CN204081331U - 建筑物外壁具有净化空气的高性能复合薄膜 - Google Patents
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Abstract
建筑物外壁具有净化空气的复合薄膜属于建筑物净化领域,是在建筑物外壁的表面植有100%无机保护层,在100%无机保护层的表面植有二氧化钛复合机能层。通过建筑物外壁负载二氧化钛薄膜,能够有效分解大气中的二氧化硫、氮氧化物,防止PM2.5的生成,净化空气污染的高性能复合薄膜,同时使建筑物防污自洁。
Description
技术领域
本实用新型属于建筑物净化领域,具体地说是涉及通过建筑物外壁负载二氧化钛薄膜,能够有效分解大气中的二氧化硫、氮氧化物,防止PM2.5的生成,净化空气污染的高性能复合薄膜,同时使建筑物防污自洁。
技术背景
建筑物在新建成时无论表面多干净,几年后建筑表面也会附着一层厚厚的污垢。一般,形成建筑表面污垢的主要原因是硅油、废气、煤烟、等油垢附着在建筑外壁上,加上大气中的尘土、灰尘,碳粉等的慢慢堆积,长时间便形成了顽固的污垢。
不断恶化的气候、环境、工业排放、汽车尾气排放等,造成了城市大气污染,另外,由于风力与建筑物的摩擦产生静电会使空气中的粉尘及大量的燃油排放物等有机有害的油性污染物与紧密的结合在一起,大量地附着在建筑物的外壁上,造成建筑物外壁污染。
现代建筑经常采用的外墙装饰材料包括建筑帷幕墙(玻璃幕墙、金属板、铝板幕墙、石材幕墙、陶土板幕墙、采光天顶天窗、膜结构工程、室外玻璃观光电梯等)、外墙瓷砖、外墙涂料等等,而这些在城市中通常采用的外墙材料在使用的过程中,却往往会不同程度地出现被恶化的环境污染的情况,这样,在建筑使用的过程中的清洗和维护不仅非常麻烦,费用也非常昂贵。同时,为了保持物业的价值,物业公司对外墙的清洗和维护只能采取被动的方案,投入不断地增加。时间长了难免不堪负重,影响城市环境。
近年来,长三角、珠三角、京津冀等区域每年都出现灰霾的污染天气,PM2.5成为了社会公众普遍关注问题。如何治理大气污染将成为今后数十年的社会环境保护的课题。
以二氧化钛为主的光触媒技术做为二十一世纪高科技光催化环保技术,对于逐步扩大的环境污染来说,已成为净化环境和大气污染最理想的高科技新型材料,以其超强的分解性能可以将空气中的所有有机有害挥发物质分解成二氧化碳和水,以其超强的亲水性能有效的防止建筑物外壁的污染达到防污自洁的目的。
二氧化钛作为白色颜料,已经广泛使用在牙膏、化妆品、涂料等行业。通常在常温常压条件下,其化学、物理性质非常稳定,不溶于碱、酸、水及一般有机溶剂,甚至不与氟化氢、氮及硫化氢等化学反应性极强的气体发生反应。作为光催化剂喷植成膜后具有耐久性、抗磨耗性、安全、经济和实用等优点。
二氧化钛有金红石(rutile,R type)、锐钛矿(anatase,A type)及板钛矿(brookite)三种结晶结构。其中,金红石是最稳定的结晶体,锐钛矿及板钛矿在高温下会转换成金红石结构,而且这种反应是不可逆的。
当二氧化钛受到能量大于二氧化钛能带的光照射时,会产生电子和电洞,它们与水和氧发生反应会产生活性氢氧自由基(OH)及过氧基等活性氧(O2)成分。这些活性氧成分具有很强的反应性,特别是活性氢氧自由基,它具有120kal/mol的能量,而构成有机化合物的碳—碳(C—C)、碳—氮(C—N)、碳—氢(C—H)、氧—氢(O—H)、氮—氢(N—H)的共价键,结合键能100kal/mol左右;如果活性氢氧自由基及过氧基等作用于碳—碳、碳—氮、碳—氢、氧—氢、氮—氢的结合键之上。这些结合会被轻易破坏,并使有机化物分解。所以利用光催化技术几乎可以使所有有害的有机化合物最终分解为二氧化碳和水等无毒性物质。
我们通常采用的光催化剂为锐钛矿的二氧化钛,在紫外线照射和可视光条件下,能使其发生光催化反应。二氧化钛具有分解全部有机化合物的神奇力量。
二氧化钛受光线照射后,会产生活性氢氧自由基等活性氧。这种活性氧和氯气、次氯酸、双氧水、臭氧等氧化剂具相比有更强的氧化能力,因此利用光催化作用不仅可以进行杀菌和消毒,同时它还可以溶解水中及空气中含有的各种有害有机化合物,并进行分解,使其变得无害。因此光催化技术可以用于水源处理、除臭、汽车废气处理、空气净化、土壤处理、抗菌、防霉、去污、防滑、解决住宅综合症候群,以及防止医院的内部传染等各种环境处理。
光触媒是一类以二氧化钛为代表的具有光催化功能的半导体材料的总称。光触媒即是光催化剂,所谓催化剂就是用于降低化学反应所需的能量,促使化学反应加快速度,但其本身却不因化学反应而产生变化的物质。
光触媒的功能
1、净化空气:因TiO2所产生的氢氧自由基会先行破坏有机气体分子的能量键,使有机气体成为单一的气体分子,加快有机物质、气体的分解,将空气中的甲醛、苯等各种有机物、氮氧化物、硫氧化物以及氨等氧化,还原成为无害物质。它可将人体臭,动物臭以及烟味去除,净化空气。光触媒氧化钛在接触光时,能发挥消臭、抗菌、防污等优良性能,尤其是在解决大气环境恶化、新型建筑材料及家具中的化学物质对室内环境的影响、汽车尾气产生的大气污染等问题时,受到了人们的欢迎。
2、除臭:烟臭,垃圾臭,动物体臭,污泥臭,生活臭等除臭作用。二氧化钛TiO2比臭氧(O3)负离子,有更强的氧化能力;比活性碳、HEAP有更强的吸附力,亦具有活性碳、HEAP所没有的分解功效(分解细菌)。TiO2脱臭能力根据欧美国家权威实验室测试,每一平方公分的TiO2与每一平方公分的高效能纤维活性碳比较,TiO2的脱臭能力为高效能纤维活性碳的150倍,相当于500个活碳冰箱除臭剂。
3、防污:防止香烟焦油,一般油污的附着及厕所马桶发黄;防止金属生锈,防止被涂物体的褪色。
4、杀菌
◆以TiO2的超氧化能力破坏细胞的细胞膜使细胞质流失导致细菌死亡;
◆凝固病毒的蛋白质,抑制病毒的活性,并且捕捉、杀除空气中的浮游细菌,其能力高达99.96%;
◆可杀除大肠杆菌、绿脓菌、金黄色葡萄球菌、黑曲菌等;
◆可分解空气当中的过敏源、减少过敏性疾病及气喘,亦可分解细菌,
5、防霉抗菌:防止发霉及藻类的生成,防止水垢的附着。
6、经光触媒处理后的物体表面会产生超亲水特性,当灰尘污垢落在物体表面上后,只需以清水清洗,灰尘污垢会随清水脱落,具有防污自洁的功能。
发明内容
针对上述大气污染所造成的环境问题,本实用新型提供了利用二氧化钛光催化环保技术的净化空气、除臭、防污、杀菌、防霉抗菌和防污自洁的特性在基材表面制造一层纯粹的坚固的二氧化钛薄膜的高性能复合光催化剂。
本实用新型的技术方案:通过建筑物外壁负载具有净化空气性能的高性能复合光催化剂;是在建筑物外壁的表面植有100%无机保护层,在100%无机保护层的表面植有二氧化钛复合机能层。
所述的建筑物外壁具有净化空气的复合薄膜,100%无机保护层根据墙壁的基材不同而采用不同的100%无机保护层,墙壁基材是玻璃的,100%无机保护层是100%二氧化硅薄膜层;墙壁基材是石材或者涂料的,100%无机保护层是100%二氧化钛薄膜层。
有益效果:本实用新型在自然光和可视光的条件下会产生超强光催化分解反应,将大气中有机化合物分解成二氧化碳和水,防治PM2.5的生成,净化大气污染,光催化技术的亲水性能和防静电性能能够分解空气中的油分使沙尘不易附着,通过阳光和雨水的自然力量的清洗达到防污自洁,美化城市环境,净化空气,长期保持建筑物的美观和清洁。减少清洁费用并具有防霉及防止紫外线裂变的效果。
附图说明:
本实用新型的结构简图
图中:1、建筑物外壁;2、100%无机保护层;3、二氧化钛复合机能层
具体实施方式
如图中所示,本实用新型提供了是在建筑物外壁1的表面植有100%无机保护层2,在100%无机保护层2的表面植有二氧化钛复合机能层3。100%无机保护层2强化机能层的附着力,具有耐候性、耐酸、耐碱、防止基材劣变;保证了二氧化钛复合机能层3的净化空气的持久性。二氧化钛复合机能层3的二氧化钛的高分解性能可将油污及空气中的有机化合物分解净化;二氧化锡的防止静电性能,使沙尘不易附着于建筑物外壁上;二氧化钛具有亲水性,在雨水的冲刷下使建筑物外壁保持长久的自洁功能。
所述的建筑物外壁具有净化空气的复合薄膜,100%无机保护层2根据建筑物外壁1的不同而采用不同的100%无机保护层2,建筑物外壁1是玻璃的,100%无机保护层2是100%二氧化硅薄膜层;建筑物外壁1是石材或者涂料的,100%无机保护层2是100%二氧化钛薄膜层。
Claims (2)
1.建筑物外壁具有净化空气的高性能复合薄膜,其特征在于:是在建筑物外壁(1)的表面植有100%无机保护层(2),在100%无机保护层(2)的表面植有二氧化钛复合机能层(3)。
2.根据权利要求1所述的建筑物外壁具有净化空气的高性能复合薄膜,其特征在于:100%无机保护层(2)根据墙壁的基材不同而采用不同的100%无机保护层(2),墙壁基材是玻璃的,100%无机保护层(2)是100%二氧化硅薄膜层;墙壁基材是石材或者涂料的,100%无机保护层(2)是100%二氧化钛薄膜层。
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