5nm的光触媒是真的吗？

【专家解说】：你好！所谓的5纳米光触媒都是光触媒的纳米粒径之争！为了突出企业或产品优势，中国的光触媒企业宣传的光触媒粒径从100nm变成50nm，再到20nm，到现在的5nm，甚至1nm，逐步细化，看似可喜，但这不是技术上的进步，而是纯粹的宣传竞赛！

什么是纳米材料？
光触媒，是指以纳米级锐钛矿型二氧化钛（TiO2）为主的光催化剂。所谓纳米材料，一般指至少一个维度达到纳米尺寸（0.1-100nm），颗粒的话是指三个维度都达到纳米级，即粒径不大于100nm，即可称为纳米材料。

那我们怎么判断和区分纳米呢？
就粒径而言，可分为一次粒径和二次粒径（分散粒径）。因纳米颗粒表面悬挂键多，非常容易团聚，所以二次粒径（分散粒径）一般大于原生晶粒，即一次粒径。纳米因为肉眼无法看到，通常采用激光粒度仪或电子显微镜观察。当用激光粒度仪测试时，测的是二次粒径，用透射电子显微镜观察时，测到的是一次粒径。

是不是粒径越小越好呢？
我们先看看日本的光触媒专利都是怎么说的：
1995年石原产业，100nm
2004年旭化成，小于200nm
2008年东芝，10-100nm
2009年住友化学，分散粒径20-150nm
2015年TOTO，10-500nm
这些企业是日本乃至世界最优秀的光触媒企业（当然不只是光触媒），从他们的专利上看，大部分日本企业把材料做到10-50nm，为什么他们不做到1nm呢？

中华民族讲中庸，任何事情讲求平衡，不能偏左，也不能偏右。人是越有钱越幸福？还是越简单越幸福？会不会有个东西，越大越好？或越小越好？事情都有两面性。大有大的好与不好，小有小的好与不好。

纳米光触媒粒径小有什么好处？追求小，是因为小了比表面积会大，表面悬挂键增加，化学活性增加。比如按球型颗粒算，100nm的TiO2的比表面积约15.4m2/g，而10nm时约为154m2/g，1nm时是1540m2/g，可见，比表面积与粒径成反比。这么看，是越小越好了。

其实，还有其它因素要考虑。
量子尺寸效应：半导体粒径与激子半径相当时，会导致禁带变宽，吸收边蓝移。说人话是：当光触媒粒径小于一定值时，吸收光就更偏紫外了，10nm时还能吸收到390nm，5nm时就只能吸收到360nm了，不要小看这30nm，太阳光到达地表的紫外线（200-400nm）中，360-400nm波段的紫外线占所有紫外线的55.8%！就是说5nm和10nm相比，会少吸收近55.8%的紫外光。小于10nm，吸收更紫外的光，注意啊，这和宣传的可见光吸收就背道而驰了！

这是在假设能做出来5nm的前提下说的。日本的专利都写明是分散粒径，即二次粒径。因为一次颗粒是多少意义并不大，反正会团聚成二次颗粒。哪怕你真的做出来1nm的颗粒，你能把他分开吗？如此活泼，就像磁铁一样，见面就要团聚在一起啊。所以说，二次粒径做到5nm，没人做得到也不科学。