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光催化技術(shù)在室內空氣治理和外墻自潔領(lǐng)域應用解析納米光電自潔涂層除醛、殺菌、自潔原理

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 一、光觸媒降解甲醛原理

    1967年,日本東京大學(xué)的本多建一教授和博士班學(xué)生藤島昭發(fā)現,用光照射二氧化鈦電極可進(jìn)行水的電解反應。這就是著(zhù)名的本多作用的光催化反應,將空氣中的水或氧氣催化成氧化能力極強的羥基自由基·OH)和超氧陰離子自由基(O)、活性氧(HO,H?O?)等具有極強氧化能力的光生活性基團,這些光生活性基團的能量相當于3600K的高溫,具有很強的氧化性。

這些強氧化性基團可強效分解各種具有不穩定化學(xué)鍵的有機化合物和部分無(wú)機物,并可破壞細菌的細胞膜和凝固病毒的蛋白質(zhì)載體。原理如圖1所示。

圖片2.png

1 光催化空氣治理原理

納米光電自潔涂層是在有光的條件下,把免費的光能不斷轉化成瞬間的靜電,利用空氣里的氧氣和水汽對空氣里的有機污染物分子(比如甲醛,苯系化合物)或落在表面的有機污染物污漬進(jìn)行持續性的電化學(xué)降解,使污染物降解成水溶性小分子物質(zhì),甚至二氧化碳和水。

二、光電涂層自潔原理

在自清潔中,接觸角是一個(gè)很重要的概念,反映了界面親水性的大小。如圖2所示,由于界面張力作用,在界面上的液體表面將會(huì )形成一個(gè)球面,而角θc就是該液體在該界面的接觸角。對水來(lái)說(shuō),接觸角越大,說(shuō)明界面的親水性越差;接觸角越小,說(shuō)明界面的親水性越強。圖3很直觀(guān)的反映了接觸角潤濕性的關(guān)系。

QQ圖片20170425111235.png

2. 接觸角

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3. 接觸角與親水性的關(guān)系

如圖3所示,當接觸角小于90°可稱(chēng)作親水表面,大于90°可稱(chēng)作疏水表面,當接觸角小于10°時(shí)就可以認為界面是超親水表面,同樣,當接觸角大于150°就可以認為界面是超疏水表面。而超親水表面與超疏水表面都可用于自清潔。

1、超疏水自潔涂層

超疏水性自清潔涂料,是利用納米粒徑可控的特性,通過(guò)仿真荷葉自清潔的原理,使水與涂層表面接觸角度接近90度形成水珠滾落,實(shí)現疏水防水的作用。同時(shí),由于灰塵在表面的附著(zhù)力下降,水珠滾落或微風(fēng)即可帶走。其應用領(lǐng)域范圍廣泛,多個(gè)環(huán)保難題迎刃而解??梢詮V泛用于大理石等石材、混凝土等領(lǐng)域。原理如圖3所示。

圖片5.png

3 超疏水表面自潔原理

2、超親水自潔涂層

    超親水性自清潔涂層,是通過(guò)經(jīng)親水性硅氧烷改性之后的納米TiO2顆粒來(lái)實(shí)現超親水的性能,通過(guò)光致親水特性在玻璃表面形成水膜,從底部沖走灰塵,進(jìn)而達到自清潔的目的。該涂料中,由于TiO2粒子在水溶液中的穩定性良好,所以透明度更高,自清潔效果更理想。如果用于玻璃表面,還具有防霧、防水滴的功能、抵擋近紅外光、防止熱輻射,達到節能保暖的功能。原理如圖4所示。

圖片6.png


    3、防霉、防菌原理

    光電效應會(huì )在物體表面形成很微弱的靜電場(chǎng),苔蘚、細菌、霉菌等微生物無(wú)法生存,達到防霉、防菌的作用。

  


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標簽: 光觸媒室內空氣治理  
分類(lèi): 高端商品  

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