Fotokatalitinių aplinkos apsaugos medžiagų srityje titano dioksidas visada buvo pagrindinė žaliava dėl savo saugumo, netoksiškumo, ne{0}}toksiškumo, didelio stabilumo ir tinkamumo perdirbti. Tačiau daugelis mokslinių tyrimų ir plėtros inžinierių bei mišinių pirkėjų nustatė, kad paprastas mikrono{2}}dydžio titano dioksidas beveik neturi fotokatalizės. Medžiagos, kurios iš tikrųjų pasiekia teršalų skaidymą ir antibakterinį valymo poveikį, visų pirma yra nano-dydžio anatazės milteliai.Anatazės titano dioksidas (nano klasės), pasižyminti unikalia kristalų struktūra ir nano{0}}mikroskopiniu dalelių dydžiu, tapo specialia fotokatalizine žaliava, skirta aukščiausios klasės-programoms, pvz., vandens valymui, oro valymui ir funkcinėms antibakterinėms dangoms. Šiuo metu jis taip pat yra pagrindinis komercinių fotokatalizatorių produktų substratas.
Daugelis žmonių tik žino, kad nano{0}}titano dioksidas yra veiksmingas, bet jie nežino esminio jo ir paprasto titano dioksido skirtumo. Tiesą sakant, fotokatalizinio aktyvumo stiprumą daugiausia lemia trys matmenys: kristalų forma, specifinis paviršiaus plotas ir šviesos sugerties efektyvumas. Įprastas pramoninis titano dioksidas, kurio pagrindinės funkcijos yra maskavimas ir spalvų reguliavimas, yra didelio dalelių dydžio ir mažo reaktyvumo, todėl jis negali sukelti fotokatalitinių reakcijų. Anatazės titano dioksidas (Nano klasės) dėl tikslios dalelių dydžio kontrolės ir kristalų formos fiksavimo puikiai prisitaiko prie fotokatalizinės reakcijos principo, išspręsdamas lėtos reakcijos, silpno poveikio ir mažo tradicinių miltelių panaudojimo laipsnio pramonės problemas.
I. Ultra Nanoscale-Didelis specifinis paviršiaus plotas žymiai padidina fotokatalitinės reakcijos efektyvumą
Fotokatalizė yra paviršiaus reakcija, o efektyvus medžiagos kontaktinis plotas tiesiogiai nustato viršutinę skilimo efektyvumo ribą. Nano skalės dalelių dydis leidžia tolygiau paskirstyti miltelius, todėl specifinis paviršiaus plotas yra dešimtis kartų didesnis nei įprastos didelės{1}}dalelės titano dioksidas. Ši didesnė efektyvi reakcijos sąsaja leidžia visiškai adsorbuoti organinius teršalus, bakterijas, pelėsius ir kenksmingas dujas iš oro ir vandens, o tai lemia išsamesnes fotogeneruotas oksidacijos{3}}redukcijos reakcijas.
Štai kodėl tokiomis pat dozėmis nano-anatazės titano dioksidas pasižymi daug geresniu valymo efektu nei įprasti milteliai. Pakankamai aktyvių paviršiaus vietų nuolat sukelia katalizinę reakciją, išvengiant „vidinio neveiksmingumo ir paviršiaus prisotinimo“ problemos, susijusios su didelių dalelių milteliais. Tai efektyviai pagerina žaliavų panaudojimą, sumažina formulavimo sąnaudas ir puikiai tinka ilgalaikiams valymo produktams.
II. Tolygesnis šviesos sugertis ir didesnis fotogeneruotų laikiklių panaudojimas
Be paviršiaus ploto pranašumo, nanoskalės mikrostruktūra leidžia tolygiau ir stabiliau sugerti šviesą. Įprasti kietųjų dalelių milteliai yra linkę į vietinę aglomeraciją ir netolygų šviesos atspindį, todėl mažai sunaudojama šviesos energija ir vyksta periodiškos katalizinės reakcijos. Tačiau nanodalelės pasižymi puikiu dispersiškumu ir tolygiu šviesos padengimu, stabiliai jaudinančiomis elektronų -skylių poromis tiek ultravioletinėje, tiek natūralioje šviesoje, nuolat generuodamos stipriai oksiduojančias aktyvias grupes.
Išnaudodama savo puikų jautrumą šviesai, ši medžiaga gali greitai suskaidyti formaldehidą, tolueną ir LOJ, kartu suardydama bakterijų mikrobų struktūras, atlikdama daugybę funkcijų, įskaitant antibakterines, anti{0}}pelėsio ir dezodoravimo funkcijas. Palyginti su įprastu titano dioksidu, jo bendras reakcijos greitis gerokai pagerėjo ir atitinka pramoninio -aukšto-efektyvumo valymo gamybos standartus.
III. Anatazės kristalinė forma, natūraliai pritaikyta fotokatalizei, o stabilumas gerokai viršija sudėtinius miltelius
Daugelis klientų lengvai supainioja rutilą ir anatazės nano-titano dioksidą. Rutilo pranašumai yra jo atsparumas oro sąlygoms ir stipri slėpimo galia, todėl jis plačiai naudojamas lauko dangose apsaugai nuo saulės; o kristalinė anatazė turi juostos struktūrą, labiau tinkančią fotokatalizei, su ilgesniu nešiklio tarnavimo laiku ir mažesniu rekombinacijos greičiu, todėl rutilas negali atitikti fotokatalizės aktyvumo. Tai yra pagrindinė priežastis, kodėl aukštos kokybės-fotokataliziniuose gaminiuose naudojami tik anatazės nanomilteliai.
Be to, ši medžiaga pasižymi stabiliomis fizikinėmis ir cheminėmis savybėmis, neišsenka ir negenda kambario temperatūroje, o jos fotokatalizinis procesas yra žalioji katalizinė reakcija, kuriai nereikia papildomų cheminių priedų, nepaliekant taršos likučių ir galima ilgalaikį perdirbimą, puikiai derinant su dabartinėmis ekologiškų ir aplinką tausojančių medžiagų kūrimo tendencijomis.
IV. Pagrindiniai taikymo scenarijai, apimantys aukščiausios-aplinkos apsaugos pramonės šakas
Labai efektyvus ir stabilus fotokatalitinis veikimas, nano-klasės anatazės titano dioksidas yra plačiai naudojamas įvairiuose aukštųjų-technologijų aplinkos apsaugos scenarijuose ir yra viena brandžiausių šiuo metu rinkoje esančių funkcinių miltelių medžiagų.
1. Pramoninių nuotekų ir buitinio vandens valymas: jis gali būti naudojamas dažams, organinių medžiagų likučiams suskaidyti ir kenksmingų teršalų pėdsakams vandenyje, padedant sterilizuoti ir išvalyti vandenį. Tai yra tinkamiausia žaliava kataliziniams užpildams, valant vandenį aplinkai.
2. Patalpų oro valymo medžiagos: dažniausiai naudojamas fotokataliziniuose purškaluose, oro valymo filtruose ir aplinkai nekenksmingose sienų dangose, efektyviai skaido formaldehidą ir LOJ, esančius namų apstatyme, todėl užtikrina nuolatinį patalpų oro valymą.
3. Funkcinė antibakterinė savaime{1}}valanti danga: ją galima dengti ant stiklo, keramikos ir metalo lakštų paviršių, kad susidarytų savaime-išsivalantis antibakterinis plėvelės sluoksnis, derinantis anti-užteršimą, atsparų dulkėms, antibakterinį ir senėjimui{4}}atsparų poveikį. Jis plačiai naudojamas statybos, buitinės technikos ir medicinos prietaisų srityse.
4. Polimerinės medžiagos modifikavimas: pridėtas prie plastikų, pluoštų ir gumos medžiagų, suteikia gaminiams antibakterinių, anti-pelėsio ir UV-atsparių senėjimo funkcijų, todėl padidėja produkto pridėtinė vertė ir tarnavimo laikas.
V. Pramonės atrankos santrauka
Fotokatalizei, gryninimui ir antibakteriniams preparatams niekada neturėtų būti naudojamas įprastas pramoninis titano dioksidas kaip pakaitalas. Norint užtikrinti galutinio produkto stabilumą ir ilgalaikį{1}}valymą, svarbiausia pasirinkti labai aktyvias anatazės nanodaleles, pvz.Anatazės titano dioksidas (nano klasės). Didelis specifinis paviršiaus plotas, didelis šviesos pralaidumas ir vienoda šviesos sugertis bei greitas reakcijos greitis yra visų didelio -efektyvumo fotokatalitinių produktų veikimo pagrindas.
Jei jums reikia miltelių parametrų, dispersijos schemų, mėginių tyrimo ir masinės kainos, pritaikytos konkrečioms formulėms, prašomesusisiekite su mumisbet kuriuo metu profesionaliam fotokatalitinės medžiagos pasirinkimo palaikymui.