5nm的光觸媒是真的嗎？

【專家解說】：你好！所謂的5納米光觸媒都是光觸媒的納米粒徑之爭！為了突出企業(yè)或產(chǎn)品優(yōu)勢，中國的光觸媒企業(yè)宣傳的光觸媒粒徑從100nm變成50nm，再到20nm，到現(xiàn)在的5nm，甚至1nm，逐步細化，看似可喜，但這不是技術(shù)上的進步，而是純粹的宣傳競賽！

什么是納米材料？
光觸媒，是指以納米級銳鈦礦型二氧化鈦（TiO2）為主的光催化劑。所謂納米材料，一般指至少一個維度達到納米尺寸（0.1-100nm），顆粒的話是指三個維度都達到納米級，即粒徑不大于100nm，即可稱為納米材料。

那我們怎么判斷和區(qū)分納米呢？
就粒徑而言，可分為一次粒徑和二次粒徑（分散粒徑）。因納米顆粒表面懸掛鍵多，非常容易團聚，所以二次粒徑（分散粒徑）一般大于原生晶粒，即一次粒徑。納米因為肉眼無法看到，通常采用激光粒度儀或電子顯微鏡觀察。當(dāng)用激光粒度儀測試時，測的是二次粒徑，用透射電子顯微鏡觀察時，測到的是一次粒徑。

是不是粒徑越小越好呢？
我們先看看日本的光觸媒專利都是怎么說的：
1995年石原產(chǎn)業(yè)，100nm
2004年旭化成，小于200nm
2008年東芝，10-100nm
2009年住友化學(xué)，分散粒徑20-150nm
2015年TOTO，10-500nm
這些企業(yè)是日本乃至世界最優(yōu)秀的光觸媒企業(yè)（當(dāng)然不只是光觸媒），從他們的專利上看，大部分日本企業(yè)把材料做到10-50nm，為什么他們不做到1nm呢？

中華民族講中庸，任何事情講求平衡，不能偏左，也不能偏右。人是越有錢越幸福？還是越簡單越幸福？會不會有個東西，越大越好？或越小越好？事情都有兩面性。大有大的好與不好，小有小的好與不好。

納米光觸媒粒徑小有什么好處？追求小，是因為小了比表面積會大，表面懸掛鍵增加，化學(xué)活性增加。比如按球型顆粒算，100nm的TiO2的比表面積約15.4m2/g，而10nm時約為154m2/g，1nm時是1540m2/g，可見，比表面積與粒徑成反比。這么看，是越小越好了。

其實，還有其它因素要考慮。
量子尺寸效應(yīng)：半導(dǎo)體粒徑與激子半徑相當(dāng)時，會導(dǎo)致禁帶變寬，吸收邊藍移。說人話是：當(dāng)光觸媒粒徑小于一定值時，吸收光就更偏紫外了，10nm時還能吸收到390nm，5nm時就只能吸收到360nm了，不要小看這30nm，太陽光到達地表的紫外線（200-400nm）中，360-400nm波段的紫外線占所有紫外線的55.8%！就是說5nm和10nm相比，會少吸收近55.8%的紫外光。小于10nm，吸收更紫外的光，注意啊，這和宣傳的可見光吸收就背道而馳了！

這是在假設(shè)能做出來5nm的前提下說的。日本的專利都寫明是分散粒徑，即二次粒徑。因為一次顆粒是多少意義并不大，反正會團聚成二次顆粒。哪怕你真的做出來1nm的顆粒，你能把他分開嗎？如此活潑，就像磁鐵一樣，見面就要團聚在一起啊。所以說，二次粒徑做到5nm，沒人做得到也不科學(xué)。