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| 负载型纳米TiO2复合光催化材料制备技术 |
| 来源：中国粉体技术网 更新时间：2013-10-06 14:16:21 浏览次数： |
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一、成果特点及主要技术指标
该项目是以硅藻土助滤剂或煅烧硅藻土、蛋白土、凹凸棒土、白炭黑、、蛇纹石脱镁后硅渣(多孔SiO2)、膨胀珍珠岩、海泡石等天然多孔矿物和电气石为载体、纳米TiO2为光催化活性组分，兼具吸附捕捉性能与光催化降解性能的复合型环保新材料的制备技术。
这种多孔矿物负载纳米TiO2型复合环保新材料载体表面稳定负载了晶粒度为10~50nm的纳米TiO2；该类复合光催化材料在紫外光和太阳光下都有优良的光催化性能而且稳定性好。在日光灯照射下，24小时甲醛去降解去除率大于75%。
二、成熟程度及技术鉴定情况
硅藻土助滤剂、白炭黑、电气石等天然多孔和环保矿物为载体的纳米TiO2复合材料进行了中试规模的试验；其中硅藻土助滤剂负载纳米TiO2复合材料已进行了3年的连续生产，产品已应用于商品化的木制百叶窗、硅藻土壁材，瓷砖、内墙涂料等市场。经权威检测，这种表面每平方米使用4~10g的产品在日光灯下24小时内对室内甲醛的去除率达到75%以上。
该成果的关键技术已获得了四项发明专利：①氮掺杂凹凸棒石负载纳米TiO2可见光催化剂的制备方法（ZL 200910148508.5）；②以沉淀白炭黑为载体的负载型纳米TiO2复合材料的制备方法（ZL 200910093640.0）；③以硅藻土助滤剂为载体的负载型纳米TiO2光催化材料的制备方法（ZL 200910235208.0）；④ 一种蛋白土负载纳米TiO2复合粉体材料的制备方法(ZL 201010132844.3)；另有三项发明专利申请（均已进入实审）：①一种电气石/纳米TiO2复合功能材料的制备方法(申请号201010132845.8)；②一种蛇纹石酸浸脱镁硅渣表面包覆纳米TiO2的方法（申请号201010534881.7）；③一种膨胀珍珠岩负载纳米TiO2复合材料的制备方法（申请号 201210197531.5 ）。
三、主要技术特征
①兼具多孔矿物材料的吸附捕捉性能与纳米TiO2的光催化降解性能，可以高效和持续的去除室内甲醛、甲苯等有机污染物和废水中的有机污染物；
②多孔矿物的多组分复合及制备过程的氮掺杂作用降低了的禁带宽度，显著提升了纳米TiO2材料在可见光下的光催化性能，使该类复合光催化材料在紫外光和太阳光下都有优良的光催化性能而且稳定性好。在日光灯照射下，24小时甲醛去降解去除率大于75%。
本技术成果具有完全自主知识产权。
四、经济效益和社会效益
每kg多孔矿物负载型纳米TiO2复合材料直接生产成本约70元左右；市场售价估计200元/kg左右。以年生产能力1000吨/年计，可新增产值2亿元左右，新增利税8000多万元，具有良好的经济效益。光催化材料是最有应用前途的绿色环境治理材料，本项目制备的多孔矿物负载型纳米TiO2复合光催化材料可见光利用率高、光催化性能好、使用和回收方便，且生产成本较低，可以开发一系列的治理废水和废气的高技术附加值环保功能产品，具有较强的市场竞争力。
室内是人类最主要的活动空间，室内空气对人类的健康有至关重要的影响。由于技术和材料所限，目前在制造室内家俱和装修过程中还无法完全禁止使用含有甲醛组分的原材料，无法从源头上去除甲醛的危害，加之甲醛的释放期长达10多年，任何一种物理吸附材料都不能持续地去除这种有害物质。因此，高效和持续的去除室内甲醛、甲苯等有害物质的多孔矿物负载纳米TiO2型复合环保新材料具有良好的应用前景。我国有13亿多人口，以人均室内使用面积20m2计算（包括居室和办公室），共计约200亿m2，以每m2使用10g，使用寿命3年计算，国内每年的潜在市场用量约为6～7万吨。以200元人民币/kg计算，每年的潜在的直接经济效益超过100亿元，其应用所产生的潜在间接经济效益将远大于直接经济效益。
五、市场前景
随着人们生活水平的提高和健康环保意识的增强，多孔矿物负载型纳米TiO2复合光催化材料具有广阔的应用空间和良好的市场前景。
光催化氧化法是近二十年发展起来的一种新型环境清洁技术，它具有反应条件温和、成本低廉、可充分利用光能、能耗低、无二次污染等特点，可降解许多难以生物降解或难以通过其它化学方法处理的有机物，因此，光催化氧化法在饮用水的消毒和杀毒、各种生物难降解有机废水、工业及生活废水的深度处理等方面有着很广阔的应用前景。
多孔矿物负载型纳米TiO2复合光催化材料对室内甲醛的去除效率高，性能安全可靠，且生产原料来源广，生产成本低，将其制成涂料或涂层材料、可广泛用于各类装修和装饰材料、木制品、塑料与橡胶制品、壁纸、汽车内饰、室内挂件等产品，使用方便，效果持久。可以预见，随着人们生活水平的提高和健康环保意识的增强，多孔矿物负载型纳米TiO2复合光催化材料将具有广阔的应用空间和良好的市场前景。
六、成果应用领域及接产条件
具备供水、供电条件的多孔矿物资源产区、工业区及环保工业园区；涂料、木地板、建筑装饰材料生产企业等。
七、合作方式
专有技术转让、按年销售额提成。
联系人：中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院 郑水林教授
地 址：北京市学院路丁11号（100083）
电 话：(010)62390972，13601339820
Email：shuilinzh@sina.com；shuilinzh@@yahoo.com；
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