転自：中國照明網(wǎng)、極智頭條

現(xiàn)在、新型の冠狀ウイルスは依然として持続しており、産業(yè)や企業(yè)に一定の影響を與え、各業(yè)界の人々の心にも影響を與えている。このような狀況下で、中國半導(dǎo)體照明網(wǎng)、極智頭條は、國家半導(dǎo)體照明プロジェクトの研究開発及び産業(yè)連盟、第三世代半導(dǎo)體産業(yè)技術(shù)革新戦略連盟の指導(dǎo)の下、疫病が発生した時(shí)の知識(shí)を共有し、企業(yè)の疑問に答えるように協(xié)力します。私達(dá)のLED照明の企業(yè)と産業(yè)の共に困難な時(shí)を助けます！

今期、広東省能浄環(huán)境科學(xué)技術(shù)有限公司の張皓副総経理を招待し、「UVA LED光觸媒技術(shù)の空気殺菌消毒評(píng)価と応用」という素晴らしいテーマを持ってきました。以下は文字実録です。

一、光觸媒技術(shù)概要

光觸媒の発見は1972年に東京大學(xué)藤島昭が初めて放射線を受けた二酸化チタン（TiO 2）が持続的な水の酸化還元反応を起こし、水素が発生することがわかった。この効果は「本多?藤島効果」として知られ、藤島教授と當(dāng)時(shí)の指導(dǎo)教官であった東京工蕓大學(xué)學(xué)長の本多健一さんの名前を組み合わせました。

1.光觸媒技術(shù)の紹介

（1）光觸媒學(xué)科は觸媒化學(xué)、光電化學(xué)、半導(dǎo)體物理、材料科學(xué)と環(huán)境科學(xué)などの多學(xué)科が交差する新興研究分野である。

（2）半導(dǎo)體は紫外光（波長が380 nm以下）勵(lì)起下で光発生電子と電子正孔を発生する。

（3）電子正孔の能力は3.0 eVに達(dá)し、15000℃の溫度に相當(dāng)するエネルギー

（4）光電子は還元性を持ち、水産水素を還元し、直接電気?太陽電池を生産する。エネルギー利用。

（5）光発生正孔は強(qiáng)い酸化性を持ち、汚染物質(zhì)を分解したり、鉱物化したり、細(xì)菌やウイルスを殺すことができます。環(huán)境応用。

酸化性：F 2＞?OH＞O 3＞H 2 O 2＞MnO 4-＞Cl 2

光觸媒技術(shù)はほぼすべての有機(jī)物を効果的に分解することができる。

鉱物化は硫黃、窒素、リンを含む化合物を含みます。

高効率殺菌消毒

2.光觸媒殺菌消毒の原理

光觸媒によって生成されるヒドロキシラジカルと活性イオン酸素は細(xì)菌とウイルス體の酸化機(jī)構(gòu)を酸化することができます。

補(bǔ)酵素A酸化機(jī)構(gòu)、細(xì)胞壁（膜）破壊機(jī)構(gòu)、DNA&RNA遺伝子破壊機(jī)構(gòu)

光觸媒殺菌は、伝統(tǒng)的な無機(jī)抗菌剤とは比べられない優(yōu)れた殺菌効果があり、持久性、広いスペクトル性、耐熱性、殺菌徹底などの利點(diǎn)がありません。

注目すべきは、細(xì)菌ウイルスを逃がした後、細(xì)菌やウイルスが殘した死體は基本的な元素で構(gòu)成されており、光觸媒は殘骸を効率よく分解して除去することができる。醫(yī)學(xué)には內(nèi)毒素があり、光觸媒でも分解できる。

光觸媒殺菌については、肺結(jié)核、B型肝炎、常規(guī)細(xì)菌、ウイルスなどが含まれています。國內(nèi)外に多くの文獻(xiàn)があり、メカニズムと応用、実験室レベルで実証されています。効果は全く問題ありません。

二、光觸媒効果評(píng)価

評(píng)価については、まず標(biāo)準(zhǔn)的な問題があります。國際標(biāo)準(zhǔn)と比較して、現(xiàn)在國內(nèi)で光觸媒に関する基準(zhǔn)は非常に不健全です?？諝荬螞坊?、水の浄化、光觸媒材料の自己潔白、抗ウイルス、光觸媒用の紫外光源などの方面では、標(biāo)準(zhǔn)は実はとても少ないです。特に紫外線の部分は、LED紫外線光源を含まない。

既存の光觸媒標(biāo)準(zhǔn)テストの評(píng)価にはまだ問題があります。主にテスト條件と実際に使用する條件の差が大きいので、実際の使用シーンの効果に反応できません。國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)証を受けるテスト機(jī)関が少ないので、有効な検査報(bào)告ができません。

広東エネルギーの角度から、空気清浄器の國家標(biāo)準(zhǔn)に基づいて自分の光觸媒反応器を設(shè)計(jì)しました。構(gòu)造は下図のようです。

このような反応器を通して、私達(dá)は実験室の立方倉庫の中でまずホルムアルデヒドをテストして、その後細(xì)菌をテストし始めて、それからウィルスをテストしたことがあります。データの十分な基礎(chǔ)の上で，觸媒と光源の様々な適合が行われた。安定したら、それを標(biāo)準(zhǔn)の光觸媒ユニットに変えて、私達(dá)の浄化設(shè)備の中に入れて、清浄器または消毒機(jī)の実際の使用レベルを測定します。

ちなみに、一時(shí)間以內(nèi)に、一立方倉庫の中のホルムアルデヒドの分解効率は90%を超えることができます。注意しなければならないのは、みんなは光觸媒と光觸媒に対して一定の理解があるかもしれません。多くの報(bào)告を見たことがあります。その中に一つの値があったら、きっと無視できません。それは作用時(shí)間です。いくつかのメーカーがテストをして、99%以上の光觸媒ができますが、作用時(shí)間は24時(shí)間を超えて、48時(shí)間か72時(shí)間にも達(dá)しています。効率はとても低いです。

その後、他の有害ガスのテストを行いました。例えば、ベンゼン、キシレンなど、臭気の典型的な代表はアンモニア、二酸化硫黃、硫化水素などを含み、光觸媒の材料に対して工業(yè)排ガス、消臭を除去し、比較的に堅(jiān)固な実験基礎(chǔ)と実験データのサポートがあります。細(xì)菌に対しても一定のテストをしました。効果もとてもいいです。

量産の設(shè)備構(gòu)造は簡単で、白いブドウ球菌、H 3 N 2インフルエンザウイルスなどの殺戮効率が高いです。

光觸媒空気処理裝置構(gòu)造

三、UV殺菌技術(shù)の比較があります。

紫外線のこの部分には、紫外線光分解と紫外線光によるオゾン発生の2つの反応があります。紫外線の波長が短いほど、周波數(shù)が高いほど、光波そのものがもたらすエネルギーは大きくなります。このエネルギーは有機(jī)物や化合物や細(xì)胞自身の細(xì)胞結(jié)合の間のエネルギーを大きく過ぎると、一定の光解効果があります。

紫外水銀燈のUVC帯は主に254 nmと185 nmの二つの帯域に集中しています。水銀光源はこの二つのピークの比較的高い波長しか勵(lì)起できないからです。185 nm帯では、水銀の紫外線の光分解効果と光発生オゾン効果が現(xiàn)れますので、185 nmの紫外線殺菌消毒をすると、光源そのものの波長の殺菌効率に関する光分解と光発生オゾンの影響が現(xiàn)れます。だから時(shí)には185 nm帯の水銀燈は光源によって殺菌するか、光分解殺菌するか、それともオゾンで殺菌するかを區(qū)別しにくいです。

しかし、波長が短いほど光波エネルギーが大きくなり、減衰効率が大きくなるので、長距離での作用能力も弱くなるということが確認(rèn)できます。

UV浄化技術(shù)の比較

四、UVA LED光觸媒市場応用

UV LEDは光觸媒に大きな技術(shù)的優(yōu)位をもたらし、エネルギー強(qiáng)度とエネルギー密度からはすでに一桁以上の數(shù)量を高めました。

UVA-EDが光觸媒にもたらす技術(shù)的な優(yōu)位性

第三世代半導(dǎo)體技術(shù)の低出力高光電効率狹帯域UVA LED紫外光源光觸媒技術(shù)は多くの利點(diǎn)がある：

殺菌の普及と能力が強(qiáng)く、耐薬品性がなく、分解が徹底しています。有毒有機(jī)物の徹底的な鉱化は、いずれも高い効率で分解できます。

ネット市場の需要分析

経験によって、私達(dá)は空純市場を民間、商用、醫(yī)療用、工業(yè)、軍工などのこのいくつかの大きな業(yè)種に簡単に分けることができます。さまざまなアプリケーションシーンでは浄化のニーズがあり、既存のソリューションや解決技術(shù)では解決できないことが多いので、ご參考ください。

全體として，第三世代半導(dǎo)體材料に基づく紫外光源は光觸媒技術(shù)全體に新しい変化をもたらした。例えば光源のエネルギーの角度から數(shù)量級(jí)の向上を持ってきました。壽命、環(huán)境安全性能は質(zhì)の飛躍を得ました。光觸媒の研究と応用に新しいきっかけをもたらしました。環(huán)境保護(hù)と大健康とウィルス防疫の巨大産業(yè)市場を押し上げます。

光觸媒技術(shù)応用

広東省エネルギーネット環(huán)境保護(hù)科學(xué)技術(shù)有限公司

會(huì)社は完全に自主的な知的所有権を持っています。新型の環(huán)境保護(hù)材料を研究開発して製造しています。新型の環(huán)境保護(hù)設(shè)備を設(shè)計(jì)して製造しているハイテク技術(shù)的な環(huán)境保護(hù)企業(yè)です。

問答コーナー

1.オゾン濃度のコントロールは、各引用環(huán)境によるオゾン濃度の基準(zhǔn)はどうですか？

張皓：國家標(biāo)準(zhǔn)「GB 21551.3—2010家庭用と類似用途の電気製品のアンライン、ライン、浄化機(jī)能空気清浄器の特殊要求」によるオゾン濃度、紫外線漏れ濃度に関する試験方法と要求を參照してください。私たちの試験データはUV光源を用いた場合にはオゾンは発生しないことを示した。サードパーティレポートアンゲージテストも検証できます。

2.光觸媒の消耗はどうですか？消耗品ですか？

張皓：觸媒の特性は化學(xué)反応に參加しないので、反応速度に影響するだけです。しかし、その過程で多くの觸媒が中毒や失効することがあります。使用狀況と関係があります。いくつかの觸媒は高溫高圧で使われていますが、これらの場合は他の物理と化學(xué)の反応が內(nèi)部にあり、觸媒性の特性が失われる可能性があります。

3.UVA強(qiáng)度の増加は光觸媒効率を高めることができますか？

UVA光源と觸媒は工具と労働者の関係と理解できます。UVA LEDを単獨(dú)で使うなら、UV水銀燈と比較して、工具の量がかなり違っています。理解を容易にするために、例を挙げて、もし觸媒を労働者に想像するならば、平面上の觸媒は十人の労働者しかないなら、UV水銀燈を使えば、単位時(shí)間內(nèi)に一つの道具しか與えられないなら、9人の労働者は道具がなくて仕事ができない。しかし、UVA光源を使えば、単位時(shí)間內(nèi)に10本の工具を提供できます。10人の労働者は完全に仕事ができます。

しかし、もし光源の強(qiáng)度がもっと高くなれば、単位時(shí)間內(nèi)に工具を10人の労働者に100個(gè)與えることができますが、労働者の數(shù)は限られています。従って，光源は觸媒に対して過飽和であれば，光源パワーの向上による溫度と壽命の影響は不一致になる。

觸媒は光源と整合する必要があり、まず定量的に、次に有効光照射面積における觸媒の量を定量的に増加させ、有効面積における照射均一度と照射強(qiáng)度を向上させなければならない。これは相補(bǔ)的である。

4.UVA LEDは醫(yī)療美容の分野で多く使われていますが、UVC LEDの滅菌に最も良い波長はどれぐらいですか？今LEDパッケージは254 nmまでできますか？

張皓：UVA LEDは今一番広く使われている市場は光固化です。美化粧市場と関係があるのはネイルランプです。次に紙幣検査機(jī)工場です。殺菌の最も良い波長は260 nmから275 nmの間である。254 nmといわれるのは、水銀光源によって勵(lì)起されたUVC帯のピーク波長は254 nmしかないからであるが、これは254 nmが一番いいというわけではない。

5.オゾン消毒効果がいいですか？それともUVカット効果がいいですか？

張皓：定量的な効果から見れば、両者の違いはそんなに大きくないですが、実際に使う時(shí)はこの二つの特性と関係があります。UV殺菌は、受光面にのみ効果があります。どこで殺菌したいですか？どこに光を照射したらいいですか？オゾンの特性は空間全體を満たすことができて、すべて消し去ることができます。オゾンは優(yōu)位がありますが、上気道の刺激に対してとても強(qiáng)くて、癌になりやすくて、オゾンも國家の規(guī)定のその他の汚染物質(zhì)の1つで、利益と弊害があって、使う時(shí)きっと空間を密封します。

6.新冠肺炎はエアロゾルを通して伝播し、光觸媒は予防作用がありますか？

張皓：光觸媒がエアロゾルに作用すると直接には言えません。気體粒子狀物質(zhì)は粉塵を含み、粒徑が2.5ミクロン以下であれば、空気中に浮遊しやすく、粒子狀物質(zhì)が固體粉塵だけであれば、簡単であり、粒子狀物質(zhì)だけである。しかし、ホルムアルデヒドなどの粒子が小さい場合は、空気中の粉塵や水分子と結(jié)合してエアロゾルができ、空気を通してあちこちに拡散しやすくなります。

光觸媒?jīng)坊鳏卧恧虾唴gで、大風(fēng)量の循環(huán)を通して空気を觸媒に積極的に接觸させ、觸媒を通して分解作用を発揮します。空気中にホルムアルデヒドがあれば、エアロゾルの中に細(xì)菌やウイルス成分が含まれています。

第二に、エアロゾルは細(xì)菌、ウイルスを含む濃度が限られています。人體が感染した後、一定のレベルに達(dá)しなければ、感染効果がありません。光觸媒技術(shù)を用いて，動(dòng)的平衡過程において空気中のエアロゾルを比較的低いレベルに到達(dá)させ，変相の低減が可能であることを保証できる。

7.UVA照射光觸媒によるヒドロキシラジカルの有効距離はどれぐらいですか？30立方メートルの倉庫実験をしたことがありますか？距離がもっと遠(yuǎn)いなら、殺菌効果がありますか？

張皓：ヒドロキシラジカルは光觸媒によって空気中の水分を分解して生成されるので、空気中では、ヒドロキシラジカルは觸媒表面から遊離できない。ヒドロキシルラジカルの定量は、現(xiàn)在、達(dá)成できる方法があります。

実際に、ガスクロマトグラフィーを行う場合、ガスクロマトグラフィーに入るガスの標(biāo)準(zhǔn)濕度は0%です。テストをした後、光觸媒は、ヒドロキシルラジカルを生成する必要がないということは、電子正孔の酸化効果が高いためですが、電子正孔の定量的なテスト酸化効果は、現(xiàn)在は何の手段もありません。

私たちの経験は風(fēng)の交換効率が高くなり、単位時(shí)間內(nèi)に光觸媒材料を通過するガス量が多くなり、効果を高めることができます。しかし、ヒドロキシ基を通して自発的に殺菌すると、オゾンよりも酸化能力が高く、必ず人を傷つけるので、理論と実踐は不可能です。ヒドロキシ基は空気中で觸媒を離れずに水中から離れることができますが、生存時(shí)間は短いです。

8.光觸媒の使用によって、効果は減衰するかどうか、どう判定しますか？

張皓：実際の経験と老化設(shè)備の狀況によって、時(shí)間が長くなると減衰があります。実験室の條件の下で、実験室の空気の成分が綺麗で純粋であることを保証できますが、実際の応用の場は複雑です?？諝葜肖怂帧⒓?xì)菌、自然菌、ウィルス、ホルムアルデヒドなどがあります。

総合的に見ると，光觸媒効率に影響する主な要因，すなわち光源の光減衰が，能動(dòng)的に変化すれば電気パワーを低下させ，光源の過飽和狀態(tài)が不飽和に減衰し，光觸媒効率が低下する。第二に、実際に使用すると、粒子の粉塵保護(hù)をしないで、時(shí)間が長くなれば、觸媒の表面は高い倍數(shù)（500～700倍）の顕微鏡の下で粉塵が見られます。觸媒の表面をひどく妨げるかもしれません。觸媒の変色にもつながります。効率に影響します。

二年ぐらいの老朽化設(shè)備の狀況から見ると、新設(shè)備は一時(shí)間でホルムアルデヒドを分解する効率が92%～95%の間にあります。一年を使ってから、効果を再測定して、80%以上に達(dá)することができます。（文字は生放送の內(nèi)容に基づいて編集し整理し、少し削除します）