納米二氧化鈦在建材表面自潔領域應用的研究

方寅生

摘要：當今社會經濟飛速發展，但是伴隨著經濟的發展，環境的污染問題也越來越突出。概括的來講，環境的污染最直接的就是會導致人類的生存環境變差，而人類主要是生存在建筑物中，所以對于建筑防污染的研究就變得非常的重要。對人類生存比較直接的污染就是大氣污染，大氣中的粉塵，水分油污等物質都可能對人類的生存環境造成影響。今天就為大家介紹一下我們對于大氣污染防治的新型辦法，利用納米材料來改善建材的表面性質，從而解決大氣污染對于人類生存的影響。

關鍵詞：納米二氧化鈦；建材；自潔

中圖分類號：X131.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3024（2016）22-0168-01

1納米二氧化鈦光觸媒的作用機理

高活性的二氧化鈦光觸媒是一種新型的納米材料，它屬于n型半導體材料的一種。根據實驗數據，他的禁帶寬度為3.2ev。當滿足一定的條件的時候，他的價帶的電子就會吸收能量發生躍遷。形成帶有負電的光電子，在價帶中會留下大量的空穴。經過試驗測定，納米二氧化鈦中電子發生躍遷的條件為波長小于等于387.5nm的紫外線照射。

另一個方面，在實驗中發現，納米二氧化鈦光觸媒表面發生躍遷的光電子很容易被水中的氧化性的物質所吸收，納米二氧化鈦光觸媒中留下的空穴很容易吸附附近的有機物，利用空穴的氧化性，有機物中很多的化學鍵都會因此遭到破壞。以上就是納米二氧化鈦光觸媒的作用原理。

2納米二氧化鈦的性質

2.1顆粒直徑很小：工業制得的納米二氧化鈦的顆粒直徑只有5納米，此外，這樣小的顆粒也不會發生顆粒聚集的現象。

2.2分散性能很好：在試驗中測定，納米二氧化鈦光觸媒的分散性能很好，投入水中以后，很短的時間內就可以和水混合均勻，而且形成的是無色透明度的液體。這樣的性質可以方便噴涂到墻體或者家具的表面。這些液體具有很高的催化性能，是市面普通催化劑的30倍左右。對于室內的甲醛等污染氣體具有很好的去除效果。

2.3催化活性高：納米二氧化鈦光觸媒具有很高的催還效率。吸附能力很強。與污染物質充分接觸以后可以具有很好的去除效果。具體的來講主要是四個方面的內容：

（1）作用的效果范圍比較廣。在試驗中測定，納米二氧化鈦光觸媒具有很大的作用范圍，不僅對于帶有污染的有有機物的污染，而且對于一些帶有破壞性的生物污染也具有很好的去除效果。

（2）作用效果比較持久。納米二氧化鈦光觸媒是一種高效的催化劑，在發生化學反應的時候，他本身并不發生消耗，所以他的數量在一段時間以后不會發生明顯的減少，反應一直可以高效的維持下去，所，作用時間比較長。

（3）納米二氧化鈦光觸媒具有更低的反應條件。該催化劑是通過納米工藝制作的，所以接觸可以更加的充分，對反應的條件降低了很多。并不一定需要在強烈的太陽光下才會發生化學反應，這就為反應時間的延長和室內比較陰暗的環境應用提供了可能。

（4）納米二氧化鈦光觸媒應用起來比較安全。在試驗中測定，整個的化學反應并沒有有害物質的生成。反應生成的產物只有二氧化碳和水等無毒無害的物質，所以應用起來比較安全。

3納米二氧化鈦具體的應用

3.1自潔涂料。因為安全問題，又兼顧美觀的效果，現在很多的建筑外墻都是采用涂料來粉刷的。如果把納米二氧化鈦光觸媒混合到涂料中制成具有自潔效果的涂料，前景是很可觀的。普通的涂料具有易變質，易發霉的問題，之后涂料的質量會迅速的下降，導致涂料老化，開裂脫落，喪失了原來美觀和安全的作用。

應用了納米二氧化鈦光觸媒之后的涂料就會有很好的改觀。因為納米二氧化鈦光觸媒具有很強的氧化性，而且霉菌等病菌都是生物的一種，混合了納米二氧化鈦光觸媒的外墻涂料具有了很強的氧化性，所以新型的涂料并不會發生發霉的情況，所以就實現了維持時間長長效殺菌的功能，可以很好地改善原來涂料所存在的問題。

3.2自潔玻璃。現在為了顯示城市的氣息，很多的建筑加入了玻璃幕墻這個元素，但是玻璃幕墻一旦臟了以后就沒有原來的美觀的效果。另一個方面，玻璃幕墻的清潔工作難度也是非常的大。清洗玻璃的時候所應用的清潔劑還是二次污染，所以，實現玻璃幕墻的自潔具有很好的意義。

具有自潔功能的玻璃是通過納米二氧化鈦光觸媒鍍膜實現的。納米二氧化鈦光觸媒顆粒之間存在很多的氧橋，這樣的結構具有很強的疏水性。在光線的照射下，納米二氧化鈦光觸媒的氧和羥基之間發生置換，這樣以后，鍍膜的表面就會在納米的尺度內發生分布均勻的親水區域和親油區域，從而，整個鍍膜既具有親水性質又具有親油性質。這種性質類似于毛細現象，污染物質不會長久的停留在材料表面，雨水的沖刷都可以起到很好的沖洗效果。

4總結

納米二氧化鈦光觸媒具有是一種新型的催化劑，本文從作用機理和具有的性質以及具體運用等幾個方面詳細的介紹了納米二氧化鈦的優勢，以后納米二氧化鈦將會有更好的發展前景。