你知道关于光触媒的广泛应用有哪些吗?
光触媒在空气和水质净化、土壤污染修复、房屋节能和热岛对策、除臭、防污、抗菌、防雾等多种应用领域(图3)及其应用研究。状态如表1所示。已经开发了很多应用光触媒的产品,但目前主要的产品是建筑材料(具有防污功能的瓷砖等)和空气净化器的过滤器。在这些应用领域中,下面介绍以环境为中心的典型例子。
(1)空气净化
利用光触媒的强氧化能力,分解空气和室内空气中的污染物等。作为一项具体应用,正在研究用光催化剂在主要道路的隔音屏障上涂敷以分解和去除NOx。此外,还尝试了通过在铺砌的道路上涂敷含有二氧化钛的涂料来分解汽车尾气中的 NOx 的方法。
关于室内空气,光催化剂在去除建筑材料产生的VOC 方面引起了人们的关注,以防止所谓的病态建筑综合症的健康问题。除了将氧化钛基光催化剂引入墙壁、障碍物和瓷砖等室内材料的产品外,许多家用电器还包括结合了光催化剂和紫外线灯来吸入和净化室内空气的空气净化器。
(2)水净化
采用光触媒对废水中的微量有机成分进行光氧化分解,降低COD负荷,对染厂废水进行脱色处理。此外,已证实光催化剂在去除受污染地下水中的氯基有机溶剂和饮用水中的内分泌干扰物方面的有效性。 作为光催化剂的使用方式,除了以悬浮状态使用之外,还有将其固定在固定化载体上的方法、将光催化剂施加在过滤器表面以去除固体杂质和水溶性杂质的方法同时等也可以考虑。还有一种想法是利用落在海面上的阳光,通过在海面上喷洒含有光催化剂的珠子来分解油,以处理油轮等的漏油。 使用由氧化钛制成的光催化纤维作为材料的水净化模块。通过将废水流入该模块并用来自紫外线灯的紫外线照射,可以分解废水中的有机物质并杀死细菌(大肠杆菌等)。
(3)土壤污染修复
光触媒还可用于分解焚烧设施产生的灰烬和土壤中的挥发性有机化合物(VOCs)。具体而言,已经尝试通过用含有光催化剂的片材覆盖土壤来对从土壤中挥发的VOC进行解毒。只需用光催化剂片覆盖土壤即可进行净化,这是一种耗时但成本低的处理方法。
(4)节能和缓解热岛现象
光催化剂的超亲水性也应用于建筑节能和缓解热岛现象。例如,正在研究一种系统,其中通过在建筑物的外部涂上光催化剂,在建筑物的外表皮上形成一层水薄膜,并利用水蒸发时的汽化热来冷却建筑物。.
(5) 防污/自洁作用
在二氧化钛的功能中,利用光照射产生的强分解力的防污/自洁产品已投入实际使用。即在各种建筑材料上涂敷氧化钛时,吸附在表面的有机物等污染物通过光催化作用被分解去除。广泛用于隧道照明设备的盖板玻璃、荧光灯、百叶窗的遮光。 二氧化钛的超亲水性也用于防污和自洁。当氧化钛涂覆在室外使用的材料上时,例如建筑物的外墙,材料的表面会吸收太阳光的紫外线并始终具有高度的亲水性。在这种状态下,即使各种污渍附着在表面,暴露在雨水中也很容易被冲走,表面始终保持清洁。由于该功能与光分解反应相结合成为一种有效的自清洁功能,因此具有极其广泛的应用范围,例如标牌和显示板以及各种建筑物外墙和玻璃。 此外,氧化钛涂层膜还可用于玻璃和镜子的防雾。这是因为材料的表面亲水性强,不会形成水滴,因此抑制了光的漫反射,因此用于乘用车的侧视镜和曲面镜。
(6) 抗菌作用
在二氧化钛涂层表面添加极少量银或铜等抗菌金属的光催化抗菌瓷砖担心因MRSA(耐甲氧西林金黄色葡萄球菌)和各种传染性而引起的医院感染风险疾病。它用于医院和老人院。在公共设施、候诊室、洗手间等食品相关设施,以及对卫生要求较高的食品工厂和餐厅,有效地使用了利用光催化功能抑制细菌生长的方法。
株式会社JP-ECO采用最新的磷灰石被覆技术,制造出ECO-PHOTOCATALYST高活性可视光应答型光触媒,易科安林将JP-ECO相关产品和技术引进中国市场,已经被广泛应用于室内空气净化领域,有效解决室内装修污染问题,起到高效除甲醛、除苯系物VOC的效果,同时发挥抗菌、防霉、除臭、抗病毒作用。
光催化剂又称光触媒,是一种以二氧化钛(TiO2)为代表的具有光催化功能的半导体材料的总称。光催化剂在光的照射下,表面会产生类似光合作用的光催化反应,产生出氧化能力较强的自由氢氧基和活性氧,具有很强的光氧化还原性能,可氧化分解各种有机化合物和部分无机物,能破坏细菌的细胞膜和病毒的蛋白质从而杀灭细菌,把有机污染物分解成无污染的水和二氧化碳,被广泛应用到空气净化、水净化、自净化、杀菌消臭、防污防雾等领域。1、光催化剂在空气净化领域的应用二氧化钛光触媒作为环境净化功能材料,主要因二氧化钛所产生的氢氧自由基能破坏有机气体分子的能量键,使有机气体成为单一的气体分子,加快有机物质、气体的分解,将空气中甲醛、苯等有害物质分解为二氧化碳和水,从而净化空气。日本从20世纪90年代开始,光触媒空气净化产品被大量研制、开发,并投入市场。如光触媒剂、空气净化器、陶瓷、板材等。(1)光触媒剂光触媒剂是光触媒空气净化产品中最常用的一种,对它的使用主要是通过在建筑外装、内装上喷涂光触媒剂来达到净化室内外空气的目的。光触媒不仅可以用于室外,也可以在室内借助荧光灯和LED等室内照明达到同紫外光同样功能的净化效果。(2)空气净化器光触媒空气净化器可以有效分解空气中因家装而挥发的有毒、有害物质,达到净化空气的目的。目前,光触媒空气净化器主要有适用于商场、学校、医院、公司的空气净化系统,家庭用空气净化器,车载空气净化器,光触媒空调等。近年,日本新干线部分车厢也安装了光触媒空气净化装置,空气净化装置内置了氧化钛涂层的多孔质陶瓷以及作为紫外线光源的黑光,通过将其交互式多层排列,达到杀菌除臭的效果。(3)道路建材20世纪80年代,日本在大都市交通密集地段,定期在路面喷涂光触媒剂,来快速分解汽车尾气中的有害物质,达到净化空气的目的。目前,道路建设中具有净化功能的道路建材,如涂料、水泥、防音壁、遮光板等也被陆续使用。杜高翔专访:推动非金属矿业升级,促进光催化材料应用在中国,国家体育馆、鸟巢、上海世博馆等都通过喷涂光触媒剂来净化室内环境和维护建筑设施的洁净。2018年北京地铁6号线全线尝试进行光触媒喷涂,以消除车厢异味。2、光催化剂在自净化领域的应用二氧化钛光触媒代表性功能除了空气净化外,还有自我净化的功能。由于光触媒有较强的酸化力和超亲水性,喷涂于物体表面,可形成光触媒防雾涂层,同时由于其强大的氧化反应效应,可氧化掉物体表面的污渍,使被涂物具有自净化功能。(1)建筑外墙的自净化在建筑外墙上喷涂光触媒剂后,在太阳光的照射下能够快速分解建筑表面的污染物和有害物质,下雨时被分解的污染物随着雨水被冲刷掉,从而保持建筑外墙的美丽和色泽,达到自洁的效果。(2)光触媒瓷砖1998年日本专业陶瓷生产公司TOTO开发了具有自洁功能的光触媒瓷砖,由于光触媒的氧化分解能力,可以使空气中细菌的数量大量减少,进而保证医院的空气质量。光触媒瓷砖不仅能杀菌、抗病毒,还能抑制异味、防腐、防污垢。(3)光触媒玻璃即在玻璃表面涂上具有高光触媒功能的薄膜,由于光触媒的氧化功能和超亲水性,能有效去除污垢,即使在雨天也能较好地保持玻璃的清洁。目前,光触媒玻璃在日本应用较为广泛,如日本中部国际机场、横滨市水道局、商场、住宅大楼等都有安装光触媒玻璃的实例。此外,光触媒玻璃还被应用到了汽车后视镜、新干线列车的车窗上,不仅能保持汽车外观的清洁美观,还能保证雨天驾驶的安全。(4)光触媒顶棚日本许多体育馆、仓库、车站通道的屋顶,商店、娱乐设施的遮阳棚,住宅平台屋顶等均采用光触媒材料设计,即美观又清洁。 中国国家大剧院的顶棚,也采用了光触媒技术,具有很好的清洁、防污等功能,自净化效果非常明显。3、光催化剂在医疗卫生领域的应用光触媒在杀灭大肠杆菌、金色葡萄球菌、肺炎杆菌、霉菌等病菌的同时,还能分解由病菌释放出的有害物质。光触媒空气净化功能、自洁功能可以使医疗环境长期保持清洁、干净。其杀菌功能还可以抑制医院、养老机构等医疗设施、医疗器械的细菌繁殖。近年,在抑制癌细胞的生长、假牙清洁和牙齿美白方面也有光触媒的贡献。通过在患癌部位注入光触媒微粒子,来抑制癌细胞的繁殖;在假牙中加入含光触媒的溶液,被光源照射后,假牙上附着的污物被分解而变得干净;牙齿美白方面,主要通过LED灯的照射,去除牙齿上的牙垢,达到清洁牙齿、去除细菌的目的。4、光催化剂在农业领域的应用(1)水果蔬菜保鲜光触媒在农业方面的应用主要用于、和上。众所周知,水果和蔬菜存放时间久了会变质,这是因为,开始变质的部分会释放出能促进水果和蔬菜成熟老化的乙炔气体,促进未变质部位快熟变质。如果使用光触媒,能将乙炔气体分解为二氧化碳和水,易于水果和蔬菜的长时间保存,保持其鲜度。使用光触媒不仅可以保鲜,还可以抑制细菌、霉的繁殖,保持存放水果、蔬菜空间的清洁。(2)养液栽培应用养液培植蔬菜、水果是农业栽培的常用方法,不仅能促进农作物的生长,还能使瓜果、蔬菜避免病虫害的侵蚀。养液栽培使用过程中最主要的问题是养液水的处理,如果不排水,循环使用会减少果菜产量;如定时排放污水容易造成环境污染。利用光触媒处理循环水,建立去除对生长有害物质的清洁系统,提高养液使用率,进而净化环境。(3)提高种子发芽活力实验发现,光触媒产生的活性酸素能对种子发芽产生一定的影响。经过光触媒剂处理的种子,其发芽率远高于普通种子的发芽率,因此,在发芽率较低的草药中使用光触媒剂可大大提升草药的收益率。5、光催化剂在防臭消臭领域的应用光触媒的防臭消臭功能主要体现在汽车、衣柜、鞋柜等狭小、密闭空间空气净化的应用上。例如,汽车使用时间久了,车厢内会产生异味;衣柜、鞋柜因空间密闭,时间久了也会有异味出现,利用光触媒空气净化器可以有效消除车厢、衣柜、鞋柜的臭味异味,净化空气。在日本,光触媒技术已被日本轨道交通列入车厢空气治理的一种技术手段,新干线的吸烟室也装有光触媒除臭器,对车厢进行光触媒除臭,以保证车厢空气的清新。6、光催化剂在水净化领域的应用除了抗菌消臭、防污的功能外,光触媒还可以应用到水净化领域。利用二氧化钛光触媒技术降解水中有机污染物,特别是当水中有机污染物浓度很高或用其他方法难以处理时,光触媒的净化效果是非常明显的。但是,有效除菌的水净化系统的开发较为困难,因为粉末状二氧化钛光触媒遇水易分散,不利于回收。日本千叶大学研制开发的二氧化钛光触媒薄膜小球,将粉末状二氧化钛成膜于球状金属氧化物表面,可以将其与水分离,有效回收再利用。在日本千叶公园使用光触媒薄膜小球进行污水净化处理后,取得了较为明显的效果。光触媒技术由于不消耗地球能源、不使用有害的化学药品,而仅仅利用太阳光的光能等就可将环境污染物在低浓度状态下清除净化,并且还可作为抗菌剂、防霉剂应用,因而是一项具有广泛应用前景的环境净化技术。未来随着光触媒技术研究的深入开展,应用在建筑、家电、涂料、生活等领域的光触媒产品会不断增多,在水污染治理、医疗设施及器械、农业等领域的应用将会引起关注,光触媒市场前景可期。
生态砖是最新研制成功的新一代绿色环保建材产品,其花色纹理完全可以媲美天然石材,并克服了天然石材在防污、色差、纹理、放射性等方面存在的缺陷,为建筑装饰提供了一种理想的装饰材料,创造出一个全新的石器时代。
生态砖的推出将会抑制天然石材的过度开采,对维护自然环境的生态平衡有促进作用。
生态瓷砖利用光触媒反应,能产生分解力和亲水性,分解空气中的水和氧气,在瓷砖表面生成的活性氧可以氧化吸附在瓷砖表面的污染物,抑制细菌滋生,防止污垢黏附。
氧化钛和空气中的水反应,在表面形成强大的亲水基,水份潜入污垢底层,浮起污垢,使瓷砖具备了良好的自我清洁功能。
扩展资料
由全球环境基金资助,农业部与联合国开发计划署共同实施的“节能砖与农村节能建筑市场转化”项目在这方面做出了成功的探索。
“中央号召开展生态乡村建设,农业部和联合国开发计划署合作开展的‘节能砖与农村节能建筑市场转化’项目在这方面进行了有益的探索和开拓,取得了一些初步的成绩。为今后进一步落实中央要求,把建设绿色低碳生产生活方式真正纳入新农村建设的主流工作打下了基础。”
在项目实施的6年时间里,农业部在湖南、湖北、吉林、新疆、山东、河北、安徽等23个省(市、自治区)开展了节能砖生产技术与农村节能建筑示范推广工程建设和宣传,推动了砖瓦行业的转型升级。
指导和建设了220个节能砖示范推广企业和55个农村节能建筑示范推广工程,1.73万户农民住进了温暖舒适的节能农房,并且全部达到了节能50%的要求。
参考资料来源:百度百科-生态砖
其实硅藻泥除醛和负离子瓷砖除醛的原理是差不多的,都是通过物理依附的作用将甲醛吸附,原理和活性炭类似,但时效要长久一点。硅藻泥的使用大多都是用于墙面,但是防水性挺一般,而且材质的问题,个人不是很喜欢这样的墙面风格。
硅藻泥·网图
而负离子瓷砖除醛,瓷砖中会释放出负离子,甲醛会依附在这些负离子中,这些互相依附的颗粒会沉降到地上,达到空气净化的作用,除醛效果个人觉得一般,并没有彻底解决除醛的问题,甲醛还是停留在家中,哪天可能会造成二次污染也不一定,不过,负离子瓷砖倒很适合老房,空气的味道确实好很多。
那市面上有没有真正能达到除醛功效的瓷砖?
答案是有!光触媒技术,除醛之光!
光触媒技术也并不是最新研发的技术,也有一段发展史。光触媒技术说白了就是催化剂,是将甲醛分解成为水和二氧化碳这些安全的物质,但是传统的光触媒,由于技术还不是很成熟,瓷砖的材料会含有重金属离子,而且腐蚀性也较高,让我觉得最麻烦的地方就是催化剂生效必须要在紫外光的照射下才可以,紫外光并不是家庭的必备品,不知道店家包不包紫外光的仪器了。
2、光散性。光触媒溶于水不是传统意义的溶解,而是分散形成溶胶。当可见光透过溶胶时会产生明显的散射作用,即丁达尔现象。胶体有丁达尔现象,而溶液没有,所以可以用丁达尔现象来区分胶体和溶液。不论何种颜色的光触媒溶液都应该有丁达尔现象。若没有丁达尔现象,则为伪劣的光触媒产品。 所以,拿到了一瓶光触媒液体,用手电筒照一照,是仙是妖立马原形毕露!