全球在工业化迅速发展的同时面临着严峻的环境污染挑战，环境污染已经成为目前国内外广泛关注的焦点问题之一。大量由化学方法制备的日用品、装饰品，尤其是室内装修建筑材料等源源不断地进人了人们的居室及工作场所。人们在享受这些产品带来的舒适和满足的同时，也不断地受到它们所产生各种污染有害物质的威胁。另一方面，为了增强空调系统节能降耗的标准，人们在提高建筑物气密性和热绝缘性的同时也降低了空调系统室内最小新风量标准，导致室内污染物浓度得不到新风稀释而提高。调研表明，现代人平均有90%的时间在室内生活和工作，每天呼吸的绝大部分是室内的空气。室内空气质量、洁净程度与人们的健康紧密相关。研究表明，室内空气污染程度可达室外的5倍以上，有时甚至达到100倍之多。室内空气品质的好坏不仅影响着人们的身体健康，而且也影响着人们的工作效率。
在此背景下，室内空气污染净化问题已经成为当前建筑环境领域内的一个研究热点。目前，各国都对室内空气污染净化提出了更高的要求，制定了严格的标准。如何改善室内空气质量，发展实用高效的室内空气污染治理技术，开发高性能空气净化产品，创造卫生、健康、舒适的室内空气环境，正成为人类亟待解决的重大课题。
一、室内空气污染物的来源及危害
室内空气污染物主要有以下四类来源：燃料燃烧、厨房油烟产生的碳化物、硫化物、氮化物等；吸烟产生的尼古丁、焦油、烟雾、氯化物等；建筑材料及室内装修等释放出的甲醛、苯系物、氨气等；灰尘、毛发、皮屑、细菌颗粒等悬浮物。人们长期生活在这种含有大量污染物的空气中，身体会感到不适，甚至出现身体衰弱、导致各种慢性疾病的发生等。
甲醛是众多室内污染物中最常见的一种，主要来自混凝土、墙纸、合成板材、油漆、粘合剂等，长期吸人会导致咳嗽、哮喘、慢性鼻炎等呼吸道疚病的发生，严重的甚至会导致自血病等。我国对部分建筑物室内空气污染水平的检测数据表明，新装修后污染严重的房间空气中甲醛的峰值浓度能达到0.810mg/m³，超过国家标准限值10倍以上。氨气是室内空气的主要臭气之一，多来自于混凝土外加剂(如防冻剂、膨胀剂)、涂料添加剂等。氨气对人体的上呼吸道有刺激和腐蚀作用，常引起皮肤黏膜和眼结膜炎症，降低人体对疚病的抵抗力。苯系物是家庭装修材料中又一类严重伤害健康的致癌物质，典型代表是苯和VOCs。慢性苯中毒主要是对皮肤、眼睛和上呼吸道有刺激作用。由此可见，室内空气质量的好坏将密切关系到人们的生存质量和生命健康。
二、纳米光催化技术的原理
纳米科技是上个世纪80年代末逐步发展的前沿交叉学科领域，近年来在材料、环境、能源、化学、生物等方面展现出广泛的应用前景。UV光解催化净化器光催化净化有机物的原理是：利用半导体光催化剂在一定波长的光线(紫外光)照射下受激产生高能电荷、电子、空穴，空穴分解催化剂表面吸附的水产生氢氧自由基，电子使其周围的氧还原成活性离子氧，从而具备极强的氧还原作用，将吸附在催化剂表面的污染物分解或还原成无害物(如CO2、H2O、N2等)，从而达到净化空气的目的。
UV光氧净化器纳米光催化剂产生的量子效应使其具有独特的不同于体相光催化剂的理化性质，如具有较大的比表面积、特殊的光学性质、较强的光催化活性等。其应用范围十分广泛，可用于空气净化、污染水处理、抗菌等。目前得到应用的主要是纳米TiO2和纳米ZnO，TiO2的光催化活性高、化学性能和光电化学性能稳定、耐光腐蚀、成本低，且对人体无毒，是研究和应用中最为广泛的单一化合物光催化剂，常作为建筑和装饰材料。TiO2的晶型对催化活性的影响很大，其中锐钛型TiO2的表面对O2吸附能力较强，具有较高的催化降解活性。将锐钛型和金红石型TiO2按一定比例混合得到的纳米TiO2光催化剂是实际应用中最常见的光催化剂类型。研究表明，使用纳米TiO2光催化剂的墙面涂层，在可见光照射下对室内的甲醛和苯等空气污染物起到了非常好的降解效果。
三、TiO2纳米光催化技术的应用
光解催化净化器纳米TiO2粉体光催化活性高，但在实际应用中会发生纳米粉体容易团聚、流失，难以分离、回收等弊端，直接使用的话会限制该项技术的应用。因此，负载型纳米TiO2光催化剂是其应用的主要形式。为了能够有效分散纳米TiO2，载体的用量占据了很大的比例。除了要求载体具有一般催化剂载体稳定、廉价、比表面积大和尽可能高的协同催化效应外，还要求技术操作简单和维护方便，美观和不影响室内装修的整体效果。常用的负载型纳米TiO2光催化剂载体主要有以下三种形式：
(1)玻璃载体。玻璃廉价易得，具有良好的透光性，便于制备成玻璃片、玻璃珠、玻璃螺旋管等各种形状，已经作为纳米TiO2光催化剂载体得到了广泛应用。玻璃的主要成分除了SiO2外还含有Na+和Ca2+等离子，这些离子会吸附空气中的水，加大薄膜的表面的经基含量，进而促进光催化反应的进行。但是，当TiO2薄膜厚度小于500nm时候，Na+和Ca2+会渗透到薄膜中对光催化能力起到负面影响。玻璃载体的不足是比表面积较小，对所负载的活性组分的活性影响很小。
(2)陶瓷建材载体。陶瓷是常见的建材，具有价廉、多孔性、耐高温、耐酸碱腐蚀和不易被分解的特点，纳米TiO2的加人使陶瓷具备自清洁功能，通常釉面陶瓷载体负载TiO2的光催化效果好于无釉面陶瓷。这是因为TiO2薄膜在釉面陶瓷表面分布比在无釉面陶瓷上均匀致密，且无釉面陶瓷基质的Ca2+容易渗透到TiO2薄膜上，对光催化能力起负面影响，导致TiO2/无釉陶瓷的光催化活隆小于TiO2/釉面陶瓷。将纳米TiO2光催化绿色涂料对密闭空间内的氨气进行降解，七天后光催化降解效率达到91%，降解产物为N2和H2O。对氨气浓度较高的房间得到了很好的降解效果。
(3)纤维织物载体。纤维织物具有较大的比表面积，可以有效避免TiO2粉体在负载过程中因高温焙烧产生的晶型转变及比表面积下降的情况，将纤维织物用于光催化载体，利用纤维织物微孔丰富且分布窄、吸附容积高等特点，研制的纤维负载型TiO2光催化剂有效地提高了室内污染物光催化降解效果。纤维织物载体的典型代表是活性炭纤维，用来治理甲醛污染，效果很好。一方面TiO2光催化降解被吸附的甲醛，使活性炭纤维再生；另一方面，活性炭纤维的强吸附作用为TiO2的光催化提供了高浓度的反应环境，加快了反应速率。
光氧净化器纳米光催化净化技术用于治理室内空气污染，不需要其他化学助剂，反应条件温和，能够分解几乎所有有机物，去除空气中的有害污染物质，最终产物通常只有CO2和H2O。因此，适用于各种类型和各种场合的室内空气净化。不过，纳米光催化净化技术在产品产业化方面还有一些不足，如纳米光催化剂的制备工艺及纳米光催化空气净化设备系统设计的优化等。相信在解决了这些问题之后，纳米光催化技术将会更普遍地应用于日常生活之中，改善人们的工作、居住环境。
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