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光触媒在硅藻泥中的科学添加方法

2017-03-26 11:27

 

CCTV10套《走进科学》栏目里介绍,要使硅藻泥能够具有分解甲醛的功能,硅藻泥里必须添加光触媒。要么就只有吸附作用没有分解效果了,今天给大家详细介绍的是光触媒负载在硅藻泥里的科学方法:光触媒该怎么添加?如何添加才能让光触媒起到分解甲醛的作用?

一、硅藻泥中的光触媒不加、后加都是不科学的

我们发现有些厂家是将光触媒单独包装,在施工的时候现场加入,这种方法可取不?在讨论这个问题之前我们先了解下光触媒:光触媒(百度百科),一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称,它涂覆于基材表面,在光的作用下,产生光催化反应,将水分子电解为具有强氧化性的氢氧自由基,能有效地降解空气中有毒有害气体;能杀灭多种细菌,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、净化空气等功能。

光触媒降解有害物质简图

纳米材料光触媒的粒径分布范围是1-100纳米范围内,好的光触媒要求粒径分布范围是1-20纳米范围内,基本上是一根头发丝的万分之一。因此超细的纳米材料有两个共性:容易团聚和不易分散。团聚是指纳米材料在生产出来之后因为运输压迫和吸潮的原因极易团聚在一起形成几十到几百微米的颗粒,颗粒里面的光触媒互相遮蔽光线造成了大部分的光触媒失效,影响了使用效率造成浪费。光触媒的团聚是随着出厂时间的增加而增加的,只有减少运输环节和储存时间以及良好的分散才能减少团聚情况的发生。

我们再来了解一下光触媒的光波吸收情况。纯净的纳米二氧化钛,只能吸收388nm以下的紫外光,在自然环境下,紫外光占有比例较低,不足自然光的10%,并且室内的玻璃隔绝了大部分的紫外线,对纯净的纳米二氧化钛没有激活作用,因而是不适合用在室内做催化剂的,我们需要将光触媒进行改性处理使其对可见光产生激活反应,才能最大限度的触发光触媒的分解能力。常见的材料改性是经过参杂改性技术将光触媒的吸收波段拓宽到400-600nm的范围,如下图:

由上图可见,对可见光反应的光触媒是粒径分布在0-20nm范围内的,对于整体粒径已经大于30nm的纳米材料已经失去了作为光触媒的大部分作用。由此可见,团聚现象对光触媒性能的发挥具有极其重要的影响!

二、硅藻泥中添加光触媒的科学方法及意义

光触媒的团聚现象只有通过长时间的高速搅拌才能够将其彻底分散开,而现场搅拌受到时间和环境的因素并不能达到将团聚材料分散开的效果。并且,由于光触媒的价格很高,有些不良商家往往让工人少加,甚至不加,因此现场添加光触媒是最容易出现纰漏的方法,是极其不科学的。而没有光触媒的硅藻泥只有吸收有害气体却没有分解的作用,硅藻泥的功能性大打折扣。

增加光触媒的使用效果必须是将光触媒提前混入到硅藻土里,经过充分的摩擦将纳米级的光触媒充分负载到每一个硅藻分子上面,杜绝了团聚的产生,并且也杜绝了光触媒现场集中添加对施工工人健康和现场环境的影响。

    所以,保证光触媒的分散性和添加过程中的分散性都是保证光触媒分解效果的前提,假如因为运输和添加不当引起了光触媒的团聚现象将大大降低光触媒的分解效率,即使使用了能够可见光激活的光触媒也只能是事倍功半!总而言之,硅藻泥中的光触媒是不能在施工现场添加的,而是要求硅藻泥厂家提前预混负载才能完全分散开,并保障了纳米级的光触媒牢牢的负载在了硅藻泥里面不会脱落,才能真真正正的起到高效分解有害气体的作用。

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