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调湿 净化 抗菌功能无机涂覆材料与性能研究

张连松  
【摘要】: 本文利用纤维状海泡石和纳米TiO_2共混分散,达到海泡石纤维分散吸附纳米TiO_2颗粒的目的,不仅在一定程度上解决了纳米材料的分散问题,而且充分利用海泡石的大比表面积和强吸附性能,提高纳米TiO_2和海泡石协合的催化效果。并在此基础上,利用多孔矿物材料,研制出一种具有调湿、抗菌、净化等功能的无机内墙粉末涂料。 用BET法测定海泡石、纳米TiO_2和海泡石分散吸附纳米TiO_2复合材料的比表面积和孔径前后变化。并用扫描和透射电镜观察复合粉体,发现纳米颗粒能够分散在海泡石纤维周围,有利于解决纳米材料团聚问题。 利用ESR对海泡石分散吸附纳米TiO_2后产生的·OH能力进行研究。试验发现,在无可见光和紫外光条件下均产生·OH信号。紫外光条件下,海泡石/纳米TiO_2复合材料产生的·OH信号增强。利用海泡石分散吸附纳米TiO_2海泡石能够促进产生·OH的能力。 海泡石分散吸附纳米TiO_2能够促进纳米TiO_2光催化性能的原因可能是:海泡石的酸性位参与催化反应的中间过程,增加催化活性;海泡石含有的金属阳离子如Fe~(3+)、Mg~(2+)、Mn~(2+)在样品制备搅拌和分散过程中,缀饰在纳米TiO_2的表面缺陷上,对电子的争夺减少了TiO_2表面光生电子e~-和光生空穴h~+的复合几率,从而提高其量子效率。用甲基橙退色率实验证实了光催化效果的提高。 利用X射线衍射、扫描电子显微镜、BET等试验方法对海泡石、凹凸棒土、沸石、硅藻土等矿物材料的结构、形貌、孔结构进行了研究。研究了材料的吸放湿性能,并对其吸放湿机理进行探讨。材料的吸放湿性能与其比表面和孔径相关,其吸放湿是毛细管效应和材料的表面位共同作用的结果。 利用矿物材料的吸附和调湿性能,纳米材料的光催化性能并与无机填料合理匹配,研发一种新型无机粉末涂料。试验结果表明,这种涂料不仅具有良好的施工性能和装饰性能,耐洗刷性能超过合成树脂乳液内墙涂料优等品的要求;涂层对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抑菌率均达到99.99%;对甲醛的去除率为98.25%;能够调节空气湿度。


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