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光觸媒測試

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發(fā)布時(shí)間：2025-03-07 16:26:05 更新時(shí)間：2025-03-06 16:44:30

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

光觸媒（如TiO?）通過光催化反應(yīng)降解污染物、抗菌及自清潔，其性能檢測是評(píng)價(jià)材料效能與商業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵。本文系統(tǒng)解析光觸媒的核心測試方法、國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO、JIS、GB）及數(shù)據(jù)分析，提供從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化的全流程技術(shù)指南。

一、核心檢測項(xiàng)目與標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照

檢測項(xiàng)目	檢測方法	國際標(biāo)準(zhǔn)	核心參數(shù)
光催化降解效率	亞甲基藍(lán)/甲醛降解率	ISO 22197-1（氣相污染物）	降解率（%）、表觀量子效率
抗菌性能	大腸桿菌/金黃色葡萄球菌滅活率	ISO 27447（抗菌表面）	抗菌率（log值減少）
親水性	水接觸角測量（光誘導(dǎo)超親水性）	JIS R 1703-1	接觸角（°）隨時(shí)間變化
穩(wěn)定性與耐久性	循環(huán)光照/洗滌后性能保持率	GB/T 23761-2020	效率衰減率（%）
自由基生成量	電子自旋共振（ESR）檢測·OH/·O??	ASTM E2180	自由基濃度（spins/cm³）

二、關(guān)鍵檢測方法詳解

1. 光催化降解效率測試（以亞甲基藍(lán)為例）

操作流程：

樣品制備：光觸媒涂層于載玻片（1×2cm），干燥固化；
污染物負(fù)載：浸漬0.01mmol/L亞甲基藍(lán)溶液，干燥；
光照反應(yīng)：UV-A光源（365nm，1mW/cm²）照射2h；
吸光度測定：分光光度計(jì)測量664nm處吸光度變化；
計(jì)算降解率：
降解率=(1−CtC0)×100%(C0,Ct為初始與t時(shí)刻濃度)降解率=(1−C0?Ct??)×100%(C0?,Ct?為初始與t時(shí)刻濃度)

設(shè)備與試劑：

光源系統(tǒng)：氙燈光源（帶AM1.5濾光片）或LED陣列；
檢測儀器：紫外-可見分光光度計(jì)（如Shimadzu UV-2600）；
標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：亞甲基藍(lán)（CAS 61-73-4）、甲醛（CAS 50-00-0）。

2. 抗菌性能測試（ISO 27447）

操作要點(diǎn)：

菌種選擇：大腸桿菌（ATCC 8739）或金黃色葡萄球菌（ATCC 6538）；
菌液制備：濃度1×10? CFU/mL，滴加于樣品表面（10μL/cm²）；
光照處理：UV或可見光（≥0.5mW/cm²）照射24h；
菌落計(jì)數(shù)：洗脫菌液，平板培養(yǎng)后統(tǒng)計(jì)存活菌落；
抗菌率計(jì)算：
抗菌率=log?10(N0Nt)(N0,Nt為初始與處理后菌落數(shù))抗菌率=log10?(Nt?N0??)(N0?,Nt?為初始與處理后菌落數(shù))

判定標(biāo)準(zhǔn)：

高效抗菌：抗菌率≥2（即99%滅活）；
長效性：10次洗滌后抗菌率≥1.5。

3. 親水性測試（水接觸角法）

儀器：接觸角測量儀（如Dataphysics OCA 25）；
步驟：
1. 暗處放置樣品24h，恢復(fù)疏水狀態(tài)；
2. 光照激發(fā)后，動(dòng)態(tài)記錄接觸角變化（0-60min）；
超親水性判定：接觸角≤5°（光照后10min內(nèi)）。

三、檢測設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)化配置

設(shè)備類型	推薦型號(hào)	關(guān)鍵參數(shù)
光催化反應(yīng)系統(tǒng)	PerfectLight PCX-50C	光源波長300-800nm，功率可調(diào)
ESR光譜儀	Bruker EMXplus	檢測限：10¹² spins/cm³
微生物培養(yǎng)箱	Memmert INCO 108	溫度控制±0.5℃，CO?濃度可調(diào)
接觸角測量儀	Krüss DSA100	分辨率±0.1°，高速攝像1000fps