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| 負(fù)載型納米TiO2復(fù)合光催化材料制備技術(shù) |
| 來(lái)源：中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2013-10-06 14:16:21 瀏覽次數(shù)： |
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技術(shù)名稱：負(fù)載型納米TiO2復(fù)合光催化材料制備技術(shù)
技術(shù)持有者：鄭水林
所屬行業(yè)：非金屬?gòu)?fù)合粉體
內(nèi)容摘要：該項(xiàng)目是以硅藻土助濾劑或煅燒硅藻土、蛋白土、凹凸棒土、白炭黑、、蛇紋石脫鎂后硅渣(多孔SiO2)、膨脹珍珠巖、海泡石等天然多孔礦物和電氣石為載體、納米TiO2為光催化活性組分，兼具吸附捕捉性能與光催化降解性能的復(fù)合型環(huán)保新材料的制備技術(shù)。 |
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一、成果特點(diǎn)及主要技術(shù)指標(biāo)
該項(xiàng)目是以硅藻土助濾劑或煅燒硅藻土、蛋白土、凹凸棒土、白炭黑、、蛇紋石脫鎂后硅渣(多孔SiO2)、膨脹珍珠巖、海泡石等天然多孔礦物和電氣石為載體、納米TiO2為光催化活性組分，兼具吸附捕捉性能與光催化降解性能的復(fù)合型環(huán)保新材料的制備技術(shù)。
這種多孔礦物負(fù)載納米TiO2型復(fù)合環(huán)保新材料載體表面穩(wěn)定負(fù)載了晶粒度為10~50nm的納米TiO2；該類復(fù)合光催化材料在紫外光和太陽(yáng)光下都有優(yōu)良的光催化性能而且穩(wěn)定性好。在日光燈照射下，24小時(shí)甲醛去降解去除率大于75%。
二、成熟程度及技術(shù)鑒定情況
硅藻土助濾劑、白炭黑、電氣石等天然多孔和環(huán)保礦物為載體的納米TiO2復(fù)合材料進(jìn)行了中試規(guī)模的試驗(yàn)；其中硅藻土助濾劑負(fù)載納米TiO2復(fù)合材料已進(jìn)行了3年的連續(xù)生產(chǎn)，產(chǎn)品已應(yīng)用于商品化的木制百葉窗、硅藻土壁材，瓷磚、內(nèi)墻涂料等市場(chǎng)。經(jīng)權(quán)威檢測(cè)，這種表面每平方米使用4~10g的產(chǎn)品在日光燈下24小時(shí)內(nèi)對(duì)室內(nèi)甲醛的去除率達(dá)到75%以上。
該成果的關(guān)鍵技術(shù)已獲得了四項(xiàng)發(fā)明專利：①氮摻雜凹凸棒石負(fù)載納米TiO2可見光催化劑的制備方法（ZL 200910148508.5）；②以沉淀白炭黑為載體的負(fù)載型納米TiO2復(fù)合材料的制備方法（ZL 200910093640.0）；③以硅藻土助濾劑為載體的負(fù)載型納米TiO2光催化材料的制備方法（ZL 200910235208.0）；④ 一種蛋白土負(fù)載納米TiO2復(fù)合粉體材料的制備方法(ZL 201010132844.3)；另有三項(xiàng)發(fā)明專利申請(qǐng)（均已進(jìn)入實(shí)審）：①一種電氣石/納米TiO2復(fù)合功能材料的制備方法(申請(qǐng)?zhí)?/strong>201010132845.8)；②一種蛇紋石酸浸脫鎂硅渣表面包覆納米TiO2的方法（申請(qǐng)?zhí)?/strong>201010534881.7）；③一種膨脹珍珠巖負(fù)載納米TiO2復(fù)合材料的制備方法（申請(qǐng)?zhí)?/strong> 201210197531.5 ）。
三、主要技術(shù)特征
①兼具多孔礦物材料的吸附捕捉性能與納米TiO2的光催化降解性能，可以高效和持續(xù)的去除室內(nèi)甲醛、甲苯等有機(jī)污染物和廢水中的有機(jī)污染物；
②多孔礦物的多組分復(fù)合及制備過(guò)程的氮摻雜作用降低了的禁帶寬度，顯著提升了納米TiO2材料在可見光下的光催化性能，使該類復(fù)合光催化材料在紫外光和太陽(yáng)光下都有優(yōu)良的光催化性能而且穩(wěn)定性好。在日光燈照射下，24小時(shí)甲醛去降解去除率大于75%。
本技術(shù)成果具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
四、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益
每kg多孔礦物負(fù)載型納米TiO2復(fù)合材料直接生產(chǎn)成本約70元左右；市場(chǎng)售價(jià)估計(jì)200元/kg左右。以年生產(chǎn)能力1000噸/年計(jì)，可新增產(chǎn)值2億元左右，新增利稅8000多萬(wàn)元，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。光催化材料是最有應(yīng)用前途的綠色環(huán)境治理材料，本項(xiàng)目制備的多孔礦物負(fù)載型納米TiO2復(fù)合光催化材料可見光利用率高、光催化性能好、使用和回收方便，且生產(chǎn)成本較低，可以開發(fā)一系列的治理廢水和廢氣的高技術(shù)附加值環(huán)保功能產(chǎn)品，具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
室內(nèi)是人類最主要的活動(dòng)空間，室內(nèi)空氣對(duì)人類的健康有至關(guān)重要的影響。由于技術(shù)和材料所限，目前在制造室內(nèi)家俱和裝修過(guò)程中還無(wú)法完全禁止使用含有甲醛組分的原材料，無(wú)法從源頭上去除甲醛的危害，加之甲醛的釋放期長(zhǎng)達(dá)10多年，任何一種物理吸附材料都不能持續(xù)地去除這種有害物質(zhì)。因此，高效和持續(xù)的去除室內(nèi)甲醛、甲苯等有害物質(zhì)的多孔礦物負(fù)載納米TiO2型復(fù)合環(huán)保新材料具有良好的應(yīng)用前景。我國(guó)有13億多人口，以人均室內(nèi)使用面積20m2計(jì)算（包括居室和辦公室），共計(jì)約200億m2，以每m2使用10g，使用壽命3年計(jì)算，國(guó)內(nèi)每年的潛在市場(chǎng)用量約為6～7萬(wàn)噸。以200元人民幣/kg計(jì)算，每年的潛在的直接經(jīng)濟(jì)效益超過(guò)100億元，其應(yīng)用所產(chǎn)生的潛在間接經(jīng)濟(jì)效益將遠(yuǎn)大于直接經(jīng)濟(jì)效益。
五、市場(chǎng)前景
隨著人們生活水平的提高和健康環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，多孔礦物負(fù)載型納米TiO2復(fù)合光催化材料具有廣闊的應(yīng)用空間和良好的市場(chǎng)前景。
光催化氧化法是近二十年發(fā)展起來(lái)的一種新型環(huán)境清潔技術(shù)，它具有反應(yīng)條件溫和、成本低廉、可充分利用光能、能耗低、無(wú)二次污染等特點(diǎn)，可降解許多難以生物降解或難以通過(guò)其它化學(xué)方法處理的有機(jī)物，因此，光催化氧化法在飲用水的消毒和殺毒、各種生物難降解有機(jī)廢水、工業(yè)及生活廢水的深度處理等方面有著很廣闊的應(yīng)用前景。
多孔礦物負(fù)載型納米TiO2復(fù)合光催化材料對(duì)室內(nèi)甲醛的去除效率高，性能安全可靠，且生產(chǎn)原料來(lái)源廣，生產(chǎn)成本低，將其制成涂料或涂層材料、可廣泛用于各類裝修和裝飾材料、木制品、塑料與橡膠制品、壁紙、汽車內(nèi)飾、室內(nèi)掛件等產(chǎn)品，使用方便，效果持久?？梢灶A(yù)見，隨著人們生活水平的提高和健康環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，多孔礦物負(fù)載型納米TiO2復(fù)合光催化材料將具有廣闊的應(yīng)用空間和良好的市場(chǎng)前景。
六、成果應(yīng)用領(lǐng)域及接產(chǎn)條件
具備供水、供電條件的多孔礦物資源產(chǎn)區(qū)、工業(yè)區(qū)及環(huán)保工業(yè)園區(qū)；涂料、木地板、建筑裝飾材料生產(chǎn)企業(yè)等。
七、合作方式
專有技術(shù)轉(zhuǎn)讓、按年銷售額提成。
聯(lián)系人：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 鄭水林教授
地 址：北京市學(xué)院路丁11號(hào)（100083）
電 話：(010)62390972，13601339820
Email：shuilinzh@sina.com；shuilinzh@@yahoo.com；
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