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基本信息

項(xiàng)目名稱：
空氣負(fù)離子型多孔凈化陶瓷的制備
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
本項(xiàng)目以電氣石、沸石為主要原料，制備出可以吸收有害氣體及釋放負(fù)離子的多孔陶瓷，采用多系列試驗(yàn)設(shè)計(jì)法，探討了燒成溫度和原料之間配比對(duì)產(chǎn)品強(qiáng)度和氣孔率的影響，采用甲醛試紙檢測(cè)產(chǎn)品吸收有害氣體的性能，結(jié)果顯示，當(dāng)燒結(jié)溫度為950℃，電氣石為50（wt%）、沸石47（wt%），制備出外觀設(shè)計(jì)靈活多樣且具有快速、高效去除環(huán)境中有毒、有害氣體特點(diǎn)的環(huán)境凈化用多孔陶瓷并且可通過(guò)化學(xué)或物理方法再生。
詳細(xì)介紹：
實(shí)驗(yàn)以沸石、膨潤(rùn)土等材料為基礎(chǔ)，利用其所具有的物理吸附功能，并加入能產(chǎn)生負(fù)離子的電氣石等材料，通過(guò)配方優(yōu)化，制備出一種新型的環(huán)境凈化用多孔陶瓷產(chǎn)品。本作品通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，物理吸附能力強(qiáng)；且能產(chǎn)生負(fù)離子的材料加入，可形成永久的靜電場(chǎng)，具有快速、高效去除環(huán)境中有毒、有害氣體的特點(diǎn)；外觀設(shè)計(jì)靈活多樣，結(jié)合環(huán)境凈化與裝飾功能為一體；可通過(guò)化學(xué)或物理方法再生。 技術(shù)關(guān)鍵有多孔陶瓷材料配方的優(yōu)化，制備出具有一定強(qiáng)度，孔徑適當(dāng)（提高物理吸附能力）、負(fù)離子的產(chǎn)生能力強(qiáng)的產(chǎn)品。 主要技術(shù)指標(biāo)：產(chǎn)品強(qiáng)度達(dá)5MPa以上；孔隙率達(dá)70%；負(fù)離子發(fā)射能力達(dá)9000個(gè)/ml以上。 本產(chǎn)品具有以下特點(diǎn)：1 具有物理吸附和化學(xué)吸附；2 可以產(chǎn)生負(fù)離子；3 其空氣接觸面積大，凈化能力強(qiáng)；4 可移動(dòng)、可循環(huán)。 該產(chǎn)品使用范圍廣，由于其外觀的多樣性、體積小、可移動(dòng)，還有紅外發(fā)射以及電磁屏蔽等功能?？芍瞥墒覂?nèi)擺件、汽車內(nèi)部掛件、室內(nèi)空氣凈化器，隨身掛飾等商品，可全面的替代以往傳統(tǒng)的環(huán)境凈化產(chǎn)品。

作品圖片

  • 空氣負(fù)離子型多孔凈化陶瓷的制備
  • 空氣負(fù)離子型多孔凈化陶瓷的制備
  • 空氣負(fù)離子型多孔凈化陶瓷的制備

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

目前，隨著人們生活水平的提高，室內(nèi)，車內(nèi)有害空氣成為影響身體健康的一大隱患而日益受到人們的關(guān)注。具有抗菌、負(fù)離子及遠(yuǎn)紅外功能的復(fù)合材料將是今后居家旅行室內(nèi)裝飾的發(fā)展趨向。 本作品以沸石、膨潤(rùn)土等材料為基礎(chǔ)，利用其所具有的物理吸附功能，并加入能產(chǎn)生負(fù)離子的電氣石等材料，通過(guò)配方優(yōu)化，制備出一種新型的環(huán)境凈化用多孔陶瓷產(chǎn)品。本作品通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，物理吸附能力強(qiáng)；且能產(chǎn)生負(fù)離子的材料加入，可形成永久的靜電場(chǎng)，具有快速、高效去除環(huán)境中有毒、有害氣體的特點(diǎn)；外觀設(shè)計(jì)靈活多樣，結(jié)合環(huán)境凈化與裝飾功能為一體；可通過(guò)化學(xué)或物理方法再生。 本作品的技術(shù)關(guān)鍵有多孔陶瓷材料配方的優(yōu)化，制備出具有一定強(qiáng)度，孔徑適當(dāng)（提高物理吸附能力）、負(fù)離子的產(chǎn)生能力強(qiáng)的產(chǎn)品。 主要技術(shù)指標(biāo)：產(chǎn)品強(qiáng)度達(dá)5MPa以上；孔隙率達(dá)70%；負(fù)離子發(fā)射能力達(dá)9000個(gè)/ml以上。

科學(xué)性、先進(jìn)性

目前，國(guó)內(nèi)外與該項(xiàng)目研究相似的技術(shù)產(chǎn)品有：1 室內(nèi)負(fù)離子產(chǎn)生器 ，但其體積大而且需要?jiǎng)恿δ茉矗? 負(fù)離子地磚，其缺點(diǎn)在于不可以移動(dòng)， 體表面積比小，不可以循環(huán)使用；3 汽車內(nèi)部空氣凈化器，主要成分是活性炭，只能物理吸附，不可循環(huán)使用；4 室內(nèi)凈化劑，如樟腦丸，會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有害的氣體。 本項(xiàng)目研究的產(chǎn)品是以沸石、膨潤(rùn)土為基礎(chǔ)同時(shí)加入電氣石等材料， 通過(guò)配方優(yōu)化，具有以下特點(diǎn)：1 具有物理吸附和化學(xué)吸附；2 可以產(chǎn)生負(fù)離子；3 其空氣接觸面積大，凈化能力強(qiáng)；4 可移動(dòng)、可循環(huán)。 該產(chǎn)品使用范圍廣，由于其外觀的多樣性、體積小、可移動(dòng)，還有紅外發(fā)射以及電磁屏蔽等功能?？芍瞥墒覂?nèi)擺件、汽車內(nèi)部掛件、室內(nèi)空氣凈化器，隨身掛飾等商品，可全面的替代以往傳統(tǒng)的環(huán)境凈化產(chǎn)品。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

無(wú)

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

無(wú)

作品可展示的形式

實(shí)物、樣品

使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

該作品具有以下特點(diǎn)：1 具有物理吸附和化學(xué)吸附；2 可以產(chǎn)生負(fù)離子；3 其空氣接觸面積大，凈化能力強(qiáng)；4 可移動(dòng)、可循環(huán)。 隨著生活水平的提高，對(duì)環(huán)保方面的產(chǎn)品越來(lái)越重視，環(huán)保材料市場(chǎng)逐年增大。與目前市場(chǎng)上的負(fù)離子產(chǎn)生器，負(fù)離子磚，活性炭空氣凈化器，樟腦丸等相比 ，該產(chǎn)品具有更多的功能，市場(chǎng)潛力大。而且該產(chǎn)品生產(chǎn)成本低，可大量生產(chǎn)，同時(shí)因具備可循環(huán)利用、適用范圍廣，所以能夠帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

同類課題研究水平概述

國(guó)外研究證明:環(huán)境功能材料具有電自極化性能,極化能量來(lái)自溫度變化,在光源條件下可產(chǎn)生負(fù)離子,催化分解甲醛等有害有機(jī)分子、促進(jìn)空氣中懸浮物的沉降,從而凈化空氣;可吸附水中重金屬,調(diào)節(jié)水的pH值至中性,具有活化水分子的作用。因此,開(kāi)發(fā)能夠消除環(huán)境污染、促進(jìn)人民身體健康的材料,特別是能夠循環(huán)使用的環(huán)保陶瓷材料,不僅對(duì)社會(huì)有利,同時(shí)也具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。電氣石是電氣石族礦物的總稱,化學(xué)成分較復(fù)雜,是以含硼為特征的鋁、鈉、鐵、鎂、鋰的環(huán)狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物。其化學(xué)式為化學(xué)式為（Na,Ca）(Mg,Fe2+,Fe3+,Li,Al)3AL6[Si6O18](Bo3)3(OH;F)4,并含有微量鉻、錳、鈦、銫等對(duì)人體有益的元素。電氣石自身具有電磁場(chǎng),當(dāng)溫度和壓力有微小變化時(shí),即可使礦石晶體之間產(chǎn)生電勢(shì)差(電壓)。這個(gè)能量可促使周圍空氣中水分子發(fā)生電離,脫離出的電子附著于鄰近的水和氧分子,使它們轉(zhuǎn)化為空氣中的負(fù)離子。 日本學(xué)者Kubo發(fā)現(xiàn)并提出電氣石具有永久性自發(fā)極化效應(yīng)。電氣石晶體在沿其三次對(duì)稱軸的兩端會(huì)積聚一定量的異性電荷,產(chǎn)生異性兩極;Voigt檢測(cè)了室溫下電氣石晶體的自發(fā)極化值,得到Ps=0.011MC/cm2。一般認(rèn)為,極化電荷的產(chǎn)生是由電氣石具有的熱電性和壓電性引起的。當(dāng)電氣石晶體所處環(huán)境溫度與壓力變化時(shí),晶體中帶電粒子之間發(fā)生相對(duì)位移,正負(fù)電荷中心發(fā)生分離,晶體的總電矩發(fā)生變化,從而導(dǎo)致極化電荷產(chǎn)生。電氣石的自發(fā)極化效應(yīng)表現(xiàn)為,在電氣石晶體周圍存在著以c軸軸面為兩極的靜電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)E0=Ps/2ε0,據(jù)Voigt給出的Ps值,得到E0=6.2×106V/m。
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