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产品介绍

       随着经济的发展随之而来的就是严峻的环境问题,日渐严重的空气污染是现代社会急需解决的问题。我国是能源生产和消费大国,也是世界上空气污染比较严重的国家。在我国的能源消费结构中,煤炭所占比重过高,这是我国大气污染严重、空气质量差的根本原因,空气中大部分二氧化硫、几乎全部的烟尘和一半以上的悬浮颗粒物都来自煤炭的燃烧。 能源工业在给中国经济发展提供了重要基础的同时,也带来了对环境的污染尤其是空气污染问题。

       环境中有害气体分为两类,即室内有害气体和大气污染气体。室内有害气体包括装修材料、生活环境中产生的有害气体及生命新陈代谢产生的废气,如甲醛、乙醛、乙酸、甲烷、氨气、硫化氢、甲硫醇、一氧化碳、厨房烟雾及香烟烟雾等。大气污染主要来自工厂排放的烟气和汽车尾气,除了粉尘中的颗粒物之外有害污染物主要是氮氧化物和硫氧化物。

    我们研发的新型空气净化二氧化钛纳米材料既继承了二氧化钛本身的优点无毒、环保、相对廉价又进行了进一步的改性,在原有基础上对其纳米结构进行了完善,使其具有更大的比表面积,更高的反应活性,及相对小的密度,同时对其进行掺杂改变材料的禁带宽度,让掺杂后的二氧化钛可以在可见光下对环境中的空气污染物进行分解净化,提高了产品的反应活性及适用范围。

       当前解决空气污染的方法主要有物理吸附法(活性炭)、臭氧净化发、静电除尘法、负氧离子净化法等,但这些方法都有着难以克服的弊端所以一直难以大范围的推广使用。与其相比纳米材料光催化则有如下优点:

     (1)降解有机物的最终产物是CO2和H2O,没有其他毒副产物出现,不会造成二次污染,反应缓和,无需苛刻的化学环境。

     (2)纳米微粒的量子尺寸效应会导致其吸收光谱的会导致其吸收光谱的吸收带边蓝移,促进TiO2催化剂光催化活性的提高。

     (3)纳米材料粒径通常小于空间电荷层的厚度使电子从内部扩散到表面的时间减少,提高了光致电荷分离效率。

     (4)纳米材料尺寸小,处于表面的原子多,比表面积大,增强了其吸附有机污染物的能力。


      我们的产品以纳米二氧化钛为主要原料制备滤膜,众所周知,纳米 TiO2能够有效缩短光生载流子向颗粒表面迁移的时间,降低载流子在体相中的复合几率。同时,催化剂本身的小尺度粒径使得比表面积增大、活性点增多,光反应界面载流子的转移速率加快,这样 TiO2的纳米级尺寸在一定程度上帮助提高了光催化效率。为了更好地降低 TiO2的带宽、拓展其光响应波长范围;阻止光生电子-空穴对复合,提高其稳定性,我们对传统的TiO2 纳米材料进行了进一步的改性。其光催化机理为:

       当一个具有hv能量大小的光子或者具有大于半导体禁带宽度Eg的光子射入半导体时,一个电子由价带(VB)激发到导带(CB),因而在导带上产生一个高活性电子(eˉ ),在价带上留下了一个空穴(h ),形成氧化还原体系。溶解氧及水和电子及空穴相互作用,最终产生高活性的羟基。•OHˉ、•O2ˉ、•OOHˉ自由基具有强氧化性,能把大多数吸附在TiO2表面的有机污染物降解为CO2、H2O,把无机污染物氧化或还原为无害物。

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Prof. Minghui Yang
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