如何經(jīng)濟(jì)高效地開發(fā)利用太陽能?如何變污水為甘泉?如何有效治理大氣污染?如何徹底清除室內(nèi)有害物質(zhì)?借助于一種普通而又特殊的物質(zhì)——二氧化鈦，將會更好地解決這些關(guān)乎人類生存和發(fā)展的重要問題,。
二氧化鈦俗稱鈦白,，是一種白色的粉末,，具有很強(qiáng)的反光作用，通常用于白色油漆和瓷釉,。澳大利亞工程院院士,、昆士蘭大學(xué)主管科研的副校長逯高清教授不久前在英國《自然》雜志發(fā)表的一篇論文，論述了二氧化鈦經(jīng)過納米技術(shù)處理后的獨(dú)特作用,。具體做法是,，通過水熱化學(xué)反應(yīng)，把二氧化鈦制作成納米晶,，即其顆粒微縮到納米尺度,。此時，二氧化鈦的電子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,，性能也隨之改變,，尤其是它的光學(xué)性能由原來的反光變?yōu)槲狻６趸伡{米晶把光子吸收后可以轉(zhuǎn)化為電流,，可用作太陽能發(fā)電,。
現(xiàn)在的太陽能電池板大多采用單晶硅或多晶硅片制作。這種材料比較昂貴,，且生產(chǎn)工藝條件要求高,，必須無塵操作，成本很高,。目前的太陽能發(fā)電成本比一般的火力,、水力發(fā)電成本高出5—10倍，很難普遍推廣,。相比之下,，二氧化鈦的材料和生產(chǎn)成本相對低廉，且利用二氧化鈦進(jìn)行太陽能發(fā)電的技術(shù)已經(jīng)成熟,，只要解決二氧化鈦敏化太陽能電池的生產(chǎn)工藝問題即可投入實(shí)際應(yīng)用,。
二氧化鈦納米晶在把光子轉(zhuǎn)化為電子、形成電流的過程中產(chǎn)生一個個空穴,，與水結(jié)合形成一種羥基,，從而產(chǎn)生強(qiáng)勁的光催化作用，可有效降解水和空氣中的有機(jī)化學(xué)物,。這樣,，二氧化鈦又有了另外的重要用途。人們每天飲用的水中會有這樣那樣的有機(jī)化學(xué)物,，可能濃度很低,，但長期攝入會影響健康,，甚至可能致癌,。利用二氧化鈦對飲用水進(jìn)行處理可使飲用水更潔凈,。
在大量的工業(yè)污水處理方面，光催化也有用武之地,。目前,，工業(yè)污水處理的基本方法是，先以大池分解,，用現(xiàn)代技術(shù),，如微生物降解的辦法進(jìn)行處理。這一環(huán)節(jié)必不可少,。但經(jīng)過微生物降解之后,，水中仍有大量的有機(jī)化學(xué)物殘留，無法全部降解,。為了達(dá)到清潔的目的,，人們只好采用滅菌的辦法，用紫外線,、臭氧等進(jìn)行滅菌,。今后，這些功能可由二氧化鈦納米晶來代替,。此外,，二氧化鈦光催化技術(shù)同樣可以有效降解大氣中的有機(jī)化學(xué)物，用于治理空氣污染,。還可把納米晶涂抹在照明燈管上,，利用燈光進(jìn)行光催化作用，從而達(dá)到徹底清除室內(nèi)有害物質(zhì)之目的,。
關(guān)于二氧化鈦光電作用和光催化作用的研究屬于當(dāng)今世界的前沿科技,。一旦這種科技應(yīng)用實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，不僅將為我們帶來經(jīng)濟(jì)高效的太陽能,，還會有助于碧水藍(lán)天的重現(xiàn),。
二氧化鈦俗稱鈦白,，是一種白色的粉末,，具有很強(qiáng)的反光作用，通常用于白色油漆和瓷釉,。澳大利亞工程院院士,、昆士蘭大學(xué)主管科研的副校長逯高清教授不久前在英國《自然》雜志發(fā)表的一篇論文，論述了二氧化鈦經(jīng)過納米技術(shù)處理后的獨(dú)特作用,。具體做法是,，通過水熱化學(xué)反應(yīng)，把二氧化鈦制作成納米晶,，即其顆粒微縮到納米尺度,。此時，二氧化鈦的電子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,，性能也隨之改變,，尤其是它的光學(xué)性能由原來的反光變?yōu)槲狻６趸伡{米晶把光子吸收后可以轉(zhuǎn)化為電流,，可用作太陽能發(fā)電,。
現(xiàn)在的太陽能電池板大多采用單晶硅或多晶硅片制作。這種材料比較昂貴,，且生產(chǎn)工藝條件要求高,，必須無塵操作，成本很高,。目前的太陽能發(fā)電成本比一般的火力,、水力發(fā)電成本高出5—10倍，很難普遍推廣,。相比之下,，二氧化鈦的材料和生產(chǎn)成本相對低廉，且利用二氧化鈦進(jìn)行太陽能發(fā)電的技術(shù)已經(jīng)成熟,，只要解決二氧化鈦敏化太陽能電池的生產(chǎn)工藝問題即可投入實(shí)際應(yīng)用,。
二氧化鈦納米晶在把光子轉(zhuǎn)化為電子、形成電流的過程中產(chǎn)生一個個空穴,，與水結(jié)合形成一種羥基,，從而產(chǎn)生強(qiáng)勁的光催化作用，可有效降解水和空氣中的有機(jī)化學(xué)物,。這樣,，二氧化鈦又有了另外的重要用途。人們每天飲用的水中會有這樣那樣的有機(jī)化學(xué)物,，可能濃度很低,，但長期攝入會影響健康,，甚至可能致癌,。利用二氧化鈦對飲用水進(jìn)行處理可使飲用水更潔凈,。
在大量的工業(yè)污水處理方面，光催化也有用武之地,。目前,，工業(yè)污水處理的基本方法是，先以大池分解,，用現(xiàn)代技術(shù),，如微生物降解的辦法進(jìn)行處理。這一環(huán)節(jié)必不可少,。但經(jīng)過微生物降解之后,，水中仍有大量的有機(jī)化學(xué)物殘留，無法全部降解,。為了達(dá)到清潔的目的,，人們只好采用滅菌的辦法，用紫外線,、臭氧等進(jìn)行滅菌,。今后，這些功能可由二氧化鈦納米晶來代替,。此外,，二氧化鈦光催化技術(shù)同樣可以有效降解大氣中的有機(jī)化學(xué)物，用于治理空氣污染,。還可把納米晶涂抹在照明燈管上,，利用燈光進(jìn)行光催化作用，從而達(dá)到徹底清除室內(nèi)有害物質(zhì)之目的,。
關(guān)于二氧化鈦光電作用和光催化作用的研究屬于當(dāng)今世界的前沿科技,。一旦這種科技應(yīng)用實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，不僅將為我們帶來經(jīng)濟(jì)高效的太陽能,，還會有助于碧水藍(lán)天的重現(xiàn),。
