方面的研究，已经取得了一系列填补国内空白的研究成果。国际上，日本在光催化技术的理论研究方面一直处于世界领先地位，在应用方面取得了突破性进展，产业化程度高、产品种类齐全。

光催化技术在室内的净化作用

目前发现的有光催化活性的物质主要是一些半导材料，半导体材料光催化技术以其室温深度反应及可直接利用太阳光作为光源来活化催化剂等独特性能而成为一种具有广阔前景的处理空气环境污染的技术。

光催化空气净化的本质是在光电转换过程中进行氧化还原反应的。光催化技术不同于传统的过滤吸附方法。传统的过滤吸附方法只能起到使污染物转移的作用，并不能对污染物彻底到根除，需要定期更换滤芯。光催化技术可以直接利用各种途径的紫外线光，在室温条件下就能将室内病毒、污染物化解。用光催化技术制成的空气净化器可以在一定程度上解决室内空气污染的问题，现在光催化技术在室内领域研究工作主要为3个方面：一是降解机理研究，二是降解效果研究，三是反应器运用研究。

二、通过目前一系列的实验，我们可以总结出市场上一些光催化空气净化器产品存在的一些比较突出的问题

产品质量有待考验。不是所有的光催化空气净化器都真正具有光催化空气净化效果；

由于技术问题，光催化材料和吸附过滤材料的配置问题没有得到解决；

目前，市场上有关催化装置性能的说明没有严格的科学依据，缺乏相应的规章制度来加以监管。

光催化技术在杀菌方面的运用

目前，市场上无机抗菌材料主要分为3类：一类是光催化型无机抗菌材料，二是金属离子氧化物型无机抗菌材料，三是稀土激活催化复合型无机抗菌材料。

下面，作者就其中的光催化涂料做详细解释。应用纳米多功能光催化涂料可降解室内空气中甲醛、苯等污染物。日本推出了车体及建筑用防污涂料，现在这项技术已经应用于建筑、住宅设备等多个领域，并实现了产业化。日本某公司研究出一种利用光催化作用防止藻类附着的瓷砖，并迅速推广开来，在建筑领域影响巨大。该类瓷砖可以防止藻类在其上繁殖，通常可以运用于公园等水池设施，也可以用于居家卫生间。

除此之外，光催化技术在杀菌上面的应用不仅可以应用于建筑与设备领域，还对人体杀菌有着不容小觑的作用。光催化型无机抗菌材料杀菌时一般需要在光的照射下才起作用。传统的无机类抗菌剂含银、铜、锌等金属离子，不需要光的照射即可使细菌失去活性，但细菌被杀死之后，可以释放出制热和有毒的组分如毒素，内毒素是致命物质，可以引起伤寒、霍乱等疾病，但光催化型催化剂却是可以将内毒素等中间产物彻底去除。

光催化技术在自洁、防雾方面的应用

光催化型材料可以与空气中的水解离吸附在氧空位中，成为化学吸附水，化学吸附水可进一步吸附空气中的水分，形成物理水吸附层，在表面构成了均匀分布的纳米尺寸的亲水区，类似于二维的毛细管现象。以往自清洁玻璃的开发是在玻璃表面涂制含氟的高分子薄膜，其耐热性和耐候性存在问题，采用光催化型材料制成的自清洁玻璃已经成为建筑工程领域生态发展的前景。目前，国际上在光催化材料的研究上已经不小的成就，利用光催化材料制成的自清洁和防雾剂可以保持玻璃幕墙的清洁、透明。

光催化技术在建筑环境与设备中应用的研究现状

目前，日本在光催化技术研究与运用领域一直在世界上处于领先地位。近年来，日本产业界一直积极活跃于开拓光催化技术新运用领域中，积极开展学术方面的研究和技术上面的交流，已经形成一个相当规模的市场。在2001年日本成立了世界上最大也是世界上最早成立的光催化团体――光催化产品技术协会，该协会结合日本光催化产业界、学术界、政府部门的优秀人才，掌握着日本光催化产业的优秀资源，目前该团体已经有了300多名团员。为推动日本能源经济改革，发展生态建筑，该协会已经开展了有关光催化产品质量标准的策划、光催化性能评价试验方法的标准化，还策划了光催化标志、术语等相关标准的制定。此外，日本光化学协会、光催化产品企业协会、日本表面科学会等组织的成立推动了光催化技术的更新发展，提高了光催化产品的质量标准，确保了市场销售的光催化产品的性能、品质和安全，在光催化技术知识的普及方面有着举足轻重的作用。

为了改革我国经济结构，发展生态经济、生态建筑，相关部门也要对光催化技术在建筑环境与设备领域的运用给予高度重视。对相关工作者和研究者给予政策和经济上的补贴、优惠，设立专项研究基金来赞助重点研究项目，对光催化空气净化进行研究。按照国际发展绿色经济，节约能源消耗的经济发展目的，在建筑工程施工时要遵循节能原则，要求利用最新材料和先进的空气处理技术――太阳能纳米光催化技术，用具有自洁、杀菌和降解空气中有害的气体作用的瓷砖、地板砖、卫生陶瓷、壁纸等改善室内抠门和空气质量。光催化技术的研究设计生活中的各个领域，要做好该技术的研究无疑是件艰巨的工作，为此，笔者认为加强信息资料的管理，及时总结、更新相关资料文献极其重要。资料管理也是建筑环境与设备领域中的一个重要组成部分，同时也是使得生态建筑走向规范化的必经之路。因此，总结光催化技术研究信息工作应该走向正规化、标准化的道路，每一步骤都应该严格地进行控制。

经济的发展不仅要注重速度，还要提高质量。在能源资源紧张、环境每况愈下的今天，光催化技术的应用显得尤为重要，不仅可以降低建筑企业的经营成本，也有助于改善环境，发展生态建筑，有助于国家的可持续发展。加快光催化技术的研究，是我们每位学者的责任。

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