文章摘要：光触媒已逐步应用于各个行业，并在很多应用上取得了巨大的进步，利用纳米二氧化钛的光催化特点，改善人类的生活环境。本文以光触媒在灯管方面应用，探讨光触媒在照明行业的应用与前景。文章主要简单谈论了光触媒的特性及光触媒灯管优点，提出光触媒灯管的制作方法，希望与照明业的人士共同探讨光触媒在照明行业的应用。
关键词：光触媒灯管、纳米二氧化钛、氢氧自由基
一、光触媒的原理
光触媒是在光参与下发生反应的催化剂，它是将光的能量转化为氧化其它有机物的能量。在光照下纳米级的二氧化钛表面形成电穴和游离电子，结合空气中的水和氧气，发生氧化还原反应，表面形成强氧化性的氢氧自由基（·OH）及超氧阴离子自由基（O2-），它能分解在空气中的有害气体和部分无机化合物，将其最终分解为二氧化碳和水等无害物质，并抑制细菌生长和病毒的活性，从而达到空气净化、杀菌、除臭、防霉。
二、光触媒四大效果
1、空气净化：新装修的房子、新购买的汽车、实验室、办公室内会含有甲醛、苯系物、氨、一氧化碳、烟味、NOX、SO2等有害气体。在光的作用下，光触媒所产生的氢氧自由基有强氧化性，能把有机物和部分无机物分解为CO2、H2O和盐等无害物质。
2、杀菌、防霉：光触媒表面的氢氧自由基能破坏细胞膜使细胞质流失，从而造成细菌死亡和抑制病毒的活性，可杀灭大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄葡萄球菌、霉菌类、化脓性球菌、空气中浮游细菌等，杀灭被喷物表面效率可达99%以上，如果空间浮游细菌接触到表面很快就被杀死，从而达到净化整个室内空气质量；光触媒能高效的杀灭表面霉菌，有效的起到防霉效果。
3、除臭：空气中臭味主要是由空气中有机物气体产生。由于光触媒表面产生的氢氧自由基，它能破坏有机气体分子的能量键，使有机气体成为单一的气体分子，因而分解空气中的有机物气体，故可除去空气中的臭味。用于厕所、实验室、吸烟区。
4、自洁功能：光触媒有较好的亲水性，可以让污垢与物体表面产生一层水膜，使污垢不容量附着在物体表面，并可有效的分解有机物。它可以用于高楼幕墙自动清洁。
三、光触媒在普通灯管上的应用
1、灯管表面上光的能量高，有利于光催化效率的提高
光触媒可广泛应用于很多地方，产生光催化效果要依靠光能，最好是紫外光，光触媒中的纳米二氧化钛要求光源的波长小于387.5纳米。用光触媒喷涂墙面、用光触媒制造成各种工艺品等，但室内的光能极为有限，光触媒通常没有发挥出高效率，而灯管表面的光的能量强，紫外线的含量高，普通的15W节能灯表面的254纳米紫外线含量约为60微瓦；普通40W日光灯表面的254纳米紫外线含量约为40微瓦；一般家庭室内墙面254纳米紫外线平均含量为5微瓦。经分析表面，一根40W的灯管有效净化室内空气相当于喷涂10平方米光触媒效果。一般16平方米的房间6根40W的光触媒日光灯管就有较好的净化效果。
2、光触媒灯管的功能
有良好的杀菌效果：光触媒灯有好的杀菌功能。灯发光时表面的光触媒涂层产生极具活性的氢氧自由基，当空气中浮游的细菌随空气流动时（如室内有人走动），碰到灯管的表面，会很快就被杀灭并分解，最终达到空气中的细菌数量降低。如果将医院里病房、手术室等地方都换成光触媒灯管，则有利于病房、手术室的细菌数量减少。
有净化空气作用：现在大多数新装修的居室、办公室等场所一般存在不同程度的有害气体污染，如甲醛、苯、二甲苯等有害气体。光触媒灯在通电的情况下，表面的光触媒层会产生氢氧自由基，当有害气体的分子碰到灯管表面时，可以迅速将被分解成二氧化碳和水等，还可以除去臭味、异味、烟味等，达到净化空气作用。实际上空气中气体分子运动速度相当快，它们不断地相互撞击，不断地撞击四壁，常压下每6.452cm2的容器壁面积上，每秒钟可受到 2×1024个气体（容器内的气体）分子的撞击。
长时间保持灯体表面清洁：灯管长时间保持光亮主要有两个原因，其一、灯管表面形成的纳米二氧化钛涂膜，表面电导率达8西门子，可以有效的消除在通电情况下积累的静电，从而可以减少灯管表面灰尘的吸附概率；其二、可以分解灯管表面的有机物，如油脂、有机污垢等；其三、纳米二氧化钛涂膜有清水性特点，利用空气中存在的水分，在灰尘与玻璃之间会形成一层平铺的水膜，从而导致灰尘难以附着在灯体表面，尤其在室外使用的灯管效果会更加明显。
四、光触媒灯管制作工艺
光触媒灯管上用的光触媒要求很高，主要有三个方面的要求：透明度高、产品不含有机物成分、采用无机（非硅系）粘合剂技术。光触媒应用于照明行业必须保证纳米二氧化钛膜不影响光通亮，要求光触媒中的纳米二氧化钛颗粒在十纳米以下，分散性好；灯管用的光触媒液必须是无机物成分构成，否则在发光发热情况下会变质，导致变黑，很快脱落；纳米二氧化钛本身没有粘合力，它必须加入特种的粘合成分，让其在灯管表面牢牢的粘合在一起。如果采用硅系粘合剂，在灯管发热情况下可能会导致灯管表面光触媒涂层产生的龟裂、剥落。
制作光触媒灯管方法很多，可以在制造灯体玻璃管时烧结在采用烧结方式、喷涂表面、浸泡灯管表面等方法，其中最经济方便的是喷涂和浸泡灯管，这种方法操作简单，成本低。当然，喷涂和浸泡的方法制造的光触媒灯管要求加热干燥，加热干燥比自然风干燥形成的纳米二氧化钛涂膜平整光滑得多。好的光触媒灯管在阳光下可以看到一层彩虹膜，并不会影响光通亮，它的厚度约350纳米，这种厚度的纳米二氧化钛膜利用紫外光的效果最为明显。
五、光触媒照明的优点及市场前景
光触媒应用于照明方面，可直接利用光源的独特优势，只要在发光的情况下就会有源源不断的效果。而喷涂于墙面的光触媒，受限于光源，如果室内光照不好，光触媒效果不稳定。通常在生活中，都为有照明电器的存在，只要照明电器发光，光触媒就可以源源不断的发挥出净化的效果。
随着人们健康、环保的意识提高，有净化空气功能的光触媒照明电器将会成为环保照明的新科技，它将会成为百姓家庭首先的光触媒制品，其低价格优势，会受到广大消费者的喜爱。如果大量采用光触媒照明电器，那么我们生活的空间将会更清洁、更健康，它将会成为本世纪照明行业的潮流。
载自《照明技术网》
