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.pdfVIP

邹志刚 等：光催化太阳能转换及环境净化材料的现状和发展趋势 83 光催化太阳能转换及环境净化材料的现状和发展趋势 ∗ １ 2 3 4 5 6 7 邹志刚 ，赵进才 ，付贤智 ，张彭义 ，陈 军 ，朱鸿民 ，叶金花 (1. 南京大学 环境材料与再生能源研究中心，江苏 南京 210093 ；2. 中国科学院 化学研究所，北京 100080 ； 3.福州大学，福建 福州 350002 ；4. 清华大学，北京 100084 ；5. 南开大学，天津 300071 ； 6. 北京科技大学，北京 100083 ；7. 日本国立材料研究所, 环境材料研究中心，茨木 305-0047 ，日本) 摘 要：21 世纪人类面临的最大课题是能源和环境 我们提出了经济有效净化空气以防范疾病通过室内 问题，利用太阳能来解决全球性的能源和环境问题越 空气传播的严峻课题。如何经济有效地净化水和空气 来越受到人们的重视，各种技术手段应运而生。最近， 是我们所要解决的重大科学挑战。 我们成功地利用可见光响应的半导体光催化材料来 同时，研究和开发能替代化石能源的“清洁”能 分解水和降解有机污染物，实验中还发现如果光催化 源已成为世界各国政府可持续发展能源的战略决策， 材料具有合适的能带结构，其光催化的效果就越显 可再生能源被认为是“战略能源”。美国总统布什2003 著。本文简要评述了光催化材料在太阳能转化和环境 年2 月6 日提出了“氢经济”计划，宣布美国在未来 净化方面应用的研究背景、现状和发展趋势。 五年将投入 17 亿美元，在能源领域集中其主要力量 关键词：光催化；太阳能；环境材料；能源转换；环 进行可再生能源的研究， 2003 年3 月日本政府正式 境问题 启动“新阳光计划”，研究和开发能替代化石能源的 中图分类号：TK513 ；TB39 文献标识码：A “清洁”能源，为此投资 30 亿美元以保证上述研究 文章编号：1001-9731 （2004 ）增刊-0083-06 计划的顺利进行；西方的许多发达的工业国家，如德 1 研究的迫切性和必要性 国、法国、以色列等也纷纷投入巨资加入“战略能源” 的研究行列。 环境污染和能源短缺是当前人类所需解决的重 光催化可以将低密度的太阳光能转化为高密度 大挑战，是我国实施可持续发展战略所要优先考虑的 的化学能、电能，同时可以直接利用低密度的太阳光 重大课题。饮用水和室内空气质量直接影响到人们的 降解和矿化水和空气中的各种污染物，所以光催化在 健康和生活质量。微量有机物污染是目前饮水处理中 环境净化和新能源开发方面具有巨大的潜力。利用光 面临的突出问题，关乎饮水的安全性。例如，存在的 催化可以实现通过热反应得不到的化学反应, 通过 微量天然有机物在氯消毒过程中产生三卤甲烷、卤乙 光强、光波长可控制反应速度和选择性；这一方法可 酸等消毒副产物，人工合成化合物尤其是微/ 痕量内 在室温下充分利用太阳光，具有低成本、无污染的优 分泌干扰性物质（EDCs ）对人体健康构成更为隐蔽 点，对于从根本上解决环境污染和能源短缺问题具有 和长远的危害，在世界范围内引起广泛的关注。为此， 不可估量的意义。 必威体育精装版颁布实施的 《生活饮用水水质卫生规范》增添了 多年来，国内外