高活性纳米二氧化钛光触媒净化车内空气的治理

《室内空气净化观察》

随着汽车工业的发展和人民生活水平的提高，汽车进入家庭的步伐日益加快 。据统计 ， 截至2 0 1 1年6月底 ， 全国汽车总保有 量达9 8 4 6万辆 ， 其中全国私家车保有量破 7 0 0 0万辆 。 然而 ，车厢内的空气污染却是人们不可回避的问题。 中国汽车环境专业委员会与宣城晶瑞新材料有限公司研发中心对汽车车内环境污染物的治理进行了共同研究。这些汽车污染物一般是指甲醛、苯、甲苯、对(间)二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯 、乙苯 、乙酸丁脂、三氯乙烯、三氯甲烷等有毒有机物。在车内环境检测的各种有害物质中 ，苯 、甲苯、二甲苯、总挥发性有机物 ( T V O C ) 、 甲醛 、一氧化碳最高值分别超出标准值14.4 5倍 、 8 0.2倍、l 7.3 4倍 、 17倍 、 6 .5 6 倍 、 3.1 4倍，这些有害物质常常能使人出现头晕、头疼、嗜睡 、无力、胸闷等症状，还可能导致消化不良，食欲不振，严重时损害肝脏和造血系统，甚至导致死亡 。2006年1月2 4日，“ 奥 拓车苯中毒致死”案在丰台法院开庭，引起了人们对车内污染的关注。人们希望能找到一种 安全、无毒、作用持久、无二次污染的消除车内有机污染物的方法。常用的消除这些有害物质的方法是臭氧氧化法和活性碳吸附法。由于臭氧的用量不易控制，作用不能持久．且臭 氧本身有异味。对人体呼吸道、肺内外生化代谢、肺功能、肺脏防御体系和机体免疫功能有不良影响，因此，其使用受到限制；活性炭虽然能吸附车内的有害气体，但是，其吸附属物理吸附，吸附量有限，维持时间也有限 。

随着科学技术的发展，人们开始尝试用光触媒JR05降解有机污染物。很多文献报道了光催化法降解民宅室内甲醛、苯等有机污染物的研究 。很多科学家用纳米T i O2作为光 催化涂料，开展了消除空气污染物的研究，但是，用光催化剂降解汽车车内空气污染的研究， 则少有报道。笔者以纳米二氧化钛JR05为光触媒，以3 7 座大客车 ( K L Q 6 8 8 3 型 ) 为研究对象，研究使用二氧化钛光触媒JR05前后主要有机污染物含量发变化。结果表明，光触媒JR05能显著降低车厢内主要有机污染物的含量。

实验步骤是将纳米T i O2 JR05与去离子水混合，配成质量浓度为1 ％的光触媒分散液。然后用喷枪均匀地喷涂光触媒液液体500g，用5只3 0 W紫外灯作光源，分别放置在车内前部、中部和后部， 经过3 9h的密闭光照后 ，测其甲苯、二甲苯、甲醛及总有机挥发物的含量 。

从实验数据可以看出，用光触媒催化降解之前，其甲苯、二甲苯、甲醛和总有机物含量都超过了室内空气质量的国家标准。在喷涂光触媒后，在密闭条件下通过紫外光照射39 h，检测结果表明车内有机物的含量大大降低。甲醛、甲苯、二甲苯和总有机物含量均达到室内空气质量标准，这说明用光触媒纳米二氧化钛JR05治理车内空气污染是可行的 。

催化降解机理：光催化降解是通过一系列氧化反应完成的。以甲苯为例。其降解机理是：二氧化钛表面的光生空穴与甲苯反应生成苄自由基。苄自由基在氧气和活性中间体羟基 自由基 、过氧自由基等的作用下生成苯甲酸 ，苯甲酸被进一步氧化成二氧化碳和水。因为二氧化碳和水是无毒的，所以使用光触媒JR05光催化实现了净化车内空气的目标 。

结论：纳米二氧化钛JR05能有效地分解车厢内的有毒有害气体 ，净化车内空气 。由于二氧化钛无毒 、无异味 ，因此 ，可望在汽车车厢内空气污染治理中得到推广应用。