光触媒行业研究报告

1/21光触媒行业研究报告2014年3月武旭鹏[e-mail]2/21目录一、光触媒基本常识...............................................................................................................41.基本概念............................................................................................................................42.发展历史............................................................................................................................43.反应原理............................................................................................................................54.TiO2光触媒特性...............................................................................................................64.1超亲水性....................................................................................................................64.2无毒性........................................................................................................................64.3永久性.........................................................................................................................64.4自净性.........................................................................................................................6二、光触媒在日本及其他国家的应用及产业动向...............................................................71.光触媒在日本的应用.......................................................................................................71.1空气净化的应用.........................................................................................................81.2自净产品的应用.........................................................................................................91.3其他应用...................................................................................................................111.4日本前十大光触媒企业的产业动向.......................................................................122.其他国家和地区的应用及产业动向............................................................................132.1美国...........................................................................................................................132.2韩国...........................................................................................................................132.3台湾..........................................................................................................................14三、光触媒在中国的发展、应用与厂家对比分析.............................................................151.光触媒在中国的发展情况..............................................................................................152.中国对比日本在光触媒行业的差距..............................................................................153.中国光触媒行业、产品及厂家对比..............................................................................163.1空气净化产品与行业情况.......................................................................................163.2空气净化产品的厂家对比......................................................................................183.3自净产品情况...........................................................................................................18四、国内空气净化市场容量分析.........................................................................................201.上海市场容量估算........................................................................................................203/212.全国市场容量估算........................................................................................................20五、分析结果及投资建议.....................................................................................................214/21一、光触媒基本常识1.基本概念光触媒[Photocatalyst]是光[Photo=Light]+触媒（催化剂）[catalyst]的合成词。光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称。触媒是一个完整的词汇，其实就是日文当中催化剂的写法，光触媒这个东西正常的中文表述是光催化剂，如果是靠谱的光催化剂，那么在含有紫外光波段及近紫外段可见光的光线照射下，是可以有效分解各种大分子气体的，分解最终产物通常是二氧化碳和水，而且是几乎无差别分解。光触媒在光的照射下，会产生类似光合作用的光催化反应，产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧，具有很强的光氧化还原功能，可氧化分解各种有机化合物和部分无机物，能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质，可杀灭细菌和分解有机污染物，把有机污染物分解成无污染的水（H2O）和二氧化碳（CO2），因而具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自洁、净化空气功能。光触媒对中低分子的不稳定化合物及绝大部分病菌有很好的降解和杀灭作用，其中包括甲醛。2.发展历史科技史上震惊世界的光催化剂（Photocatalyst）效应，又称“本多—藤岛效应”，由日本的本多健一和藤岛昭两位学者发现。1967年本多健一教授和他的研究生藤岛昭在做金属的光合作用时发现，用二氧化钛和白金作电极，放在水里，用光照射，即使不通电，也能够把水分解成氧气和氢气。现任东京大学教授的藤岛昭回忆说，他在观察到这一现象时，激动和兴奋得睡不着觉。植物的光合作用竟能在金属里如此简单地再现出来。利用阳光就可以大量产生清洁的氢能，这是多么有价值的技术！1967年他们联合发表了关于二氧化钛的氧化分解功能的论文，从此光催化剂效应便被称为“本多—藤岛效应”。但当时TiO2的光催化效率低，这项研究成果被搁置起来。90年代中期，现代研究已经了解，TiO2在受到阳光或荧火灯的紫外线照射后，内部电子——空穴对激励，产生具有强氧化分解活性氢氧（羟）基原子团。在光的作用下可降解几乎所有的附着在氧化钛表面的各种有机物，如氢化物、氮氧化物、硫化物。但当时TiO2光催化剂的研究处于室验室阶段，一直制约了TiO2光催化性的活性增强。有关专家学者希望找到一种类似激光调光学倍频材料，将可见光、红外光变频一直是研究热点，也是多年来不能实用的根本矛盾所在。但随着纳米技术的发展，1999年由于纳米技术得到了突破性进展，TiO2（锐钛矿型）在纳米尺度下禁带宽度得到满足，从而根本解决5/21了TiO2催化剂活性增强的问题。光催化剂终于正式登上了国际研究舞台。以日本，德国为首的世界经济科技强国投入了大量资源对这个领域进行研究。截至到2004年，联合国“未来太阳能利用”计划、美国的“星球大战”计划、日本“创造科学技术推进事业”计划、西欧“尤里卡”计划、以及我国的“纳米科学攀登”计划、“863”计划、“973”计划都将它列入重点研究开发计划。在这门学科上，全球的投入不下近百亿美元，而日本著名的东陶(TOTO)更是斥资2亿美元进行专利布局以期获得日本市场的领导地位。这样一个全世界科学家都为之奋斗的科学领域，发展至今日，终于走出常人可望而不可即的高科技应用领域，在日常应用领域方面也取得多方面的重大技术突破，2001年，光催化技术相关产品正式进入家庭日常生活，并在短短的半年时间，迅速席卷欧美及东南亚发达国家和地区，成为家庭重要消费产品之一，而且奇迹般的以年平均4.6%的速度递增。3.反应原理光催化剂一经光照，原料中二氧化钛的电子便会从价电带跃迁至导电带，在光触媒表面形成电子（e-）电洞（h+）对，带负电的电子与氧结合产生负氧离子（O2-）