光触媒除甲醛的原理主要基于光催化反应。光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的半导体材料,在光照(尤其是紫外线)的作用下,产生强烈催化降解功能。具体来说,光触媒在光的作用下会产生类似光合作用的光催化反应,产生出分解能力极强的氢氧自由基和负氧离子,具有极强的分解还原功能。
光触媒除甲醛的详细反应过程如下:
光催化反应 :在光照下,光触媒材料(如二氧化钛)会产生电子-空穴对,这些空穴具有强氧化性,能够与水分子或氧气反应,生成氢氧自由基和超氧负离子。分解有机化合物:
这些强氧化性的物质能够分解各种有机化合物,包括甲醛,将其转化为无害的物质,如水和二氧化碳。
杀菌消毒:
光触媒还具有杀菌消毒的功能,能够破坏细菌的细胞膜,使病毒蛋白载体凝固,从而杀死细菌和病毒。
环境友好:
光触媒反应的产物是水和二氧化碳,不会产生二次污染,因此是一种环保的净化技术。
光触媒除甲醛的效果受到光照条件的影响,需要有足够的紫外线光照才能发挥最佳效果。在室内环境中,由于自然光中的紫外线成分较少,需要额外的紫外线光源来增强光触媒的活性。
方程式
光触媒在光照下产生电子-空穴对,进而生成氢氧自由基(·OH)和超氧负离子(O₂·⁻),这些自由基具有强氧化性,能够分解甲醛等有机化合物。具体的反应方程式如下:
1. $TiO_2 + hv \rightarrow e^- + h^+$
2. $h^+ + H_2O \rightarrow \cdot OH + H^+$
3. $e^- + O_2 \rightarrow O_2·^-$
4. $2O_2·^- \rightarrow O_3$
5. $O_3 + 2H_2O \rightarrow 2H_2O_2$
6. $H_2O_2 \rightarrow 2H^+ + O_2$
7. $H^+ + \cdot OH \rightarrow H_2O$
8. 有机物(如甲醛)在·OH的作用下分解为CO₂和H₂O。
这些反应共同作用,使光触媒能够有效地去除室内空气中的甲醛和其他有害气体。