編者按:
2006年“兩會”中,建設(shè)節(jié)約型和環(huán)境友好型社會是與會代表們議案提案的熱點,由于可持續(xù)發(fā)展概念漸入人心,環(huán)境污染、能源問題也成為公眾越來越關(guān)心的熱門問題。根據(jù)權(quán)威部門的調(diào)查顯示,環(huán)境問題已經(jīng)連續(xù)五年成為中國公眾最為關(guān)注的五大社會問題之一。如何做到既能合理、可持續(xù)的利用能源,同時又能改善生存環(huán)境呢?納米產(chǎn)品中最成熟、應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)品——“光觸媒”引起了記者的關(guān)注!一方面,光觸媒被世界權(quán)威專家譽為“當(dāng)今世界最理想的殺菌凈化新技術(shù)”,另一方面,聯(lián)合國已將光觸媒開發(fā)列為21世紀太陽能利用計劃的重要組成部分。這樣一種既可以凈化環(huán)境,又可以節(jié)約能源的產(chǎn)品到底是怎樣的“廬山真面目”呢?本刊記者采訪了北京求流環(huán)保技術(shù)科技有限公司董事長山口年雄先生,他是日本光觸媒技術(shù)發(fā)源地之一——佐賀縣光觸媒專利技術(shù)的掌握者,日本“株式會社鯤”在中國大陸唯一的產(chǎn)品總代理商。
拯救環(huán)境的“清潔之劍”
記者:21世紀是環(huán)境的世紀,人類正面臨著前所未有的生存危機,以環(huán)境荷爾蒙和室內(nèi)污染綜合癥等為代表的環(huán)境污染問題正在全球范圍內(nèi)擴展,并嚴重威脅到人類的生存發(fā)展,保護環(huán)境已成為當(dāng)今世界各國人民共同關(guān)心的重大社會問題。光觸媒技術(shù)因其在環(huán)保科技領(lǐng)域的突出表現(xiàn)而越來越受到人們的關(guān)注,光觸媒技術(shù)的廣泛應(yīng)用更是被稱為一場拯救環(huán)境的“光清潔革命”,那么它都憑借哪些方面的優(yōu)良性能傲視于環(huán)境凈化領(lǐng)域呢?
山口先生:光觸媒利用太陽光、可見光等光能就可將環(huán)境污染物在濃度很低的狀態(tài)下徹底清除、凈化,并且還可作為抗菌劑、防霉劑等應(yīng)用。光觸媒已經(jīng)成為環(huán)境凈化科技發(fā)展中的一個亮點!其優(yōu)良的性能主要體現(xiàn)在:殺菌、抑菌,防霉,除臭,凈化空氣,自潔防污等幾個方面。在殺菌、抑菌方面,二氧化鈦的超強氧化能力可破壞空氣中細菌的細胞膜,使細菌質(zhì)流失直至死亡,故能殺滅各種細菌、病毒,而且在殺菌的同時還能分解由細菌殘體上放出的有害復(fù)合物。
使物體表面發(fā)霉的主要原因是霉菌滋生,光觸媒本身的殺菌功能可以迅速殺滅致腐微生物,使霉菌沒有繁殖的空間,能夠有效的解決發(fā)霉的問題。而且二氧化鈦對各種臭味物質(zhì)有強力氧化作用,能夠迅速消除異味。因此,光觸媒不但能夠消除細菌、霉菌,同時也能去除令人生厭的臭味、霉味。
在空氣凈化領(lǐng)域,光觸媒被稱為“對環(huán)境友好的環(huán)境凈化技術(shù)”,主要是因為光觸媒在有效分解空氣中的甲醛、苯、氨氣等氣體后,其最終產(chǎn)物是CO,和H,O,不會給環(huán)境帶來任何二次污染,從而徹底消除污染、凈化空氣,是對環(huán)境真正的凈化。另外,光觸媒還能釋放負氧離子,帶給人們一個真正綠色的生存環(huán)境。
光觸媒的自潔防污性能是源自光觸媒涂層的高親水性,可形成防霧涂層,同時由于其強大的氧化作用,可氧化掉其表面的油污,故可噴涂于物體表面形成自潔涂層使污垢不易附著,具有防霧、易洗、易干的功效。
記者:光觸媒被譽為“當(dāng)今世界最理想的殺菌凈化新技術(shù)”,使我們不禁想要了解被喻為“最理想”的光觸媒技術(shù)與其他凈化方法相比,到底有哪些方面的特點和優(yōu)勢?
山口先生:光觸媒凈化方法是近年來發(fā)展起來的最為行之有效、最可靠的方法,其特點可歸結(jié)為以下五點:高效性,經(jīng)檢測驗證,光觸媒對細菌、病毒和有機污染物的分解率達90%以上,凈化率能達90%以上,殺菌抑菌率可在99.99%以上,除臭率達99%,跟據(jù)歐美國家權(quán)威機構(gòu)試驗室測試,每平方厘米的光觸媒與其他脫臭物質(zhì)相比,脫臭能力為高性能纖維活性炭的150倍,相當(dāng)于500個活性炭冰箱除臭劑的功效,如此徹底的凈化效果是其他凈化方法所不能比擬的;長久性,二氧化鈦是一種相當(dāng)穩(wěn)定的無機氧化物,不受酸、堿、風(fēng)化等侵蝕,故施涂后可于物體表面長期存在,發(fā)揮其永久的凈化殺菌效果,有效期10年以上,可以稱光觸媒的效果是半永久性的,這種特性就像鐵會導(dǎo)電,但本身并不發(fā)電,因此不會消耗本身的能量一樣,只要不被人為破壞,就會保持持久效果;徹底性,光觸媒是分解污染物而不是吸附污染物,發(fā)生的是質(zhì)變而不是量變,而且分解后不會帶來任何二次污染,而且光觸媒具有非常強的氧化性,比臭氧氧化能力強幾倍,能把其表面的有機物完全氧化為CO,和H,O,從而徹底清除污染,這也是其它凈化方法所不能比擬的;安全性,光觸媒的主要成分二氧化鈦,經(jīng)過美國食品及藥物委員會(FDA)的食品測試研究證明是安全并對人類無害的,可以做食品添加劑使用,并被廣泛應(yīng)用于食品、日用品、化妝品的生產(chǎn)制作中,與一般消毒制劑的相比其主要成份是非常安全的。而且光催化反應(yīng)的最終產(chǎn)物是二氧化碳和水等無機、無害小分子,其產(chǎn)物也是對人體是無害的,因此是真正健康的凈化產(chǎn)品;實用性,常溫下就可使用,不存在凈化飽和問題,經(jīng)濟實用,不必維護,自動凈化。
節(jié)約能源的“光能之劍”
記者:面對距離人類咫尺之遙的“能源危機”,世界上許多國家已經(jīng)掀起了開發(fā)利用可再生能源的熱潮,而太陽能又是各種可再生能源中最重要的基本能源,而且成為重點研究的課題。光觸媒的光催化反應(yīng)消耗的是光能,也可以認為是對太陽能的一種合理利用。
山口先生:的確如此,光觸媒開發(fā)已經(jīng)被聯(lián)合國列為21世紀太陽能利用計劃的重要組成部分,可見其重要意義!而且以光觸媒為介質(zhì),把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,不但不耗費地球能源,而且能凈化環(huán)境、處理污染,因此光觸媒是一種既能節(jié)約能源,又能保護環(huán)境的全新凈化產(chǎn)品。記者:鑒于光觸媒技術(shù)的發(fā)展前景,日本已經(jīng)將光觸媒當(dāng)作21世紀的戰(zhàn)略重點來發(fā)展!
山口先生:確實是這樣的,就好比在20世紀70年代日本將電動汽車當(dāng)作汽車的發(fā)展重點一樣,在世界能源緊張的今天,電動汽車將存在不可估量的前景。光觸媒也是如此,隨著人類對自然無節(jié)制的索取,造成全球能源緊張、環(huán)境不斷惡化,而光觸媒技術(shù)利用光能來凈化空氣,不但可以節(jié)約地球能源、而且保護環(huán)境,它必將成為21世紀最熱門的產(chǎn)品。
歷史和現(xiàn)狀
記者:任何一項偉大技術(shù)的產(chǎn)生,都有著它鮮為人知的發(fā)展歷程,或是曲折、或是機遇,像光觸媒這樣具有劃時代意義的技術(shù)也不例外,其發(fā)明、發(fā)展的過程中想必是有很多值得圈點的階段,可以讓我們更鮮活的了解它的發(fā)展軌跡。
山口先生:光觸媒技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用是在世界環(huán)境污染不斷加劇的大背景下進行的,1968年東京大學(xué)電化學(xué)工程系博士班學(xué)生的藤島昭在偶然的情況下發(fā)現(xiàn)了光觸媒;1972年,本多建一教授和藤島昭在Nature雜志發(fā)表了有關(guān)光催化觸媒的研究報告,就是著名的“本多藤島效應(yīng)”,隨后世界各國的科學(xué)家們紛紛投入這一領(lǐng)域,然而,光觸媒催化產(chǎn)生氫氣的速率很低,因此,距離實用化還有一段距離;在1990年后,光觸媒以粉末型態(tài)出現(xiàn)在商品市場上,應(yīng)用時會被添加如強酸等化學(xué)物,噴灑于建筑物內(nèi)、外部。但是這種應(yīng)用方式,并沒有真正達到環(huán)保的目的。為創(chuàng)造出更安全可靠的光觸媒商品,研究人員再度投入研發(fā);在1995年時,TOTO公司發(fā)現(xiàn)光觸媒照光后會有超親水性,更加擴展了光觸媒的應(yīng)用領(lǐng)域,自1995年起學(xué)術(shù)界也特別針對『TiO,Photo-catalytic Purification andTreatment Of Water and Air課題,每年舉辦國際性研討會,將世界各國的發(fā)展動態(tài)做一整合發(fā)表;1998年“水溶液表面薄膜光觸媒”問世是由日本佐賀縣窯業(yè)技術(shù)中心(SAGA Ceramics Re-archLaboratory)一組研究人員共研發(fā)而成,1999年1月14日該中心取得日本智財機關(guān)專利權(quán);2001年,光觸媒產(chǎn)品全面進入家庭日常生活,并迅速席卷歐美日及東南亞國家和地區(qū),成為家庭主要消費產(chǎn)品之一,光觸媒已經(jīng)成為發(fā)達國家老幼皆知的環(huán)保代名詞,并被應(yīng)用于美國宇宙空間站的空氣凈化。
記者:日本作為光觸媒的發(fā)源地,其光觸媒技術(shù)是領(lǐng)先于世界其他國家的,而且應(yīng)用也是最為活躍的!而中國光觸媒技術(shù)的研究、發(fā)展、應(yīng)用還都處于初級階段,還有許多方面需要學(xué)習(xí)、完善,因此希望您能夠介紹一些光觸媒技術(shù)在日本及歐美發(fā)達國家的發(fā)展情況,能夠給我們在光觸媒的研發(fā)和應(yīng)用上提供一些借鑒。
山口先生:目前在世界各國,光觸媒的應(yīng)用領(lǐng)域非常多元化,在環(huán)保領(lǐng)域應(yīng)用包括有凈化大氣空氣,室內(nèi)空氣污染凈化,車內(nèi)污染凈化,汽車尾氣凈化,工業(yè)及生活廢水處理,石油污染處置,核電廠重水凈化等;在日常生活領(lǐng)域包括食物保鮮,廣譜抗菌,殺滅病毒,防霉,防霧,除臭,抗紫外線等;在醫(yī)療領(lǐng)域包括口腔護理,癌癥治療,病毒標本選擇性滅活等;在能源領(lǐng)域,可以用光觸媒做太陽能電池電極,它的轉(zhuǎn)化率達到8%,其成本低,體積小,制造工藝相對簡單,未來還將向太陽能裂解水氫氣制造等發(fā)展方向發(fā)展。中國的同行可以參照以上提到的這些領(lǐng)域,開展研究、開拓市場,同時開辟新的應(yīng)用領(lǐng)域。記者:任何一項技術(shù)的研發(fā)和實驗,都是為了能夠更好的服務(wù)于社會,早日應(yīng)用于人們的日常生活中,您能參照光觸媒在日本市場的發(fā)展,預(yù)見一下光觸媒在中國市場的未來走勢嗎?
山口先生光觸媒開始在日本市場銷售之后便迅速成長,從1997年試銷時期銷售額的2億日元,發(fā)展到2005年日本國內(nèi)的光觸媒及相關(guān)制品的市場規(guī)模達到1200億日元,據(jù)三菱綜合研究所和日本經(jīng)濟新聞社等機構(gòu)預(yù)測,未來的市場潛力將達到10000億日元。
在中國光觸媒市場的發(fā)展前景也是十分可觀的,現(xiàn)在雖然只是起步階段,但是以后的發(fā)展一定會非常強勢!現(xiàn)階段,中國的室內(nèi)污染問題比較嚴重,很多癌癥、血液病人就是源于室內(nèi)污染,在歐美國家室內(nèi)空氣指標中,甲醛、苯含量為0,而在中國分別為0.1毫克/立方米和0.2毫克/立方米,是世界上最高的。光觸媒是目前世界上最環(huán)保、最高效的室內(nèi)凈化材料,可以有效解決這一問題。鑒于中國巨大的市場,僅這一項發(fā)展空間就十分廣闊,以后逐步深入擴展到以上提到的生活、環(huán)保、醫(yī)療、能源等領(lǐng)域,其發(fā)展則更為可觀。據(jù)預(yù)測,光觸媒在中國每年有100億元的市場容量,到2010年每年平均以13%的增長速度發(fā)展,預(yù)計5-10年后的國內(nèi)市場規(guī)模將達到數(shù)百億元。相信在不久的將來,光觸媒會像油漆一樣走千千萬萬中國百姓的家里。
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記者:目前在市場上充斥著許多種類的光觸媒產(chǎn)品,其中不乏進口產(chǎn)品,也有一些國產(chǎn)品牌,種類繁多、琳瑯滿目,但是價格相差很大,產(chǎn)品質(zhì)量也參差不齊。因而作為消費者或者代理商如何去識別所要購買或代理的光觸媒產(chǎn)品性能的好壞是十分重要的。山口先生能給我們一些建議嗎?
山口先生:對光觸媒產(chǎn)品的選擇,首先顏色很重要,光觸媒的作用大小是由主要原料二氧化鈦的顆粒大小決定的,顆粒越小,光催化效果就越好。優(yōu)質(zhì)光觸媒原液中的二氧化鈦為納米級,因而光觸媒原液為無色液體或半透明液體,優(yōu)質(zhì)光觸媒由于光觸媒的核心技術(shù)即分散技術(shù)較好,一般不會有沉淀或只有少許沉淀。其次是氣味,質(zhì)量好的光觸媒為無任何氣味的中性水溶液,如果打開裝有光觸媒溶液的包裝時,有異味:如酒精味,樹脂味,或其它有機物氣味,則均為劣質(zhì)光觸媒,會產(chǎn)生嚴重的二次污染。最后是其在光照下產(chǎn)品顏色的變化,假、劣質(zhì)光觸媒添加了有機粘合劑、分散劑等有機物,光觸媒溶液在陽光直射下幾小時就會變黑。好的光觸媒溶液是不添加任何有機物的,在光照下沒有顏色變化。
消費者在使用光觸媒產(chǎn)品的時候,可以運用這樣一些簡單的方法鑒別它的真假,但是更重要的是提高品牌意識,選擇規(guī)范公司生產(chǎn)的光觸媒產(chǎn)品。
后記:非常感謝山口先生耐心細致的講解,此次采訪令筆者獲益匪淺!在能源危機四伏,環(huán)境污染與日俱增的今天,相信每一個熱愛地球,熱愛生命的人,都期盼著我們?nèi)祟愔髟椎倪@個世界上能夠多一些“類光觸媒技術(shù)”!在節(jié)約能源的前提下,在發(fā)揮超強效力的同時,既不會帶來污染,還能改善環(huán)境!我們只有一個地球,是全人類共同的家園,共建和諧、美好的生存環(huán)境是每一個人應(yīng)盡的責(zé)任和義務(wù)!