Fotokatalyyttisten ympäristönsuojelumateriaalien alalla titaanidioksidi on aina ollut tärkein ydinraaka-aine sen turvallisuuden, -myrkyllisyyden, korkean stabiilisuuden ja kierrätettävyyden vuoksi. Monet T&K-insinöörit ja formulaatioiden ostajat ovat kuitenkin havainneet, että tavallisella mikronin-kokoisella titaanidioksidilla ei ole juuri lainkaan fotokatalyyttistä aktiivisuutta. Materiaalit, jotka todella saavat aikaan saasteita hajottavia ja antibakteerisia puhdistusvaikutuksia, ovat pääasiassa nano-kokoisia anataasijauhemateriaaleja.Anataasi-titaanidioksidi (nanolaatu), jolla on ainutlaatuinen kiderakenne ja nano{0}}mikroskooppinen hiukkaskoko, on tullut omistettu fotokatalyyttinen raaka-aine korkealuokkaisiin-sovelluksiin, kuten vedenkäsittelyyn, ilmanpuhdistukseen ja toiminnallisiin antibakteerisiin pinnoitteisiin. Se on myös tällä hetkellä kaupallisten fotokatalyyttituotteiden ydinsubstraatti.
Monet ihmiset tietävät vain, että nano-titaanidioksidi on tehokasta, mutta he eivät ole tietoisia sen ja tavallisen titaanidioksidin välisestä perustavanlaatuisesta erosta. Itse asiassa fotokatalyyttisen aktiivisuuden vahvuus määräytyy pääasiassa kolmella ulottuvuudella: kidemuoto, ominaispinta-ala ja valon absorptiotehokkuus. Perinteisellä teollisella titaanidioksidilla, jonka ydintoiminnot ovat peittäminen ja värinsäätö, on suuri hiukkaskoko ja alhainen reaktiivisuus, joten se ei pysty laukaisemaan fotokatalyyttisiä reaktioita. Anataasi Titaanidioksidi (Nano Grade) tarkan hiukkaskoon hallinnan ja kidemuodon lukituksen ansiosta mukautuu täydellisesti fotokatalyyttisen reaktion periaatteeseen ja ratkaisee perinteisten jauheiden hitaan reaktion, heikon vaikutuksen ja alhaisen käyttöasteen teollisuuden kipukohdat.
I. Nanoscale Ultra-Suuri ominaispinta-ala parantaa merkittävästi fotokatalyyttisen reaktion tehokkuutta
Fotokatalyysi on pintareaktio, ja materiaalin tehokas kosketuspinta-ala määrittää suoraan hajoamistehokkuuden ylärajan. Nanomittakaavan hiukkaskoko mahdollistaa tasaisemman jauheen dispersion, jolloin ominaispinta-ala on kymmeniä kertoja suurempi kuin tavallisen suuren{1}}hiukkasen titaanidioksidin. Tämä suurempi tehokas reaktiorajapinta mahdollistaa orgaanisten epäpuhtauksien, bakteerien, homeen ja haitallisten kaasujen täydellisen adsorption ilmasta ja vedestä, mikä johtaa täydellisempiin valon tuottamiin hapettumisreaktioihin{3}}.
Tästä syystä nano-anataasititaanidioksidilla on samalla annoksella huomattavasti parempi puhdistusvaikutus verrattuna tavallisiin jauheisiin. Riittävä määrä pinta-aktiivisia kohtia laukaisee jatkuvasti katalyyttisen reaktion välttäen "sisäisen tehottomuuden ja pinnan kyllästymisen" ongelman, joka liittyy suuriin -hiukkasjauheisiin. Tämä parantaa tehokkaasti raaka-aineiden käyttöä, alentaa formulointikustannuksia ja tekee siitä ihanteellisen pitkäkestoisille-puhdistustuotteille.
II. Tasaisempi valon absorptio ja valovoimaisten kantoaaltojen parempi hyötysuhde
Pinta-alaetun lisäksi nanomittakaavan mikrorakenne mahdollistaa tasaisemman ja vakaamman valon absorption. Tavalliset hiukkasjauheet ovat alttiita paikalliselle agglomeroitumiselle ja epätasaiselle valon heijastukselle, mikä johtaa alhaiseen valoenergian käyttöön ja ajoittaisiin katalyyttisiin reaktioihin. Nanohiukkasilla on kuitenkin erinomainen dispergoituvuus ja tasainen valopeitto, vakaasti jännittäviä elektroni-reikäpareja sekä ultravioletti- että luonnonvaloolosuhteissa, ja ne muodostavat jatkuvasti voimakkaasti hapettavia aktiivisia ryhmiä.
Hyödyntämällä ylivertaista valoherkkyyttään tämä materiaali voi hajottaa nopeasti formaldehydiä, tolueenia ja VOC-yhdisteitä ja samalla hajottaa bakteerien mikrobirakenteita ja saavuttaa useita toimintoja, kuten antibakteerinen,{0}}homeen vastainen ja hajunpoisto. Verrattuna tavalliseen titaanidioksidiin sen yleinen reaktionopeus on huomattavasti parempi, ja se täyttää teollisuus-luokan korkean-puhdistuksen tuotantostandardit.
III. Anataasikiteinen muoto, joka on luonnollisesti sopeutunut fotokatalyysiin, stabiiliudella, joka ylittää komposiittijauheiden
Monet asiakkaat sekoittavat helposti rutiilin ja anataasinano-titaanidioksidin. Rutiilin edut piilevät sen säänkestävyydessä ja vahvassa peittovoimassa, minkä ansiosta sitä käytetään laajasti ulkopinnoitteissa auringonsuojaukseen; kun taas kiteisellä anataasilla on vyöhykerakenne, joka sopii paremmin fotokatalyysiin, pidempi kantajan elinikä ja pienempi rekombinaationopeus, mikä johtaa fotokatalyyttiseen aktiivisuuteen, jota rutiili ei pysty vastaamaan. Tämä on keskeinen syy siihen, miksi korkealaatuisissa-fotokatalyyttisissä tuotteissa käytetään vain anataasinanojauheita.
Lisäksi tällä materiaalilla on vakaat fysikaalis-kemialliset ominaisuudet, se ei kulu eikä heikkene huoneenlämpötilassa, ja sen fotokatalyyttinen prosessi on vihreä katalyyttinen reaktio, joka ei vaadi ylimääräisiä kemiallisia lisäaineita, ei jätä saastejäännöksiä ja mahdollistaa pitkäaikaisen kierrätyksen, mikä on täysin linjassa nykyisen vihreän ja ympäristöystävällisen materiaalikehityksen suuntauksen kanssa.
IV. Ydinsovellusskenaariot, jotka kattavat huippuluokan-ympäristönsuojeluteollisuuden
Erittäin tehokkaan ja vakaan fotokatalyyttisen suorituskyvyn ansiosta nano--luokan anataasititaanidioksidia käytetään laajalti erilaisissa korkean teknologian ympäristönsuojeluskenaarioissa, ja se on yksi kypsimmistä toiminnallisista jauhemateriaaleista tällä hetkellä markkinoilla.
1. Teollisuuden jäteveden ja kotitalouksien vedenkäsittely: Sitä voidaan käyttää hajottamaan väriaineita, jäännösorgaanista ainetta ja jäljittämään haitallisia epäpuhtauksia vedessä, mikä auttaa veden steriloinnissa ja puhdistamisessa. Se on edullinen raaka-aine katalyyttisille täyteaineille ympäristön vedenkäsittelyssä.
2. Sisäilmanpuhdistusmateriaalit: Käytetään yleisesti fotokatalyyttisissä suihkeissa, ilmanpuhdistussuodattimissa ja ympäristöystävällisissä seinäpinnoitteissa. Se hajottaa tehokkaasti formaldehydiä ja VOC-yhdisteitä kodin sisustuksessa, mikä saa aikaan jatkuvan sisäilman puhdistuksen.
3. Toiminnallinen antibakteerinen itsepuhdistuva-pinnoite: Sitä voidaan levittää lasin, keramiikan ja metallilevyjen pinnoille muodostamaan itsestään-puhdistuva antibakteerinen kalvokerros, jossa yhdistyvät likaantumisenesto-, pölytiivis, antibakteerinen ja ikääntymistä kestävä-vaikutus. Sitä käytetään laajasti rakentamisessa, kodinkoneissa ja lääkinnällisissä laitteissa.
4. Polymeerimateriaalin modifiointi: Muoveihin, kuituihin ja kumimateriaaleihin lisättynä se antaa tuotteille antibakteerisia, -homeenkestäviä ja UV-ikääntymisen kestäviä ominaisuuksia, mikä lisää tuotteen lisäarvoa ja käyttöikää.
V. Toimialan valinnan yhteenveto
Fotokatalyysissä, puhdistuksessa ja antibakteerisissa formulaatioissa tavallista teollista titaanidioksidia ei tulisi koskaan käyttää korvikkeena. Valmiin tuotteen vakauden ja-pitkän kestävän puhdistuskyvyn varmistamiseksi on tärkeää valita erittäin aktiiviset anataasinanohiukkaset, kutenAnataasi-titaanidioksidi (nanolaatu). Sen suuri ominaispinta-ala, korkea valonläpäisykyky ja tasainen valon absorptio sekä nopea reaktionopeus ovat kaikkien korkean -tehokkaiden fotokatalyyttisten tuotteiden suorituskyvyn perusta.
Jos tarvitset jauheparametreja, dispersiokaavioita, näytetestausta ja tiettyihin formulaatioihin räätälöityjä massahinnoittelua, ole hyvä jaota meihin yhteyttämilloin tahansa ammattimaisen fotokatalyyttisen materiaalin valinnan tueksi.