光觸媒圖解 蘊含兆億商機的化學反應

第一章

光觸媒是什麼

p.20 什麼是觸媒 什麼是觸媒? 觸媒加速化學反應中的反應速率。 重點提示： • 觸媒是加速或減緩化學反應的物質。 • 觸媒可以降低化學反應進行所需的活化能。 • 觸媒在反應前後不發生變化，因此在理論上可以永久使用。

觸媒(催化劑)是化學反應中能夠加速其他反應物之間的反應速度，而本身在反應

前後不發生變化的物質。 如果在化學反應中使用觸媒、可以降低化學反應進行時所需的活化能，意即提供

較小的能量就可以使反應進行。 在觸媒為固體的情況下，要發揮反應作用，必須要使反應物接觸到觸媒表面，也

可以說這種催化反應是發生在觸媒的表面。參與反應物的物質在觸媒表面上發生反應，才能產生生成物。因此增加觸媒的表面面積、就可以使更多的反應物接觸到觸媒表面，進而提高反應效率。為了提高化學反應效率、通常將觸媒製成多孔狀結構以增大其表面積。此多孔狀結構對反應物又具有強烈的吸附和濃縮作用，容易促進反應的進行。

p.22 光觸媒是光的觸媒嗎 光觸媒是光的觸媒嗎? 不可思議的光能!利用光產生反應的光觸媒 重點提示： • 光觸媒(photocatalysis)是一種必須受到光照射才能產生作用的觸媒。 • 分解有害物質、使其變得無害。 • 作為環保的環境淨化材料而受到關注。 光觸媒吸收光能形成高能量狀態，然後再將能量傳遞給反應物而引發化學反應。 1950年代，研究白色顏料二氧化鈦(TiO2)對其他顏料的分解，造成塗料劣化問題。

1960年代，在使用TiO2電極的光電極反應中，發現水分解成O2 + H2，因此，利用光觸媒反應來製造氫燃料的構想被提出。

1970年代，利用光觸媒分解有害物。現在，作為環境淨化材料。 使用光觸媒，可以使只有在幾萬度的高溫下才能進行的化學反應，在低溫、甚至在室溫下就可以進行。一般化學反應一旦反應開始，到反應完成之間，過程要中止反應是非常困難的。光觸媒反應則不同，只要停止光的照射，反應會馬上停止。同時光觸媒反應還具有不受光照射就不發生反應、以及反應物質不接觸到光觸媒也不會發生反應的特色。

p.24 半導體光觸媒 半導體光觸媒 半導體光觸媒的工作是什麼? 重點提示： • 光觸媒使用最廣泛的是金屬半導體。 • 必須受到具有能隙以上的光源照射。 • 二氧化鈦是代表性的半導體光觸媒。 光觸媒經常採用金屬離子、金屬錯合物等化合物，但使用最廣泛的

是金屬半導體。例如：磷化鎵(GaP)、砷化鎵(GaAs)、硫化鎘

(CdS)、鈦酸鍶(SrTiO3)、二氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)、氧

化鐵(Fe2O3)、三氧化鎢(WO3)等化合物。 通常金屬半導體是不良導體，但是受到光照射後就可能轉變為良導

體，但必須是具有特定能量以上的光源才能產生如此的效果，這

種能量稱之為能隙(band gap)，此能量的大小因半導體種類而異。

如果這種具有傳導帶能量以上的光源照射到半導體上，電子就會

移動形成導電體。

通常半導體中的電子集中於價電子帶中，電子本身除在原地振動外不發生位置移動。但是，在受到具有能隙以上的光源照射，電子獲得足夠能量後，即可跳躍到傳導帶上，變成可以自由移動的電子，使半導體成為良體。

價電子帶與傳導帶之間的能量差，就是能隙。當處於價電子帶上的電子被激活而跳到傳導帶上時，在價電子帶上相應會產生帶正電的「電洞」。電洞和電子是同時產生的，而且所產生的電子具有很強的還原能力，電洞則具有很強的氧化能力。

大部分的半導體放入水中，經光照射會發生光溶解現象，而且隨正、負離子的產生而逐步溶解。

但金屬半導體的二氧化鈦具有很強的穩定性，不發生光溶解反應，還有良好的耐久性，抗磨耗性，同時還有藏量豐富、價格便宜等優點，因此被廣泛用作光觸媒的原料。

p.26 二氧化鈦的性質

二氧化鈦的性質 二氧化鈦是光觸媒最常使用的半導體 重點提示： • 二氧化鈦不易溶解、不易反應，非常穩定的物質。 • 二氧化鈦有三種型態。 • 折射率比鑽石還高，有更強的掩蔽力。 TiO2作為白色顏料，已經廣泛使用在牙膏、化妝品、塗料。 二氧化鈦在常溫常壓條件下，其物理、化學性質非常穩定，不溶於鹼、酸、水及一般有機溶劑，甚至不與氟化氫、氯及硫化氫等化學反應性極強的氣體發生反應。作為光觸媒，它具有耐久性、抗磨耗性、安全、經濟和實用等優點。

二氧化鈦有金紅石(rutile)、銳鈦礦(anatase)及板鈦礦(brookite)三種結晶結構。金紅石是最穩定的結晶體，銳鈦礦及板鈦礦在高溫下(~ 450度C)會轉換成金紅石結構，而且這種反應是不可逆的。

二氧化鈦在常溫下是完全絕緣體，但如果經光照射或進行加熱後，會轉變為半導體。銳鈦礦和板鈦礦的能隙為3.2 eV，金紅石為3.0 eV。作為光觸媒的用途，銳鈦礦比金紅石具有更強的光觸媒性能。

TiO2遇水，會在表面產生親水性的OH·，飽和濃度值約12-14/nm2 (銳鈦礦)及9-11/nm2 (金紅石礦)，其與水接觸角接近0度，形成水膜而非水珠，因此銳鈦礦更具親水性。

從折射率來看，鑽石的折射率為2.42，而銳鈦礦的折射率為2.52、金紅石為2.76，所以二氧化鈦比鑽石具有更強的掩蔽力和著色力。

p.28 二氧化鈦的作用 二氧化鈦的作用

具有分解全部有機化合物的神奇力量

重點提示：

• 受到光照射時，二氧化鈦表面會產生電子和電洞，它們與水和氧發生反應製造

活性氧。

• 活性氧可以切斷有機化合物的分子結合。

當二氧化鈦受到能量大於其能帶的光照射時，會產生電子和電洞，他們與水和氧

發生反應會產生活性氫氧自由基(OH·)及過氧基等活性氧(O2·-)成分。這些活性

氧成分具有很強的反應性，特別是活性氫氧自由基，如果這些活性氫氧自由基

及過氧基等，作用於構成有機化合物的共價鍵(鍵結能~ 200 kcal/mol)上，這些

共價鍵的結合會被輕易破壞，並使有機化合物分解。所以利用光觸媒幾乎可以

使所有有害的有機化合物最終分解為二氧化碳和水等無毒性物質。

因為銳鈦礦和板鈦礦的能隙為3.2 eV，所以需入射光的波長在380 nm以下。金紅

石能隙為3.0 eV，因此需要入射光的波長在413 nm以下。

我們通常採用銳鈦礦的二氧化鈦，必須採用紫外線照射才能使其發生光觸媒反應。

太陽光中只含有百分之三~四的紫外線。

TiO2 + hν h+ + e h+ + H2O HO· + H+ e + O2 O2·

－

O2·－ + H+ = HO2·

HO2· + HO2· H2O2 + O2 O2·

－ + HO2· HO2－ + O2

HO2－ + H+ = H2O2

H2O2 + e H2O2· H2O2· + O2·

－ HO· + OH－ + O2 h+ + OH－

(s) HO· H2O2 + hν 2 HO· 電洞、HO·具有極強氧化能力 O2·

－, HO2· 有極強的還原能力

p.30 光觸媒的效果 光觸媒的效果

在環境淨化方面有廣大的用途，也可用在防止積雪

重點提示

• 活性氧已被應用在生活中消毒及殺菌。

• 可以分解難以分解的各種有機化合物。

• 是水源處理及大氣淨化問題的有效方法。

二氧化鈦受光線照射後，產生活性氫氧自由基等活性氧，比氯氣、次氯酸、雙氧

水、臭氧等氧化劑具有更強的氧化能力，因此利用光觸媒作用不僅可以進行殺

菌和消毒，同時也可以溶解水中及空氣中含有的各種有害有機化合物，並進行

分解，使其變得無害。因此可用於水源處理、除臭、汽車廢氣處理、空氣淨化、

土壤處理、抗菌、防霉、去汙、防滑、解決住宅综合症候群，以及防止醫院的

內部傳染等各種環境處理。

二氧化鈦光觸媒處理是在不使用任何有害化學藥品及石化燃料為前提，只利用太

陽光等安全光能，且容易分解難以分解的各種有機化合物及殺菌處理。對環境

污染來說，光觸媒成為淨化地球的有效材料，並逐漸受到重視。

同時它在防霧、保鮮、防止積雪、牙科美容等新領域的應用也逐步增加，預計今

後它的應用範圍將更加廣泛。

第二章

光觸媒的素材

p.34 光觸媒的基本材料— 超微粒粉末狀二氧化鈦

超微粒粉末狀二氧化鈦

粒徑小、表面積大超微粒粉末狀的高活性二氧化鈦

重點提示：

• 光觸媒本身表面積越大，反應效率就越高。

• 缺點是粉塵污染、和水混合後凝結難以分散。

光觸媒本身表面積越大、可以接觸到的反應物就越多，因此反應效率就越高。所以現在致力研究開發粒徑小、表面積大的超微粒粉末狀的高活性二氧化鈦。現在市場上銷售的超微粒粉末狀的高活性二氧化鈦，基本上粒徑在一微米(μm)以下。

日本石原公司市售產品有7 nm (ST-01) 及21 nm (ST-21) 粉末。

最早開發出超微粒粉末二氧化鈦的德國Degussa公司, 有25 nm (P-25)

粉末。

超微粒粉末狀二氧化鈦的製造方法主要有兩種：

1.在高溫、有氧條件下，使四氯化鈦(TiCl4)加熱燃燒生成二氧化鈦。

2.將鈦鹽及有機鈦化合物與水反應，生成偏鈦酸(TiO(OH)2)或過氧化鈦後，再高溫加熱生成二氧化鈦。

在實際生產加工中，也隨之出現粉塵污染、和水混合後凝結難以分散，而且進行水處理後，也有二氧化鈦與水難以分離和回收等問題。

p.36 改善粉塵問題的溶膠和分散液

改善粉塵問題的溶膠和分散液 二氧化鈦溶膠解決加水凝固的問題。 重點提示 •二氧化鈦放入水中，其粒子很難分散。 •可以調整pH值或使用界面活性劑對粒子加以分散。 •TiO2粒子之間相互凝積所新形成的較大粒子，稱為二次粒子。 在水中， TiO2粒子之間相互凝結，因為TiO2粒子表面的pH值會呈現酸性和鹼性，酸性一側帶正電、鹼性一側帶負電。 其表面電位為0的時候，其pH值稱為等電點。銳鈦礦為6.1、金紅石為5.6，因此在pH值接近中性的溶液中(例如：水)，二氧化鈦粒子表面即部分帶正電，部分帶負電，因此顆粒間的異性相吸，造成粒子聚集而不易分散。

如果使溶液呈酸性或者鹼性的話，其表面就會完全帶正電或完全帶負電，而出現使粒子間同性相斥的情況，因此可獲得穩定的分散液，利用此種方法製成的分散液稱為二氧化鈦溶膠(sol)。

此外，通過添加表面活性劑也可以製成二氧化鈦溶膠。這些二氧化鈦粉末分散液中含有的二氧化鈦粒子間，或多或少都存在粒子的凝積現象，這些二氧化鈦粒子間相互凝積所新形成的較大粒子，稱為二次粒子。他的大小如果比光的波長小，就不會產生光散亂現象，即二次粒子粒徑若小於80 nm時，溶膠會成透明狀。

除了使用二氧化鈦粉末與水直接混合調製溶膠的方法外，還有採用鈦的化合物，如四氯化鈦等，與水混合進行調製，加水分解形成氫氧化鈦溶膠，再經乾燥、加熱形成二氧化鈦的方法。

這些溶膠及分散液既可以直接作為塗佈劑使用，也能與各種塗料、水泥混合後進行使用。

另外也可以將其塗於材料表面，加熱後形成薄膜狀二氧化鈦光觸媒以供使用。

p.38 光觸媒固定化 光觸媒固定化 固定化的膜狀光觸媒 重點提示： • 必須直接固定於對象物體上。 • 膜狀二氧化鈦光觸媒是在材料上塗上塗怖劑，經加熱乾燥製成。 • 用溶膠製成的糢狀二氧化鈦光觸媒必須要經過高溫加熱。

粉末狀二氧化鈦光觸媒存在使用和回收困難等問題，為了使用更方便，嘗試將各種光觸媒直接固定於對象物體上的方法。

單純用TiO2為原料的膜狀光觸媒，由於是在單體表面直接製膜，附著力強，而且成份全為TiO2，可充分發揮其光觸媒作用。採用此種光觸媒進行水處理時，能夠非常容易的讓水與光觸媒分離，因此可以實現連續性的水處理。

再者，膜狀TiO2光觸媒通常為透明狀態，如果在像玻璃等透明材料表面製膜的話，它既不會遮檔光線，還可以利用從玻璃透過的光線，更有效的發揮其光觸媒性能。

膜狀二氧化鈦通常是在材料上塗上塗佈液，再經加熱乾燥而製成，使用之塗佈液為溶膠、烷氧基鈦等有機鈦溶液和過氧化鈦酸等無機鈦溶液。

用溶膠製成的膜狀二氧化鈦光觸媒必須要經過高溫加熱(~400度C以上)，使二氧化鈦分子相互聚合而成膜，但是加熱溫度過高的話(~700度C以上)，二氧化鈦的晶形就會轉變成光觸媒性能較差的金紅石型結構。

p.40 塗佈液 塗佈液 有機鈦溶液與過氧化鈦酸溶液塗佈的情況 重點提示： •使用有機鈦溶液的時候，需要控制空氣濕度。 •可以從二氧化鈦溶液中得到透明膜狀光觸媒。 •目前也開發了常溫硬化型的塗佈液。 代表性的有機鈦類，是用鈦與醇類反應得到烷氧基鈦類。使用其製造膜狀TiO2光觸媒時，是將其塗裝於材料表面，經由空氣中的水分進行水解反應，再加熱燃燒後製成。過程中，如果於水分反應速度過快，會形成白色粉末狀二氧化鈦，很難得到膜狀。 為控制水分反應速度，必須要對空氣進行嚴格的溼度管理，亦可透過添加酸類、胺類等穩定劑，以延緩水分解速度。要不就是採用烷氧基鈦與水，進行分解反應製成鈦溶膠，其以氫氧化鈦聚合狀態存在，經材料表面塗佈、乾燥、燒結後，可以得到膜狀TiO2。

過氧化鈦酸溶液，是將烷氧基鈦等與水進行水解反應，再將得到的 非晶體 TiO2溶解於雙氧水製成，呈黃色溶液狀。

另外，還有利用高溫高壓使二氧化鈦進行部分結晶，然後將這些超微粒二氧化鈦分散於溶劑中的方法。將這些塗佈液塗佈於材料表面，乾燥之後以攝氏400至600度燒結，反覆進行此一過程後，即可得到只含銳鈦礦的膜狀二氧化鈦光觸媒。將塗佈液薄薄的均勻塗在材料表面，經過乾燥、燒結，是得到透明膜狀二氧化鈦光觸媒的關鍵。

最近研製出無須加熱，即在常溫下便可成膜的常溫硬化型塗佈液。過氧化鈦酸溶液經高溫高壓處理，使二氧化鈦結晶化，然後將這些超微粒二氧化鈦分散於溶劑中。此方法所製成的塗佈液，在常溫下硬化所需的時間較長。

p.42 高配合型二氧化鈦光觸媒 高配合型二氧化鈦光觸媒

纖維或是塑料製品也可以使用光觸媒

重點提示

光觸媒粒子的表面，可以添加不具光觸媒活性的陶瓷。

使用二氧化矽和磷灰石等陶瓷材料。

在二氧化鈦光觸媒的局部表面，得以添加部份取自陶瓷、不具有光觸媒活性的高配合型二氧化鈦光觸媒粒子，有可能製造出光觸媒布料纖維及光觸媒塑料等產品。

高配合型二氧化鈦光觸媒有不同的種類，第一種是哈密瓜型(網罩型)粒子，它是用不具有活性的二氧化矽等陶瓷材料，在二氧化鈦光觸媒表面製成像網罩狀的構造。將這些粒子紡入纖維或參入塑料製品中，因其表面有不會產生光觸媒作用的二氧化矽等陶瓷材料，可以避免全部的二氧化鈦光觸媒表面直接與纖維及塑料接觸，因此仍然保持抗菌和除臭的作用。

另一種稱為金帄糖型(星星形狀)的粒子，它是在二氧化鈦光觸媒表面用磷灰石等陶瓷材料，製成類似金帄糖的角狀構造。將這些光觸媒紡入纖維或參入塑料製品中，由於其表面有不會與光觸媒產生作用的磷灰石等陶瓷材料，同樣可以不使全部的二氧化鈦光觸媒表面直接與纖維及塑料接觸，因而避免分解掉纖維及塑料製品。

正因為這些高配合型二氧化鈦光觸媒的出現，使光觸媒的技術得以應用在製布、造紙及塑料製品等領域。

p.44 多孔狀光觸媒 多孔狀光觸媒

吸收、分解有害物質

重點提示

多孔狀結構可以吸收對象物質。

被吸收的對象物質受到光照射時，可以產生分解作用。

多孔狀二氧化鈦光觸媒在製造過程可以控制細孔尺寸大小。

即使對象物質接觸到光觸媒表面，如果沒有光的照射，光觸媒反應依然不會進行。為了解決光觸媒這個特性，可以將光觸媒製成多孔狀結構。這樣即使沒有光照射時，它可以吸收對象物質，然後對對象物質產生分解作用。同時它還可以將對象物質集中濃縮於光觸媒的表面，更有效的進行光觸媒分解處理。

目前開發出在透明的矽膠多孔狀的結構上面，塗二氧化鈦而製成的多孔狀光觸媒矽膠。它的特點是內部具有多孔狀結構，而且其表面積達到每克約幾百帄方米，在這樣大的表面上塗佈二氧化鈦光觸媒，不僅提供反應比較大的表面積，同時也有較強的吸附作用。

通過對二氧化鈦光觸媒本身進行多孔狀處理，研製出表面具有均一細孔的多孔狀二氧化鈦光觸媒，在這種多孔狀二氧化鈦的表面分布著同樣大小孔徑的細孔，在製造過程中經過製程上的控制，可得到尺寸從幾奈米到十微米的多孔狀二氧化鈦光觸媒，因此可以根據所處理物質分子的大小，選擇不同孔徑的多孔狀二氧化鈦光觸媒，進行選擇性吸收，實現更有效的分解處理。

p.46 粒狀二氧化鈦光觸媒

粒狀二氧化鈦光觸媒

粒狀化光觸媒

重點提示

粒狀化光觸媒容易使用。

用途有水處理、廢氣排放處理以及脫臭等。

根據其用途，要求具有良好的耐水性和衝擊性。

如果將光觸媒粒狀化，便可以增加光觸媒的用途。

粒狀二氧化鈦光觸媒的主要製造方法有：

1.二氧化鈦粉末燒結法。

2.二氧化鈦粉末與黏土等無機黏合劑混合燒結法。

3.在陶瓷、金屬、玻璃、石塊等材料表面塗上光觸媒塗佈液，然後加熱成膜。

4.將粒子狀金屬鐵表面氧化，形成粒狀二氧化鈦。

為提高粒狀光觸媒的性能，同樣可以採用製成多孔狀結構，增加其表面積，並盡可能採用玻璃等透明度高的材質，於其上塗佈二氧化鈦光觸媒。因透明狀的粒狀光觸媒可以透光，因此效果也會提高。

p.48 光觸媒塗料 光觸媒塗料

使用在牆壁等建材上

重點提示

在二氧化鈦光觸媒粒子表面添加不具有光觸媒活性的磷灰石等陶瓷成份，可以製成有機塗料。

用途有防污、解決新屋症候群、脫臭等。

單純將二氧化鈦光觸媒與塗料混合製成的防污塗料塗在牆上，經光照射後，由於塗料中含有的有機成份受到光觸媒作用而分解，就會造成二氧化鈦光觸媒的脫落現象。但此種防污作用只是一時的。現在已研製出將二氧化鈦光觸媒粒子分散於水玻璃、細樹脂等分散液中，而製成二氧化鈦光觸媒塗料。

將這種光觸媒塗料塗到牆壁等材質上，如果光觸媒在材質表面的附著力不夠強，光觸媒塗料脫落，此時就需要在塗光觸媒塗料之前，先在材料表面塗一層打底塗料，以增強其黏合性。不過這種打底塗料大部分是有機塗料，易受光觸媒作用而分解，所以還需要再它們之間塗一層隔離塗料，但這樣的操作非常費工費時，同時以此方法製成的光觸媒薄膜也缺乏韌性。

如果單純將二氧化鈦光觸媒粒子混合到塑膠等材料中，塑膠會受到光觸媒作用而分解。但如果在二氧化鈦光觸媒粒子表面附加不具有光觸媒活性的磷灰石等陶瓷成分，製成混合型二氧化鈦光觸媒粒子，再將其分散於高分子塗料中，就可以製造出有機光觸媒塗料。可以用在防污、脫臭、抗菌等方面。

p.50 光觸媒薄膜 光觸媒薄膜

廣泛使用在窗戶、鏡子等建材上

重點提示

在玻璃窗外有防污、窗內有脫臭、抗菌的作用。

在農業方面作為塑料大棚的材料，以及草莓、米的保鮮袋使用。

為防止二氧化鈦光觸媒分解塑料的材料，在塗二氧化鈦光觸媒塗料之前，首先要在塑料薄膜表面塗一層矽膠等無機材料的保護層，以防止它對塑料等材料產生光觸媒作用，因此目前也開發出了光觸媒塑料薄膜。

同時在二氧化鈦觸媒粒子表面，加上不具有光觸媒活性的磷灰石等陶瓷成分，製成混合型二氧化鈦光觸媒粒子，混合於塑料等有機材料中，或製成塗佈液，直接塗在塑料薄膜表面，也可以製造出光觸媒塑料薄膜。

光觸媒薄膜最主要的市場是在農業方面。第一是用於塑膠大棚，其主要材料是聚氯乙烯塑料。當空氣中的灰塵等污物附著於其表面時，大棚表面會變得髒暗而不透光，為使大棚內農作物獲得正常的光照，必須要定期更換。但如果採用具有光觸媒的塑料，就可以防止空氣中污物的附著，維持表面較長時間的清淨，進而延長塑料薄膜的使用壽命。另一個用途是用於保鮮。因為穀物和水果等的新陳代謝會自然排出一種氣體-乙烯，這種氣體會使穀物和水果過熟甚至腐爛。採用光觸媒保鮮薄膜，會將乙烯分解為二氧化碳和水，抑制乙烯對穀物和水果的催熟作用。進而延長穀物和水果的保鮮期。

p.52 光觸媒布料 光觸媒布料

使用在衣物、窗簾的各種廣泛的用途

重點提示

聚四氟乙烯對光觸媒有耐久性的特質。

光觸媒沾布可以製成實用的帳篷布料。

光觸媒布料可以分解人體所發出的體臭。

在布料中添加光觸媒，就能使布料具有脫臭、抗菌、防垢等機能，不過製作這些產品的前提是如何將二氧化鈦光觸媒加入到布料中，而且布料不受光觸媒作用而分解、破損。

例如，有機物中的聚四氟乙烯(鐵氟龍)，其化學性能非常穩定，加上其中碳和氟的結合鍵能非常強，可以與光觸媒反應所產生的活性氧鍵能相匹敵，具有耐久的性質。如果將二氧化鈦光觸媒塗在聚四氟乙烯纖維上，可以製成具有防污機能的帳棚布料。另外，應用此種技術已經研製出很多不同領域的產品，如百葉窗、電影銀幕以及螢光燈罩等產品。

利用此種技術製成的服裝，透過光觸媒反應，可以分解人體所發出的體臭。因此特別適用於養老院、護理院等社會福利事業，針對這些機構開發出具有抗菌、脫臭功能的睡衣、床單、窗簾、壁紙、防臭口罩等產品。

p.54 光觸媒紙類

光觸媒紙類

可運用在紙門、壁紙和月曆上

重點提示

有防止和紙變黃的效果。

可以透光的和紙有很大的除臭效果。

在紙上添加吸附力強的活性碳，可以增加除臭的效果。

在日式拉門的和紙上塗上光觸媒，利用螢光燈或室外自然光進行反應，可以達到除臭、清淨室內空氣、防止室內因吸菸造成和紙變黃等效果。如果直接將二氧化鈦微粒子塗在紙窗上，和紙會受光觸媒作用而分解，這樣一來和紙會很快的破損。針對此問題，目前已進一步研製出了更新的產品-它是在二氧化鈦光觸媒粒子的表面上，塗上一非有活性的陶瓷物質，將此種高配合型光觸媒粒子塗在紙的表面，或混入紙漿內，所製造出來的紙就可以使用在電燈罩、月曆紙、壁紙等。

因為和紙有極佳的透光性，用作窗紙、燈罩使用可以使光傳到紙表面，產生光觸媒反應。同時和紙內部含有大量交錯的纖維，具有很大的表面積，能夠提高光觸媒反應效率，因此可以充分達到除臭效果。如果在和紙上添加吸附力強的活性碳或矽膠等，就可以製造出具有吸附臭味、同時又可以產生良好除臭效果的產品。

p.56 光觸媒濾紙和光觸媒蜂巢板 光觸媒濾紙和光觸媒蜂巢板

用於空氣清淨機的濾紙

重點提示

光觸媒濾紙是將紙或不織布製成蜂巢狀，再於其上塗二氧化鈦光觸媒。

光觸媒蜂巢板要注意光源的配製。

最近，光觸媒技術已經應用在空氣清靜機的製造上，其結構主要是將紙製成蜂巢狀，再於其上塗佈二氧化鈦光觸媒，有的也塗在不織布上。這種構造可以增加表面積，促進空氣流通。

在實際使用時，當空氣清靜機一開始運轉，光觸媒就開始負擔著相當大的作用，如果將活性碳和光觸媒一起配合使用，則可以更有效進行脫臭。還可以減輕光觸媒作用的負荷。但活性碳只能發揮簡單的吸收惡臭等化學物質的作用，卻不能進行分解。此外活性碳也無法透光，因此在活性碳之下的光觸媒無法產生作用。若要有效發揮光觸媒作用的話，必須要解決充足的光線供應、光觸媒濾紙和光源的配置等系統設置問題。

另一方面，市場上已再銷售一種可以代替紙，且經過光觸媒處理的蜂巢狀陶瓷材料和蜂巢狀金屬過濾器。它與紙不同的是，陶瓷材料和金屬材料都具有良好的耐熱性，通常是在蜂巢板燒製二氧化鈦光觸媒而製程的，具有極佳的耐久性。而且它與和紙等紙張也不相同，這種材質不透光，因此在設計上必須要考慮使蜂巢板與光源垂直，使光源能夠儘可能的照射到蜂巢板內部。它們的耐水性也很好，可以用在水處理以及浴池的殺菌等方面。

p.58 光觸媒混凝板和光觸媒瓷磚 光觸媒混凝板和光觸媒瓷磚

發揮去除大氣污染物質與防污的機能

重點提示

光觸媒混凝土或混凝板，已被使用在道路建設，如一般道路路面、路石、隔音板、岸壁、親水公園、游泳池等處。

光觸媒瓷磚一般用在外壁、浴池等

光觸媒混凝土是將二氧化鈦光觸媒粒子混在水泥裡使其凝固，然後在混凝土表面塗上一層二氧化鈦膜，或是將塗有二氧化鈦的塊狀光觸媒埋入其中而製成。它若使用在路面上，可以去除汽車排出的大氣污染物質，如氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)等。

在道路路面使用上，由於車輪、鞋印、都會磨損路面，因此產生耐磨耗的問題，解決方法是將燒製好的二氧化鈦膜顆粒埋入混凝土中，或是使混凝土表面凹击不帄，再將光觸媒塗在凹處，使其不直接接觸地面，以防止因車輪、鞋印造成的摩擦。

另外，市面上已推出了光觸媒瓷磚，他是將瓷磚的的釉子中混入二氧化鈦光觸媒，再經高溫燒製而成；或是在瓷磚表面塗上一層二氧化鈦膜。

因為將二氧化鈦光觸媒混入釉藥中，再經過高溫燒製出來的磁磚，其二氧化鈦作為光觸媒，會變成性能較低的金紅石結晶。為了解決此問題，採取了在瓷磚上附上銀或銅等抗菌性金屬離子的方法。這樣一來即使不受光照射，也能發揮其抗菌作用。

p.60 光觸媒金屬板

光觸媒金屬板

使用在屋脊、廣告看板、流理台等用途上

重點提示

有耐熱性、耐蝕性、耐久性等優點。

鈦金屬板密著性佳，可製成各種顏色金屬板。

也可以在網、線、棒、筒等形狀上進行加工。

光觸媒金屬板的製作方法很多，如在金屬板表面塗上二氧化鈦光觸媒、用化學蒸鍍或物理蒸鍍法使其附鍍；或使用焊補的方法使其附著在金屬板表面；另外也有將鈦焊補到金屬表面，將其氧化後進行製作；還有將鈦的金屬板表面氧化，使其形成二氧化鈦的方法。用以上方法製作的光觸媒金屬板，耐熱性佳，適用於防污、抗菌、水處理、脫臭等方面。

特別是將鐵的金屬板表面進行氧化而形成的二氧化鈦，其基材本身是鈦金屬，即使暴露於表面，也可以不斷的與氧作用形成二氧化鈦。因此它的覆著強度好，不易從基材剝落，同時具有耐酸、耐鹼性、以及親水性、耐腐蝕及耐久性等優點。

在材質上，不僅可以用金屬板材，即使是網、線、棒、筒、海綿、多孔質粒狀體、不織布材料等任何形狀的物質都可以製作，當然也能在金屬絲、過濾紙、鏡面上進行精密加工。

第三章

光觸媒的用途

p.64 淨化水

淨化水

光觸媒的水處理法可以淨化受到污染的水

重點提示

光觸媒可以解決難分解性化學物質的處理問題。

處理後的水與光觸媒可以很容易地進行分離。

現在發展到去除重金屬離子的實驗。

現在水處理法最普便採用的是活性污泥法等微生物處理法。這種方法的問題在於剩餘污泥的產生，同時很難處理有機氯化合物，不過使用光觸媒，可以解決這些難分解的物質。最初的方法是將粉末狀光觸媒分散於含有有害物質的水中，然後進行紫外線照射，處理水中的有害物質，但實用性較差。近來開發出將二氧化鈦溶膠直接包覆在玻璃管表面的膜狀光觸媒，然後將含有有害物質的水流導入管內，進行水處理的裝置。除了紫外線等人工光源，也開發出了利用太陽光源的處理方法。即是在帄板式太陽能集熱器中放入顆粒狀光觸媒，利用太陽光進行處理。

除此之外，利用光觸媒反應不僅可以處理有機有害物質，目前也在進行去除重金屬離子的實驗。使用光觸媒可以使重金屬離子變成不溶水的氧化物，形成沉澱物而易於去除。

p.66 分解、去除臭味

分解、去除臭味

活用除臭功能，進一步發展出空氣清淨機等產品

重點提示

不需強光也可以進行脫臭處理。

餐廳的廚房需要表面積較大的光觸媒。

空氣清淨機是光觸媒產品中的暢銷商。

除臭產品是光觸媒技術應用領域中，在產品數量及品種上發展最快的。由於脫臭處理的對象物質多數是微量的物質，不需要大型的設備。

因為人的嗅覺相當敏感，即使是微量的臭味也能感覺得到。因此進行脫臭處理必須將環境中的甲醛濃度降低到10-3 mg/L以下，才可以使人的嗅覺感覺不到它的存在。而且一般自然環境中的甲醛含量很低，要進行處理的甲醛數量極少，所以照射光觸媒光子數量也不需要很多，用太陽光就足以進行除臭。

螢光燈的紫外線強度大約是太陽光的千分之ㄧ左右，而糞尿的主要成分是甲基糞臭素(skatole)，其閾值是甲醛的千分之ㄧ，更加微量，所以螢光燈的光亮就足以除臭。若是從廚房傳出的氣味，因為比較強烈，可以使用表面積較大的光觸媒，除臭效果更好。現已研究開發出光觸媒除臭裝置內部是具有多孔狀結構的陶瓷型過濾材料。

p.68 分解室內裝潢產生的有害化學物質

分解室內裝潢產生的有害化學物質

室內的空氣淨化、使建材發出的化學物質無害化

重點提示

住宅的封閉性會導致細菌的繁殖。

光觸媒可以分解建材釋放出來的有害物質，並使其無害化。

光觸媒已運用在空氣清淨機、照明器具、窗簾等商品。

過去以木結構為主的房屋，即使二十四小時不開窗換氣，基本上帄均一小時室內也會換氣三至四次，而現在的鋼筋水泥結構建築，帄均一小時，室內自然換氣只有零點五次，換氣條件正在逐漸惡化。因此室內空氣逐漸污濁，濕度也會提高，極易造成雜菌繁殖、出現發霉的情況。

利用光觸媒反應，可以將這些室內存在的有害化學物質分解為二氧化碳和水，達到淨化室內環境的作用。利用光觸媒反應進行室內環境淨化時，最重要的是要讓室內有害物質有效的與光觸媒相接觸。

p.70 去除大氣中的污染物質 去除大氣中的污染物質

光觸媒將成為處理大氣污染問題的解決對策

重點提示

大氣污染的主要原因是氧化氮類、硫黃氧化物。

二氧化鈦光觸媒可以去除氧化。

光觸媒用於大氣淨化用板磚、塗料、路面等商品

汽車排放的廢氣中，氧化氮類(NOx)、硫氧化物(SOx)是主要的大氣污染物質，利用二氧化鈦光觸媒可以將大氣污染物質的一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)等氧化氮類化合物以及硫氧化物等，氧化成硝酸根離子(NO3

-)或硫酸根離子(SO42-)。

形成的硝酸根離子和硫酸根離子沉積在光觸媒的表面，會使氧化氮類和硫氧化物接觸不到光觸媒，而阻礙光觸媒反應的進行。但是與水可以將覆蓋在表面的硝酸根離子和硫酸根離子沖洗掉，所以可以持續進行光觸媒反應。而這些被沖洗掉的離子，由於與空氣中浮游粉塵所含的鹼性物質中和，其pH值最終可以達到6.3-7.1

左右，接近中性，對環境不會帶來惡劣的影響。

現在利用光觸媒技術相繼開發出各種大氣淨化產品，如應用於道路建設中的大氣淨化用板磚、塗料、道路路面，還有表面塗有光觸媒的隔音板、高速公路上的隔音牆等。

p.72 分解、去除廢氣排放中的有害物質

分解、去除廢氣排放中的有害物質

從強化規制到開發廢氣排放處理

重點提示

廢氣排放的處理對象有汽車、工廠、焚化爐所排放的廢氣，以及揮發的有機溶劑等。

需要擴大制定PRTR法或條例規定。

廢氣排放處裡的主要對象是指汽車廢氣、工廠廢棄、焚化爐廢棄、塗裝工廠、印刷廠等排放出來的揮發性有機溶劑。

汽車廢氣中主要是汽油中所含的苯、碳化氫、以及燃燒中所形成的二氧化氮、一氧化氮等物質造成污染。

工廠排出的廢氣中，主要的物質是作為一般溶劑、洗淨劑等使用的有機氯化物、氟氯碳化物(CFCs)等，由於這些溶劑使用量較大，在進行光觸媒處理時，必須選擇光源、考慮如何更周密地設計，使光能夠充分照到光觸媒，並使排出的氣體有效接觸到光觸媒。

利用光觸媒技術處理汽車排放廢氣方面，存在著很多問題。如果在排氣管上塗裝光觸媒，由於廢氣排放的流速較快，光源如何設置及紫外線燈的耐熱性等，都是急需解決的問題。

p.74 環境荷爾蒙的分解 環境荷爾蒙的分解

地球規模擴大之下去除環境荷爾蒙的技術

重點提示

環境荷爾蒙包括PCB、DDT、BHC、有機氯化物溶劑、以及有機林系農藥等。

環境荷爾蒙的熱分解處理可能會造成二次污染。

環境荷爾蒙類物質主要有多氯聯苯(PCB)、二氯二苯三氯乙烷(DDT)、六氯化苯(BHC)、有機氯化物溶劑、有機林系農藥、有機錫化合物、可塑劑等，大約有六十七種物質。

環境荷爾蒙物質問題的特點是，它存在於日常生活實體所有物質之中，並且只要有一兆分之一克左右，極微量的荷爾蒙就可以產生作用。若把整個地球中所擴散的環境荷爾蒙物質按照以往的方法將其收集起來，使用石化燃料對其進行人工熱分解處理的話，將需要相當大量的水和空氣。須要大量的能源，同時會產生大量的二氧化碳，甚至可能會產生比戴奧辛更加有害的物質。

現在已有研究者證明利用二氧化鈦光觸媒，利用太陽光等自然能源，就可以將那些微生物不易分解的環境荷爾蒙物質，分解為二氧化碳和水。光觸媒已成為解決經濟成長所帶來的能源危機、環境惡化問題的新技術，目前的發展更是受到相當大的期待。

p.76 分解處理戴奧辛

分解處理戴奧辛

分解去除廢氣、廢水中的戴奧辛

重點提示

戴奧辛僅一克就有致死一萬人的殺傷力，是史上最強的毒物。

光觸媒可以將戴奧辛分解為二氧化碳、水、氯離子。

戴奧辛屬於環境荷爾蒙的一種，它會帶來致癌性、致畸性、導致生殖機能障礙、降低免疫機能等。戴奧辛類中含有多氯二聯苯戴奧辛(PCDF)，和四氯二聯苯呋喃(PCDF)以及多氯聯苯(co-PCB)等物質。廢棄物的焚燒設施、汽車、香菸、火葬場、電氣爐、小型焚化爐等都是戴奧辛的主要產生來源。

至今處理戴奧辛的方法，主要是利用活性碳、活性焦炭等吸著劑處理法。但此種方法只是使戴奧辛被吸收於吸收劑內，還必須將吸收戴奧辛的吸收劑在處理。最近一種被稱為「氣化溶融爐」的處理方法正受到注意。不過這種方法需要高溫連續運行，且成本很高，不是用小型焚化爐。若利用光觸媒技術，就可將戴奧辛類分解為二氧化碳、水、氯離子，因此光觸媒被期待成為最有效的處理方法。

p.78 清除土壤中含有的有害物質 清除土壤中含有的有害物質

用光觸媒可以處理工廠及其附近的土壤污染

重點提示

溶劑、清潔劑等有機化學物質的使用，以及重金屬、重金屬粒子對土壤造成污染。

土壤污染的恢復需要花費龐大的費用。

近來日本新聞經常報導關於廢棄工廠的土壤污染問題，這些大多是高技術類、化工類、或是洗染業廢棄工廠，造成污染的物質主要是在清潔劑及溶劑中經常使用的四氯乙烯、三氯乙烯等有機化合物。

使用光觸媒的具體處理方法如下：

1.將光觸媒粒子散佈於土壤中。

2.將被污染的土壤挖掘出來與光觸媒粒子混合，經光照射進行光觸媒分解處理。

3.將被污染的土染挖掘出來，經加熱處理使有機化合物氣化排出，進行收集後用光觸

媒進行分解處理。

4.對被污染的土壤進行真空排氣，使有機化合物氣化排出，收集後透過光照射進行光觸媒分解處理等方法。

另外，單純將地下水、井水從土壤中抽出，直接進行光觸媒分解處哩，同樣可達到淨化作用。以上的各種處理方法中，以第四種方案首先得到採用。

造成土壤污染的原因也很多，不僅僅是有機化合物，也有很多其他物質造成土壤污染，其中由重金屬粒子所造成的污染也是非常嚴重的。如果使用光觸媒技術進行處理，可以將金屬氧化成金屬氧化物，將金屬粒子還原為金屬原子，進而解決重金屬粒子的污染問題。由於地球的土壤污染問題日趨嚴重，用光觸媒解決土壤污染問題的工作，勢必將有廣大的前景。

p.80 防霉 防霉

利用在抗菌、防霉上有長久的效果

重點提示

氧化能力很強的COO-可以抗菌、防霉。

光照不到的場所抗菌效果較差。

被期待用於防止院內感染。

受光照射後二氧化鈦光觸媒會產生強氧化力的氫氧基，它會破壞細菌細胞中的輔脢(CoQ10)及呼吸系統的酵素，停止細菌及霉菌的生長繁殖。二氧化鈦光觸媒的抗菌特性如下：

1.一般抗菌劑是將抗菌成分溶解後產生藥效，達到抑制或消滅細菌的作用；而二氧化鈦光觸媒是受到光照射後產生抗菌作用；由於所產生的氫氧基等活性氧基的壽命很短，如果細菌不接觸到二氧化鈦光觸媒表面，或者二氧化鈦光觸媒被埋沒於材料或黏合劑中，不易受到光照射、以及接觸不到細菌時，則無法產生抗菌作用，或抗菌作用效率減低。

2.產生抗菌作用的二氧化鈦已被廣泛應用在化妝品、牙膏製品中，作為食品添加劑的用途也得到認可，是安全無害的物質。

3.二氧化鈦作為光觸媒發揮作用的同時，本身性質不會發生變化。從作用原理上來說，只要能受到光照射就可以接近永久發揮抗菌的效果。

4.二氧化鈦光觸媒受光照射後產生的氫氧基，幾乎可將所有的有機化合物分解為二氧化碳等無毒無害的物質。因此其不但可以達到抗菌、防霉的作用，同時可以把供應細菌生長的營養元及細菌繁殖產生的毒素加以分解，甚至有可能達到破壞癌細胞的作用。

p.82 水果、穀物等的長期保存

水果、穀物等的長期保存

光觸媒可以分解乙烯、達到保鮮的效果

重點提示

主要使用光觸媒罩。

活用在草莓保鮮袋、農產運輸的保鮮車、儲藏室等地方。

在水果、穀物的貯藏過程中，一但其中產生腐敗，其他水果、蔬菜的腐敗面積也將隨之蔓延。這是因為從腐爛的水果、穀物中會散發出促進成熟的氣體「乙烯」，進而使其他水果、穀物加速成熟老化，甚至腐爛。

通常我們用冷藏的方法來抑制水果、穀物內部反應，抑制乙烯的產生速度。但這並沒有完全去除促進老化的根源。而利用二氧化鈦光觸媒可以將乙烯分解為二氧化碳和水，延長水果、穀物等的保存期，提高經濟效益。

光觸媒產品既能分解導致腐敗的乙烯，也可以抑制細菌及霉菌的繁殖、產生脫臭的作用，不僅穩定農產品的品質，也達到減少勞動力的效果。目前也使用在如種苗、球根類的保存，以及防止波菜、蔥等蔬菜在保存過程中變黃。

p.84 防止藻類、苔蘚類的繁殖

防止藻類、苔蘚類的繁殖

維持水面的美觀、防止水中的藻類繁殖

重點提示

利用光照射光觸媒產生氫氣自由基，可以分解苔蘚類物質，進一步抑制形成苔蘚類的微生物的生長繁殖。

魚缸、水渠、及海岸堤防上因藻類、苔蘚類的繁殖，會帶來美觀上的問題。而且藻類繁殖會消耗溶解在水中的氧氣，造成水中含氧量降低，嚴重時會導致魚類的死亡。

與光觸媒的抗菌原理相同、利用受光照射光觸媒體產生的氫氧自由基，既可以有效的抑制藻類的繁殖，分解水中藻類繁殖所必須的有機營養物，進而長期保持水的清潔、減少經常更換水的周期。

另外，藻類、苔蘚類的繁殖不僅發生於魚缸、水渠及海岸堤防處，在建築物的外牆、路邊、樓梯、窗戶邊、甚至也容易產生在廚房水池四周等處。所以光觸媒可以使用在各種不同的場所，以防止藻類、苔蘚類的繁殖。

p.86 防霧 防霧

可以讓鏡子、窗戶、玻璃不起霧

重點提示

二氧化鈦對水的角度是零度。

即使表面沾上污垢，接觸到光線時，還是會恢復原來的超親水性。

不能使用在汽車前方玻璃上。

通常在板子上滴上一滴水，就會形成水珠。如圖所示，板子和水滴所形成的角度叫做接觸角。當板子的材質與水之間具有「親水性」的話，角度就會變小；反之，若材質與水之間不具有親水性的話，亦即疏水性，角度就會變大。

而二氧化鈦對水的接觸角是零度，屬於「超親水性物質」。因此當水滴到二氧化鈦上時，就會行程很薄的膜狀，覆在表面上。若有油垢等疏水性物質附著時，表面就會變為疏水性，對水的接觸角就變大，形成水珠，產生霧氣。因此當光線照射到二氧化鈦薄膜上時，光觸媒作用可以使污垢分解，恢復到原來的超親水性，使霧氣消失。

目前開發出如防霧鏡、防霧玻璃窗、摩托車頭盔的擋風鏡等產品，以及用在這些產品上的塗料等。雖然汽車玻璃上已開始應用此技術，但使用在前方玻璃時，膜的厚度要受到風壓而變化，會造成物體扭曲變形。因次目前只適用在汽車前玻璃以外部位使用(如兩冊和後窗)。

p.88 可做為自潔材料使用 可做為自潔材料使用

防止紙窗變黃、使建築物外壁變乾淨

重點提示

油垢等有機物的污垢作為黏合劑，將砂子以及塵土等無機物的污垢黏住並分解，即使雨水也能沖洗掉這些污垢。

利用光觸媒反應可以分解有機性污垢，所以它可以作為自清潔(self-cleaning)材料。另外將建築物的外壁上塗上二氧化碳光觸媒，污垢只要接觸到光觸媒的部份就能進行分解，另外由於二氧化鈦具有超親水性，因此雨水就能夠沖洗掉污垢。此外建築物外壁的污垢，也可能有砂子、灰可的污垢作為一種黏合劑，將砂子以及塵土等無機物黏住的原因。光觸媒雖然不能分解無機物，但利用分解黏合劑的有機物的污垢，使雨水容易沖洗掉這些污垢，因此可使建築物外壁自動產生潔淨效果。

另外，在齒科美容等領域，也應用光觸媒技術進行牙齒的潔淨。其原理是再牙齒上塗上二氧化鈦光觸媒溶液，受光之後使牙齒上附著的汙垢得到分解，牙齒就會變白。考慮到對人體的影響，照射光源不使用紫外光，而使用可見光。

p.90 處理原油漏油 處理原油漏油

可以防止油船因事故而污染海洋

重點提示

用顆粒光觸媒和太陽光就可以處理原油外漏的問題。

實際處理須要大量的光觸媒粒子。

粒子的材料可以利用回收的廢棄物製作。

使用光觸媒處理遊輪漏出的原油，以及其他因油膜造成的水質污染，只要利用太陽光就可以處理。現已研究出浮在水面的顆粒光觸媒，使用方法是若油輪發生事故造成原油漏出時，只要往水面散布此種的輕量光觸媒，使光觸媒附著在原油上，太陽光照射之後，就可以將其分解成二氧化碳和水。

利用此方法，只要把顆粒光觸媒散布在漏油的海域就可以了。只靠太陽光就可以分解浮油，不需花費太多人力。但此方法的缺點是如果從油輪漏出的原油不斷在海面上擴散，處理起來需要大量的顆粒光觸媒。

在製作顆粒光觸媒時，若利用廢棄物製作光觸媒基材，可以降低成本，製造出更多的顆粒光觸媒，同時使廢棄物回收再利用。

左頁的照片是根據(那霍托卡號)實際油輪流出的原油所做的實驗結果。照片上的顆粒光觸媒是日本通產省利用廢玻璃所製成的顆粒狀發泡玻璃，並在表面塗上二氧化鈦光觸媒薄膜所製成。原油是日本福井縣三園町附近漂浮的原油，當時原油浮在水面上，將顆粒狀光觸媒撒下去之後，經太陽光照射，如照片所示，附著在顆粒狀光觸媒上的原油就開始分解，使受污染的水得到進化。

p.92 防止積雪 防止積雪

防止積雪壓斷架線

重點提示

超撥水性的鐵弗龍可以混合微量的光觸媒。

在降雪多的地方，可以用光觸媒防止拋物面天線、電視天線、在屋頂積雪。

鐵弗龍(聚四氟乙烯)具有撥水性，水附在鐵弗龍的表面，會馬上滴落。因此如果將鐵弗龍的表面弄成凹击狀，將會更增加它的撥水性，使其成為具超撥水的性能。

若在電線、電話線上覆上這種超撥水性的鐵弗龍，即可防止雪附著，避免電線折斷。但是，若鐵弗龍表面被汙垢覆蓋，就會變成親水性，又將開始積雪，喪失了防止斷線的效果。

因為二氧化鈦光觸媒可以分解污垢，所以在鐵弗龍中加入少量的二氧化鈦光觸媒，使鐵弗龍保持撥水性，便能維持防止積雪的功能。

特別是在降雪多的地方，若屋頂大量積雪，不清除的話，可能會使房屋倒塌。因此，若將二氧化鈦光觸媒混合鐵弗龍，塗在屋頂上，可以防止因積雪而造成的屋頂壓塌現象。