使用光催化的多功能建筑材料

使用光催化技术的多功能建筑材料建筑节能的新趋势和建筑材料的多功能化小组成员学号姓名分工桂佳男资料收集整理某某某12010302费蓉Ppt制作戴国胜主讲多功能化——建筑材料研究新方向如今,人们对建筑材料制造的看法发生了很大变化。以前,人们总是试图为某种建筑材料找到更广泛的应用领域,而将来则相反,对建筑构件的技术要求将决定建筑材料的性质。一般来讲,建材的耐热性、隔音和机械性能以及外观并不总能同时符合技术要求。因此,科学家们开始转向研究多功能的建筑材料复合多功能建筑材料复合多功能建筑材料是指材料在满足某一主要的建筑功能的基础上，附加了其他使用功能的建筑材料​。来自复合多功能材料—建筑材料的发展方向洁茄多功能化——建筑材料研究新方向混凝土新的制造工艺各种纤维主要性能之间作出优先选择耐热性•可通过研制高压混凝土或泡沫混凝土得以提高机械性能•将通过使用高质量及至超高质量的混凝土来提高建筑物的机械性能。来自复合多功能材料—建筑材料的发展方向洁茄在世界范围内，日本最早开始光催化技术产业化工作，产业化规模也最大，早在1994年日本石原产业公司就开发了高性能纳米TiO2光催化剂，1995年日本东陶公司推出表面固定有TiO2光催化剂薄膜的抗菌砖瓷，这是第一种实际应用TiO2光催化能力的建材产品。到目前为止，日本有1000多家企业生产与光催化技术有关的产品并参与技术开发。二氧化钛光催化剂：•成份稳定•对人体无毒害作用•光催化氧化能力强•原材料成本低•价格便宜等使用光催化技术的多功能建筑材料纳米光催化剂现在，商业应用领域的光催化剂均TiO2为主要成份。来自使用光催化技术的多功能建筑材料邵宇福州大学光催化研究所光催化剂性能光催化氧化性能：在光照下，光催化剂具有分解各种有机污染物的能力，可以将有机物分解为CO2、H2O等无机小分子物质。光至超亲水性能：负载有光催化剂薄膜的材料，在光照下，表面具有超亲水性能，水滴可在其表面形成水膜。能吸收紫外线：一层几十纳米厚的二氧化钛光催化薄膜可以吸收阳光中几乎全部的紫外线，而可见光部分则可完全通过。来自使用光催化技术的多功能建筑材料邵宇福州大学光催化研究所使用光催化技术的多功能建筑材料抗菌材料自清洁材料环境净化材料来自使用光催化技术的多功能建筑材料邵宇福州大学光催化研究所抗菌材料抗菌材料自清洁材料环境净化材料抗菌陶瓷来自使用光催化技术的多功能建筑材料邵宇福州大学光催化研究所抗菌材料——原理光催化剂Ag+Cu+灭菌性能陶瓷、玻璃、金属等载体表面银系抗菌剂物理吸附或离子交换来自使用光催化技术的多功能建筑材料邵宇福州大学光催化研究所抗菌材料——原理抗菌材料是具有杀菌、抑菌性能的新型功能材料。抗菌材料中的核心成分是抗菌剂。抗菌剂是一些细菌、霉菌等微生物高度敏感的化学成分。极少量的抗菌剂添加至普通材料中,可制成抗菌材料。抗菌剂可分为天然类、有机类和无机类等。来自银系无机抗菌材料抗菌机理及应用韩秀秀,何文,田修营,孙夏囡,韩姗姗无机抗菌剂耐热性好抗菌谱广有效抗菌期长毒性低不产生耐药性银离子金属银的杀菌能力最强。美国科学家纽曼的研究表明,银离子有破坏细菌、病毒的呼吸功能和分裂细胞的功能。潜力抗菌材料——两种机理假说来自银系无机抗菌材料抗菌机理及应用韩秀秀,何文,田修营,孙夏囡,韩姗姗接触反应其本质原理就是Ag+离子与细胞各种蛋白结合,使其失去活性,破坏其生命活动所需的必要条件,从而杀死细胞,银离子可以游离出来,重复这个过程,抗菌性能具有持久性。接触反应抗菌机理图抗菌材料——两种机理假说来自银系无机抗菌材料抗菌机理及应用韩秀秀,何文,田修营,孙夏囡,韩姗姗主要作用机制破坏细菌呼吸产能系统;破坏细胞膜上与物质运输相关的蛋白;改变外膜蛋白前体的加工与运输等。接触反应抗菌机理图抗菌材料——两种机理假说来自银系无机抗菌材料抗菌机理及应用韩秀秀,何文,田修营,孙夏囡,韩姗姗催化反应在光的作用下,银离子及纳米级颗粒能起到催化活性中心的作用,激活水分子和空气中的氧,产生羟基自由基(·OH)及活性氧离子(O2-),O2-和·OH能在短时间内破坏细菌的增殖能力,致使细胞死亡,从而达到抗菌的目的。接触反应抗菌机理图抗菌材料——应用来自银系无机抗菌材料抗菌机理及应用韩秀秀,何文,田修营,孙夏囡,韩姗姗抗菌陶瓷一般是将抗菌剂加人陶瓷釉料中,经过釉烧制得抗菌釉层生产抗菌瓷砖及卫生洁具也有采用溶胶-凝胶等技术,给传统陶瓷表面涂上一层含银离子或铜离子等薄膜,使其具备了抗菌自洁功能。抗菌瓷砖抗菌原理：当氧化钛经紫外线映照发作光学反应，生成过氧化氢和氢氧根来合成有机物，到达防菌除臭功能。局限性：在光照不太充足时，氧化钛便难以发挥抗菌作用，由于抗菌瓷砖的运用过程和放置中，在许多状况下难以有足够的光照，从而使抗菌效果很难到达预期效果。抗菌材料——应用来自银系无机抗菌材料抗菌机理及应用韩秀秀,何文,田修营,孙夏囡,韩姗姗引人银、铜和锌等具有抗菌防霉性能的离子化金属而制得抗菌玻璃,当其有水存在时会缓慢放出而发挥其抗菌机能。自清洁材料抗菌材料自清洁材料环境净化材料TiO2基耐沾污涂料来自使用光催化技术的多功能建筑材料邵宇福州大学光催化研究所自清洁材料——原理该反应过程相当高效和洁净，并最终使得涂膜表面清洁。来自自清洁涂料的发展孙旭东,张子勇(暨南大学理工学院材料科学与工程系,广州510632)自清洁材料可见，TiO2的光催化特性，在表面实现耐沾污的过程中起到了非常重要的作用。具体体现在两个方面：TiO2可以光分解有机污染物，将其转化为CO2、H2O，直接获得耐沾污效果；TiO2光分解有机污染物的同时，可以恢复基材的超亲水性而达到耐沾污的效果来自自清洁涂料的发展孙旭东,张子勇(暨南大学理工学院材料科学与工程系,广州510632)自清洁材料——发展耐沾污玻璃耐沾污涂层无需维护，使用方便，有利于环保，符合低碳经济的发展模式，耐沾污涂料将具有极大的市场吸引力和发展潜力。开发具有憎水、憎油、耐沾污性能稳定、施工方便并能用于不同材料表面的多功能耐沾污涂料优点发展方向来自自清洁涂料的发展孙旭东,张子勇(暨南大学理工学院材料科学与工程系,广州510632)自清洁材料作用机理超亲水耐沾污涂料超疏水耐沾污涂料通过赋予涂膜表面超疏水特性，以达到排斥水滴和污物实现耐沾污效果利用其涂膜表面超亲水特性，在TiO2涂膜表面形成水膜，隔绝和阻碍污染物与基材的附着从而达到耐沾污目的。这两类涂料均存在一些尚需解决的科学与技术问题，这些问题的解决以及发展新的耐沾污机理，并指导涂料的设计，将成为耐沾污涂料在今后理论和应用研究中的重要课题来自自清洁涂料的发展孙旭东,张子勇(暨南大学理工学院材料科学与工程系,广州510632)环境净化材料抗菌材料自清洁材料环境净化材料TiO2光催化水泥来自使用光催化技术的多功能建筑材料邵宇福州大学光催化研究所环境净化材料利用活性炭、多孔陶瓷、金属网等材料做载体，负载TiO2光催化剂，制成空气净化材料，可以作为空气净化器的核心部件，拥有光催化空气净化材料的净化器能够有效处理室内空气中的甲醛、苯等有害污染气体，净化室内空气。来自使用光催化技术的多功能建筑材料邵宇福州大学光催化研究所环境净化材料——应用光催化技术还可以用于大气环境净化，日本一家大型水泥公司和一家建筑公司合作研制出具有空气净化能力的含TiO2光催化剂的水泥，并将其铺设在路面上，以降解汽车尾气中的氮氧化物，据东京环境卫生局的测试，铺设TiO2光催化水泥的公路至少可吸收汽车尾气中1/4的氮氧化物。美国洛杉矶市在交通繁忙的道路两边，铺设有加入纳米二氧化钛光催化剂的混凝土地砖，以净化氮氧化物，保障人体的健康。日本大阪府也在大阪府临海线道路两侧设置了用于净化氮氧化物的光催化净化混凝土墙。来自使用光催化技术的多功能建筑材料邵宇福州大学光催化研究所展望在光催化技术领域里，光催化剂和光催化产品还存在一些问题，这些问题主要有：光能转化率低，仅能利用阳光中的紫外部分，在室内使用时，如果没有阳光或荧光灯的照射，则没有性能，或性能很快消失。光催化剂还不能快速处理高浓度的有机污染物，光催化氧化性能还有待提高。材料的负载问题，即如何在保证光催化性能的同时，将光催化剂牢固地负载在材料表面。来自使用光催化技术的多功能建筑材料邵宇福州大学光催化研究所