光催化劑的6大應用領域

光催化劑是光催化空氣凈化產品中常用的一種，對它的使用主要是通過在建筑外裝、內裝上噴涂光催化劑來達到凈化室內外空氣的目的。光催化不僅可以用于室外，也可以在室內借助熒光燈和LED等室內照明達到同紫外光同樣功能的凈化效果。

光催化空氣凈化器可以有效分解空氣中因家裝而揮發的有毒、有害物質，達到凈化空氣的目的。目前，光催化空氣凈化器主要有適用于商場、學校、醫院、公司的空氣凈化系統，家庭用空氣凈化器，車載空氣凈化器，光催化空調等。

近年，日本新干線部分車廂也安裝了光催化空氣凈化裝置，空氣凈化裝置內置了氧化鈦涂層的多孔質陶瓷以及作為紫外線光源的黑光，通過將其交互式多層排列，達到殺菌除臭的效果。

20世紀80年代，日本在大都市交通密集地段，定期在路面噴涂光催化劑，來快速分解汽車尾氣中的有害物質，達到凈化空氣的目的。目前，道路建設中具有凈化功能的道路建材，如涂料、水泥、防音壁、遮光板等也被陸續使用。

在中國，國家體育館、鳥巢、上海世博館等都通過噴涂光催化劑來凈化室內環境和維護建筑設施的潔凈。2018年北京地鐵6號線全線嘗試進行光催化噴涂，以消除車廂異味。

在建筑外墻上噴涂光催化劑后，在太陽光的照射下能夠快速分解建筑表面的污染物和有害物質，下雨時被分解的污染物隨著雨水被沖刷掉，從而保持建筑外墻的美麗和色澤，達到自潔的效果。

1998年日本專業陶瓷生產公司TOTO開發了具有自潔功能的光催化瓷磚，由于光催化的氧化分解能力，可以使空氣中細菌的數量大量減少，進而保證醫院的空氣質量。光催化瓷磚不僅能殺菌、抗病毒，還能抑制異味、防腐、防污垢。

即在玻璃表面涂上具有高光催化功能的薄膜，由于光催化的氧化功能和超親水性，能有效去除污垢，即使在雨天也能較好地保持玻璃的清潔。

目前，光催化玻璃在日本應用較為廣泛，如日本中部國際機場、橫濱市水道局、商場、住宅大樓等都有安裝光催化玻璃的實例。

此外，光催化玻璃還被應用到了汽車后視鏡、新干線列車的車窗上，不僅能保持汽車外觀的清潔美觀，還能保證雨天駕駛的安全。

日本許多體育館、倉庫、車站通道的屋頂，商店、娛樂設施的遮陽棚，住宅平臺屋頂等均采用光催化材料設計，即美觀又清潔。

中國國家大劇院的頂棚，也采用了光催化技術，具有很好的清潔、防污等功能，自凈化效果非常明顯。

光催化在農業方面的應用主要用于、和上。眾所周知，水果和蔬菜存放時間久了會變質，這是因為，開始變質的部分會釋放出能促進水果和蔬菜成熟老化的乙炔氣體，促進未變質部位快熟變質。如果使用光催化，能將乙炔氣體分解為二氧化碳和水，易于水果和蔬菜的長時間保存，保持其鮮度。使用光催化不僅可以保鮮，還可以抑制細菌、霉的繁殖，保持存放水果、蔬菜空間的清潔。

應用養液培植蔬菜、水果是農業栽培的常用方法，不僅能促進農作物的生長，還能使瓜果、蔬菜避免病蟲害的侵蝕。養液栽培使用過程中主要的問題是養液水的處理，如果不排水，循環使用會減少果菜產量；如定時排放污水容易造成環境污染。利用光催化處理循環水，建立去除對生長有害物質的清潔系統，提高養液使用率，進而凈化環境。

實驗發現，光催化產生的活性酸素能對種子發芽產生一定的影響。經過光催化劑處理的種子，其發芽率遠高于普通種子的發芽率，因此，在發芽率較低的草藥中使用光催化劑可大大提升草藥的收益率。

除了抗菌消臭、防污的功能外，光催化還可以應用到水凈化領域。利用二氧化鈦光催化技術降解水中有機污染物，特別是當水中有機污染物濃度很高或用其他方法難以處理時，光催化的凈化效果是非常明顯的。

但是，有效除菌的水凈化系統的開發較為困難，因為粉末狀二氧化鈦光催化遇水易分散，不利于回收。日本千葉大學研制開發的二氧化鈦光催化薄膜小球，將粉末狀二氧化鈦成膜于球狀金屬氧化物表面，可以將其與水分離，有效回收再利用。在日本千葉公園使用光催化薄膜小球進行污水凈化處理后，取得了較為明顯的效果。

小鎂光催化實驗系統