水、土壤和空气中都有挥发性有机化合物(VOCs)存在，它们中许多是有毒的，有些能够诱发疾病、致癌或致畸。随着生活水平的提高，大量的石油产品及能够产生VOCs的日用品、装饰品，尤其是室内装修使用的建筑材料和油漆、涂料等源源不断地进入了人们的居室及工作场所。人们在享受这些产品带来的舒适和满足的同时，它们正不断地产生着各种污染物质和有害物质，破坏室内空气质量。室内有害气体主要有装饰材料等放出的甲醛及生活环境中产生的甲硫醇、NH₃、H₂S等。Gelover等通过溶胶-凝胶法将不同种类的TiO₂光催化剂固定到玻璃柱上，与日光消毒法(SODIS)进行比较，考察其在日光下杀灭大肠杆菌的有效性。结果显示，TiO₂参与的消毒过程明显好于SODIS法。在阳光充足的日子里(光照度>1000W/m²)，固定化的TiO₂光照15min可以彻底钝化粪大肠杆菌，钝化总大肠杆菌则需要30min。通过测试TiO₂光照消毒后水中细菌的再生现象证明，该工艺至少可以使水的洁净状况保持7天以上。

纳米TiO₂光催化已成为有机废气治理技术中一个活跃的研究方向，具有潜在的应用价值。大气污染气体主要指由汽车尾气与工业废气等带来的氮氧化物和硫氧化物。利用纳米TiO₂的光催化作用可将这些气体氧化成蒸气压低的硝酸和硫酸，在降雨过程中除去。

用于制防污、自洁材料方面，TiO₂能分解油和有机污染物，将TiO₂涂覆在照明灯玻璃上，油膜经3天照射就可明显减少，经5天照射就不留痕迹了。有机染料经3天照射，染料的颜色就可消退。利用这种性能可将TiO₂用于制作墙外壁和房屋内装饰材料。将TiO₂涂覆在隧道内的照明灯玻璃上或高速公路的两侧，可减少照明灯表面积留污垢，可防止汽车尾气造成污染。日本道路公司已决定在高速公路隧道内一律使用这种照明灯泡。高层建筑物的外墙及顶棚也可以使用具有光催化自洁功能的钛建材，可以分解油、尘埃和砂粒，分解后的污垢物经雨水冲刷可除掉。抗菌纤维、抗菌织品、抗菌荧光灯、抗菌塑料、抗菌陶瓷、抗菌涂料、抗菌日用品等的相继出现，说明TiO₂光催化性能正得到日益广泛的应用。

此外，探索利用纳米TiO₂作为光敏剂的光动力疗法治疗肿瘤具有理论价值和现实意义。因此，具有抗肿瘤前景的纳米TiO₂日趋受到医学领域的关注，并积累了相关的理论研究，纳米TiO₂很可能成为21世纪的新型抗肿瘤药剂。目前应用于抗肿瘤纳米TiO₂的研究较多的为TiO₂薄膜，其制备方法有阳极氧化法、溶胶-凝胶法、液相沉积法、电沉积法、涂覆法、磁控溅射法等。日本科学家Fujishima等率先研究发现纳米TiO₂在紫外光照射下可以杀死Hela肿瘤细胞。他随后展开了一系列研究，对不同条件下杀死肿瘤细胞的影响因素进行探讨，发现使用极化TiO₂微电极可进行选择性杀死单个肿瘤细胞。张爱平等在体外对胃癌细胞分别进行了紫外光、TiO₂的空白实验以及紫外光照纳米TiO₂光催化杀伤的对照实验，结果表明，纳米TiO₂通过光催化对胃癌细胞有明显杀伤作用。随着人们对纳米TiO₂抗肿瘤作用的大量基础理论研究的不断深入，纳米TiO₂将成为在医学领域的一类具有很大发展潜力和应用前景的抗肿瘤光催化氧化剂。

纳米TiO₂光催化在环境监测方面显示出广阔的应用前景，按照半导体光催化反应测定的方式和目的将其应用分为在大气监测中的应用研究、水体污染评价中的应用研究两类。在大气监测应用中已广泛用于气敏元件的制作；在水体污染评价中的应用例如以纳米TiO₂-K₂Cr₂O₇协同光催化氧化体系为基础，结合分光光度法建立了一种快速测定水样中化学需氧量(COD)的简便方法，本方法具有线性范围宽，抗氯离子干扰能力强等优点。丁红春提出了一种以纳米TiO₂-KBrO₃协同体系，用Br离子选择性电极测定COD的方法。在此协同体系中，KBrO₃可以获得光生电子而提高光催化氧化能力，同时被定量的还原为Br-，通过Br一离子选择性电极，无需分离过滤即可得到Br的电极电位值，从而测得溶液的COD值。

文章来源：《水处理新技术、新工艺与设备》

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