横野光触媒是一种高性能的可见光响应型光触媒涂层材料,使用最新开发的金红石型纳米棒二氧化钛,由日本国立大学联合横野照尚教授研发室历时五年潜心研发。
光触媒本来主要用在外壁,通常在太阳的紫外光下发生反应,但是九州工业大学的横野教授的研究团队开发了一种新的光触媒,它即使在日光灯或LED等室内光照下也可以发生高性能的反应。
技术原理
光触媒是一种在光的照射下会促进发生化学反应的物质。每当在光照下,就会使其中的活性酵素发挥作用,将有机物和化学物质分解,是一种具有防污、除臭、抗菌效果的材料。
生产技术
开发了即使在弱室内光下也能进行高性能反应的可见光响应型二氧化钛
成功开发了世界领先的锥柱形二氧化钛。九州工业大学横野研究室开发的新生代二氧化钛光触媒纳米粒子的活性种引起,可在光触媒粒子表面的不同反应面发生反应,因此可最大限度地发挥氧化和还原双方的性能。调查结果发现室内光对化学物质(乙醛病房综合症的原因物质)的分解性,明确了其分解性能大约是通常情况下使用的添加氮的二氧化钛的4倍
为最大程度地发挥光触媒的性能采用了最高性能的特殊树脂
与光催化剂的性能相比,粘合剂的性能也同等重要。世界上只有三种粘合剂能有效地发挥其性能。其中横野光触媒采用的特殊树脂具有最高的性能。这种特殊树脂是3种树脂中最为柔软,可延展3倍,是一种伸缩性极强的特殊树脂。使用这种粘合剂,除非强力清理擦拭,否则不会轻易剥落。
横野光触媒的功能
抗病毒
对甲醛、苯系物、挥发性有机物、氨气、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、汽车尾气等影响人类身体健康的有毒物质,在光催化作用中,其中有机物分解为二氧化碳和水,从而净化空气。可以抑制流感病毒的活性。(经财团法人日本食品分析中心实验得出)
抗菌、抗霉
对大肠杆菌、金色葡萄球菌、肺炎杆菌、霉菌等病菌具有杀灭功能的同时还能分解由病菌释放出的有害物质。(对于金黄色葡萄球菌,通过JIS实验展现了优异的抗菌效果。)
除臭
生活环境的臭味大多是有机物,如油漆中的有机溶剂,馊水中的含氮有机物气体,香烟味、厕所臭、动物臭等等,有机物都有碳基极易与纳米光触媒反应,从而分解为没有污染的CO2和H2O。对于氨气臭味、垃圾臭味、腐烂臭味均有除臭效果。
半永久持续
只要喷洒一次,就可以在光照下半永久地保持效果。特殊树脂粘合剂,使用过程中不会轻易剥落。
防污自洁
物体表面的污垢大多是含油脂污染物。油脂也是有机物,基于光催化的机理所以能分解后剥离于物体表面。
亲水防雾
二氧化钛光触媒表面与水滴的接触角几乎是零度,所以表面覆有二氧化钛光触媒的物体都有亲水防雾的功能。
横野光触媒的特点
横野光触媒通过破坏辅酶A,辅酶A是细菌(例如大肠杆菌和绿色脓液)中的捕获酶,并且破坏了作用于呼吸系统的酶(特别是分解这些细菌的细胞膜)。分解乙醛也是相同的原则理,它也是光催化剂中产生的空穴发生反应。由于电子空穴是一种正活性物种,因此它会从大肠杆菌,化脓性细菌和乙醛中窃取电子。这些被剥夺电子的物质(细菌和乙醛)成为阳离子自由基。阳离子自由基与空气中的氧分子反应形成过氧化物。此后,脱碳反应连续进行,并产生二氧化碳气体,同时这些物质被完全分解。
横野光触媒,对甲醛和乙醛等物质的分解力是最高的,可以将其分解成简单的二氧化碳气体。乙醛虽然比甲醛更难分解,但是在实验室中是利用乙醛进行的分解性能实验。此外,对亚硝胺、丙烯腈、亚硝胺类的物质均有分解效果,最终的分解产物为硝酸盐和二氧化碳。而硝酸盐会在表面残留,可能需要偶尔用水对表面进行擦拭。其他的典型物质例如丙酮、苯、甲苯、巴豆醛、丁二烯、丙醛以及丙烯醛等都可以分解为二氧化碳气体。此外,由于氮氧化物类会被分解为盐,因此有必要用水进行擦拭,不过最终产生的硝酸浓度极低,只需要每半年擦拭一次即可。
通过光的照射,激发光触媒的强氧化还原特性,使其中的活性酵素发挥作用,释放负离子,将有机物和化学物质分解,是一种具有防污、除臭、抗菌效果的材料。具有四大特性:
半永久性
光触媒是触媒,是在光触媒材料表面上进行触媒反应,光触媒材料本身不会发生变化和损耗,在光的照射下不断净化污染物,持续作用时间长。只要喷洒一次,就可以在光照下半永久地保持效果。
安全性
横野成分是二氧化钛,从以前一直以来作为白色涂料被广泛使用,也被用在粉底一类的化妆品中,还有药品、增量剂、成形剂中也被广泛使用,因此这是一种安全的物质。
光触媒二氧化钛是不溶性的陶瓷,在1968年通过美国的美国食品和药物管理局(FDA)认证,1983年在日本已被用于作为食品添加剂获得批准。光触媒原料在食品着色剂,口红,防紫外线化妆品等行业中广泛使用,白色油漆颜料和染料的白色纤维广泛应用于家庭和各种行业中都在广泛使用。
高效环保
光触媒利用太阳能,光能分解污染物。触媒效能很高,本身不参与反应,是新兴的绿色环保材料。
全面性
纳米光触媒可以有效地降解甲醛、苯、甲苯、二甲苯、醋酸、氨、挥发性有机物(TVOC)等污染物,并具有高效的抗病毒、抗菌防霉、消毒能力,将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理。
横野光触媒的应用
在室内光下使用硫掺杂二氧化钛光触媒(第一代九工大开发版)的应用展开
在建筑防污处理,局部空气污染治理,家居(办公室)污染综合治理,汽车污染综合治理,医疗,机构,学校,大厦的抗菌,消毒等,净化汽车尾气,工业排放对建筑物的污染;通信工具,输电线路等的霜,雪挂处理;汽车车镜,眼镜防雾作用;空气净化与大气污染治理,水处理,纺织品抗菌,防污,防臭,公共场所的抗菌,防污,除臭;食品,食品运输工具,仓库空间净化;养殖场的抗菌,病毒,防污,除臭处理;污水处理,水净化;金属机械设备防锈功能;建筑物外表,玻璃幕墙的清洁;文物古建筑防老化处理;照明领域,化妆品等各个行业都有非常好的应用。
面向室内构件(瓷砖、天花板等)的应用
可应用于可见光LED的光触媒过滤片
超高活性光触媒涂料
除臭效果
杀菌效果
防霉效果(兼具防水性)
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