光触媒技术在汽车空调上的应用
作者：乔轩章
来源：《科学与财富》2017年第12期
        摘要：为了达到高效净化车内空气的目的，利用二氧化钛光触媒的光催化作用、通过改造车内风道和结构使车载空调具有净化空气能力强、效果持久稳定、无二次公害和维持费用低、操作简便、适用范围广等优点.细菌的去除效率在90.9%以上，甲醛去除效率为79.3%，对车内自然菌去除率为86.5%，在汽车内环境污染治理领域具有潜在的市场前景。
        随着近年来 "非典"、"军团病"等疫情的发生，越来越多的人对车内环境的生物洁净度与危险化学物质的浓度提出了相当迫切要求。然而，传统的净化方法主要集中在：喷药、过滤、紫外线杀菌，臭氧杀菌等。但这些方法应用到交通工具上时都有一定的局限性.如喷药对人体的损害；过滤容易造成二次污染；紫外线与臭氧不能做到人机同室。鉴于此，光催化杀菌的技术逐渐出现在了人们的视野之中.以其常温、稳定、净化彻底和广普性等特点备受青睐。
        一. 光触媒概念
        光触媒是一定能级的光（紫外光）参与下发生的氧化反应。1972年，人们在n一型半导体TiO2电极上发现了水的光电催化分解作用，从而拉开了光触媒研究的大幕，到了近几年，因为光触媒技术在净化有机污染物方面的优越表现，使得光触媒应用达到了一个新的领域。
        TiO2作为一种光触媒，在其能量小于光的能级时会产生电子飞跃，形成具有氧化能力的空穴/电子对或称之为氢氧自由基（-OH），将有机物氧化为H2O和 CO2，从而起到消除污染的作用，由于细菌和病毒也都为有机微生物，故也能将之彻底杀灭。且光触媒二氧化钛纳米涂层在一定能级的光（紫外光）的作用下具很强的亲水性，从而使过滤网涂层表面始终保持清洁，避免了在汽车空调重启时带来的二次污染。
        二.光触媒的作用
        1.杀菌功能。
        利用强大的氧化作用，快速高效的杀灭各种病毒与细菌，对于一些具有抗药性的病毒微生物也可以杀灭，且不会造成抗药性的增强。
        2.除臭功能。
        通过对致腐微生物强力的氧化杀灭，来消除臭味根源，使光触媒的除臭功能更加持久有效。
        3.净化空气功能。
        通过光触媒的氧化分解作用消除空气中的甲醛、氨、苯及其它有机物，使之变为CO2和H2O。对大气污染物中的CO、NO、SO2和碳氢化合物也都能高效去除。另外，在消除过程中还能释放氧负离子，提供一个真正洁净的车内环境。
        4.亲水防污功能。
        光触媒涂膜由于富有羟基（-OH基），具有非常高的亲水性。因为污染物之所以能牢固地黏附在物体表面，其粘结力来源于有机物。而光催化能无选择性地降解有机物，所以它能有效破坏其粘结力。失去粘结力污染物无法黏附在物体表面。
        5.防紫外线功能。
        由于紫外线具有较高的能级，因此二氧化钛光触媒可将其吸收，避免涂面免遭紫外线的老化作用，大大延长被涂面的使用寿命。
        三、光触媒技术在汽车空调上的应用
        在汽车空调技术领域中，传统的出风口没有净化装置，最多自带过滤网过滤，对车内空气只能起到简单的过滤作用且容易造成二次污染。由于在车内大量的采用塑料、胶类等材料，也使得车内的有害物质变多。去除这些有害物质也变得尤为迫切。故将二氧化钛光触媒过滤网替换原过滤网，再起前段加设光触媒照射灯，如下图：
        1-二氧化钛光触媒网 2-安装槽3 光触媒照射灯。
        回风经过“导流回旋风道”降低风速到达光触媒过滤网，经过光触媒过滤网、光触媒灯的照射、经过回风箱、由电机输送到表冷器、通过表冷器的冷却（加热），空调的送风口送入车内，送风通过表冷器的处理使送风的温湿度达到要求，同时通过光触媒装置对空气杀菌功能、除臭功能、净化功能，对装修材料释放的甲醛、苯、氨及其它有机物有强大的氧化分解作用，使之变为CO2和出H20。对大气污染物CO，SO2，NO、碳氢化合物也都能高效去除，从而彻底消除污染。
        四，净化性能
        光触媒设备安装成功后，随机选择一辆样车，测定有害细菌总数和有害气体的浓度，计算车内的去除率，结果如下：
        去除率=（初始质量浓度-8h后质量浓度）/初始质量浓度×100%
        1、去除有害物质结果
        五，结语
        光触媒在汽车空调上的应用具有效果持久稳定、无二次公害和维持费用低、操作简便、适用范围广等优点.细菌的去除效率在90.9%以上，甲醛去除效率为79.3%，对车内自然菌去除率为86.5%在汽车内环境污染治理领域具有潜在的市场前景。且装置具有非常小的风阻，对于已运行系统得改造非常方便，不会增加此装置而对系统产生其他不良影响。
        参考文献
        [1]TiO2光催化氧化水中有机污染物进展[J]. 高铁，钱朝勇. 工业水处理. 2000（04）
        [2]光触媒在空气净化中的应用[J]. 黄绳纪，陈城基.广州化工.2004（03）
        [3]汽车除甲醛光触媒治理室内空气污染的实验研究[J] 齐峰 李福林 黑龙江省质量监督检测研究院 2010（08）
        [4]GB/T 18204.26-2000. 公共场所空气中甲醛测定方法[S].2000