如何經濟高效地開發(fā)利用太陽能?如何變污水為甘泉?如何有效治理大氣污染?如何徹底清除室內有害物質?借助于一種普通而又特殊的物質——二氧化鈦，將會更好地解決這些關乎人類生存和發(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，論述了二氧化鈦經過納米技術處理后的獨特作用。具體做法是，通過水熱化學反應，把二氧化鈦制作成納米晶，即其顆粒微縮到納米尺度。此時，二氧化鈦的電子結構發(fā)生變化，性能也隨之改變，尤其是它的光學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化為電流，可用作太陽能發(fā)電。
現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成本相對低廉，且利用二氧化鈦進行太陽能發(fā)電的技術已經成熟，只要解決二氧化鈦敏化太陽能電池的生產工藝問題即可投入實際應用。
二氧化鈦納米晶在把光子轉化為電子、形成電流的過程中產生一個個空穴，與水結合形成一種羥基，從而產生強勁的光催化作用，可有效降解水和空氣中的有機化學物。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化學物，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，用現代技術，如微生物降解的辦法進行處理。這一環(huán)節(jié)必不可少。但經過微生物降解之后，水中仍有大量的有機化學物殘留，無法全部降解。為了達到清潔的目的，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同樣可以有效降解大氣中的有機化學物，用于治理空氣污染。還可把納米晶涂抹在照明燈管上，利用燈光進行光催化作用，從而達到徹底清除室內有害物質之目的。
關于二氧化鈦光電作用和光催化作用的研究屬于當今世界的前沿科技。一旦這種科技應用實現產業(yè)化，不僅將為我們帶來經濟高效的太陽能，還會有助于碧水藍天的重現。
二氧化鈦俗稱鈦白，是一種白色的粉末，具有很強的反光作用，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，論述了二氧化鈦經過納米技術處理后的獨特作用。具體做法是，通過水熱化學反應，把二氧化鈦制作成納米晶，即其顆粒微縮到納米尺度。此時，二氧化鈦的電子結構發(fā)生變化，性能也隨之改變，尤其是它的光學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化為電流，可用作太陽能發(fā)電。
現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成本相對低廉，且利用二氧化鈦進行太陽能發(fā)電的技術已經成熟，只要解決二氧化鈦敏化太陽能電池的生產工藝問題即可投入實際應用。
二氧化鈦納米晶在把光子轉化為電子、形成電流的過程中產生一個個空穴，與水結合形成一種羥基，從而產生強勁的光催化作用，可有效降解水和空氣中的有機化學物。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化學物，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，用現代技術，如微生物降解的辦法進行處理。這一環(huán)節(jié)必不可少。但經過微生物降解之后，水中仍有大量的有機化學物殘留，無法全部降解。為了達到清潔的目的，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同樣可以有效降解大氣中的有機化學物，用于治理空氣污染。還可把納米晶涂抹在照明燈管上，利用燈光進行光催化作用，從而達到徹底清除室內有害物質之目的。
關于二氧化鈦光電作用和光催化作用的研究屬于當今世界的前沿科技。一旦這種科技應用實現產業(yè)化，不僅將為我們帶來經濟高效的太陽能，還會有助于碧水藍天的重現。
