微米和纳米

远洋新材料新技术之纳米材料

端澳 远洋设计汇

远洋新材料新技术之纳米材料

一 、健康建筑发展趋势及净化需求痛点

2017年5月,住建部印发的《建筑业发展“十三五”规划》要求,到2020年,中国城镇新建民用建筑全部达到节能标准要求,城镇绿色建筑占新建建筑比重达到50%,新开工全装修成品住宅面积达到30%,绿色建材应用比例达到40%,装配式建筑面积占新建建筑面积比例达到15%。

随着人们生活水平的提高及环保意识、健康意识的增强,绿色健康建筑越来越受到青睐和关注,国内众多开发商也提出了“建筑·健康”、“绿色品质”等理念,并融入到产品中,打造产品核心竞争力、满足市场和客户需求。同时还与国际最先进的技术及标准接轨,如WELL健康建筑标准,以人为本地规定建筑体系中空气、水、营养、光、健身、舒适、精神到创新的具体条款,而放在第一条的就是我们赖以生存的空气。中国的空气污染作为威胁人们健康的最大困扰,建筑的空气质量及室内的空气净化,也成为居家的首要考虑因素。然而,目前众多的拎包入住,由于没有对于建材及软装部品的严格要求,市场上的空气净化及除醛机构更多的是通过短期治理,以味盖味,而不能达到真正的健康建筑空气质量,或保证长期的空气净化。而入住后,生活中室内产生的废气及异味,虽然新风系统可以在一定程度中予以缓解,但是滤网本身的二次污染及如何长效地解决空气净化问题,仍然是行业的痛点。

二 、空气净化和水净化需求分析

近年来受雾霾影响,空气净化器销量骤增,短短几年内已经走进数以百万计的家庭,大有成为继彩电、空调、冰箱、洗衣机之后第五大家电之势。据统计数据显示,空气净化器产品在欧美家庭的普及率遥遥领先于国内,如在日本的覆盖率达35%,在美国达27%,但是在我国却仅有1%左右。

同时,室内装修而引起的空气污染,如甲醛超标及VOC等有害挥发物的危害,也成为行业的诟病,如何正式实现零甲醛同时杜绝二次污染成为重要议题。

室内空气的污染源,主要来自以下几个方面:

远洋新材料新技术之纳米材料

目前常见的空气净化技术,有:

1. 植物消除法

采用吊兰、芦荟、虎尾兰等花卉吸收室内污染气体,但植物白天进行光合作用吸收二氧化碳,释放氧气,夜间吸收氧气,释放二氧化碳,对人体不利,特别是对花粉、花卉容易过敏者。

2. 化学试剂喷洒

如甲醛清除剂、空气清新剂等化学药剂。它是用一种气味压制另一种气味,没有达到去除污染源的目的,而且使用化学试剂会产生二次污染,对健康不利。

3. 活性炭吸附法

活性炭内部空隙结构发达,表面积大,但效果无法持久且需随时更换活性炭耗材。

4. 加强通风

这是一种普通方法。但甲醛、苯等有害物质藏匿在家具、墙体材料深处,释放期3-15年,无法在短期内清除,一旦遇到使用暖气或空调等不宜开窗的情况,室内有害气体浓度会迅速上升,对家庭成员的健康造成长期危害。

5. 负氧离子产品

甲醛的释放周期是一个长达十数年的缓慢过程,对于治理室内装修污染,专家指出专业的负离子空气净化器产品比活性炭更靠谱。因为负氧离子降解甲醛、苯等室内装修污染物,将其分解为二氧化碳和水的过程是不可逆的。但负离子治理室内装修污染也需要注意一点,需要选择能够释放小粒径负氧离子的产品,因为只有小粒径负氧离子是生态级的负氧离子,生态级的小粒径负离子具有活性高、自然迁移距离远的特点。负离子在空气中的寿命极端,只有数秒到几分钟,目前真正做到小粒径的技术尚未成熟及普及,而且负氧离子本身会在此过程中消耗殆尽,因此无法维持长期的净化效果。

三 、水净化需求分析

现有数据表明,由于水质污染,全世界每年有5000万儿童死亡,3500万人患心血管病,7000万人患结石病,9000万人患肝炎,3000万人死于肝癌和胃癌。因水质污染引起的新发病种越来越多,饮用水污染已成为最主要的水环境问题了。

目前市场众多的水净化器、滤芯、过滤水龙头等,只是在最后关头加以防护,却未能解决水输送过程中的污染问题,如饮水管本身产生的霉菌及细菌污染,因此最后的治理也是治标不治本,无法真正解决饮用水的污染及净化安全问题。

四 、纳米新材料在空气净化和水处理领域的应用进展

自20世纪90年代开始兴起的纳米科技,在国际上已经取得了重大的进展,逐步应用在医疗、健康、建筑等诸多领域;纳米材料作为新兴高科技,因其优异的特性,如高扩散性、表面积效应及量子尺寸效应,越来越多的受益于日常生活中,在近些年也有国内外掌握先进制备技术的公司实现了纳米材料的大规模工业化生产。

国内高新纳米材料行业在近十年取得了技术和产业进展,应用在净化领域的无机纳米氧化锌材料可制备到50nm单晶棒状级别并实现了工业化生产,年产量达万吨,此技术已突破应用壁垒,可与建材、塑料、纺织品、饲料、化妆品、橡胶等结合,用于日常生活的各个方面。

在空气净化方面,纳米材料可借由建筑使用全周期的伊始,作为添加剂添加在基材和内外墙体的建材中,从根本上保证建筑体抗紫外抗老化、抗菌抑菌和去除污染的自愈性;在装修过程中,使用纳米新材料添加剂对瓷砖勾缝剂、壁纸胶进行处理防止日后生霉脱落,对定制柜橱等进行污染源治理,并使用添加了纳米材料的织物作为软装选择;装修后,使用纳米材料喷剂进行后期治理,解决装修综合污染的问题。纳米新材料还可以用于中央空调、新风系统等暖通设备的滤网和管道中,解决耗材自身的污染和抑霉问题,让设备不再成为霉菌的“培养皿”,输出健康洁净的空气,真正实现健康空气室内流通的目的。

在水净化领域,纳米材料可制备于输水管材,保证水源输送过程中的清洁;将其制备于发泡材料添加在滤芯中,保证其发挥抗菌作用的同时,杜绝金属析出,不会造成二次污染。

五 、新材料性能和优势分析

当纳米无机材料粒径小于20nm时,其光催化性能最佳,吸附能力最强,自身性能稳定,无需紫外光照射,可见光源即可催化分解甲醛、苯、氨、VOC等有害气体。

远洋新材料新技术之纳米材料

由于锌与氧的集合,纳米无机材料表面的电负性较一般的金属离子大,其电负性主要来源于纳米尺度与结构,由于其纳米尺度,更多锌原子裸露在外表,使得更多其表面带正电,如果纳米无机材料晶型不完整,表面缺陷多,也会增加正电性,而细胞表面的细胞壁、细胞膜都为带负价电,根据电荷异性相吸原则,细菌会无选择的吸附。

远洋新材料新技术之纳米材料

鉴于上述优越的材料性能,纳米无机材料在空气净化及水净化方面有着比其他同类型净化材料更持久及彻底的效果,并且成本相对较低。纳米无机材料还通过了FDA/JS/GB的严格检测,证明其无毒无害及无致基因突变性,完全符合日常大规模使用之需。

远洋新材料新技术之纳米材料

检测结果表明,纳米无机材料具有广谱抗菌性,对大肠杆菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、白色葡萄球菌、白色念珠菌等都达到了99.99%以上的杀灭率,且达到了O级防霉的等级。

六 、新材料对比分析

目前市场空气净化机水净化中常见的抗菌剂包括有机抗菌剂,天然抗菌剂及无机抗菌剂如纳米氧化银、纳米氧化锌等,以下是对纳米无机材料与其他同类产品的对比分析:

远洋新材料新技术之纳米材料

七 、放眼国际应用前景

发达国家已开始将纳米材料应用于日常生活中,如功能性涂料、抗菌衣物等,一般使用的是载银技术。但是由于产量的限制,纳米材料的价格相对较高,加上金属银的强氧化性,未能进行广泛的普及。

中国纳米材料技术的跃进及大规模工业化的实现,有望将纳米材料的应用普及予以极大的推进,通过与世界其他国家先进技术对接及与世界五百强制造企业的成功合作经验,将纳米新材料在空气净化及水净化领域的应用更加细化和规范标准化,从源头推动健康建筑的发展,真正实现以人为本的健康人居新风向。

—————— 远洋设计汇 ——————

关注分享《远洋设计汇》精彩内容

文章版权归作者所有,对未经许可擅自使用者,本公司将保留追究其法律责任的权利。

关于转载:请在公众号后台留言“机构名称+文章标题+转载”,转载时需注明作者及出处,谢谢!

远洋新材料新技术之纳米材料

你可能还喜欢

发表评论

您的电子邮件地址将不会发布。

此站点使用Akismet来减少垃圾评论。了解我们如何处理您的评论数据