“光催化剂”这个词对你来说可能很陌生，但实际上，它已经在悄悄进入你的生活。

光催化剂处理技术广泛应用于人类生活中。怎样对付车门上镜子的起雾现象，可以在镜子上涂上一种光催化剂。2004年的多数日系车都将涂有光催化剂的门镜作为标准设备，2005年系车的光催化剂门镜比例也逐步增加。在美国市场占有很大份额的镜子制造商目前刚开始生产光催化剂门镜。

用光催化涂料粉刷房间，墙面不会留下灰尘，涂料本身无味，对人畜无害。利用阳光和雨水可以轻易的消除墙壁上的灰尘，十分环保。

这是台湾的一座生态博物馆，该博物馆使用光催化PVC材料，由太阳铁工工业公司建造而成。

什么是光催化剂?

1967年，东京大学的Kenichi Honda教授和Akira Fujishima教授 (时任研究生)发现，在紫外线照射(Honda-Fujishima效应)下，铂二氧化钛电极可以将水分解为氧和氢。这个化学反应类似于光合作用。在这个反应中，二氧化钛起催化作用，因此被称为光催化剂。由于具有解决能源问题的潜力，二氧化钛迅速成为研究热点。但是，研究发现该反应生成氢气燃料的过程较缓。

1990年，东京大学先进科学和技术研究中心的Kazuhito Hashimoto博士(Fujishima博士的助理)发现光催化剂具有较强的氧化分解能力，因此得出二氧化钛光催化剂表面有防污、抗菌和脱臭的性能。

1995年，FFujishima，Hashimoto和Toshiya Watanabe博士（先进科学技术研究中心的教授），发现二氧化钛光催化剂的超亲水特性。当光催化剂受到辐照时，表面具有超亲水特性。表面的污垢很容易溶于水，并借此除污。同时，这种超亲水特性的涂层无法凝聚水滴，因此可以阻止雾的形成。

1994年，日本TOTO公司（福冈）开发出一种除污、抗菌和除臭的瓷砖，该瓷砖使用光催化剂技术制造。随后，TOTO公司和东京大学向专利局提出光催化剂技术的联合应用，并授予光催化剂技术专利。

自洁式织物结构

TaiyoKogyo 公司的研发总监，同时也是日本光催化协会的主席Takashi Nohmura 说：“在1995年，我第一次听到光催化剂。我们要求日本Nippon Soda公司在PVC制品表面涂上光催化剂手工油漆。经过几个月的室外曝晒试验，该材料的防污能力呈现令人称奇的结果。根据阳光和降雨的频率，脏试样的表面不断清洁，就好像有人偷偷地擦去了表面的灰尘。现在众所周知的这种自洁效应在当时看来是不可思议的，我们甚至怀疑被骗了。”

建筑面料一直使用丙烯酸或氟聚合物涂料的PVDF和PVF薄膜层压PVC塑料，制造商试图降低建筑面料的土壤阻力，但一直没有取得足够的成效。

Nohmura说：“织物结构很容易变脏，这十分令人头疼。我们最终利用涂料表面的光催化剂解决了这个问题。”

1998年Taiyo Kogyo公司和Nippon Soda公司基于TOTO公司的专利，推出了光催化处理的 PVC面料。截至2003年12月31日，Taiyo Kogyo公司卖出了9041760平方码的光催化PVC面料，并销于中国，台湾和泰国以及其他国家。该公司也为遮雨篷等织物的制造商们提供了这种光催化PVC面料。日本大阪的Kuraray有限公司就是其中之一。Kuraray有限公司纤维和工业材料的经理Atsumi Adachi说:“我们开发的光催化天幕织物卓越®系列是基于Taiyo Kogyo公司和Nippon Soda公司的研究成果，并于2004年1月投入日本市场。该系列具有优良的抗污垢系能，取得了让客户满意的效果。这种遮雨棚，大幅地削减了清洁和维护的成本。使用二氧化钛作为催化剂，具有化学稳定性，所以维护好织物表面的二氧化钛就可保证遮雨棚的自清洁性能。”

日本Yamaguchi Sangyo有限公司尝试在制备出PVC之后、使用安装之前涂覆光催化涂料。Yamaguchi Sangyo有限公司的总裁Atsuki Yamaguchi说:“我们使用特殊的设备将光催化材料涂覆在织物上。涂层材料是由公司在Saga的专利改进得到。2004年4月，我们首次使用这种技术安装了Atagohama幼儿园， 9月份在北九州博物馆，我们又再次使用了该技术。”

催化剂和聚四氟乙烯

商业化生产的PTFE涂覆玻璃纤维织物具有良好的耐候性和耐燃性，可以长期使用，但是由于本身具有疏水性，其土壤阻力高，无法去除城市的煤烟和烟雾。光催化处理的 PVC土壤阻力小，价格便宜。Taiyo Kogyo研发了光催化处理聚四氟乙烯玻璃纤维，并在2003年8月投入市场。Nohmura说：“直接利用光催化剂作为涂层是很困难的。在PTFE处理的表层涂覆加入光催化剂的聚四氟乙烯纤维树脂混合材料，这是一个突破性的产品。”

根据日本(JIS)R1701-1工业标准，于2004年开展的实验证明：这种新材料具有很强的氧化分解空气污染物的能力。面积达979433平方码的光催化织物可以分解由1.7辆四吨位的卡车产生的二氧化氮(NO2，主要空气污染物)。光催化膜结构可以减少环境中二氧化氮和二氧化硫的含量。Nohmura说：“膜结构不仅可以提供灵活独特的内部空间，也具有高防火性、化学稳定性、抗拉强度、耐久性的特点。光催化聚四氟乙烯玻璃纤维织物作为一种领先的技术未来的大型膜结构中得到大量的应用。”

人们很自然的想到利用光催化剂涂于建材表面，使得建材可以获取足够的阳光和雨水后发挥光催化剂的效用。光催化剂涂层可以应用于建材的各种外部材料，如瓷砖、玻璃、幕墙和外板等，称之为自洁材料。Nohmura指出，Taiyo Kogyo将在2005年的日本Aichi世博会上展示光催化剂技术。

催化剂、冷却和空气质量

最近，催化剂再次用于能源问题的研究。夏季天的巨大能耗已然成为城市的重要问题，传统建筑的冷却系统会消耗大量的电力。还记得2003年夏季的停电事件造成纽约大部分地区的电力供应紧张的问题吗？城市由于夏季热空调系统不断向外散发热量，往往会形成所谓的热岛现象。

由于光催化剂的超亲水性能，在存在水的条件下，经光催化剂处理的建筑外部会覆盖一层薄薄的水膜。水只在光催化剂的表面传播，而不凝结成水滴，通过水的热蒸发吸热，可以降低建筑的冷却负荷。日本神奈川的一个新能源和工业技术发展组织国家项目正在启动，该项目旨在利用光催化剂技术节约建筑能源，减少城市热岛现象。目前，有包括Taiyo Kogyo和Izumi-Cosmo在内的几家公司参与了该项目。Izumi-Cosmo于2003年和2004年在Nissan Shatai公司开发出光催化建筑冷却系统。

在该项目中，涂有二氧化钛光催化剂的涤纶网眼织物与氟碳聚合物复合，涂覆在一座三层矩形钢筋混凝土施工建筑物上。该建筑体的东西墙上安装有36个板长1.49 – 7.28米的板。在输送泵的传送下，板上连续以220cc/min的速度喷雾水。涂有光催化剂的外墙表面在连续喷水时为45.34摄氏度，比没有涂光催化剂的外墙表面温度（52.94摄氏度）低7.60摄氏度，比水的温度（48.28摄氏度）还低2.94摄氏度。温度是由红外摄像头记录，此时的室内温度降低了0.99- 1.99摄氏度。

Izumi-Cosmo公司工业原料部门的主管HaruhisaHirata 说：“水墙®系统具有良好的冷却效果。工人们都说水墙®系统在使用时有明显不一样的效果。

织物产品的另一项突破是光催化过滤器用于空气清洁剂。日本大阪N.I. Teijin Shoji公司的Takashi Yoshimura说：“我们正在开发一种空气滤清器。该滤清器使用光催化过滤器，具有抗菌性，可以消除空气中所有的霉菌孢子、细菌和气味。空气滤清器可以在紫外线下激活催化剂，并加以使用。

这项技术也可以用于水质净化。二氧化钛可以分解金黄色葡萄球菌，因此广泛用于医院的瓷砖和其他表面。同时，这种光催化技术也可以应用于透明隔音墙、照明(荧光灯)、窗帘、服装、人造花、小饰品等商品中。

Nohmura说：“光催化剂技术正处于不断发展中。现在最紧迫的问题是制定普适的光催化产品质量标准和测试方法，从而加速光催化剂的市场化应用和全球化发展。”

可以看到，光催化可以广泛应用于织物等各种领域。学术界的许多业内人士正在对光催化技术进行研究，并举办各种会议（如2005年日本的光催化 Global Market）不断探讨。在不断扩大行业市场的进程中，新技术的使用至关重要。

新材料在线编译整理——翻译：陈琼