何謂奈米(Nanometer)科技 |
奈米是一種長度單位,一奈米為十億分之一公尺(1nm
= 1 x 10-9m)。
在一般的認知中,凡在0.1~100奈米尺寸間材料物理、化學性質的研究、加工、應用、量測等理論、技術、儀器設備的相關科技均可稱為奈米科技。
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何謂光觸媒(Photo Catalyst) |
在化學的領域中,我們把起動反應或加速反應的物質叫做催化劑,也叫它觸媒。觸媒只提供或引起反應機制,其本身並不參予反應。
有些特定的物質,當接受到光源中特定波長光源的能量時,即產生觸媒效應,此等物質叫做『光觸媒』。
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具光觸媒效應的物質有那些? |
在自然界中即存在著光觸媒,如氧化鋅(ZnO)、二氧化鈦(TiO2)、或引起植物光合作用的物質。在實際商業用途上,我們通常取用TiO2做光觸媒係因TiO2
無毒性又取得方便性高,且取得成本低。
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二氧化鈦的介紹(TiO2 ) |
鈦為銀灰色金屬,原子序22,其質量介於鐵與鋁之間,其單位重量強度約為鐵的二倍,鋁的六倍,其耐蝕性高,在金屬類中其導電及導熱性比較低,融點為1,688度。
鈦在地球金屬元素中蘊藏量排名第四位,絕大部份以二氧化鈦的氧化型態存在地球各處。二氧化鈦是一種良好且其具商業價值的光觸媒原料。
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二氧化鈦光觸媒的作用機制 |
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當特定波長的光源照射經適當加工的二氣化鈦時,即產生一組各帶正負電的電洞與電子的載子,由於電洞具有超強的氧化能力,具電子亦具有超強的還原能力,因此與TiO2上的水氣(H2O)反應後即產生具有極強氧化力的O2-、OH-等氫氧自由基,這些氫氧自由基能破壞細菌的細胞膜造成細菌死亡,也會凝固病毒的蛋白質,抑制病毒的活性。如經適當加工並控制,TiO2光觸媒之滅菌,抑制病毒功效可達99.99%以上。再者,由於上述氫氧自由基亦可分解有機物體,故能同時具有除去環境中臭味及日常生活中之有害氣體的功能。如
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(1)
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自來水中的餘氯臭味、有機物質產生的黴味,及水中氯分子與有機物結合生成的致癌物質〔二氯甲烷〕。
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(2)
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香煙燃燒所產生的氨氣〔NH3〕、乙醛〔CH3CHO〕及醋酸〔CH3CHOH〕等碳氫化合物。
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(3)
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傢俱、壁紙、建材等所產生的福馬林〔防腐劑〕。
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(4)
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汽車因汽油、柴油未完全燃燒所產生的氮氧化合物〔NOX〕、一氧化氮〔NOX〕
實例:日本某高速公路路面鋪設 TiO2
,有效將路口氮氧化物〔NOX〕濃度降低70∼80%。
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(5)
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廁所中尿素與細菌摻雜產生阿摩尼亞〔氨氣NH3〕。
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(6)
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石化工業、塑膠加工臭味、蔬果腐敗的氣味〔苯乙烯、乙烯、丙烯〕
印刷加工、電子工廠、醫院使用的有機溶劑揮發後產生的有害氣體〔甲苯、酒精、甲醇、戊酮、異戊酸...等等〕。
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(7)
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水溝、排水道氣味〔甲硫酸、硫化氫等等〕。 |
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光觸媒的安全性 |
光觸媒在紫外線照射下,產生的自由基移動範圍僅一奈米 (nm) 反應時間僅 短至一奈秒
(ns),實驗證明對人畜無害,亦無任何副作用,而且二氧化鈦 本身化學穩定性非常高。
美國食品藥物管理局亦准許白色口香糖、甚至巧克力中添加二氧化鈦,其他
如油漆、塑膠、印刷油墨紙、化學纖維、輪胎,最近流行的去紫外線化妝品
或衣料中都添加有二氧化鈦。
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光觸媒適用範圍 |
醫療院所:
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醫院、診所、做月子中心、安養中心等,可避免院內感染
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教育單位:
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安親班、托兒所、幼稚園、補習班,有效抑制病菌的傳染
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營業場所:
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飯店、賓館、汽車旅館、KTV、MTV、電影院、餐廳、網咖、三溫暖等
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大眾交通工具:
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捷運系統、遊覽車、公車、火車、計程車等
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居家環境:
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客廳、臥室、廁所、廚房、新裝潢屋,也可除去寵物的味道
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辦公場所:
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辦公室、電梯、電話機、開關、手機、KEYBOARD等
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