纳米材料在医学上的应用----光催化纳米抗菌系列产品的研究与产业化

一、项目概述

1972年，日本东京大学藤岛昭教授发现二氧化钛经紫外光照射后，把水分子分解产生氢气，因而发现二氧化钛的光化学特性，带动了光触媒研究热潮。光触媒作为最尖端纳米技术在日常生活方面的应用，一直倍受世界各国的关注。在欧美发达国家，家庭中“光触媒”的使用率已经达到34.75%。由于光触媒在环境净化方面的用途广影响深，二oo二年，被日本新闻界评为“史无前例的光净化革命”。 TiO2光触媒为二氧化钛水溶液，干燥后，在紫外光的作用下与空气、水分子产生作用，产生氧化能力极强的自有氢氧基和活性氧，这些产物可杀灭细菌和分解有机污染物，并把有机污染物分解成无污染的水和二氧化碳，同时它具有杀菌、除臭、防污、亲水、防紫外线等功能。       

作为食品添加剂，经过美国FDA认证，使用非常安全，由于它只是提供了反应的场所，而它本身并不参与化学反应，所以它的作用效果是持久的。 

粒径大小决定光催化的作用：二氧化钛纳米颗粒粒径越小，发挥光催化的作用就越大。光触媒是在二氧化钛表面进行作用，表面积越大，处理能力越强；同样的处理面，粒径越小，表面积越大，氧化分解能力越强。

二、光触媒的作用

抗菌性:杀灭大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌、绿脓杆菌、病毒等。

空气净化:分解空气中有机化合物及有毒物质：苯、甲醛、氨、TVOC （挥发性有机化合物）等。

除异味：去除冰箱异味、香烟臭、垃圾臭、鱼腥、头油味等生活臭味。

持久性：由于它只是提供了反应的场所，而它本身并不参与任何杀菌、除臭等反应，所以它的作用不会随时间而衰减，具有持久的效力。光触媒即使在室内日光灯等微弱光源下也可发挥作用。

    光触媒涂液在室温下喷涂干燥后既有光触媒活性及较强的附着力。涂抹干燥后不溶于水，加热可增加其光触媒活性和涂膜硬度，涂膜硬度不随时间减低。
   光触媒涂液是非常安全的中性水溶液，不含任何有害物质，可喷涂于任何有机和无机材料表面。使用人员也不需要任何防护。

三、生产与环保

   该产品的生产原理为钛的金属盐中和水解，生产工艺的最高温度为100℃，没有任何有机物、易爆易燃物，无任何气体排放，为无压力水热反应。唯一排放的废水为含有2‰氯化钠的纯净水。所以，该项目为无污染清洁化生产。

四、经济效益

据世界权威专家认为，装饰装修市场是目前乃至以后发展潜力最大、收益最为丰厚的产业，房地产业及装饰装修行业是拉动中国 GDP 增长的动力源泉。国家有关部门亦发表报告称，装饰装修产业是 21 世纪最发达的朝阳产业。从市场资料分析得知：我国城市家庭装修装饰年平均消费达 39000 多元。再加上广大农村城镇地区消费，中国大陆装饰装修的市场每年将超过 2000 亿元的市场规模。光触媒市场应大大超过 200 亿元。目前市场来看，常温喷涂光触媒，在消费市场中，除汽车业将大量使用外，一般家庭家装的需求也在快速增长，光触媒的市场会逐步火爆。随着光触媒市场应用的逐渐增大，应用于道路隔音及公共设施的建筑材料已经出现。时至今日，光触媒相关产品在世界的市场规模有 400 亿美元，预计到 2020 年会形成超过 1000 亿美元的市场规模。

本项目规划：

1.中试。1000平方米的无尘车间，电力100千瓦，中试放大达到1吨/次（7天可生产一次）的示范生产线。产品成本2万元/吨 ，建议销售价格10-100万元/吨。

2.规模化生产：5000-10000平方米的厂房，3000吨/年，电力1000千瓦，产值可达3-50亿元/年，利税可达2亿元/年，销售额可达15亿元。

3.目前，该项目经过十几年的研究，已形成系列化产品：

（1）家装专用纳米抗菌除味剂（空气净化）：分解空气中有机化合物及有害物质：甲醛、苯、二甲苯、氨、TVOC（挥发性有机物）等；抗菌性功能：杀灭大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、病毒等。减少病毒细菌性交叉感染，可用于医院等防疫；除异味：去除冰箱异味、烟臭味、垃圾臭等居室环境异味；防霉防藻：防止发霉、防止藻类产生。

（2）家具专用纳米抗菌除味剂：去除家具的有害气体，包括甲醛、苯、二甲苯、TVOC（挥发性有机物）等；抗菌，有效抑制阴暗角落的发霉。

（3）汽车专用纳米抗菌除味剂：去除新车各种气味，去除车内的香烟味、鱼腥味等各种异味；抗菌，有效抑制阴暗角落的发霉。

（4）服装专用纳米抗菌除味剂：去除新衣服的甲醛、机油等异味；去除衣服的油烟味、香烟味、火锅味、汗臭味等（光照效果更好）、头油味，去除衣服的鱼腥味等。防静电效果优越；抗菌，有效抑制衣服的发霉。

（5）水产养殖纳米抗菌除藻剂：滴入鱼缸（根据鱼缸的大小确定用量，以万分之一左右为宜），可有效分解抑制消除鱼缸内部绿色藻类。产品中的有效成分为食品级二氧化钛，无任何危害和副作用。可以在水产养殖和污水处理方面展开研究。

（6）人体应用系列产品：喷涂于皮肤表面，可有效去除表面的细菌，保持皮肤的清爽和湿嫩。产品中的有效成分为食品级二氧化钛，无任何危害和副作用。清洁皮肤，抗菌止痒；减轻色斑；清洁角质层，保持皮光滑莹润，防止皮肤皲裂；有效用于青春痘的医治。系列产品包括：祛痘（普通化妆品）、祛斑（特殊化妆品）、紧致皮肤（普通化妆品）、固发生发（特殊化妆品）、去头皮屑（普通化妆品）；促进伤口愈合（褥疮、糖尿病人伤口、一般创伤、烧伤烫伤），手脚皲裂，灰指甲，带状疱疹等，已经有一定的临床试验，需要办理医疗方面的批号。在癌症方面的应用，正在研究中。

（7）抗菌除味剂（宠物专用）：喷涂光照后能半永久性有效去除狗、猫身上的腥臭味；抗菌，减少细菌的滋生和微生物的生存。