努民、鐘建軍、李文秀 丸山貞夫
1、前言:以納米TiO2 為主要材料的光觸媒在紫外線光的照射下,與空氣中的水分子接觸,能產生強氧化力的氫氧自由基(--OH-),從而強效分解有機化合物,因此被廣泛應用于與大氣凈化、水凈化、抗菌、除臭四個方面有關的方方面面。TiO2自體是無害半導體金屬化合物,被應用于防紫外線劑、化妝品等許多領域。在美國和日本為公認的食品添加劑。二十年前TiO2 已在瓷磚、涂料中被廣泛使用,各相關企業也開發出很多相關產品,但除此之外,TiO2 光觸媒的實際效果我們卻知之甚少。光觸媒在紫外線或一部分可視光照射下產生效果,這種效果只產生于光觸媒表面,也就是說,對象物質只有接觸光觸媒表面才能發生分解反應。如下圖所示,光觸媒的分解能力取決于下列各種因素:紫外線與光觸媒的接觸面積,觸媒的活性能力(紫外線波長與電子空穴對的生成數),紫外線強度和照射時間等
2、 光觸媒應用的限制問題因光觸媒有強烈分解有機物的特點,使其被局限于無機物制品上,如陶瓷、玻璃等,雖然能分解細菌、病毒、有機化合物等,但對有機底材也產生分解作用,因此,在有機纖維制品的應用領域受到很大限制,如何將光觸媒的抗菌、除臭、防靜電、抗紫外線、易去污、吸濕快干等功能應用于紡織纖維制品上,是光觸媒科研人員多年研究的課題。主要問題是:TiO2 光觸媒使用的溶膠強度、常溫低壓加工技術,特別是纖維制品耐熱強度低,使常溫、常壓下光觸媒的加工受到限制。如圖所示; TiO2 光觸媒在無機物上的使用圖.jpg)
3、 光觸媒在纖維加工制品應用問題的解決經多年的研究開發,我們解決了以下問題1)常溫加工,使光觸媒技術在紡織品領域應用成為可能;2)采用無機物作為緩和材,抑制有機底材的劣化;3) 觸媒與溶膠的完美結合,解決了附著強度問題,同時,觸媒又有足夠的分解空間。如圖所示:
為使TiO2 光觸媒不直接接觸纖維(有機物),我們采用了磷灰石和二氧化硅無機物
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