光触媒的商业炒作与15个驳论

　　光触媒是20世纪室内环保领域的伟大发现。但是在商业炒作之下，这种前沿的纳米科技，被一些人用来当做蒙蔽用户的手段，手工作坊式的理论充斥在网上，这些观点利用语言的不确定性戏弄用户，内容似是而非，专业术语到处乱用，有的干脆自己发明"术语"，用户不懂、专家也不懂，可能他自己也不清楚自己说了什么。还有些观点，完全是把自身产品的特点说成是纳米二氧化钛的固有通性，而且是"必须的"，从而达到以次充好等商业欺诈的目的。

　　这些偏颇的观点，干扰了用户的判断力和学术氛围，让用户产生了迷惑和误解。这里针这些流传有误的观点做个分析，希望对环保行业的工作者有所帮助，谎言跑得再快，也追不上真理。

　　首先，我们先介绍一下光触媒的概念。什么是光触媒，光触媒有多少种，主要有哪些优异的化学特性及用途。

　　"触媒"在化学上称之为催化剂，光触媒就是光催化剂的意思。也就是说自然界中有一类物质，在光照之下会起到催化作用，促使其他物质之间的化学反应得以进行。催化剂本身在化学反应过程中不会消耗，只是为其它物质之间的化学反应营造了一个反应条件。但我们要注意，化学反应的发生仅有催化剂还不够，还需要温度、相互接触等其它一些条件才能进行。

　　光触媒是一类特殊用途的催化剂，种类很多，包括氧化钛（tio2），氧化锌（zno），氧化锡（sno2），二氧化锆（zro2），硫化镉（cds）等多种氧化物硫化物半导体，他们通常是呈现粉末状固体或者是液溶胶。下面我们分别了解一下这些金属氧化物。

　　纳米二氧化钛（tio2）是一种半导体，分别具有锐钛矿（anatase），金红石（rutile）及板钛矿（brookite）三种晶体结构，其中只有锐钛矿结构具有光催化特性。在化妆品、涂料、室内环保、食品添加剂等领域一般作为调色剂、物理防晒剂、光催化剂等使用。二氧化钛是地球上白度最高的物质，平均粒经10nm以下时，具有十分宝贵的光学性质。由于它的透明性和防紫外线能力高度统一，在防晒护肤、轿车面漆、高档涂料、油墨、塑料、精细陶瓷等方面获得了广泛的应用。

　　纳米氧化锌（zno）粒径介于1-100 nm之间，是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品，表现出许多特殊的性质，如非迁移性、荧光性、压电性、吸收和散射紫外线能力等，利用其在光、电、磁、敏感等方面的奇妙性能，可制造气体传感器、荧光体、变阻器、紫外线遮蔽材料、图像记录材料、压电材料、压敏电阻、高效催化剂、磁性材料和塑料薄膜等。在橡胶、陶瓷、纺织、印染、国防工业领域具有广泛的应用。

　　纳米二氧化锆（zro2）呈高纯度白色粉末状，无臭、无味。低温时为单斜晶系，高温时为四方晶型。具有高的折射率（折射率2.2）和耐高温性。有良好的热化学稳定性、高温导电性和较高的高温强度和韧性，具有良好的机械、热学、电学、光学性质。其中ht-zro-01为单斜晶型，ht-zro-02为四方晶型。纳米氧化锆颗粒尺寸微小、是很稳定的氧化物，具有耐酸、耐碱、耐腐蚀、耐高温的性能，可用于功能陶瓷和结构陶瓷，以及宝石材料。

　　纳米硫化镉（cds）黄色或微黄色，广泛用于太阳能电池，半导体材料，可见光波段光电器件，自动照相机控制照度计，光导鼓，激光调制池，可见光探测器，激光窗口材料，红外双色探测器，光致发光，电致发光，阴级射线发光材料和颜料等的制造。

　　下面，再来看看关于光触媒有哪些错误观点，我们从专业角度上针这些流传有误的观点做个分析解答，希望这些疑惑能够被澄清。

　　【错误观点一】：光触媒就是纳米二氧化钛，纳米二氧化钛就是光触媒？

　　【解答】：光触媒和纳米二氧化钛这两个概念之间是交叉关系，光触媒不一定是纳米二氧化钛，纳米二氧化钛也不一定就是光触媒。只有锐钛矿晶型的纳米二氧化钛颗粒才可以做光催化剂，还有一些混晶的纳米二氧化钛可以做光催化剂，金红石晶型的纳米二氧化钛就不是光催化剂。反过来说，光触媒也不一定是纳米二氧化钛，也可能是硫化镉等别的纳米材料，也不是只有纳米二氧化钛。

　　市面上的光触媒制成品和学术上说的光触媒又是不同的概念。商业企业以使用某种具有光催化性的金属氧化物为原料制造的产成品命名为光触媒。这样的命名没有问题，不过请大家注意，这些制成品与学术上讲的光触媒概念是不一样的。因为制成品肯定是一个复合的配方，是多种原料的混合物，而学术上的二氧化钛光触媒是指钛的氧化物，是纯物质，是生产光触媒制成品的原料。

　　所以，当我们看到某种光触媒产品的时候，不要认为纳米二氧化钛的性能就是它的性能。如果把纳米二氧化钛直接倒在水里就能称之为光触媒产品，那么，光触媒制造技术就没有技术含量可言了，事实上并非如此。

　　【错误观点二】：看光触媒是否分层，用离心机旋转10分钟，若出现分层的光触媒一定含有分散剂，未出现分层的光触媒不含分散剂，优质光触媒不含分散剂。

　　【解答】：

　　首先，化学上讲的光触媒是金属氧化物，是超细粉末状固体，不存在分层的问题，即使以液溶胶形态存在，纳米材料也还是固体。任何品牌的光触媒产品肯定都是胶体溶液，这一点是肯定的，否则就谈不善纳米的概念了。所以，在足够离心力作用下，不含分散剂的光触媒产品，很可能会分层，因为它毕竟是混合物，而不是真溶液。

　　第二，通过是否离心分层判断是否采用了分散剂的观点，是个自相矛盾的说法。如果分层了，更大可能性是分散剂使用不合适。如果使用了合适的分散剂，分散效果好，就检测不到分层，也就是说，不分层的光触媒可能采用了某种合适的分散剂，而不能说明不含分散剂。

　　第三，分散剂不是判断光触媒好与坏的标准。分散剂并不是什么可怕的东西，在配方中只是一个极少量的助剂而已，产品的好坏，显然不能简单判断是由一种含量极少的助剂决定的，这是个浅显的道理。

　　第四，分散剂也不是一个特定的化合物，很多化合物在他适应的配方体系中都可用作分散剂，而这些作为分散剂的化合物也可能更多的用途根本不是用作分散剂。

　　例如，六偏磷酸钠可以做纳米二氧化钛较好的分散剂，但它更主要的应用是在食品工业用于肉制品、鱼肉肠、火腿等，能提高持水性，增高结着性，防止脂肪氧化的助剂。

　　分散剂的选择也有极多的品类，在不同的纳米材料，也应该选择不同的分散剂。例如，水性、油性之分，酸性、碱性之分，不同环境下显然应该采用不同的分散剂。分散剂是一种助剂，当然要选择对产品性能没有干扰的品类，如果选错了会影响产品性能，但是现代科研环境下一般不会犯这样低级错误。另外，如果不加分散剂，也不能就说质量好。比如，大多数名牌化妆品种，都含有分散剂，质量就非常好。产品质量好坏不能说完全是由一种添加量极少的助剂所决定的，反之亦然，不是一个定论。

　　优质的光触媒产品在制造过程中很可能会使用分散剂，实验室测定结果，正确使用分散剂对产品稳定性有帮助。其原理很简单，纳米材料分散在水性或油性液体里面，并不是食盐溶解在水中的那种真溶液，而是一种"胶体乳液"状态。胶体在盐离子的作用下，会发生胶体的凝聚，这是所有胶体的基本特性。阻止胶体凝聚有两种方法，一种是对纳米粒子表面进行硅烷化处理，另一种是加入分散剂，当然两种方法也可以结合使用。总之，不阻止胶体凝聚，光触媒产品稳定性就不好，凝聚的纳米颗粒不再具有良好的光催化效果。

　　【错误观点三】：盛少量光触媒到坩埚，用酒精灯进行充分加热，若残留物呈黑色灰烬状，则含黏结剂，否则无黏结剂，优质光触媒不含黏结剂？

　　【解答】：这种方法并不见得可以鉴定黏结剂的存在，如果有残余黑色物质，上文介绍过，光触媒是个复配的配方，是个混合物。所以也可能是"光触媒产品"复合配方中某种原材料产生了灰烬，我们不知道每个光触媒产品的配方组成和制造工艺，所以，无法断定这些残余物质是什么，在配方中是做什么用的，这个观点还是偷换了"光触媒"和"光触媒产品"的概念。若到专业的科研机构，采用液相色谱、气象色谱、原子吸收、扫描电镜等现代实验室分析检验技术，或许可以进行配方逆向分析，其结果可能与胶粘剂的预测大相径庭。

　　反过来说，也有一些很常见的胶粘剂，怎么加热也不会变黑。也就是说，加热不变黑的光触媒，未必没有添加黏结剂。

　　但有一点是肯定的，如果黏结剂包袱了纳米二氧化钛颗粒，纳米在其成膜以后，会损失光催化性能。这一观点的错误，是检测方法与结论没有必然的逻辑关系。

　　【错误观点四】：看是否有气味？如果打开光触媒包装的瓶盖，有酒精味、树脂味、或其它有机物气味，则为劣质光触媒。优质光触媒为无味的水溶液？

　　【解答】：化学上所说的纳米二氧化钛光触媒原料是没有气味的，但是光触媒产品有没有气味就不一定了。如果是简单的把纳米二氧化钛放在水里，也肯定是没有气味的，但是这东西显然并不是"光触媒产品"。

　　那么，"光触媒产品"制剂是否有气味呢，那要看该厂家产品的配方组成，国家没用相关标准做这方面限制。假如有的话，我相信各个生产厂家也可以做到，无非是不采用有气味的辅助原材料罢了。所以说，有没有什么气味只能定论为不同厂家产品之间的一个差别，并不是鉴定产品好坏的依据。

　　另外，添加微量青苹果香型与某些野花香型复配的香精，可以掩盖某些物质的气味，这种香型在稀薄的情况下给人的感觉是无味的，实际是有味道的，感觉上是无味的，这就是家具业经常采用的遮味剂的原理，香精首先夺取人的嗅觉，所以闻不到气味。

　　所以，无味的光触媒也未必不包含"劣质"的成分，光触媒制成品中助剂肯定是要添加的，无论有没有味道都会有多种助剂，肯定不是二氧化钛直接勾兑水做成的，这一点毋庸置疑。

　　【错误观点五】：光触媒是否呈现中性？测酸碱度ph值，若光触媒ph值在5以下或者大于9，腐蚀作用明显，可能使墙面或家具、织物表面变色。优质的光触媒产品是中性的，ph值接近7，一般6-9之内也可以，不会对物体产生腐蚀作用。

　　【解答】：酸性溶液就一定会腐蚀，中性溶液就不会腐蚀，这个观点是肤浅而错误的说法。硼酸也是酸，它就不会腐蚀金属，反而用作金属防锈液。海水是中性的，对船舶的腐蚀就很严重。再比如，双氧水在呈现中性的环境里也是极易产生氧化腐蚀作用，作用明显，可能使墙面或家具、织物表面变色。

　　金属腐蚀可分为电化学腐蚀、化学腐蚀和生物腐蚀等几种类型，其中电化学腐蚀是防腐蚀领域中最重要的研究对象，是指金属在水溶液中形成电池而引起的腐蚀。根据电化学腐蚀的机理，在水溶液中，由于不同金属的电位差，可以产生微电池效应而导致腐蚀的发生。即使同一金属板，由于其内部应力的差异、焊缝成分的不同、电解质溶液中的浓度差、温度差、氧浓度差等，都可以产生电位差而导致腐蚀。酸性溶液会腐蚀金属，中性溶液不会腐蚀物体，这个观点没有科学依据。

　　自然界中，物质结构纷繁复杂，科学界也在不断探索，简单以ph值做腐蚀定论是错误的。电化学是化学领域重要的分支学科，国家中科院设立腐蚀所等科研机构，有些科学家为此付出毕生精力，如果是ph值这么简单，这些研究机构就不必存在了。

　　二氧化钛纳米颗粒，具有其天然的化学特性。经实验测定，纳米二氧化钛在ph<2时具有很好的分散性，如果ph上升会逐渐发生团聚现象，当ph在5-8之间时，团聚现象最为严重，这正是二氧化钛的等电点附近。而当ph>8时，又重新分散，并且ph=8.5-11时分散最好，当ph>11时，又重新团聚。中性环境下，光触媒制成品胶体性质最不稳定，易发生团聚，人类不能改变二氧化钛的天然的物质特性，如果是顾此失彼，ph值配成中性而使二氧化钛团聚失去了光催化性，那么光触媒制成品的中性特点也自然是没有价值的。所以，ph值中性并不是判断光触媒产品质量的标准，只是各厂家产品的一个自身特点。

　　【错误观点六】：劣质光触媒在阳光的直射下几小时内变黑，这是因为二氧化钛在光照下会发生光催化反应，氧化了其溶液中的有机物成分，优质光触媒在光照下不会变色。

　　【解答】：光催化性强的光触媒在阳光照射之下催化分解水中部分有机物是必然的，不变色也许是光催化性不好也未可知。一些假冒的光触媒，肯定不会变色，因为它根本就没有光催化性，是假冒的。如果假冒光触媒的产品的制作时有意规避这个问题，纳米"劣质光触媒产品"也可以次充好了。所以这个观点是自相矛盾的，这个错误的观念很可能会被不法分子所利用欺骗消费者。

　　另外，一种采用最前沿的"超分子纳米团簇自组装技术"制造的光触媒，就具有一个奇异的特性，在封闭瓶中进行阳光照射就会变为蓝色，时间越久颜色越深，这时候如果打开瓶盖通入空气，几小时后，恢复原状，透明度与矿泉水一样，光催化性在变色以后仍然很强，这种变化可以反复实验，性能奇特。可见，变色的问题不可一概而论。

　　【错误观点七】：劣质光触媒状态如糊状、较稠、有一定粘性。优质光触媒状态如水，基本没有粘性。

　　【解答】：还是把自身产品特点说成是纳米二氧化钛的天然固有的特性了。前文已经讨论过了，纳米二氧化钛光触媒本身即不是粘的也不是稀的，是纳米固体颗粒。

　　各个厂家制造的粘的、稀的产品，粘得牢或粘不上，那是各厂家的事，也有两种都做的，与判断是不是光触媒或者性能如何的问题，根本没有必然联系。把自身产品的一些特点，标榜成纳米二氧化钛的天然固有特性，来混淆视听炒作产品，有可能是自身技术做不到，有意误导用户的销售手段。

　　就光触媒产品性能来说，单纯水性体系的光触媒产品，其应用领域受到很大限制的。因为在油漆等憎水性物体表面，水不具有润湿能力，与家具油漆表面产生相互排斥作用，不能很好的润湿表面，只能用于亲水性的墙体表面等部位。如果要制造用途广泛的光触媒产品，我们需要在配方中解决憎水表面分散性的问题。处理这个问题的方法有很多技术路线，这里不做赘述。

　　总之，纳米二氧化钛的光催化性能与粘度的关系目前还没有实验依据，其实也根本无法建立这种数据关系。

　　【错误观点八】：选择光触媒产品之前必须要求光触媒生产厂家出具权威检