技术简介

1、光催化技术原理

“百科特奥”光催化空气净化消毒器是一种以纳米二氧化钛为催化剂，通过紫外光激活，产生游离电子及电子空穴，生成极强的光氧化还原功能，可氧化分解各种有机化合物和部分无机物，破坏细菌与病毒的细胞膜和固化病毒的蛋白，摧毁它们的RNA和DNA，将其杀死并分解成二氧化碳和水；同时还有极强的去污、除臭功能。是当今空气净化的领先技术。在光催化反应过程中，首先在纳米二氧化钛表面产生电子和电子空穴，电子空穴将附着于二氧化钛表面的水氧化，转变成氢氧自由基；而电子将空气中的氧还原，使其变成超氧化离子。氢氧自由基与超氧化离子将纳米二氧化钛表面的有机化合物氧化分解，有机化合物的中间体的原子团与氧分子产生原子团连锁反应，最后被氧气消耗，被分解为水和二氧化碳。通俗的说，有以下几个方面：

（1）是一种强氧化反应，靠夺取微生物中的氧原子来完成消毒灭菌的功能；

（2）是一种光电反应，在目前循环风动态消毒技术中反应最快的一种反应；

（3）紫外线作为光催化强氧化反应作用能量的同时具有消毒灭菌作用；

（4）是能低的动态空气消毒方式；

光催化示意图如下：

紫光灯

光催化网

2、光催化净化消毒优化结构与集成技术

（1）产品结构与集成

本产品通过优化反应型式（光催化网受光点与紫外线形成垂直角度，光照好、反应充分、光催化网表面积大，风阻小），科学的功能结构配置、智能化控制程序、有效的安全防护装置，有机地将滤网除尘、活性碳纤维吸附、紫外光杀菌的同时与纳米网产生催化作用、光催化分解污染物与消毒、负离子聚降悬浮污染颗粒、补充室内负离子、臭氧快速消毒等多种净化技术组合成高效率净化消毒的作业流程，可长期稳定、安全地运行，操作、维护简便。

（2）产品工作流程：

在强力风机作用下，大量气流被吸入进风口，通过过滤网滤掉灰尘和纤维物，再经活性碳纤维立体网吸附氧化后，气体进入由纳米二氧化钛网和数支紫外光灯组成的光催化室，进行充分氧化还原反应，摧毁病毒与细菌的RNA和DNA，分解有毒有害物质，生成二氧化碳和水，负离子发生器不间断地补充因室内密封而减少的负离子，使空气清新，消除室内人员因缺乏负离子产生的疲劳症状。流程示意下

紫 光

灯光 如下

3、各种空气消毒技术介绍

目前，普遍采取的空气灭菌消毒方式主要是：

（1）利用紫外线灯管进行室内空气灭菌消毒；

（2）喷撒、蒸熏水进行空气消毒；

（3）臭氧发生器通过释放一定浓度的臭氧对空气进行消毒；

（4）循环风紫外线空气消毒器

（5）高压静电吸附利用电场的吸附颗粒物进行空气消毒。

（6）利用多级过滤，空气层流方式以消除细菌载体达到消毒目的。

4、光催化消毒器与紫外线消毒器的比较：

部件：紫外线灯管部件对比：

与其他消毒净化方法比较：

百科特奥空气净化器特色优势

1、百科特奥净化器技术的先进性

“百科特奥”光催化空气消毒器系列产品是通过技术创新们评审获得支持的一个光催化空气净化技术项目，其在光催化空气消毒的技术上处于领先地位，是全国通过卫生部消毒器械组的评审，并获卫生部消毒产品批件（卫消字（2006）第0303号、0204号）的光催化空气消毒系列产品，在国内率先成功地应用于密闭舱微生物控制系统、厕所除臭系统、目标飞行器试验等，开创了在密闭环境中运用光催化净化消毒的新技术。

2、百科特奥净化器产品的优势

低能耗、光电反应速度保证长时间动态使用，安全可靠；

环保，保护健康。本产品无副作用，无二次污染，动态时臭氧量为零，机外紫外线泄露辐照强度为零。

（3）百科特奥净化器整机零配件配置优质、高效。电子电气配件均采用TUV、CE、3C认证产品，采用进口菲利浦紫光灯管，8000小时不衰减，253.7nm光波稳定无杂波。

（4）百科特奥净化器多项功能，综合净化空气。主要有：①滤除空气中飘浮的颗粒状污染物和纤维；②高效吸附分解有机有害物质，如甲醛、苯、二甲苯、氨等；③高效快速地杀灭病毒和细菌；④化解烟雾和异味；⑤补充空气中减少的负离子，并对人体神经，心血管，呼吸道系统所患疾病有一定的缓解作用。

（5）百科特奥净化器智能化程度高，可实现微电脑程序监控和无人操作。紫外线灯光衰减或任一灯管不亮，显示屏LED均会发出报信号，提醒更换灯管；当滤网积尘超标时，显示屏LED也会提醒清洗滤网。根据医院具体情况，可事先设置好程序，分不同消毒模式（动态、静态），分不同时间段自动启停，实现无人操作。

（6）百科特奥净化器净化组件使用方便，维护简便。

（7）百科特奥净化器拥有自主专利的高活性光催化网承载技术和独特的光催化反应结构型式、气固相结合的多功能净化消毒设备结构型式等技术，在光催化净化消毒技术上处于领先地位。

（8）百科特奥净化器空气净化器品种齐全，壁挂式、柜式、移动式、中央空调管道式、风口式、箱体式，适用面积无限制，并可根据客户的需要，提供解决方案。

3、质量保证体系

（1）以严格的ISO9001:2008质量管理体系保证产品质量

产品生产均按本企业〈产品生产质量标准〉和〈产品验收标准〉进行质量管理。所有生产人员上岗前均受过质量管理培训，具体实施按ISO9001:2000全员质量管理体系予以保证，即从购入原材料把关，到生产中每一道工序操作人员自检，下道工序操作人员验收，质检员抽检；成入库。全套程序如下：

（2）建立了严格的产品质量标准和验收标准

为保证产品的优质，主要电气零配件全部采用通过3C认证产品；并按照有关标准，制定了《产品质量企业标准》（Q/WJX-0012003  YZB/鄂汉007-2003），和《生产质量检验标准》（JX-WD-05-2-0）。

（3）严格的权威部门检验

对产品性能和卫生学检验认定通过委托湖北省、湖南省疾病预防控制中心完成，检测。 光催化文献上给的机理一般的是：光催化剂在相应的光响应区产生电子和空穴对，这个电子空穴对是可以发生复合的，光催化剂如何提高其效率的一个方面就是如何减少电子空穴复合，这个电子和空穴的概念有点象原电池反应过程，正极反应和负级反应是分开的。

通过电子和空穴向半导体表面不断迁移，使得光诱发电子和空穴向吸附的有机物或无机物种转移。在表面上，半导体能够提供电子以还原一个电子受体，而光生空穴则能迁移到表面和供给电子的物种结合，从而使该物种氧化。对于电子和空穴来说，电荷迁移的速率和概率，取决于各个导带和价带边的位置以及吸附物种的氧化还原电位。热力学容许光催化氧化反应能够发生的条件是：受体电势比半导体导带电势低，供体电势要比半导体价带电势高。与电荷向吸附物种迁移进行竞争的是电子和空穴的复合过程。这个过程一般都是在半导体颗粒内部和表面进行，且是一个放热过程。

光催化原理

  半导体光催化剂大多是n型半导体材料（当前以为TiO2使用最广泛）都具有区别于金属或绝缘物质的特别的能带结构,即在价带(ValenceBand,VB)和导带(ConductionBand,CB)之间存在一个禁带(ForbiddenBand,BandGap)。由于半导体的光吸收阈值与带隙具有式K=1240/Eg(eV)的关系,因此常用的宽带隙半导体的吸收波长阈值大都在紫外区域。当光子能量高于半导体吸收阈值的光照射半导体时,半导体的价带电子发生带间跃迁,即从价带跃迁到导带,从而产生光生电子(e-)和空穴(h+)。此时吸附在纳米颗粒表面的溶解氧俘获电子形成超氧负离子,而空穴将吸附在催化剂表面的氢氧根离子和水氧化成氢氧自由基。而超氧负离子和氢氧自由基具有很强的氧化性,能将绝大多数的有机物氧化至最终产物CO2和H2O,甚至对一些无机物也能彻底分解。

  什么是光催化？

 光触媒[PHOTOCATALYSIS]是光 [Photo=Light] + 触媒(催化剂)[catalyst]的合成词。光触媒是一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进化学反应的物质，光触媒是利用自然界存在的光能转换成为化学反应所需的能量，来产生催化作用，使周围之氧气及水分子激发成氧化力的自由负离子。几乎可分解所有对人体和环境有害的有机物质及部分无机物质，不仅能加速反应，亦能运用自然界的定侓，不造成资源浪费与附加污染形成。代表性的例子为植物的"光合作用"，吸收对动物有毒之二氧化碳，利用光能转化为氧气及水。

 光触媒于1967年被当时还是东京大学研究生的藤岛昭教授发现。 在一次试验中对放入水中的氧化钛单结晶进行了光线照射，结果 发现水被分解成了氧和氢。这一效果作为 “ 本多 • 藤岛效果 ” （Honda-Fujishima Effect）而闻名于世，该名称组合了藤岛教授 和当时他的指导教师----东京工艺大学校长本多健一的名字。

由于是借助光的力量促进氧化分解反应，因此后来将这一现象中 的氧化钛称作光触媒。 这种现象相当于将光能转变为化学能，以 当时正值石油危机的背景，世人对寻找新能源的期待甚为殷切， 因此这一技术作为从水中提取氢的划时代方法受到了瞩目，但由 于很难在短时间内提取大量的氢气，所以利用于新能源的开发终 究无法实现，因此在轰动一时后迅速降温。

 1992年一次二氧化钛光触媒国际研讨会在加拿大举行， 日本的研究机构发表许多关于光触媒的新观念，并提出 应用于氮氧化物净化的研究成果。因此二氧化钛相关的 专利数目亦最多，其它触媒关连技术则涵盖触媒调配的 制程、触媒构造、触媒担体、触媒固定法、触媒性能测 试等。以此为契机，光触媒应用于抗菌、防污、空气净 化等领域的相关研究急剧增加，从1971年至2000年6月 总共有10,717件光触媒的相关专利提出申请。二氧化钛光触媒的广泛应用，将为人们带来清洁的环境、健 康的身体。

物体之长度为 米称为微米(Micrometer; mm)，10 -9 米称为纳 米(Nanometer; nm)。各种应用材料也将由微米逐渐进入纳米时代。 纳米材料由晶粒1~100nm大小的粒子所组成。粒径极为微细，具 有极大的比表面积，且随着粒径的减少，表面原子百分比提高。 在表面上由于大量原子配位的不完全而引起高表面能的现象。表 面能量占全能量的比例大幅提高，使纳米材料具吸附、光吸收、 熔点变化等特性。利用纳米超微粒子技术与特性，研发出材料本身在反应时完全不 参与作用，却可促进并提高反应能量，以催化目标反应的触媒技 术已运用于环境清洁作用上，促使有害或有毒物质加速反应成为 稳定而无害物质，达到环保效果。

 纳米二氧化钛光触媒是一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进化学反应的物质，就象植物的光合作用中的叶绿素。光触媒在太阳光或室内荧光灯的照射下能产生抗菌、除臭、油污分解、防霉防藻、空气净化的作用。

光触媒的作用:

  抗菌性： 杀灭大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、克雷伯氏菌、 绿脓杆菌、病毒等。

  空气净化： 分解空气中有机化合物及有毒物质：苯、甲醛、氨、TVOC等。

  除臭 ：去除香烟臭、垃圾臭、生活臭等恶臭。

  防霉防藻： 防止发霉、防止藻类的产生, 防止水垢的附着。

  防污自洁：分解油污,自清洁。

光触媒的特性:

  1.安全性:作为食品药品添加剂，经过美国FDA认证，使用非常安全。

  2.持久性:由于光触媒只是提供了反应的场所，它本身并不参与化学反应，所以它的作用效果是持久的。

光触媒的应用 :

 杭州特奥通过多年开发研究出一种具有混晶结构纳米二氧化钛光触媒泡沫镍网，具有良好的光催化性能 。 杭州特奥环保科技有限公司研发部提出该光触媒能利用光源特定波长的能量产生光催化效应,使附着在物质表面的氧气和水分子激发生成具有超活性的OH和O2自由离子基。这些具有强氧化性的自由基几乎可以分解所有对人体或环境有害的有机物质和部分无机物质,最终可将有机物、细菌等分解为二氧化碳和水。因此纳米二氧化钛光触媒泡沫镍网经过特定波长的紫外线照射进行光催化反应可以起到除臭、抗菌消毒、净化空气和自清洁的作用。

附件：专利 

附件：引用文献: 纳米光催化空气消毒器消毒效果的对比研究