一般來(lái)講,納米TiO2光催化劑有著非常強(qiáng)的光催化活性,有著非常低廉的成本、無(wú)害無(wú)毒,在很大程度上都適用于各種類型的場(chǎng)合的室內(nèi)空氣的凈化,這會(huì)普遍應(yīng)用在室內(nèi)空氣的凈化領(lǐng)域當(dāng)中。
為了能夠有效的使空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中的節(jié)能降耗方面的標(biāo)準(zhǔn)得到加強(qiáng),因此應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)建筑物的絕緣性與氣密性,還能夠在一定程度上還要降低空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中的室內(nèi)最小新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn),造成室內(nèi)的污染物濃度不能進(jìn)行稀釋進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致一定的提高。室內(nèi)空氣質(zhì)量的改善已經(jīng)成為亟需解決的問(wèn)題,應(yīng)當(dāng)通過(guò)開展高效實(shí)用的室內(nèi)空氣污染方面的治理技術(shù)有效的開發(fā)出性能比較高的空氣凈化方面的產(chǎn)品進(jìn)而創(chuàng)造出健康、衛(wèi)生以及舒適的室內(nèi)范圍的空氣環(huán)境。
通常來(lái)講,室內(nèi)空氣的污染物的來(lái)源一般有四類,主要包括:廚房油煙產(chǎn)生的碳化物、燃料燃燒、氮化物以及硫化物等;相關(guān)的建筑材料及裝修釋放出來(lái)的苯系物、甲醛以及氨氣等各種有毒氣體;吸煙產(chǎn)生的焦油、尼古丁、氯化物以及煙霧等;毛發(fā)、灰塵、細(xì)菌顆粒以及皮屑等各種懸浮物。人們的在這種含有污染物的空氣中生活的過(guò)程中就會(huì)感覺(jué)到身體不舒服,甚至還會(huì)出現(xiàn)一些疾病。
甲醛是室內(nèi)的污染物當(dāng)中的一種最常見的污染物,墻紙、混凝土、合成板材、粘合劑以及油漆等是甲醛的主要來(lái)源,很多哮喘、咳嗽以及慢性鼻炎等各種呼吸道方面的疾病都是由于長(zhǎng)期吸入甲醛而引起的,比較嚴(yán)重的還會(huì)造成白血病等一些嚴(yán)重的疾病。相關(guān)的檢測(cè)表明,新裝修之后的房子當(dāng)中甲醛的濃度最高可以達(dá)到0.8到10mg/m3,這已經(jīng)超過(guò)了十倍的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的限值。另外,氨氣屬于主要的一種室內(nèi)空氣的臭氣,涂料的添加劑以及混凝土的外加劑(例如膨脹劑、防凍劑)等是產(chǎn)生氨氣的主要來(lái)源。對(duì)人體的上呼吸道來(lái)講,氨氣有著非常強(qiáng)烈的腐蝕與刺激的作用,經(jīng)常會(huì)造成眼結(jié)膜以及皮膚黏膜方面的炎癥,會(huì)在一定程度上降低人體對(duì)于各種疾病的抵抗能力。在家庭進(jìn)行裝修的各種材料當(dāng)中,苯系物是會(huì)對(duì)人體健康造成嚴(yán)重傷害的一類致癌物質(zhì),比較典型代表是甲苯與苯。慢性苯的中毒一般會(huì)刺激上呼吸道、皮膚以及眼睛。所以很明顯,室內(nèi)的空氣質(zhì)量的會(huì)直接影響到人們的生命健康以及生存質(zhì)量。
納米科技是在上個(gè)世紀(jì)的八十年代末逐步發(fā)展起來(lái)的一種前沿交叉學(xué)科的領(lǐng)域。近年來(lái)納米科技在環(huán)境、生物、材料、化學(xué)、能源等方面的應(yīng)用中體現(xiàn)出了非常廣泛的運(yùn)用前景。通常,在對(duì)有機(jī)物進(jìn)行光催化凈化的過(guò)程中主要根據(jù)以下的原理:在紫外光的照射下通過(guò)半導(dǎo)體的光催化劑會(huì)受到一定的刺激進(jìn)而產(chǎn)生高能量的電子、電荷以及空穴,催化劑表面所吸附的一些水會(huì)因?yàn)榭昭ǘ纸舛a(chǎn)生氫氧的自由基。周圍的氧會(huì)在電子的作用下還原為活性的離子氧,進(jìn)而會(huì)在氧化吸附在催化劑表面的污染物或者將其還原為無(wú)害物(例如H2O、CO2等)方面發(fā)揮重要的作用,這樣就能達(dá)到對(duì)空氣的凈化效果。
一般來(lái)講,納米的光催化劑所產(chǎn)生的相應(yīng)的量子效應(yīng)會(huì)讓其有著非常獨(dú)特的特點(diǎn),與光催化劑的理化方面的性質(zhì)是不同的,例如,有著相對(duì)比較大的比表面積、比較強(qiáng)的光催化的活性以及比較特殊的光學(xué)性質(zhì)等。它有著非常廣泛的應(yīng)用范圍,能夠用于污染水處理、空氣凈化以及抗菌等。現(xiàn)階段納米ZnO和納米TiO2得到了廣泛的應(yīng)用,其中TiO2的有著相對(duì)比較高的光催化活性、有著比較穩(wěn)定的光電化學(xué)性能與化學(xué)性能和、有著比較低的成本以及耐光耐腐蝕,同時(shí)對(duì)人體基本屬于是無(wú)毒的,是廣泛進(jìn)行研究以及應(yīng)用的一種單一的化合物光催化劑,通常會(huì)作為建筑以及裝飾材料來(lái)進(jìn)行使用。與此同時(shí),TiO2的晶型會(huì)影響催化活性,銳鈦型的TiO2表面對(duì)O2有著比較強(qiáng)的吸附能力,有著非常高的催化以及降解活性。在現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中最常的納米催化劑主要是按照一定比例將金紅石型以及銳鈦型的TiO2進(jìn)行混合而得到的納米TiO2光催化劑。相關(guān)的研究明確表明,使用過(guò)納米TiO2光催化劑的墻面,在可見光照射下能夠?qū)κ覂?nèi)的苯以及甲醛等各種空氣污染物進(jìn)行有效的降解。
通常情況下,納米TiO2的粉體光催化有著比較高的活性,然而,在實(shí)際的日常應(yīng)用當(dāng)中經(jīng)常會(huì)發(fā)生納米粉體進(jìn)行流失、團(tuán)聚的現(xiàn)象,如果直接進(jìn)行使用會(huì)在一定程度上限制應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)。所以,應(yīng)當(dāng)對(duì)負(fù)載型的納米TiO2光催化劑進(jìn)行充分的應(yīng)用。為了將納米TiO2進(jìn)行有效的分散,那么應(yīng)該大量使用載體。這就嚴(yán)格要求載體應(yīng)該具有催化劑載體的廉價(jià)、穩(wěn)定、盡可能高的協(xié)同催化效應(yīng)以及比表面積大等特征,同時(shí)還應(yīng)該要求有著操作比較簡(jiǎn)單的技術(shù)以及比較方便的維護(hù),有著美觀并且不會(huì)非常影響裝修的效果。比較常用的負(fù)載型的納米TiO2光催化劑方面的載體一般分為三個(gè)形式:
第一種形式是陶瓷建材載體。在日常生活當(dāng)中,陶瓷是非常常見的一種建材,有著耐高溫、價(jià)廉、多孔性、不易被氧化分解以及耐酸堿腐蝕等一些顯著的特點(diǎn),在陶瓷當(dāng)中加入納米TiO2會(huì)讓其有著自清潔的功能,
第二種形式是玻璃載體。通常情況下,玻璃價(jià)格低廉,比較容易得到,有著非常好的透光性,便于玻璃螺旋管、玻璃珠以及玻璃片等多種形狀的制備,已得到非常廣泛的應(yīng)用。
第三種形式是纖維織物載體。該物質(zhì)比表面積是比較大的,對(duì)于TiO2粉體在實(shí)際負(fù)載的過(guò)程中由于高溫焙燒而導(dǎo)致降低比表面積以及晶型的轉(zhuǎn)變能夠非常有效的防止,利用纖維織物作為光催化載體,主要是有效利用該物質(zhì)有著比較高的吸附容積這個(gè)特點(diǎn)。
綜上所述,在室內(nèi)空氣污染的治理的過(guò)程中可以采用納米光催化的相關(guān)凈化技術(shù),應(yīng)用這些技術(shù)能夠避免使用其他化學(xué)方面的助劑,這種溫和的反應(yīng)條件能夠有效的降解有機(jī)物,能夠有效的去除空氣當(dāng)中的有機(jī)物,處理后的產(chǎn)物主要是H2O和CO2。因此在各種場(chǎng)所以及各種類型的室內(nèi)空氣的凈化過(guò)程中都可以采用這種技術(shù)。另外,納米光催化凈化技術(shù)的產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化還有很多需要提高的地方,例如在制備催化劑的工藝過(guò)程方面以及在對(duì)相關(guān)的制備系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化方面等。
當(dāng)將這些問(wèn)題都解決之后,那么在日常生活當(dāng)中會(huì)廣泛應(yīng)用納米光催化技術(shù),會(huì)有效改善人們的生活以及工作環(huán)境。
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