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努民、鐘建軍、李文秀 丸山貞夫

1、前言：以納米TiO2 為主要材料的光觸媒在紫外線光的照射下，與空氣中的水分子接觸，能產(chǎn)生強(qiáng)氧化力的氫氧自由基（--OH-），從而強(qiáng)效分解有機(jī)化合物，因此被廣泛應(yīng)用于與大氣凈化、水凈化、抗菌、除臭四個(gè)方面有關(guān)的方方面面。TiO2自體是無(wú)害半導(dǎo)體金屬化合物，被應(yīng)用于防紫外線劑、化妝品等許多領(lǐng)域。在美國(guó)和日本為公認(rèn)的食品添加劑。二十年前TiO2 已在瓷磚、涂料中被廣泛使用，各相關(guān)企業(yè)也開(kāi)發(fā)出很多相關(guān)產(chǎn)品，但除此之外，TiO2 光觸媒的實(shí)際效果我們卻知之甚少。光觸媒在紫外線或一部分可視光照射下產(chǎn)生效果，這種效果只產(chǎn)生于光觸媒表面，也就是說(shuō)，對(duì)象物質(zhì)只有接觸光觸媒表面才能發(fā)生分解反應(yīng)。如下圖所示，光觸媒的分解能力取決于下列各種因素：紫外線與光觸媒的接觸面積，觸媒的活性能力（紫外線波長(zhǎng)與電子空穴對(duì)的生成數(shù)），紫外線強(qiáng)度和照射時(shí)間等2、 光觸媒應(yīng)用的限制問(wèn)題因光觸媒有強(qiáng)烈分解有機(jī)物的特點(diǎn)，使其被局限于無(wú)機(jī)物制品上，如陶瓷、玻璃等，雖然能分解細(xì)菌、病毒、有機(jī)化合物等，但對(duì)有機(jī)底材也產(chǎn)生分解作用，因此，在有機(jī)纖維制品的應(yīng)用領(lǐng)域受到很大限制，如何將光觸媒的抗菌、除臭、防靜電、抗紫外線、易去污、吸濕快干等功能應(yīng)用于紡織纖維制品上，是光觸媒科研人員多年研究的課題。主要問(wèn)題是：TiO2 光觸媒使用的溶膠強(qiáng)度、常溫低壓加工技術(shù)，特別是纖維制品耐熱強(qiáng)度低，使常溫、常壓下光觸媒的加工受到限制。如圖所示; TiO2 光觸媒在無(wú)機(jī)物上的使用圖

3、 光觸媒在纖維加工制品應(yīng)用問(wèn)題的解決經(jīng)多年的研究開(kāi)發(fā)，我們解決了以下問(wèn)題1）常溫加工，使光觸媒技術(shù)在紡織品領(lǐng)域應(yīng)用成為可能；2）采用無(wú)機(jī)物作為緩和材，抑制有機(jī)底材的劣化；3） 觸媒與溶膠的完美結(jié)合，解決了附著強(qiáng)度問(wèn)題，同時(shí)，觸媒又有足夠的分解空間。如圖所示：為使TiO2 光觸媒不直接接觸纖維（有機(jī)物），我們采用了磷灰石和二氧化硅無(wú)機(jī)物