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发布时间:2020-02-17 13:57:58 阅读: 来源:好神拖厂家

关于当前装饰行业几项科技创新的说明

一、利用光化学催化法消除室内环境污染

《民用建筑工程室内环境污染控制规范》、10项“室内装饰装修材料有害物质限量标准”和《室内空气质量标准》的颁布与实施,较完整地构成了对室内环境污染的控制与评价体系。

针对室内环境日趋恶化这一实际情况,采取相应措施,切断污染途径,达到有效的预防和治理,可利用光化学催化法消除室内环境污染。

光化学催化法,是光化学与催化剂两者的有机结合。光化学反应是极其复杂的化学反应,但其总反应为:

光化学催化剂,则选用纳米二氧化钛(TiO2),它有普适性、节约能源和无二次污染之优点,且催化剂可重复利用,是一种经济有效的方法。

纳米二氧化钛(TiO2)属于纳米材料之一,纳米材料是指粒径在0.1~100nm间的粒子(1nm=10 -9m)。纳米TiO2在环境保护方面具有很广泛的应用,这主要归因于纳米TiO2的强烈的光催化氧化效应,它可以迅速完全地氧化有机物,产生CO2H和H2O。

纳米TiO2的优点在于:

1.具有巨大的比表面积,因而具有与有机物更充分的接触,可将有机物最大限度地吸附在它的表面。

2.具有很强的紫外光吸收能力,因而具有极强的光催化降解能力,可快速将吸附在其表面的有机物分解。

3.采用表面活性很强的纳米TiO2作为光化学催化剂,可利用极经济的太阳辐射源。

4.纳米TiO2受光照射,可以产生反应活性很高的过氧负离子,过氧化氢自由基和氢氧自由基,它们具有很强的氧化、分解能力,可破坏C-H,O-H,C-O等化学键,可用于杀菌、除臭、防老化和消毒等。

5.只需微弱紫外光照射,即可进行光化学反应。

6.纳米TiO2仅起到催化作用,自身不消耗,对环境无二次污染。

7.纳米TiO2不仅能杀灭微生物,而且也能分解微生物赖以繁衍生存的有机营养物。

8.对人体安全无毒。

正由于纳米TiO2以其特有的广泛适用性,较强的降解效率,已日益引起环境科学和材料科学工作者的关注。

利用纳米TiO2,可生产多种多功能的应用价值极高的纳米高科技产品。诸如,纳米玻璃、纳米涂料、负载光催化剂的釉面砖和陶瓷卫生洁具、壁纸、布艺等等,以替代传统的装饰装修材料,从而提高装饰性能。真正做到及实现了“环保材料,绿色装修”所赋予的真实内涵,以达到“低能耗,高效益”的可持续发展之目的。

二、关于纳米涂料

纳米TiO2为多晶型化合物,有板钛型(极不稳定),锐钛型(常温下稳定,存在于自然界矿石中,可用人工方法制得,高温下转化为金红石型),金红石型(最稳定,自然界存在不多,多为人工制造)。

制备的TiO2在高温煅烧时,因温度不同,其晶型也不同: 250℃为无定型;500℃左右为锐钛型, 500℃为金红石型。

纳米TiO2的晶型为金红石型,其粒径为普通钛白粉粒径的1/10。

纳米涂料是在涂料中混有纳米TiO2颗粒,可以氧化去除室内的有机污染气体。其氧化作用原理是当TiO2粒径达到纳米级时,TiO2颗粒会出现量子尺寸效应,即催化剂能带结构趋于较高的能量,导带移向较正的电位,而价带移向较负的电位。这意味着纳米粒子获得了比较强的氧化还原能力。

实验表明,当将含有甲醛的气体封闭起来,用紫外灯照射,甲醛浓度降低很慢,20min后密封室中的甲醛浓度仍在起始浓度的90%以上。当将TiO2涂料玻璃板放进该密封器中,在20min内,甲醛浓度迅速降低,从原来的1.04mg/kg迅速降解0.32mg/kg,这表明纳米TiO2粒子对分解甲醛具有很好的光催化活性。同样的情形也可发生在对苯的催化氧化上。

纳米涂料的特性:

1.耐老化,纳米TiO2、SiO2、ZnO、Fe2O3等是优良抗老化剂,可明显提高涂料耐老化性能。

2.抗辐射,纳米TiO2具有透明性和散射紫外线的能力。金红石型纳米TiO2的耐热性、热稳定性、化学稳定性均优于锐钛型纳米TiO2。

用含有0.5%~4.0%纳米TiO2透明涂料是一种良好的永久性紫外线吸收剂,可用于木器、家具和文物保护等方面。

3.不导电性,在涂料工业中,纳米微粒是一种新型抗静电剂,有良好的静电屏蔽性能。涂膜表面的低表面电阻,能使涂膜表面不附尘玷污,提高装饰性能。

纳米涂料的分类:

1.纳米复合涂料,纳米粒子用于涂料中,所得到的一类,具有抗辐射、耐老化或具有某些特殊功能涂料。

2.纳米改性涂料,利用纳米粒抗紫外线等性能,对现有涂料进行改性,提高涂料的某些性能。

3.纳米结构涂料,使用特殊工艺制备的涂料,其细度在纳米量级。

纳米填料在涂料中的应用:

纳米粒子在有机涂料中的均匀分散,可通过改变制备工艺、纳米粒子表面改性,加入分散剂等方法解决。

对于溶剂性涂料,纳米粒子相的引入,可以通过纳米粉末的填充或纳米粒子分散液的复合来进行。纳米粒子可在树脂合成阶段加入,也可以在涂料配置时加入。分散的方法可以是超声波、高速搅拌、球磨甚至高速喷嘴分散。

对于水性涂料,纳米粒子一般是先配成水分散液,再与乳胶或树脂水溶液复合。另外,也可以先将纳米粒子制成有机—无机复合乳液,再制成涂料。

单靠机械力的方法来分散纳米粒子效果有限,纳米粒子的表面改性是必要的,表面改性所采用的改性剂有:有机酸、偶联剂、表面活性剂、超分散剂、聚合物等。在选择表面改性剂时,除易与纳米粒子键合外,最关键是要使其与所选用的涂料体系相容。

涂料中填料的体积浓度(PVC)可按下式计算:

式中V填——填料的体积;V基——基料的体积。

研究表明,涂料均有一个临界填料体积浓度,在临界体积浓度以下,随填料体积浓度增加,涂膜的性能会愈益优化。而在临界体积浓度以上,随填料体积浓度增加,涂膜的性能会愈益劣化。

三、清洁玻璃与陶瓷

清洁玻璃也叫纳米玻璃,是用高科技纳米技术,在平板玻璃的两侧分别镀制一层纳米薄膜。该薄膜在紫外线作用下,可分解氧化室内外有害气体,杀灭空气中的细菌和病毒,与普通玻璃价格比仅为1.5∶1,是一种多功能,应用价值极高的纳米高科技产品。

该纳米薄膜有一特殊性质,即超亲水性。在通常情况下,将水滴在薄膜表面,表面同水有较大的接触角,在紫外线的照射下,水的接触角减小,甚至达到0℃(即水滴完全浸润薄膜表面),显示了薄膜的亲水性。光照停止后,薄膜表面的这种亲水性可以维持数小时甚至到几天左右,随后又慢慢地恢复到紫外线照射前的情况,薄膜具有的这种性质被称为超亲水性。再用紫外光照射,则再次表现出超亲水性,采用间歇紫外光照射就可以使得薄膜表面始终保持超亲水性。利用薄膜在紫外光下产生的强氧化能力和薄膜的超亲水性,可形成自清洁表面。玻璃、陶瓷等建材表面吸附了空气中的有机物和无机物后,有机物不易溶于水,时间一长,形成污垢,表面变脏,而且这些有机污垢在水中的溶解度小,用水很难擦洗干净。若在这些建材表面涂覆一层纳米薄膜,利用光化学催化反应可以把吸附在表面的有机物分解为二氧化碳和水,可以被雨水冲刷干净,这个过程就是自清洁。因为薄膜表面有超亲水性,污物不易在表面附着,太阳光中的紫外线足以维持薄膜表面的亲水特性,可以使薄膜表面长期具有防污的自清洁效应,同时薄膜表面还具有杀菌的效果。

高层建筑的窗玻璃,建筑物外墙砖以及很难清洁的设施,如若在表面涂覆一层纳米薄膜,在白天太阳光的照射下,就能实现其自清洁功能,不仅节省了清洁的人力、物力,而且也利用了太阳能。

纳米高科技产品,将越来越广泛地应用于人们的日常生活中,发挥它无穷的潜力,提高我们的生活质量。

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