硅藻泥負(fù)載光觸媒的科學(xué)方法

在CCTV10套走進(jìn)科學(xué)欄目里介紹，要使硅藻泥能夠具有分解甲醛的功能，硅藻泥里必須添加光觸媒。要么就只有吸附作用沒有分解效果了，今天泥博士給大家詳細(xì)的介紹硅藻泥里的光觸媒要怎么添加？加什么樣的光觸媒才能起到作用？

市面上有些廠家將光觸媒單獨(dú)包裝，在施工的時候?qū)⒐柙迥喱F(xiàn)場加入這種方法可取不？在討論這個問題之前我們先了解下光觸媒：光觸媒（百度百科），一種以納米級二氧化鈦為代表的具有光催化功能的光半導(dǎo)體材料的總稱，它涂布于基材表面，在紫外光線的作用下，產(chǎn)生強(qiáng)烈催化降解功能：能有效地降解空氣中有毒有害氣體；能殺滅多種細(xì)菌，并能將細(xì)菌或真菌釋放出的毒素分解及無害化處理；同時還具備除臭、抗污、凈化空氣等功能。

首先我們先要了解能被稱為光觸媒的納米材料其粒徑分布范圍是1-100納米范圍內(nèi)，好的光觸媒要求粒徑分布范圍是1-20納米范圍內(nèi)，基本上是一根頭發(fā)絲的萬分之一。因此超細(xì)的納米材料有兩個共性：團(tuán)聚和不易分散，團(tuán)聚是指納米材料在生產(chǎn)出來之后因?yàn)檫\(yùn)輸壓迫和吸潮的原因極易團(tuán)聚在一起形成幾十到幾百微米的顆粒，顆粒里面的光觸媒互相遮蔽光線造成了大部分的光觸媒失效，影響了使用效率造成浪費(fèi)。光觸媒的團(tuán)聚是隨著出廠時間的增加而增加的，只有減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)和儲存時間才能減少團(tuán)聚情況的發(fā)生。光觸媒的團(tuán)聚現(xiàn)象只有通過長時間的高速攪拌才能夠?qū)⑵浞稚㈤_，因此現(xiàn)場攪拌受到時間和環(huán)境的因素并不能達(dá)到將團(tuán)聚材料分散開的效果。并且，由于光觸媒的價格很高有些不良商家往往讓工人少加，甚至不加，因此現(xiàn)場添加光觸媒是容易出現(xiàn)紕漏的方法，是極其不科學(xué)的。而沒有光觸媒的硅藻泥只有吸收有害氣體卻沒有分解的作用，硅藻泥的功能性大打折扣。硅藻泥專家泥博士為了增加光觸媒的使用效果都是將光觸媒提前混入到硅藻泥里，經(jīng)過特殊工藝負(fù)載技術(shù)，保證施工過程中無任何紕漏，減少了團(tuán)聚的產(chǎn)生，并且也杜絕了光觸媒現(xiàn)場集中添加對施工工人健康和現(xiàn)場環(huán)境的影響。

我們再了解一下市面上的光觸媒的光波吸收情況，純凈的納米二氧化鈦粉末，只能吸收388nm以下的紫外光，在自然環(huán)境下，紫外光占有比例較低，不足自然光的10%，并且室內(nèi)的玻璃隔絕了大部分的紫外線，對純凈的納米二氧化鈦沒有激活作用，因而純凈的納米二氧化鈦是不適合用在室內(nèi)做催化劑。因此需要將光觸媒進(jìn)行改性處理使其對可見光產(chǎn)生激活反應(yīng)，才能大限度的觸發(fā)光觸媒的分解能力。常見的材料改性是經(jīng)過參雜改性技術(shù)將光觸媒的吸收波段拓寬到nm的范圍，如下圖：

由此上圖可見：

0-10粒徑的光波吸收范圍是在nm范圍內(nèi)比較低，而在nm的范圍內(nèi)有比較大的峰值。

10-20粒徑的光波吸收范圍是在nm范圍內(nèi)比較低，而在nm的范圍內(nèi)有比較大的峰值。

20-30粒徑的光波吸收范圍是在nm范圍內(nèi)比較低，而在nm的范圍內(nèi)有比較大的峰值。

30粒徑以上的光波吸收范圍是在nm范圍內(nèi)有個相對低的峰值，而在nm的范圍內(nèi)則沒有光波吸收的反應(yīng)。

由圖可見，對可見光反應(yīng)的光觸媒是粒徑分布在0-20nm范圍內(nèi)的，對于整體粒徑已經(jīng)大于30nm的納米材料已經(jīng)失去了作為光觸媒的大部分作用。

所以保證光觸媒的分散性和添加過程中的分散性都是保證光觸媒分解效果的前提，假如因?yàn)檫\(yùn)輸和添加不當(dāng)引起了光觸媒的團(tuán)聚現(xiàn)象將大大降低光觸媒的分解效率，即使使用了能夠可見光激活的光觸媒也只能是事倍功半！總而言之，硅藻泥中的光觸媒是不能在施工現(xiàn)場添加的，而是要求硅藻泥廠家提前預(yù)混負(fù)載才能完全分散開，并保障了納米級的光觸媒牢牢的負(fù)載在了硅藻泥里面不會脫落，才能真真正正的起到高效分解有害氣體的作用。