可“吃掉”有害气体的新型建材

     大气污染的治理历来是收效甚微的,但日本科学家发明的一种新型清除污染的方法可望给治理大气污染提供强有力的措施。原来,用于制造化妆品和染料的二氧化钛与活性石墨混合而成的物质可吸收大气中的污染物,如将这种混合物质加到建筑材料中,再由这种建筑材料建起高楼大厦、护路墙和桥梁,那么这些建筑物就可以在全天候条件下吃掉大气中的污染物。这种发明可以说是清除大气污染的一个绝招。 
    但仅仅将污染空气吸入还是不够的,还要将其最终变成无害物质。为此,交次博士用紫外线照射这些吸收了污染物的物质,因为即使是最弱的紫外线光也可激活二氧化钛,使其将空气中的氧化氮和氧化硫转化为硝酸盐和硫酸盐,这些物质是不会蒸发到空气中的。交次博士说,将二氧化钛和活性石墨混合在一起的粉末加入到建筑材料当中去,建成的建筑物无形中就成了一座座或一道道“海绵体”,可以吸收掉污染空气的有害气体,即使是污染最严重的城市,也可以使天空变得干净起来。晴天、阴天都对这种物质的工作没有妨碍,而建筑物的表面也不会因吸收了有害气体而变黑。
    现在,交次博士领导的研究小组正在东京进行大规模的试验,如果一切如愿,他希望这种物质不久就可以在建筑业内普遍推广。他特别指出这种建筑物不需要维护,只要每周有点阳光,下点雨即可清除大气中的污染物。初步试验表明,这些建筑物可以将大气污染严重的东京市的空气有害物质减少三成。他还指出,采用这种办法来消除污染比简单地制定更加严格的条例或者是控制车流的办法要好得多。(2000,08,02)

 

 

 

日本试验铺路新材料

    最近,日本千叶县出现了一条神奇的高速公路,其“特异功能”是能自动吸收汽车排出尾气中严重污染环境的氮氧化物。 原来,这条公路在铺路时添加了一种呈粉末状的光催化剂二氧化钛。当这种光催化剂被阳光中的紫外线照射后,汽车尾气中有毒的污染物质氮氧化物便与光催化剂中的氧原子结合在一起,生成无毒、无害、中性的硝酸化合物。作为光催化剂的二氧化钛也无毒、无害,常被当作食品、化妆品中添加剂使用,因而用做铺路材料也绝对安全的。 
    其实,早在10年前,日本人就有了利用二氧化钛修建“洁净公路”的设想,但由于掺入二氧化钛粉末后公路强度明显下降,实用价值并不高。前不久,一家大型水泥公司和一家建筑公司终于合作攻下了难关,研制成功了一种含二氧化钛的超强水泥,问题便迎刃而解了。 
    从表面上看,这条“神奇公路”与普通公路也有明显的不同:路面上布满了很多细小的凹坑。这是因为要使光催化剂能最大限度发挥作用,就必须尽可能地增加其与空气接触的面积。它们的另一作用是减少汽车轮胎与路面的摩擦,由此使光催化剂不易剥落。试验证明:只要光催化剂不剥落,净化废气的功能就能一直保持下去。不过,为了避免光催化剂表面被由氮氧化物变成的硝酸化合物覆盖,须经常用水冲洗路面,好在利用雨水,已能基本解决问题。 
    据东京环境卫生局的测试,“神奇公路”可吸收汽车尾气中至少四分之一的氮氧化物,需要的只是太阳光和雨水,而不必投巨资建造专门设施,也不必消耗宝贵的能源。(2000,05,24)

 

 

 

一种合适的光催化剂-氧化钛在日本引发光清洁革命

    原本黯淡无光的地球,因为有了阳光而充满生机。阳光不仅哺育生命,还呵护生命的健康。在它的照射下,许多病菌无处可藏,许多污垢“分崩离析”。然而面对偌大的地球,阳光和其它光源在环境保护方面尽管功效显著却效率不高。为此,科学家找到了一种合适的光催化剂—氧化钛,并开始在日本引发了一场“光清洁革命”。 
    据悉,东京大学的藤岛昭教授于1967年最早发现了氧化钛的光催化剂作用。当年他在导师本多健一的指导下,用氧化钛和白金分别做电极置于水中,发现水经太阳光照射后便被分解为氢和氧,这一现象后被称为“本多一藤岛效应”。 
    70年代初发生“石油危机”后,藤岛想利用该反应制取氢、氧等清洁能源,但生成率很低。不过,在研究过程中,藤岛发现氧化钛这种物质在紫外线照射下能够产生强大的氧化作用,这类似于植物的光合作用,能够还原二氧化碳而生成有机化合物。因此,他转而研究氧化钛在保护环境方面的作用,利用氧化钛光催化剂的强大氧化能力来杀菌、消毒、除臭和去污等。在藤岛等科学家多年的努力下,如今氧化钛这种光催化剂的用途越拓越宽,已经引起了人们的充分重视。
    目前,日本的许多企业也认识到了光催化剂的工业应用前景,积极涉足这一新技术领域。各厂家应用各自的技术,把氧化钛制成粉末或溶液、凝胶体、泥浆状、涂料、颗粒、薄膜等各种形态的材料,开发出各种环保产品,如抗菌瓷砖、防污建材以及水质净化、食品保鲜等器具,并且还应用它的超防水性和超亲水性研究开发成功了防雾玻璃、防雾树脂等。此外,科学家们还在研究开发用它治疗癌症、制作印刷版等方面的技术。 
    90年代以来,日本国内关于光催化剂的研究开发十分活跃,成果累累,目前正迎来第二个高潮。到目前为止,日本学者和企业就此申请的专利已经超过3000项,并且开始向海外转让技术。以藤岛昭教授为发起人,从1993年开始,每年都在日本举行一次关于光催化剂的学术研讨会和新产品展览会,并在1999年成立了新的学术团体“光功能材料研究会”。 11月9日,在日本东京大学举行了第7届光催化剂学术研讨会,有来自国内外的大约800名专家、学者与会,会上发表论文66篇,展出新产品12件。会议期间,藤岛昭教授向记者介绍说:“目前,中国、美国、德国、法国和韩国等也开始了对这一新技术的研究。对光催化剂氧化钛的研究开发正在迅速展开,它的应用范围也在进一步扩大,氧化钛作为光功能材料的性能在不断地提高”。藤岛昭教授使用“光清洁革命”这样的措辞评价氧化钛光催化剂引发的研究开发热潮。他兴奋地说:“‘光清洁革命’正在向全世界传播。”(2000,11,15)

 

 

 

日本研制出分解能力很高的光催化剂

    日本可持续发展技术公司最近开发出一种光催化涂层剂,其分解污染物能力达到了现有产品的600倍以上。

    这种涂层剂是由过氧化钛、带防锈功能的导电性塑料以及水混合而成,具有极强的洗净和杀菌能力,可用于处理以往一直难以对付的废气、土壤以及工厂排出的污水等。

    研究人员做了一项试验,用这种涂层剂在基板表面涂上一层膜,在电磁波照射的情况下,将红色墨水滴到基板上,结果,墨水中含有的染料立即被分解。而使用以往涂层剂分解染料需要20分钟的时间。新型涂层剂的分解能力比以往高出了600至1000倍。

  光催化剂能够在太阳等光线的照射下,发挥强大的氧化作用,将有机物分解为二氧化碳和水。由于分解过程中不产生有害物质,因此它作为一项环保技术,越来越受到了人们的关注.(2001,02,28)