防霾新招數(shù)：納米光催化空氣凈化器

1、防霾新招數(shù)：納米光催化空氣凈化器作者：研發(fā)埠更新時間：2014-3-11資訊：Bravo公司進軍中國上億美元空氣凈化器市場空氣凈化器成奇貨 銷量與價格齊飛納米光催化空氣凈化器還你潔凈空氣納米光催化空氣凈化技術(shù)進展華東理工大學(xué)科技成果介紹：納米光催化空氣凈化器室內(nèi)綠色空氣凈化器大搜羅(組圖)問答：光催化空氣凈化器原理是什么，前景怎樣？ 光催化劑指在光照下能催化分解有機污染物的一種特殊催化劑，一般現(xiàn)在市場上的光催化劑材料都是二氧化鈦納米材料，目前所研究出來的光催化劑都不是很理想，不是成本太高就是催化性能一般，現(xiàn)在實驗室正在通過各種改性希望能得到催化性能比較好同時成本比較低的催化劑。二氧化鈦催化的原

2、理簡單的說是這樣的：由于納米二氧化鈦具有很高的比表面積，表面活性很高，當(dāng)光照射在材料上就會很容易激發(fā)出電子，使得二氧化鈦納米顆粒表面具有很高氧化活性，能夠很輕易地氧化空氣的有機污染物，如裝潢之后室內(nèi)的氣體還有其它有機污染物等等。一般將污染物氧化分解為CO2、水等。光催化空氣凈化器在國外現(xiàn)在已經(jīng)很常見，但國內(nèi)由于人們生活水平的差距還有室內(nèi)環(huán)境方面發(fā)展的也比較遲，因此在中國出現(xiàn)的比較晚，不過近幾年也出現(xiàn)了大量的光催化材料公司，這類材料也是21世紀(jì)大力發(fā)展的材料，前些年研究的很火。二氧化鈦在一定條件也可以分解水變成氫氣和氧氣，也可以應(yīng)用于太陽能電池中等等。所以它是未來環(huán)境、能源重點發(fā)展的方向。為什么

3、光催化劑要納米化？ 納米粒子的比表面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于常規(guī)材料，一粒大米粒大小的納米材料其表面積會相當(dāng)于一個足球場那么大，高比表面使得納米材料具有強大的吸附污染物的能力，這對提高催化反應(yīng)的速度是十分有利的；而且，粒徑越小，電子與空穴復(fù)合幾率越小，電荷分離效果越好，從而導(dǎo)致催化活性的提高。納米粒徑的大小是否與光催化效果有關(guān)？ 一般來說，顆粒半徑越小表面能越大，整體比表面積越大，催化效果越高。另外，當(dāng)粒子的大小在110nm 納米級時，就會出現(xiàn)量子效應(yīng)，成為量子化粒子，導(dǎo)致明顯禁帶變寬，從而使電子-空穴對具有更強的氧化-還原能力，催化活性將隨尺寸量子化程度的提高而增加。尺寸的量子化也使半導(dǎo)體獲得更大的電荷遷

4、移速率，空穴與電子復(fù)合的幾率大大減小，也有利于提高光催化反應(yīng)的效率。不同晶粒尺寸納米二氧化鈦對苯酚光催化降解研究表明：隨著粒徑的減小，光催化活性增高，晶粒尺寸從30 nm 減小到10 nm，納米二氧化鈦光催化降解苯酚的活性提高近45%。但同時大表面積也就意味著表面上出現(xiàn)復(fù)合中心的機會也越多，當(dāng)復(fù)合起主要作用時，也會出現(xiàn)活性隨量子化程度的提高而下降的情況。尺寸量子化程度的提高，禁帶變寬，吸收譜線藍(lán)移，將導(dǎo)致使納米二氧化鈦光敏化程度變?nèi)?，對光能的利用率也降低。因此，在實際過程中要選擇一個合適的粒徑范圍。 怎樣提高納米Ti02光催化性能？ 提高TiO2的光催化性能可以通過以下幾種方式實現(xiàn)：1.摻雜金

5、屬氧化物或者氮化合物；2.調(diào)整結(jié)晶工藝，使得其一次結(jié)晶盡可能小，以便使其光敏感性更高；3.最根本的也是制約其性能的瓶頸，就是把結(jié)晶納米級，把實際團聚體遠(yuǎn)大于微米級的所謂“納米氧化鈦”處理到實際團聚體尺寸進入150nm以下的真正納米級，并處于高度分散狀態(tài)后再投入應(yīng)用。光催化分解水半反應(yīng)高活性催化劑都有哪些呢？ 光催化分解半反應(yīng)產(chǎn)H2或產(chǎn)O2高活性半導(dǎo)體催化劑都有哪些，活性如何？比較普遍的TiO2，ZnO，各種Nb，Ta鹽，Ti酸鹽，GaN，Bi鹽，CdS，ZnS，具體的可以看看綜述，里面有詳細(xì)的歸納和簡單的活性數(shù)據(jù)光催化劑吸附的那一部分染料如何定量？ 比如，TiO2做染料降解時，先在暗處攪拌使之

6、達(dá)到吸附-脫附平衡，然后開啟光源降解，但在這一過程中始終有一部分在TiO2表面吸附，如何定量檢測這一部分染料？這個吸附量一般是很小的，所以很難定量檢測出來，雖然你的染料用紫外分光等檢測降低了很多，但是實際上對染料分子來說，量是很小的，因為一般配制的濃度都是比較小的，里面的顏料分子數(shù)并沒有那么多。不過你可以用吸附等溫線分析下吸附效果，然后相應(yīng)的加大顏料的濃度，再關(guān)注降解效果。利用鈦酸丁酯和乙醇鹽酸以溶膠凝膠法做TiO2薄膜，結(jié)果所混合的溶液不成凝膠的原因是什么？可能是體系的pH值沒調(diào)好為什么有的納米光催化材料在馬弗爐培燒之前還要進行真空干燥？ 一般說來，真空干燥的目的主要有三點：1.避免在較高的

7、溫度下材料被空氣中的氧氣氧化；2.不穩(wěn)定的材料，不能在較高的溫度下干燥，在常壓下低的干燥溫度速度過慢，用真空干燥可以解決這一問題；3.納米粉末較高溫度干燥時很容易團聚，為了減少團聚，可以在較低溫度下真空干燥?；蛘叱R界干燥和冷凍干燥也能達(dá)到相同的減少團聚的效果。TiO2作為光催化劑在實際應(yīng)用中存在什么問題? 二氧化鈦在實際應(yīng)用中的局限其實很大，主要是光催化反應(yīng)本身的特點決定的。1、光催化是表面反應(yīng)，在非均相反應(yīng)中必然涉及傳質(zhì)，二氧化鈦本身吸附能力不強，影響了其催化能力，尤其是催化低濃度污染物的能力。對室內(nèi)空氣不能達(dá)到理想的凈化效果。2、光催化的能量來源是光，光的特點是宏觀上直線傳播，且易被阻擋

8、，到達(dá)催化劑表面時損失已經(jīng)較大，光源布置對催化性能影響很大。3、副產(chǎn)物問題，光催化反應(yīng)對污染物的礦化能力取決于光催化劑的結(jié)構(gòu)，對不同的污染物產(chǎn)生的副產(chǎn)物不同，部分可能毒性更強。二氧化鈦光催劑實際應(yīng)用中用量是多少？二氧化鈦的用量要分具體情況而定；如果說是在液體里光催化的話，最佳用量要根據(jù)降解產(chǎn)物而定的，因為不同的有機物在二氧化鈦的表面飽和吸附量是不同的；二氧化鈦的顆粒尺寸和比表面積等也是影響用量的因素，顆粒小，比表面積大的，用量少；例如德固賽的P25，0.5%的二氧化鈦即可較好的在液體里進行催化；催化有機氣體，同理。只是用量還需實驗驗證，推薦只要能在載體上形成一層薄膜即可。透明PC中加入白色Ti

9、O2擠出后顏色變黃嚴(yán)重，什么原因？ 透明PC中加入白色TiO2（未改性處理）擠出后顏色變黃嚴(yán)重，而同等烘干條件、同等加工條件下同批次擠出出來的純PC則是透明無色的，是什么原因呢？TiO2與PC反應(yīng)了嗎，還是只是折光率不同的原因?qū)е碌模咳绾稳シ治鲈?，以及如何避免變色呢？鈦白粉分金紅石型和銳鈦型，一般作為白色顏料的是金紅石型，它有補強、防老化、填充作用，同時有較高的遮蓋力，消色力。變黃的原因可能是PC加熱分解造成，也可能是鈦白粉中雜質(zhì)引起，不透明的原因是因為鈦白粉遮蓋力的作用?？諝鈨艋魅绾芜x擇？ 首先，應(yīng)當(dāng)考慮使用環(huán)境和要達(dá)到的效果。一般室內(nèi)空氣污染分為：1、粉塵、病毒、細(xì)菌、霉菌和蟲螨等過敏

10、原；2、可吸入的有機揮發(fā)氣體，如甲醛、苯、氨等；3、地層和建筑裝飾材料釋放的氡氣及其子體造成的放射性污染。所以，選用空氣凈化產(chǎn)品，應(yīng)綜合考慮其功能和效果。其次，應(yīng)當(dāng)考慮空氣凈化器的凈化能力。如果房間較大，應(yīng)選擇單位時間凈化風(fēng)量較大的空氣凈化器。一般來說體積較大的凈化器凈化能力更強，例如，30平方米的房間應(yīng)選擇120立方米/小時的空氣凈化器。選購時可參考樣本或說明書中的介紹來選擇。第三，應(yīng)當(dāng)考慮凈化器的使用壽命，維保是不是簡便。如有一些產(chǎn)品由于采用過濾、吸附、催化原理的凈化器隨著使用時間的增加、器內(nèi)濾膽趨空氣凈化器于飽和，設(shè)備的凈化能力下降，需要清洗、更換濾網(wǎng)和濾膽，用戶應(yīng)選擇具有再生能力的凈化

11、過濾膽(包括高效催化活性碳)，以延長使用壽命；也有些靜電類產(chǎn)品無需更換相關(guān)模塊，只要定期清潔。第四，應(yīng)綜合考慮房間的格局與凈化器的匹配?？諝鈨艋鬟M出口風(fēng)的設(shè)計有360度環(huán)形設(shè)計的，也有單向進出風(fēng)的。由于房間格局會影響凈化的效果，若想在產(chǎn)品擺放上實現(xiàn)隨意性，則應(yīng)選擇環(huán)形進出風(fēng)設(shè)計的產(chǎn)品。文庫：納米材料光催化空氣凈化器控制系統(tǒng)的設(shè)計納米光催化氧化技術(shù)的出現(xiàn)，對于室內(nèi)污染物的降解提出了一種新的解決方案。使用P87LPC76X系列單片機，利用高效的納米二氧化鈦光催化劑粉末及其單分散水漿料技術(shù)，實現(xiàn)光催化空氣凈化器的專用控制系統(tǒng)，該凈化器有4種工作模式：清新、凈化、滅菌、再生。其控制電路具有功能完備、

12、電路簡單、功耗較小、智能化程度高的特點。 室內(nèi)光催化氧化凈化設(shè)備研究進展關(guān)于光催化技術(shù)在室內(nèi)空氣凈化中的應(yīng)用，對中國現(xiàn)在研究的3個主要方面：抗菌材料、以空調(diào)位載體的活性炭-納米光催化凈化網(wǎng)、凈化裝置進行介紹。著重對光催化氧化凈化器研究進展進行歸納、分析，提出了室內(nèi)空氣光催化氧化凈化器研究進一步的努力方向。 納米二氧化鈦光催化技術(shù)消毒和凈化空氣的應(yīng)用研究目的：研制納米二氧化鈦(TiO2)光催化空氣凈化消毒器，并測試其空氣消毒凈化效 果。方法：設(shè)計和制作納米TiO2光催化空氣凈化消毒器樣機。在封閉實驗室將大腸埃希菌、克雷伯菌制成氣霧，比較紫外線和納米TiO2光催化空氣凈化消毒器消毒后殘余細(xì)菌總數(shù)。

13、在大型公共場所測試納米TiO2光催化空氣凈化消毒器對空氣凈化和消毒的效率納米光催化空氣凈化器凈化效果的實驗研究研究納米光催化空氣凈化器在空氣試驗室和現(xiàn)場兩種環(huán)境中對空氣中甲醛、總揮發(fā)性有機物(TVOC)的凈化效率, 了解其凈化效果。方法：按照國家標(biāo)準(zhǔn)5空氣凈化器6(GB/T18801-2002)的步驟進行實驗,根據(jù)實驗結(jié)果計算空氣凈化器的潔凈空氣量和凈化效果。結(jié)果：納米光催化空氣凈化器對空氣試驗室和現(xiàn)場空氣中甲醛及TVO 納米光催化空氣凈化器對甲醛及總揮發(fā)性有機物凈化效果的實驗研究研究納米光催化空氣凈化器的兩種機型對空氣試驗室中甲醛、總揮發(fā)性有機物(TVOC)的凈化效率, 了解其凈化效果。方法

14、按照國家標(biāo)準(zhǔn)(空氣凈化器)(GB/T18801一2002)的步驟進行實驗, 根據(jù)實驗結(jié)果計算空氣凈化器的潔凈空氣量和凈化效果。結(jié)果：A空氣凈化器對空氣實驗室中甲醛和TVOC的潔凈空氣量和凈化效率分別為空氣凈化器內(nèi)部結(jié)構(gòu)對其凈化效率的影響研究分析及實驗驗證，全面分析了影響凈化器凈化效率的因素，結(jié)果發(fā)現(xiàn)凈化器內(nèi)部輻射場、流場和濃度場得分布是影響凈化器效率的主要因素。凈化器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)該充分考慮這些因素的影響，使其凈化效率達(dá)到最佳。 光催化空氣凈化器內(nèi)部結(jié)構(gòu)對其凈化效果的影響通過實驗比較了3種不同催化劑層結(jié)構(gòu)的空氣凈化器對甲醛的凈化效果，結(jié)果 發(fā)現(xiàn)催化劑層結(jié)構(gòu)對凈化效率的影響十分明顯。在光催化空

15、氣凈化器的設(shè)計過程中，應(yīng)考慮使催化劑和光源、催化劑和污染物的充分接觸，以使其具備較好的凈化效率。 TiO2光催化的現(xiàn)狀和發(fā)展(Titanium dioxide photocatalysispresent situation and future approaches)TiO2光催化的現(xiàn)狀和發(fā)展。 納米TiO2等離子體放電催化空氣凈化技術(shù)的研究提出了空氣凈化的新方法-納米二氧化鈦等離子體放電催化空氣凈化技術(shù),該技術(shù)是空氣凈化技術(shù)中最有前景的技術(shù)之一。進行了納米二氧化鈦等離子體放電催化降解甲醛的試驗和殺滅芽孢桿菌的試驗，取得了令人滿意的結(jié)果。 基板對納米TiO2薄膜光催化活性的影響研究(Effec

16、t of substrates on the photocatalytic activity of nanometer TiO2 thin films)研究了涂布在不同基板上的TiO2薄膜的光催化活性高低。 摻雜Ti02光催化膜材料的制備及其滅菌機理solgel技術(shù)制備了摻雜Ti02膜，考察了制備條件對溶膠穩(wěn)定性的影響，并從TiO2 光催化反應(yīng)的角度分析了膜功能材料的滅菌機理結(jié)果表明，溶膠化過程中溫度對摻雜膠體形成速度及膠體粒徑分布影響很大，40時制備周期短，膠體穩(wěn)定Ti02膜材料的滅菌本質(zhì)在于其光照激活后產(chǎn)生的自由基OH和O2-直接攻擊細(xì)菌的細(xì)胞， TiO2基固體超強酸及其在光催化空氣凈化中

17、的應(yīng)用光催化空氣凈化催化劑的制備、性能、結(jié)構(gòu)等。總結(jié)了國內(nèi)外關(guān)于固體超強酸光催化劑的研究,論述了SO4(2-)/TiO2超強酸光催化劑的研究結(jié)果, 包括其制備、結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系以及在空氣凈化方面的實際應(yīng)用. 空氣凈化網(wǎng)上光催化劑和活性炭相互增強凈化能力的作用機理采用浸涂法在活性炭空氣凈化網(wǎng)上負(fù)載納米二氧化鈦, 在紫外光的照射下, 凈化網(wǎng)對一氧化碳、甲醛、硫化氫等污染物的凈化能力明顯增強, 對比實驗表明,在紫外光照射下光催化劑使被吸附的污染物發(fā)生降解反應(yīng)而提高活性炭的凈化能 力?；钚蕴康奈阶饔脼楣獯呋磻?yīng)提供高濃度環(huán)境, 加速了反應(yīng)速率。 空氣凈化器上光催化劑TiO2復(fù)合活性炭(TiO2AC)濾網(wǎng)室內(nèi)空氣凈化研究(Indoor air purification by photocatalyst TiO2 immobilizedon an act