AOT

光催化高级氧化技术

Advanced Oxidation Technologies 高级氧化技术

产品应用领域

1、水净化：环境激素（EEDs）降解，有机氯化物的降解；

2、生活用水净化器：自来水中存在大量有机物、氯消毒副产物，其中有近40种致癌物，光催化水净化器具有下列作用，第一、降解水中微量有机污染物；第二、降解水中消毒副产物；第三、分解水中的微量藻毒素；第四、杀灭饮用水中的细菌和病毒。

3、医疗器械及外设：医用导管、手术室消毒；

医院的无菌病房墙壁光催化杀菌净化，避免交叉感染和去除异味；医药制造过程的无菌化，保障药品的安全。

4、太阳能利用：光解水制氢、CO2的光还原；

光解水制氢（清洁能源）、太阳能电池（直接发电）、光合作用（温室气体变油），但是此项技术还不成熟。

5、军事应用：防生化、野战保障。

防生化处理（细菌、病毒、毒剂）、军事掩蔽设施内的空气净化、潜艇中的空气净化、炸药推进剂废液的处理、远洋军舰上果蔬保障、野战场合的无菌水供应、野战医院的无菌手术舱。

世界范围研发

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，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年第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。

物体之长度为10 -6 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。

国内知名高校对UV/光触媒光催化杀菌消毒技术均有深入研究，并且其研究成果已经逐步从实验室向市场转化。海河大学环境与工程学院研究表明UV/光触媒光催化氧化技术具有无毒、广谱性杀菌、无二次污染的特点, 将其应用于饮用水消毒方面，光催化氧化产生的·OH及其它活性氧类物质对水中细菌、病毒、细菌孢子等具有很强的灭活能力。中科院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室、安徽建工学院及南昌航空工业学院共同研究指出TiO2光催化用于处理饮用水中的微量卤代物、腐殖质、微生物代谢产物，以及杀灭细菌、真菌和病毒等微生物效果显著，并且反应设备简单，催化剂材料容易得到，不需特殊氧化剂，反应没有明显选择性，具有巨大技术优势。河北大学化学系利用自制光触媒光催化剂，对饮用水中常见的氯消毒副产物三氯甲烷等有机卤代物进行了光催化去除研究，实验表明，对于三氯甲烷浓度为100μg /L的50 ml废水 , 当催化剂的用量为0.4g，光照时间3.0 h , 溶液中H+的浓度为1×10mol/L时，三氯甲烷的光催化去除率达95.0 %以上，同时对光催化去除三氯甲烷的机理进行了探讨，证明了三氯甲烷TiO2光催化去除反应遵循一级反应速率公式：l n C =-0.75 t +4.30，如果能够开发出高效的TiO2膜催化剂用于小型光催化饮用水深度净化装置将有助于造福人类。兰州大学资源环境学院研究认为TiO2光催化技术能有效降解饮用水中微量有机污染物使之彻底矿化，并具有很好的杀菌和抑制病毒活性的作用，是一种极具前景的饮用水处理技术。南昌大学环境科学与工程学院的研究表明光触媒光催化能够有效避免Cl2、O3、ClO2等消毒剂所产生的副产物（三氯甲烷、NOM等），同时还有较强的灭菌能力，而且能够去除细菌死亡过程中释放出来的毒素，在处理饮用水问题上具有明显的优势。

成熟产品

如果说各高校的研究为光催化水处理技术奠定了理论基础，那么各发明专利和实用新型专利则是该技术向市场应用的过渡。中科院广州能源研究所早在2003年就申请了“家庭式光催化饮用水净化装置”技术的发明专利，此装置主要是用于家庭饮用水的深度净化，将水中有机物无选择性的彻底氧化分解，最大程度的减轻氯消毒带来的污染。随后南京工业大学也申请了“用于饮用水深度处理的光催化集成装置”的发明专利。

2014年9月，保定太行集团与瑞典伟伦万特公司正式签约合作，将其全球领先的成熟产品——AOT水体净化设备国产化，并进行推广、应用。

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