除甲醛——光觸媒那些事兒

此處轉載一篇不錯的文章，詼諧易懂，字體重新排版了下，方便大家閱讀。

看的時候拿好臉盆，注意不要笑噴了。。。。。。

作者：臉盆說

鏈接：https://www.zhihu.com/question/28627696/answer/230833073

來源：知乎

著作權歸作者所有。商業轉載請聯繫作者獲得授權，非商業轉載請註明出處。

Q:光觸媒真的可以去除甲醛嗎?

是的，確實可以。

還記得國產凌凌漆中達文西發明的那款太陽能手電筒嗎？

「我發明的這款手電筒在有光的時候一定會亮，沒有光的時候絕對不亮。如果要在暗處使用，可以用另外一個手電筒來照著它，它就會亮！」

沒錯，光觸媒就是這樣一款神奇的產品。

Q:光觸媒里的核心成分二氧化鈦到底是個啥？

俗稱鈦白粉，

是一種應用極其廣泛且巨便宜的顏料。

塑料製品，食物，油漆，塗臉的防晒霜

甚至包括我們刷牆用的乳膠漆

裡面的主要的著色成分(白色)，

就是二氧化鈦

袋裝的25千克195元，改了個名字，換了個包裝，500毫升，259元，溢價多少倍，自己算。

你家的牆上刷的乳膠漆里本身已經包含了大量的納米級二氧化鈦，

為毛還要花大價錢跑去買二氧化鈦溶液來噴到牆上？

Q:二氧化鈦到底是如何電離水分子的？

光電效應引起的電子躍遷。

目前這種原理應用最火的領域，

就是光伏行業。

首先，你得明白什麼是電磁波

可見光，紫外線，紅外線，胸透用的X光，路由器的wifi，雷達的微波發生器，廣播

其實都屬於電磁波的一種，只是波長不一樣。

同等功率下的電磁波，波長越短，所攜帶的能量越大。

資料： 光照射到某些物質上，引起物質的電性質發生變化，也就是光能量轉換成電能。這類光致電變的現象被人們統稱為光電效應（Photoelectric effect）。

光電效應分為光電子發射、光電導效應和光生伏特效應。前一種現象發生在物體表面，又稱外光電效應。後兩種現象發生在物體內部，稱為內光電效應。

赫茲於1887年發現光電效應，愛因斯坦第一個成功的解釋了光電效應。金屬表面在光輻照作用下發射電子的效應，發射出來的電子叫做光電子。光波長小於某一臨界值時方能發射電子，即極限波長，對應的光的頻率叫做極限頻率。臨界值取決於金屬材料，而發射電子的能量取決於光的波長而與光強度無關，這一點無法用光的波動性解釋。還有一點與光的波動性相矛盾，即光電效應的瞬時性，按波動性理論，如果入射光較弱，照射的時間要長一些，金屬中的電子才能積累住足夠的能量，飛出金屬表面。可事實是，只要光的頻率高於金屬的極限頻率，光的亮度無論強弱，光子的產生都幾乎是瞬時的，不超過十的負九次方秒。正確的解釋是光必定是由與波長有關的嚴格規定的能量單位(即光子或光量子)所組成。

光電效應里，電子的射出方向不是完全定向的，只是大部分都垂直於金屬表面射出，與光照方向無關 ,光是電磁波，但是光是高頻震蕩的正交電磁場，振幅很小，不會對電子射出方向產生影響. 　　光電效應說明了光具有粒子性。相對應的，光具有波動性最典型的例子就是光的色散。

只要光的頻率超過某一極限頻率，受光照射的金屬表面立即就會逸出光電子，發生光電效應。當在金屬外面加一個閉合電路，加上正向電源，這些逸出的光電子全部到達陽極便形成所謂的光電流。 在入射光一定時，增大光電管兩極的正向電壓，提高光電子的動能，光電流會隨之增大。但光電流不會無限增大，要受到光電子數量的約束，有一個最大值，這個值就是飽和電流。

當入射光強度增大時，根據光子假設，入射光的強度（即單位時間內通過單位垂直面積的光能）決定於單位時間裡通過單位垂直面積的光子數，單位時間裡通過金屬表面的光子數也就增多，於是，光子與金屬中的電子碰撞次數也增多，因而單位時間裡從金屬表面逸出的光電子也增多，飽和電流也隨之增大。

簡單來說：只有當照射光的頻率達到被照物的極限頻率時才可以會產生電流！

Q:為什麼商家鼓吹二氧化鈦，而不是其他材料？

1.便宜。工藝成熟，產能巨大。

2.小日本的教授做情懷背書。

二氧化鈦擁有優良的半導體特性，溫度越高，導電效果則越好。

不過由於二氧化鈦的白色特性

導致它可吸收的電磁波波段很少

目前論證的也僅限於380nm左右的長波紫外線，

對於其他波段的電磁波，基本都是反射回去的，大部分無法吸收

銳鈦型的二氧化鈦晶體結構相比其他晶體結構的二氧化鈦更容易形成電極。

至於為什麼是納米級的二氧化鈦，就很好解釋了，

晶體結構越小，發生電子躍遷所需要的能量越少。

所以理論上，

納米級的二氧化鈦相比大塊結晶的二氧化鈦更容易發生電子躍遷。

Q:光觸媒是如何弄死甲醛的？

其實弄死甲醛的不是二氧化鈦，是臭氧。

剛才我們說了，

光觸媒的核心機理是電子躍遷引起的高壓放電，

從而電離空氣中的水分子，生成了帶有負電荷的超氧自由基。

其實臭氧還有一個名字，就叫超氧。

這個原理和負離子發生器一模一樣。

負離子發生器的原理類似於打火機中的打火模塊，

在兩極之間施加高壓，當電壓達到足夠的闕值，

電子就會擊穿空氣從負極流向正極。

1.高壓電離，可以使電場附近的粉塵帶靜電。

日本人生產的光觸媒產品，大部分都是用來除塵用的，日本人管這個叫自清潔

2.高壓電離，一定會產生臭氧

大功率紫外線燈本身就會產生臭氧，

配合光觸媒的電離反應，

產生的臭氧才是殺滅甲醛和有機污染物的真兇。

臭氧的危害我就不多講了，大部分人應該都懂

Q:為什麼在開篇提到達文西發明的手電筒？

聰明的同學已經猜到結果了

商家瘋狂鼓吹的那個小日本的實驗報告里最重要的一個環節

紫外線的波段和功率被抹去了

沒有特定波長大功率的紫外線燈的照射，

光觸媒在室內環境下形成電離效應聊勝於無，

而有了大功率的紫外線燈

紫外線燈本身所產生的臭氧就可以弄死大部分遊離甲醛！

壓根就沒光觸媒什麼事！

至於那些號稱自己的觸媒產品不用光就能催化分解的商家，

我只想對你們說一句，

Q：為什麼我噴了XXX光觸媒產品，甲醛含量確實下降了？

兩種可能

一種是強氧化劑，如氨，氯等，不僅可以弄死甲醛，也可以弄死你。

一種是鍍膜劑，如氟化物，噴在傢具表面形成一層膜，暫時遮蔽，掩耳盜鈴。

目前全世界範圍內，不傷人的除醛產品，

只有活性炭的物理吸附。

如果有第二種，

他一定可以領諾貝爾獎。

Q:光觸媒在室內常見光下的凈化效果有多弱？

住在重慶的你很是牽掛在南京打拚的哥哥，

卻因路途遙遠不能經常來往

於是你下午朝長江中打了一個雞蛋

晚上電話給哥哥

「哥，喝到我做的蛋湯了嗎」

Q：有沒有除甲醛更靠譜的方法？

1.除了開窗通風以外，目前並沒有更好更快的除甲醛的方法。

2.植物除甲醛完全是扯蛋，幾乎沒有任何效果。

3.如果一定要關窗的話，空氣凈化器里的活性炭濾網可以起到一定的作用，比放在角落裡的炭包效果要好很多，因為炭包附近的空氣流通性較差，空氣凈化器可以增強空氣循環，加速吸附效果。

4.新風系統性價比並不高，後期維護較為麻煩，凈化空氣效率超低，不過他有個獨一無二的優勢，可以在關門關窗的時候換氣，增加室內含氧量。

5.車載空凈完全是扯蛋，不如汽車自帶的空調凈化效率高，還巨逼貴，除醛能力微不足道。

Q:為什麼商家不生產無醛傢具？

當然可以生產，但是大部分人不願意買。

甲醛是一種蛋白質固定劑，

目前全世界範圍內膠體/油漆的主要成分都是甲醛。

雖然目前在某些領域已經有無醛樹脂膠合劑作為替代產品，

不過由於成本高的離譜，

且含有其他有機污染物，所以一直遲遲未能普及。

不刷油漆的傢具/地板，極易受潮發霉變形開裂，

壽命短的不能看。

你願意買？

現在也有商家在推廣一些無漆無醛的純實木傢具，在表層用木蠟進行防水。

這種防水效果比起油漆來說，相去甚遠。

太陽曬多了，或者一杯水撒上去都會引起開裂變形。

定期還要打蠟維護，不勝其煩。

如果不差錢，可以買一套，用壞了再換。