蕭弘毅 / 工研院材化所
三、磷灰石複合二氧化鈦光觸媒的合成
2. 磷灰石複合二氧化碳光觸媒
自從1985年光觸媒被發現具有光催化功能，能降解污染物，利用二氧化鈦光催化進行汙水處理或空氣污染防治，越來越受到人們的重視。二氧化鈦一般以懸浮液的形式分散于水中或負載在基材表面，在紫外光照條件下進行污染物處理。在此過程中，二氧化鈦光催化產生氫氧自由基等基團，這些基團具有極強的氧化性，能夠將幾乎所有的有機污染物，包括有機污染物或細菌、病毒等微生物徹底氧化，最終轉變為無毒的二氧化碳、水等。然而，由於二氧化鈦的吸附能力不強，污染物不能很好地與其接觸。
另外，二氧化鈦的生物活性不強，細菌等微生物在其表面的貼附效果有限，這些因素均限制了二氧化鈦光催化進行污染物處理的效果。因此在污染物處理中，提高二氧化鈦光催化材料的吸附性能及生物活性，尤其是當污染物濃度較低時，顯得尤為重要。羥基磷灰石(Ca10(PO4)6 (OH)2, HA)是人體骨骼的主要成分之一，具有極好的吸附性能和生物相容性。在二氧化鈦中添加羥基磷灰石，能夠有效提高二氧化鈦的吸附性能和生物活性，從而提高二氧化鈦的光催化處理效果。
二氧化鈦複合羥基磷灰石的方式計有二氧化鈦/羥基磷灰石及羥基磷灰石/二氧化鈦。二氧化鈦/羥基磷灰石是指以二氧化鈦為基材，二氧化鈦是利用溶膠凝膠法製備氮摻雜二氧化鈦，再以濕式化學沉澱法在二氧化鈦表面負載磷灰石。羥基磷灰石/二氧化鈦是指以磷灰石為基材，磷灰石是以濕式化學沉澱法製備，再以溶膠凝膠法在磷灰石表面負載氮摻雜二氧化鈦，如圖三所示。
圖三、羥基磷灰石/二氧化鈦製備流程
四、磷灰石複合二氧化鈦光觸媒的應用
磷灰石複合二氧化鈦光觸媒具有吸附及光催化機能，已廣泛應用於水處理、空氣淨化、抗菌、除臭、防汙及自潔產品。
1. 胡茂從等製備羥基磷灰石負載二氧化鈦光催化劑
2006年胡茂從等採用水熱合成和離子交換法相結合製備羥基磷灰石負載二氧化鈦(Ti02/HAP)光催化劑，Ti02/HAP光催化降解甲醛和乙醛的轉化率分別達89.2％ 和82.7％，礦化率達92.1％和75.2％。
2. 日本NANOBEST JAPAN公司的可視光型磷灰石披覆二氧化鈦
磷灰石是佔據牙齒琺瑯質95%、骨骼65%的物質。光觸媒因為可以分解幾乎所有的有機物，在纖維、塑膠和紙張等基材上使用時，會導致基材被分解，如圖四所示。而把磷灰石覆蓋在光觸媒表面，如圖五，可以有效控制光觸媒對有機物基材的分解，從而應用在纖維、塑膠和紙張等基材上。而且因為磷灰石具有吸附細菌、惡臭和氮氧化物的功能，在抗菌除臭、淨化大氣和水質上也取得了優異的效果。
圖五、磷灰石覆蓋在光觸媒表面
光觸媒將有機物完全催化分解為碳酸氣體和水需要一定的時間。但是通常空氣中的水和反應物質難以在光觸媒表面停留。而磷灰石披覆二氧化鈦光觸媒，通過磷灰石有效捕捉空氣中的有害物質，然後二氧化鈦則可以催化分解這些物質。只需要不是太強的光線便可以確實的分解有害物質。磷灰石複合光觸媒的機能：
(1). 磷灰石吸附的物質，在光照情況下即可由二氧化鈦分解和去除，使得磷灰石恢復吸收能力，由此光觸媒可以半永久使用。光觸媒是具有吸附和分解能力的複合材料。
(2). 在夜間沒有光照或者光線微弱的情況下，磷灰石可以吸附大量的細菌和有害物質。在普通家庭室內環境下的有害物質，即使數日沒有光照，也可吸附去除它們 ---以上為部分節錄內容，完整資料請見下方附檔。