对纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料的认识

中国新型涂料网讯：
       纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料是吉林省临江市美诗顿粉体材料有限公司凭借临江市优质硅藻土矿资源与中国矿业大学（北京）郑水林教授（博士生导师）领导的高级科研团队通力合作的结果。
       专家们对硅藻土提纯处理后，用水解沉淀法成功的将具有光催化活性较高的锐钛矿型纳米TiO2有效地负载在硅藻土的表面和孔隙中。使纳米TiO2和多孔结构微米级硅藻土有机结合在一起，获得了能够高效降解有机污染物、性能优异的纳米 TiO2/硅藻土复合光催化材料。硅藻土负载锐钛矿型纳米TiO2光催化剂后，光催化剂能更好地发挥其功效。一方面，硅藻土可有效地将污染物吸附在纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料表面和微孔中；另一方面，锐钛矿型TiO2催化剂也更有效地降解聚集吸附在多孔硅藻土的有机污染物。因此该纳米 TiO2/硅藻土复合光催化材料兼具吸附、光催化、微生物降解等特点。
       研究结果表明：纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料具有以硅藻体为核，以纳米TiO2为壳的多孔核壳结构，具有较高的比表面积和良好的光透性；核壳之间结合紧密，包覆壳层厚度均匀（200nm~300nm），TiO2晶粒度为12nm左右。
       这种复合光催化材料在紫外光和太阳光下都有优良的光催化性能，而且稳定性和重复使用性能好。在太阳光下，2h内罗丹明B溶液的脱色率和COD去除率达到95%以上；6h苯酚的降解率达到99.18%；COD降解率95.59%；在日光灯照射下24小时甲醛去除率大于80%。
       纳米 TiO2/硅藻土复合光催化材料的功能及用途
       纳米 TiO2/硅藻土复合光催化材料具有纳米TiO2宝贵的光学性质。在涂料业及诸多领域都显示出美好的发展前景。纳米 TiO2/硅藻土复合光催化材料具有很高的化学稳定性、热稳定性、无毒、无二次污染等优点。可广泛用于绿色环保型涂料、油漆、抗紫外线材料、防晒霜、造纸、橡胶等工业中。
       1、净化空气功能
       世界卫生组织在2004年发布的第153号公报认定，甲醛致癌，被国家列为高毒化学品，会强烈刺激眼睛、皮肤、呼吸道黏膜等，最终会造成免疫功能异常，肝损伤及神经中枢系统受到影响，会导致胎儿畸形、白血病、慢性呼吸道疾病、女性月经紊乱、急性精神抑郁症、鼻咽癌等疾病。一般来源于人造板、家具、塑料、壁纸和涂料等大量使用的粘合剂，一旦家装家具遇热、变潮，甲醛就会从这些材料中挥发出来。
       纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料对空气中的甲醛、苯、氨及其他挥发性有机污染物有强大的氧化分解作用。均匀包覆于硅藻土表面的纳米TiO2受光照后生成的氢氧自由基和活性氧能对有机物质和有害气体进行氧化还原反应，将其转化成无公害的水和二氧化碳，能从根本上解决空气污染，从而达到净化空气的功效。不仅效果显著，而且对人体绝对安全。另外，纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料还能释放负氧离子，还人们一个真正绿色的生存环境。因此，是当前乃至今后治理室内环境污染的最理想材料。
       在涂料中添加纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料，可以生产绿色高效环保型涂料，它可利用独特的光催化技术对空气中有毒气体有强烈的分解、消除作用。对甲醛、氨气等有害气体有吸收和消除的功能，使室内空气更加清新。 此类涂料实际上是高级、高效环保卫生型涂料，适合于家庭、医院、宾馆和学校的涂装。
       2、杀菌功能
       世界卫生组织（WHO）和美国环保局公布的研究文献指出：室内环境空气污染的水平一般比室外环境污染要高得很多，通常为2~5倍，极端情况下，可超过一百倍。而人们90%的时间是在室内活动的。尤其是婴儿和未成年小孩，按呼吸量/体重比计算，他们比成年人呼吸更多空气，故接触和吸入更多的室内污染物。人们的居住环境中存在各种有害微生物，尤其是居室中的一些潮湿场合，微生物更容易繁殖，导致空气和物品表面的细菌浓度增大，从而对人体产生危害。
       纳米TiO2硅藻土复合光催化材料表面均匀包覆的200nm~300nm厚的纳米TiO2膜光照后,内部电子被激活,形成氧类的超氧化物,超强的氧化能力,可以破坏病毒细胞的细胞膜,使细胞质流失死亡,凝固病毒的蛋白质,抑制病毒的活性,并捕捉、杀除空气中的病菌. 纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料在杀菌的同时分解细菌尸体上释放的有害复合物,从而达到净化空气、抗菌、防霉、防污、防臭功能。
       纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料,可以制造杀菌、防污、除臭、自洁的抗菌防污材料.可应用于医院病房、手术室及家庭卫生间等细菌密集、易繁殖的场所,可有效杀死大肠杆菌、黄色葡萄糖菌等有害细菌,防止感染。
       3、防紫外线功能
       纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料表面均匀包覆的(200nm~300nm)纳米TiO2膜,既能吸收紫外线,又能反射、散射紫外线,还能透过可见光,是性能优越,极有发展前途的物理屏蔽剂和紫外线防护剂。
       利用纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料的光透性、较大的比表面积和紫外线吸收能力,可用作良好的涂料和塑料填充剂,可以替代有机紫外线吸收剂。用于涂料中可提高涂料耐老化能力。
       4、对有机废水的处理功能
       纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料对有机废水的处理，效果十分理想。中国矿业大学（北京）郑水林教授等人用纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料，在太阳光下对焦化废水中的苯酚及有机污染物进行降解实验，该废水在纳米TiO2/硅藻土复合光催化剂作用下，太阳光照6小时后，苯酚和COD浓度都降到国家一级排放标准，这一结果对有机废水的深度处理提出了一种切实可行的办法。
       纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料是目前最具有应用潜力的一种光催化剂，纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料以其催化、氧化活性较高、化学稳定性好等优点，不仅可以净化空气中的有机污染物，同时还具有较强的广普杀菌性能，并具有效率高、成本低、对环境和人体无害的特点，可以大幅度提高室内空气质量，改善生活环境。可以预见，它在环保领域的应用将展现出诱人的前景。