2004 [功能材料] 光催化太阳能转换及环境净化材料(2)

2004 [功能材料] 光催化太阳能转换及环境净化材料的现状和发展趋势

实验中还发现如果光催化 材料具有合适的能带结构，其光催化的效果就越显 著。 本文简要评述了光催化材料在太阳能转化和环境 净化方面应用的研究背景、现状和发展趋势。 关键词：光催化；太阳能；环境材料；能源转换；环 境问题 中图分类号：TK513；TB39 文章编号：1001-9731（2004）增刊-0083-061研究的迫切性和必要性环境污染和能源短缺是当前人类所需解决的重大挑战， 是我国实施可持续发展战略所要优先考虑的 重大课题。 饮用水和室内空气质量直接影响到人们的 健康和生活质量。 微量有机物污染是目前饮水处理中 面临的突出问题，关乎饮水的安全性。例如，存在的 微量天然有机物在氯消毒过程中产生三卤甲烷、 卤乙 酸等消毒副产物，人工合成化合物尤其是微/痕量内 分泌干扰性物质（EDCs）对人体健康构成更为隐蔽 和长远的危害， 在世界范围内引起广泛的关注。 为此， 最新颁布实施的《生活饮用水水质卫生规范》增添了 约 50 项有关有害有机物的非常规检测指标。近几年 室内空气质量已成为公共关注的热点， 室内空气污染 事件频频发生，轻微的使人感到不适，工作效率显著 降低，严重的甚至导致人员死亡或患恶疾， “病态建 筑物”问题日益突出。挥发性有机物（如甲醛、甲苯） 以及生物污染（霉菌、真菌和病毒）是当前改善室内 空气质量所面临的主要课题， 去年 SARS 的发生更向收稿日期：2004-06-13 通讯作者：邹志刚 作者简介：邹志刚（1955－） ，男，日本东京大学博士研究生毕业，获理学博士学位。现为南京大学长江特聘教授，新型生态能源 环境材料研究中心主任，博士生导师，兼任日本经济产业省产业综合技术研究所 COE 特别研究员，日本文部科学技术 省文职材料研究机构客座研究员。长期从事材料物理化学和光催化的研究，已发表论文 110 余篇，申请专利 10 项。84功能材料2004 年增刊（35）卷将达到 150 亿美元，远期市场潜力可达到 2000 亿美 元。但目前可实用的光催化材料只能利用紫外光，为 了高效地利用太阳光， 开发可见光响应型新型光催化 材料势在必行。因为紫外线只占太阳光能量的 4%左 右， 而可见光 （400～750nm） 则占太阳光能量的 43%。 一旦在可见光响应光催化材料方面取得突破， 其市场 前景将不可估量。响应光催化材料将低密度的太阳光转化为高密度的 化学能，并直接利用太阳光在常温下光催化降解、矿 化有毒有害污染物，净化水和空气，达到环境净化的 目的。对于可见光响应光催化的研究，构建高效的新 型可见光光催化材料、阐明光催化机理，这不仅在环 境和能源方面