防霾新招数：纳米光催化空气净化器

防霾新招数：纳米光催化空气净化器作者：研发埠更新时间：2014-3-11资讯：Bravo公司进军中国上亿美元空气净化器市场空气净化器成奇货销量与价格齐飞纳米光催化空气净化器还你洁净空气纳米光催化空气净化技术进展华东理工大学科技成果介绍：纳米光催化空气净化器室内绿色空气净化器大搜罗(组图)问答：光催化空气净化器原理是什么，前景怎样？光催化剂指在光照下能催化分解有机污染物的一种特殊催化剂，一般现在市场上的光催化剂材料都是二氧化钛纳米材料，目前所研究出来的光催化剂都不是很理想，不是成本太高就是催化性能一般，现在实验室正在通过各种改性希望能得到催化性能比较好同时成本比较低的催化剂。二氧化钛催化的原理简单的说是这样的：由于纳米二氧化钛具有很高的比表面积，表面活性很高，当光照射在材料上就会很容易激发出电子，使得二氧化钛纳米颗粒表面具有很高氧化活性，能够很轻易地氧化空气的有机污染物，如装潢之后室内的气体还有其它有机污染物等等。一般将污染物氧化分解为CO2、水等。光催化空气净化器在国外现在已经很常见，但国内由于人们生活水平的差距还有室内环境方面发展的也比较迟，因此在中国出现的比较晚，不过近几年也出现了大量的光催化材料公司，这类材料也是21世纪大力发展的材料，前些年研究的很火。二氧化钛在一定条件也可以分解水变成氢气和氧气，也可以应用于太阳能电池中等等。所以它是未来环境、能源重点发展的方向。为什么光催化剂要纳米化？纳米粒子的比表面积远远大于常规材料，一粒大米粒大小的纳米材料其表面积会相当于一个足球场那么大，高比表面使得纳米材料具有强大的吸附污染物的能力，这对提高催化反应的速度是十分有利的；而且，粒径越小，电子与空穴复合几率越小，电荷分离效果越好，从而导致催化活性的提高。纳米粒径的大小是否与光催化效果有关？一般来说，颗粒半径越小表面能越大，整体比表面积越大，催化效果越高。另外，当粒子的大小在1~10nm纳米级时，就会出现量子效应，成为量子化粒子，导致明显禁带变宽，从而使电子-空穴对具有更强的氧化-还原能力，催化活性将随尺寸量子化程度的提高而增加。尺寸的量子化也使半导体获得更大的电荷迁移速率，空穴与电子复合的几率大大减小，也有利于提高光催化反应的效率。不同晶粒尺寸纳米二氧化钛对苯酚光催化降解研究表明：随着粒径的减小，光催化活性增高，晶粒尺寸从30nm减小到10nm，纳米二氧化钛光催化降解苯酚的活性提高近45%。但同时大表面积也就意味着表面上出现复合中心的机会也越多，当复合起主要作用时，也会出现活性随量子化程度的提高而下降的情况。尺寸量子化程度的提高，禁带变宽，吸收谱线蓝移，将导致使纳米二氧化钛光敏化程度变弱，对光能的利用率也降低。因此，在实际过程中要选择一个合适的粒径范围。怎样提高纳米Ti02光催化性能？提高TiO2的光催化性能可以通过以下几种方式实现：1.掺杂金属氧化物或者氮化合物；2.调整结晶工艺，使得其一次结晶尽可能小，以便使其光敏感性更高；3.最根本的也是制约其性能的瓶颈，就是把结晶纳米级，把实际团聚体远大于微米级的所谓“纳米氧化钛”处理到实际团聚体尺寸进入150nm以下的真正纳米级，并处于高度分散状态后再投入应用。光催化分解水半反应高活性催化剂都有哪些呢？光催化分解半反应产H2或产O2高活性半导体催化剂都有哪些，活性如何？比较普遍的TiO2，ZnO，各种Nb，Ta盐，Ti酸盐，GaN，Bi盐，CdS，ZnS，具体的可以看看综述，里面有详细的归纳和简单的活性数据光催化剂吸附的那一部分染料如何定量？比如，TiO2做染料降解时，先在暗处搅拌使之达到吸附-脱附平衡，然后开启光源降解，但在这一过程中始终有一部分在TiO2表面吸附，如何定量检测这一部分染料？这个吸附量一般是很小的，所以很难定量检测出来，虽然你的染料用紫外分光等检测降低了很多，但是实际上对染料分子来说，量是很小的，因为一般配制的浓度都是比较小的，里面的颜料分子数并没有那么多。不过你可以用吸附等温线分析下吸附效果，然后相应的加大颜料的浓度，再关注降解效果。利用钛酸丁酯和乙醇盐酸以溶胶凝胶法做TiO2薄膜，结果所混合的溶液不成凝胶的原因是什么？可能是体系的pH值没调好为什么有的纳米光催化材料在马弗炉培烧之前还要进行真空干燥？一般说来，真空干燥的目的主要有三点：1.避免在较高的温度下材料被空气中的氧气氧化；2.不稳定的材料，不能在较高的温度下干燥，在常压下低的干燥温度速度过慢，用真空干燥可以解决这一问题；3.纳米粉末较高温度干燥时很容易团聚，为了减少团聚，可以在较低温度下真空干燥。或者超临界干燥和冷冻干燥也能达到相同的减少团聚的效果。TiO2作为光催化剂在实际应用中存在什么问题?二氧化钛在实际应用中的局限其实很大，主要是光催化反应本身的特点决定的。1、光催化是表面反应，在非均相反应中必然涉及传质，二氧化钛本身吸附能力不强，影响了其催化能力，尤其是催化低浓度污染物的能力。对室内空气不能达到理想的净化效果。2、光催化的能量来源是光，光的特点是宏观上直线传播，且易被阻挡，到达催化剂表面时损失已经较大，光源布置对催化性能影响很大。3、副产物问题，光催化反应对污染物的矿化能力取决于光催化剂的结构，对不同的污染物产生的副产物不同，部分可能毒性更强。二氧化钛光催剂实际应用中用量是多少？二氧化钛的用量要分具体情况而定；如果说是在液体里光催化的话，最佳用量要根据降解产物而定的，因为不同的有机物在二氧化钛的表面饱和吸附量是不同的；二氧化钛的颗粒尺寸和比表面积等也是影响用量的因素，颗粒小，比表面积大的，用量少；例如德固赛的P25，0.5%的二氧化钛即可较好的在液体里进行催化；催化有机气体，同理。只是用量还需实验验证，推荐只要能在载体上形成一层薄膜即可。透明PC中加入白色TiO2挤出后颜色变黄严重，什么原因？透明PC中加入白色TiO2（未改性处理）挤出后颜色变黄严重，而同等烘干条件、同等加工条件下同批次挤出出来的纯PC则是透明无色的，是什么原因呢？TiO2与PC反应了吗，还是只是折光率不同的原因导致的？如何去分析原因，以及如何避免变色呢？钛白粉分金红石型和锐钛型，一般作为白色颜料的是金红石型，它有补强、防老化、填充作用，同时有较高的遮盖力，消色力。变黄的原因可能是PC加热分解造成，也可能是钛白粉中杂质引起，不透明的原因是因为钛白粉遮盖力的作用。空气净化器如何选择？首先，应当考虑使用环境和要达到的效果。一般室内空气污染分为：1、粉尘、病毒、细菌、霉菌和虫螨等过敏原；2、可吸入的有机挥发气体，如甲醛、苯、氨等；3、地层和建筑装饰材料释放的氡气及其子体造成的放射性污染。所以，选用空气净化产品，应综合考虑其功能和效果。其次，应当考虑空气净化器的净化能力。如果房间较大，应选择单位时间净化风量较大的空气净化器。一般来说体积较大的净化器净化能力更强，例如，30平方米的房间应选择120立方米/小时的空气净化器。选购时可参考样本或说明书中的介绍来选择。第三，应当考虑净化器的使用寿命，维保是不是简便。如有一些产品由于采用过滤、吸附、催化原理的净化器随着使用时间的增加、器内滤胆趋空气净化器于饱和，设备的净化能力下降，需要清洗、更换滤网和滤胆，用户应选择具有再生能力的净化过滤胆(包括高效催化活性碳)，以延长使用寿命；也有些静电类产品无需更换相关模块，只要定期清洁。第四，应综合考虑房间的格局与净化器的匹配。空气净化器进出口风的设计有360度环形设计的，也有单向进出风的。由于房间格局会影响净化的效果，若想在产品摆放上实现随意性，则应选择环形进出风设计的产品。文库：纳米材料光催化空气净化器控制系统的设计纳米光催化氧化技术的出现，对于室内污染物的降解提出了一种新的解决方案。使用P87LPC76X系列单片机，利用高效的纳米二氧化钛光催化剂粉末及其单分散水浆料技术，实现光催化空气净化器的专用控制系统，该净化器有4种工作模式：清新、净化、灭菌、再生。其控制电路具有功能完备、电路简单、功耗较小、智能化程度高的特点。室内光催化氧化净化设备研究进展关于光催化技术在室内空气净化中的应用，对中国现在研究的3个主要方面：抗菌材料、以空调位载体的活性炭-纳米光催化净化网、净化装置进行介绍。着重对光催化氧化净化器研究进展进行归纳、分析，提出了室内空气光催化氧化净化器研究进一步的努力方向。纳米二氧化钛光催化技术消毒和净化空气的应用研究目的：研制纳米二氧化钛(TiO2)光催化空气净化消毒器，并测试其空气消毒净化效果。方法：设计和制作纳米TiO2光催化空气净化消毒器样机。在封闭实验室将大肠埃希菌、克雷伯菌制成气雾，比较紫外线和纳米TiO2光催化空气净化消毒器消毒后残余细菌总数。在大型公共场所测试纳米TiO2光催化空气净化消毒器对空气净化和消毒的效率纳米光催化空气净化器净化效果的实验研究研究纳米光催化空气净化器在空气试验室和现场两种环境中对空气中甲醛、总挥发性有机物(TVOC)的净化效率,了解其净化效果。方法：按照国家标准5空气净化器6(GB/T18801-2002)的步骤进行实验,根据实验结果计算空气净化器的洁净空气量和净化效果。结果：纳米光催化空气净化器对空气试验室和现场空气中甲醛及TVO纳米光催化空气净化器对甲醛及总挥发性有机物净化效果的实验研究研究纳米光催化空气净化器的两种机型对空气试验室中甲醛、总挥发性有机物(TVOC)的净化效率,了解其净化效果。方法按照国家标准(空气净化器)(GB/T18801一2002)的步骤进行实验,根据实验结果计算空气净化器的洁净空气量和净化效果。结果：A空气净化器对空气实验室中甲醛和TVOC的洁净空气量和净化效率分别为空气净化器内部结构对其净化效率的影响研究分析及实验验证，全面分析了影响净化器净化效率的因素，结果发现净化器内部辐射场、流场和浓度场得分布是影响净化器效率的主要因素。净化器内部结构的设计应该充分考虑这些因素的影响，使其净化效率达到最佳。光催化空气净化器内部结构对其净化效果的影响通过实验比较了3种不同催化剂层结构的空气净化器对甲醛的净化效果，结果发现催化剂层结构对净化效率的影响十分明显。在光催化空气净化器的设计过程中，应考虑使催化剂和光源、催化剂和污染物的充分接触，以使其具备较好的净化效率。TiO2光催化的现状和发展(Titaniumdioxidephotocatalysispresentsituationandfutureapproaches)TiO2光催化的现状和发展。纳米TiO2等离子体放电催化空气净化技术的研究提出了空气净化的新方法-纳米二氧化钛等离子体放电催化空气净化技术,该技术是空气净化技术中最有前景的技术之一。进行了纳米二氧化钛等离子体放电催化降解甲醛的试验和杀灭芽孢杆菌的试验，取得了令人满意的结果。基板对纳米TiO2薄膜光催化活性的影响研究(EffectofsubstratesonthephotocatalyticactivityofnanometerTiO2thinfilms)研究了涂布在不同基板上的TiO2薄膜的光催化活性高低。掺杂Ti02光催化膜材料的制备及其灭菌机理sol—gel技术制备了掺杂Ti02膜，考察了制备条件对溶胶稳定性的影响，并从TiO2光催化反应的角度分析了膜功能材料的灭菌机理．结果表明，溶胶化过程中温度对掺杂胶体形成速度及胶体粒径分布影响很大，40℃时制备周期短，胶体稳定．Ti02膜材料的灭菌本质在于其光照激活后产生的自由基OH·和O2-·直接攻击细菌的细胞，TiO2基固体超强酸及其在光催化空气净化中的应用光催化空气净化催化剂的制备、性能、结构等。总结了国内外关于固体超强酸光催化剂的研究,论述了SO4(2-)/TiO2超强酸光催化剂的研究结果,包括其制备、结构和性能之间的关系以及在空气净化方面的实际应用.空气净化网上光催化剂和活性炭相互增强净化能力的作用机理采用浸涂法在活性炭空气净化网上负载纳米二氧化钛,在紫外光的照射下,净化网对一氧化碳、甲醛、硫化氢等污染物的净化能力明显增强,对比实验表明,在紫外光照射下光催化剂使被吸附的污染物发生降解反应而提高活性炭的净化能力。活性炭的