CN102198389A - 一种用激光激发光触媒的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光触媒领域，尤其涉及一种用激光激发光触媒的方法。一种用激光激发光触媒的方法，采用激光激发光触媒物质；依次包括以下步骤：①将激光光源产生的激光变换成平行均匀的激光光束；②用均匀的激光光束照射光触媒物质，使其发生光触媒反应。采用激光激发光触媒，光触媒反应速度得到明显提高；用平行均匀激光照射光触媒，提高光触媒反应速度的同时，也提高了光触媒反应的均匀度。

Description

一种用激光激发光触媒的方法
技术领域
本发明涉及光触媒领域，尤其涉及一种用激光激发光触媒的方法。
背景技术
一般来说，光触媒反应是光触媒物质在紫外线光的照射下，产生强烈的催化降解功能，能够分解有机物，有效地降解有毒有害物质，能有效杀灭多种细菌，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理，同时还具备除臭、抗污、亲水等功能。紫外线照射光的能量越大，光触媒反应越强烈。
光触媒反应的去污杀菌特性被应用到医疗卫生和环境净化等领域，尤其是牙齿漂白除渍，日本专利（专利号：特開平11-92351等）公开了一种利用光触媒反应对牙齿进行漂白的方法，在牙齿上涂抹光触媒牙齿漂白剂，用波长350nm～500nm的光对牙齿照射，牙齿漂白剂含有光触媒物质，在光照射下发生光触媒反应，从而对牙齿去污漂白。此外，光触媒反应也被应用到其他医学和美容领域。与此同时，由于紫外线长时间照射对人体有害，所以大多医学光触媒激发仪采用近紫外线的可见光，但是用LED灯等产生近紫外线的可见光的能量低，用来激发光触媒反应速度慢，而且因为光照的均匀度难以控制，怎样在使用可见光照射激发光触媒反应的条件下，尽可能使光触媒效果更快更理想，成了一个技术难题。
发明内容
本发明提供了一种用激光激发光触媒的方法，能使光触媒物质能均匀、迅速的产生光触媒反应，达到光触媒效应运用的理想效果。为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术手段：
一种用激光激发光触媒的方法，其特征在于，采用激光激发光触媒物质。
依次包括以下步骤：①将激光光源产生的激光变换成平行均匀的激光光束；②用均匀的激光光束照射光触媒物质，使其发生光触媒反应；
步骤①中激光光源产生的激光，通过其背后的反光器件反射得到平行均匀的激光；
步骤①中激光光源产生的激光，通过其前面的透镜组折射得到平行均匀的激光；
所述激光光源采用点光管；
所述激光光源采用激光二极管、气体激光器或固体激光器；所述光触媒物质采用纳米二氧化钛或磷灰石被覆二氧化钛；
所述激光采用近紫外线的紫光或蓝光波段的激光；
所述激光采用被医药和美容行业认为无害的紫外线激光。
本发明的有益效果在于：采用激光激发光触媒，光触媒反应速度得到明显提高；用平行均匀激光照射光触媒，提高光触媒反应速度的同时，也提高了光触媒反应的均匀度；激光光源可以采用激光二极管、气体激光器或固体激光器等一切激光光源，适用性强；采用点光源，有利于将发散的激光变换成平行均匀的激光；光触媒物质采用纳米二氧化钛或磷灰石被覆二氧化钛，进一步提高了光触媒反应速度；激光采用近紫外线的紫光或蓝光波段的激光，由于这些波段激光的能量高，而且对人体无害，利用其激发光触媒物质反应速度很快，用在医药美容和环境净化等领域的可能性得到实现；激光采用被医药和美容行业认为无害的紫外线激光，光触媒反应速度更加迅速，用于医疗美容或环境净化的效果更好。
附图说明
图1为本发明实施例一的反射光路示意图；
图2为本发明实施例二的折射光路示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明一种用激光激发光触媒的方法的优选实施方式作出详细的描述：
实施例一
如图1所示，本实施例采用激光二极管做点光源11，其能发出蓝光波段的激光，光触媒物质采用纳米二氧化钛，按照以下的方式进行光触媒反应：
在点光源11的背后设置一个反光层12，反光层12为旋转抛物线曲面，点光源11位于反光层12的旋转抛物线曲面的焦点上。激光二极管发出的激光比较分散，因为旋转抛物线曲面的特性：所有从其焦点发出的光，经曲面反射以后，都变成平行于旋转轴的均匀的平行光，所以点光源11发出的激光，经反光层12反射以后，变成均匀的平行光。然后将该均匀的平行光投向纳米二氧化钛，由于采用高能量的蓝色激光激发光触媒反应，而且光束平行均匀，所以光触媒反应速度很快，并且不同区域以均匀的速度产生反应，效果十分理想。
实施例二
如图2所示，本实施例采用气体激光器做点光源21，其能发出被医药和美容行业认为无害的紫外线激光，这些对人体无害的紫外激光是指激光光源产生的非聚焦的冷光，对物体不产生高温等损害，从而被认为对人体和环境是无害的。光触媒物质采用磷灰石被覆二氧化钛，磷灰石被覆二氧化钛是由日本中京大学野浪享教授以nonamic为原料开发的。磷灰石具有很强的吸附能力，没有光源的条件下它也能吸附大量的细菌和病毒，二氧化钛可以分解这些细菌。磷灰石被覆二氧化钛拥有粘合剂和分散剂的两种功能。而且，磷灰石被覆二氧化钛还能够在光照条件下激发，产生光触媒效应。这种新型材料已经被广泛应用如光触媒涂料，光触媒净化剂，光触媒膜，光触媒牙齿美白剂。然后按照以下方式进行光触媒反应：
点光源21发出汇聚度较高的单束紫外线激光，在其光路上，先垂直设置一个凹透镜22，在凹透镜22后面设置一个与凹透镜22平行的凸透镜23，点光源21的光束通过凹透镜22和凸透镜23的中心，凹透镜22左边的焦点与凸透镜23左边的焦点相重合。
在上述的组合透镜作用下，平行的激光照射到凹透镜22上后，被凹透镜22发散开，再经过凸透镜23汇聚以后，变成比点光源21发出的平行激光更分散的平行激光，也使光束的的光照强度更均匀，然后将该均匀的平行光投向磷灰石被覆二氧化钛，由于采用更高能量的紫外线激光激发光触媒反应，而且光束平行均匀，所以光触媒反应速度很快，并且不同区域以均匀的速度产生反应，效果十分理想。本实施例采用医学或美容认为对人体无害的紫外线激光，所以在保证对人体无害的情况下，极大的提高了光触媒反应的速度，显著的拓宽了光触媒反应的应用领域。

Claims (9)

1.一种用激光激发光触媒的方法，其特征在于，采用激光激发光触媒物质。
2.根据权利要求1所述的一种用激光激发光触媒的方法，其特征在于，依次包括以下步骤：①将激光光源产生的激光变换成平行均匀的激光光束；②用均匀的激光光束照射光触媒物质，使其发生光触媒反应。
3.根据权利要求2所述的一种用激光激发光触媒的方法，其特征在于，步骤①中激光光源产生的激光，通过其背后的反光器件反射得到平行均匀的激光。
4.根据权利要求2所述的一种用激光激发光触媒的方法，其特征在于，步骤①中激光光源产生的激光，通过其前面的透镜组折射得到平行均匀的激光。
5.根据权利要求3或4所述的一种用激光激发光触媒的方法，其特征在于，所述激光光源采用点光源。
6.根据权利要求5所述的一种用激光激发光触媒的方法，其特征在于，所述激光光源采用激光二极管、气体激光器或固体激光器。
7.根据权利要求1所述的一种用激光激发光触媒的方法，其特征在于，所述光触媒物质采用纳米二氧化钛或磷灰石被覆二氧化钛。
8.根据权利要求1所述的一种用激光激发光触媒的方法，其特征在于，所述激光采用近紫外线的紫光或蓝光波段的激光。
9.根据权利要求1所述的一种用激光激发光触媒的方法，其特征在于，所述激光采用被医药和美容行业认为无害的紫外线激光。
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