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光觸媒——不要再誤以為必須要紫外線了

  • 發布時間:2020-02-24
  • 發布者: 百度文庫
  • 來源: 百度文庫
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  光波吸收
  純淨的納米二氧化鈦(適合作為家居淨化空氣用光催化劑)粉末,隻能吸收400nm以下的紫外光,在自然環境下,紫外光占有比例較低,不足自然光的10%,因而純淨的納米二氧化鈦基本沒有光觸媒的功效。
  所以,為使二氧化鈦可以吸收可見光,甚至吸收遠紅外光,須采用特殊材料的配製摻雜技術。
  比如采用固相合成、過渡金屬離子和非金屬離子摻雜、金屬-有機絡合物、表麵敏化、半導體複合等多種方法,對光觸媒進行可見光誘導。2000年以來,還發現納米貴金屬(鉑、銠、鈀等)與光觸媒材料進行配位螯合後,會提高光生載流子的分離效率和抑製電子-空穴的重新複合,從而進一步拓寬了二氧化鈦的光波吸收範圍,這些納米貴金屬也被稱為“光觸媒的維生素”。日本汽車尾氣淨化裝置已大量使用納米貴金屬製成的催化劑。
  純淨光觸媒技術隻能在紫外光下作用,這已經是2000年前的技術了。21世紀國際光觸媒技術的發展方向是化學配位鍵螯合功能元素摻雜技術,使用這種技術可以更大增強光觸媒材料的光催化協同效應,從而可以吸收可見光,甚至可以吸收遠紅外光。
  2003年,中國首先發明遠紅外光觸媒技術,標誌著在光觸媒的光波吸收技術上,已經超出世界水平。 [2]
  耐候性
  光觸媒產品經受氣候的考驗,如物理磨損、冷熱、自身晶格缺陷等造成的綜合破壞,其耐受能力叫耐候性。
  純淨的光觸媒粉末不具有實用性,很簡單,風一吹就沒了,所以須做成粘合型的溶液,而且溶液幹燥後會吸附在各類家具表麵,不容易磨損及掉落。要實現這個性能,不添加黏合劑是做不到的,所以不含黏合劑的光觸媒溶液產品要麽是炒作,要麽就是幹燥後會大量掉落。
  純淨光觸媒在光照射下,除了能發生光催化反應外,還會發生光化學活性反應,這種光化學活性反應是由光觸媒內在晶格缺陷引起的,這種反應會釋放新生態氧[O],新生態氧通過物質遷移,與光觸媒本身及家具表麵材料進行反應,會導致物質有機聚合物氧化、降解,最終造成塗膜的粉化和失光,縮短其使用壽命,造成家具表麵失色或斑駁。所以,須要對光觸媒進行特殊工藝的無機包覆,從根本上解決光觸媒的光化學活性反應問題。
  由上兩條可知,將光觸媒產品是否純淨,是否含有分散劑作為評價光觸媒性能是否優劣的標準是不科學的。
  純淨的光觸媒隻能吸收紫外光,可吸收可見光甚至遠紅外光的光觸媒必然螯合了其他活性催化材料。 [2]
  有效濃度
  光觸媒本身是一種催化劑,不直接參與降解反應,它通過吸收光能把水或氧氣轉化成強氧化活性基團,而強氧化活性基團使空氣汙染物降解,所以須直接接觸到水分子或氧分子。
  因而,在濃度因素中,決定光觸媒性能的是有效接觸濃度,即可以與水或空氣接觸的光觸媒濃度,而不是某一種產品的濃度。比如一塊二氧化鈦瓷磚,如果大量的二氧化鈦被封閉在瓷磚內部,就算濃度再高,又有什麽意義呢?
  在噴塗產品中,有效接觸濃度不僅與溶液中光觸媒濃度有關,而且與噴塗工具、噴塗手法等現場工藝有關。另外,與產品附著性也直接相關,如果幹燥後出現大量剝落,就算初始“濃度”再高,又有什麽意義?
  而且一般光催化反應都是多相光催化過程,反應過程都在界麵發生。光催化反應效率由催化劑自身的量子效率和反應過程條件兩個方麵決定。光催化材料表麵的微觀結構也很重要,它直接影響了光催化反應的效率。好的光催化材料微觀表麵應該是粗糙的、凹凸不平的(以原子力顯微鏡微觀結構照片為準就像遍布隕石坑的月球表麵),這樣可以增加捕捉甲醛、VOC等有機物氣體分子的機率,產生納米界麵材料的二元協同效應進而增強降解淨化能力。 [2]
  納米細度
  根據不同光觸媒材質不同而不同,一般認為,納米細度大於50納米的光觸媒基本不具備光活性,30納米以下較佳。純淨光觸媒的納米細度可以做到5納米左右,但隻能在紫外光條件下作用。螯合了活性催化元素的光觸媒一般分子直徑較大,因為螯合元素越多,直徑自然越大,當然,螯合越多,光波吸收範圍也越寬,螯合型光觸媒產品的更佳納米細度為8~10納米。
  一般情況下,在相同光波吸收範圍下,光觸媒納米細度越小,催化性能越強,但納米細度也不可能無限降低,一是細度越小,製作成本越高,性價比不高,二是光具有波粒二象性,當材料納米細度少於一定程度後,會降低粒子性光能的吸收率,三是細度越小,後期越容易團聚。故優質光觸媒一般納米細度均為5~10納米。 [2]
  負氧離子
  光觸媒在進行光催化反應的時候,會產生超氧陰離子自由基(O₂·),伴生負氧離子。
  但可以達到更佳的負氧離子釋放功效的光觸媒,須是可吸收遠紅外光譜,隻有這樣,白天、晚上及無光的櫥櫃裏,才可全天候釋放負氧離子。 [2]
  K8凯发k8除甲醛
  好了,說了這麽多,相信您對光觸媒除甲醛已經非常了解而且有信心了,現在著重介紹一下K8凯发k8(懷化奧因)除甲醛方麵的技術優勢:
  不含黏合劑與分散劑
  為了控製光觸媒粒子的團聚(團聚後粒徑增大,降解能力降低甚至消失)和增加光觸媒在被噴塗物表麵的附著力,目前市場上的光觸媒大多添加了分散劑和黏合劑,一方麵影響光觸媒的比表麵積,影響降解效率,另一方麵,這些分散劑和黏合劑有可能帶來二次汙染,對人有一定的刺激作用。奧因光觸媒采用化學修飾法(已申請國家發明專利)很好地解決了團聚和附著力問題,不須加分散劑和黏合劑即能穩定保持光觸媒納米粒徑和附著力(附著力為高級別0級),同時,因為不含分散劑和黏合劑,對人無任何不良影響。
  目前光觸媒行業高的光利用率,波長600納米以下的光波均可對奧因光觸媒進行催化(普通光觸媒須388納米波長以下的光才能催化),太陽光和普通日光燈下均能發生效用,同時,應對可見光觸及不到的角落、封閉空間,有對應的紅外光產品可供選擇。

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