硅藻泥净化甲醛的原理
添加时间2020-07-08 15:03:53

消费者觉得硅藻泥又不插电,并且按照“硅藻泥的组成成分是以无机胶凝材料(如高岭土、膨润土、凹凸棒等黏土粉)为主要粘结物质”来看,也不含分解甲醛的化学成分,硅藻泥分解甲醛净化空气成为了最大的质疑。硅藻泥净化甲醛的原理到底是什么?

电子显微镜下的硅藻微孔吸附结构

首先,我们要看“硅藻”二字了:硅藻泥配方组分中含有很多(应超过30%比重)多微孔、大比表面积的硅藻土,特别是膨润土等材料,在硅藻泥加水上墙固化成型后,表面无机颗粒间存在微细孔道,这些微孔易于有害气体进入硅藻泥壁材的内部,也就是说,硅藻土这种超过活性炭吸附能力上千倍的吸附材料使得硅藻泥具备了吸附甲醛等气体分子和水分子的能力,让硅藻泥成为了一种功能性壁材。由此可见,硅藻土的质量、含量、空隙的畅通性成为了硅藻泥功能性的首要的基础条件。

有了上述基础条件后,硅藻泥就会呈现出三个主要的净化原理:

第一,物理吸附:硅藻泥墙面众多的微孔结构会对甲醛、水分子等产生物理吸附,退一万步说,即便硅藻泥自身不会降解甲醛等气体分子,但在一定条件下也不会散发出来,物理吸附会有利于甲醛的自然分解,成为化学演化降解的条件之一。

第二,化学吸附:硅藻泥是属于无机涂层材料,表面呈弱碱性,甲醛为弱酸性,甲醛会扩散进入墙面,被硅藻土及其他矿物活性材料吸附而固化。由于其巨大的表面积和一定厚度,化学固化甲醛量很大,基本不会出现“饱和”现象,这是乳胶涂料和壁纸不具备的能力。

第三,降解吸附:硅藻泥墙面的矿物活性提供了污染物甲醛自然降解的温床,利于空气中甲醛的氧化,促进甲醛无害化,这就是所说的“甲醛具有自解的能力”。因为醛类,尤其是甲醛,既是一次性污染物,也可由大气中的烃氧化而产生,几乎所有的大气污染化学反应都有甲醛参与。大气中存在氢氧自由基HO-、HO2等等,都会氧化甲醛,使甲醛产生演化,最终会变为甲酸,而硅藻泥就是这种具有矿物活性的无机墙面的提供者。

甲醛能与HO迅速反应:H. CO+HO2-HOH. COO

HOH2COO是一个过氧自由基,比较稳定,可氧化大气中的NO, 然后与O2反应生甲酸:

HOH2COO+NO-HOH. CO+NO2

HOH. CO+O2-HCOOH+HO2

第四,光触媒的光电反应降解甲醛:硅藻土虽然具有很好的吸附性能,对稳定性较差的甲醛有害气体有较好的吸附降解作用,但是为了加大对甲醛的净化力度以及对苯系物等有害气体的净化,还可以另外添加一些净化材料,分为光催化材料和非光催化材料。光催化材料是在自然光条件下能够起到催化作用,夜晚无光时就不具有分解甲醛的作用。非光催化材料可能是化学吸附或其他贵金属(如:金属PtPd) 催化。

常见的光催化材料,性能比较稳定的主要是纳米 TiO2体系。下面简单介绍一下光催化材料的原理:光催化材料又称光触媒材料(Photocatalyst) , 是光(Photo) +(催化剂,Catalyst) 的合成词,日本多称为光触媒,是一种以纳米TiO2为代表的,在光的照射下可以促进化学反应,目身不产生消耗的具有催化功能的半导体材料的总称。

纳米TiO2 在吸收太阳光或照明光源中的紫外线后,电子发生跃迁,在价带形成光生空穴[h+] , 在导带形成光生电子[e~] , 电子和空穴与吸附在其表面上的O2H2OHO— 作用,形成强氧化性的羟基自由基(HO·) 和超氧阴离子自由基(·O2—)。

光催化反应示意图

羟基自由基(HO) 具有很强的氧化分解能力,能破坏有机物中的C-C键,C-H键、C-O键、OH键、N-H键,可以氧化甲醛、苯、TVOC等有机物质以及氨气、氮氧化物、硫化物等无机物质,从而达到净化空气的目的。

这里应注意,纳米TiO2发生光催化需要在紫外光条件下进行,为了提高纳米TiO2的催化活性,国内外科学家采取多种手段进行研究和生产了在可见光下具有一定活性的催化材料。常用的技术有矿物负载、过渡金属、贵金属、非金属掺杂,并且实现了工业化生产。

通过上述专业的论述我们不难看出:只要您购买的是真正的硅藻泥,硅藻土的含量和施工厚度达标,微孔没有堵塞,硅藻泥的矿物属性就有一定的吸附并降解甲醛的功能,如果科学添加,或者使用了自含光触媒的页岩硅藻土,配合有一定的光照(光里都含有一定的紫外线),分解效率会更高。

但是,我们必须也要注意一点,硅藻泥分解甲醛的效率可能没有我们想象的那么高,硅藻泥分解甲醛就像植物的光合作用,它的效率是很低的,但是源源不断,不耗电、不损耗,无噪音,有和没有是天壤之别。硅藻泥自身材料天然环保不释放甲醛的优势已经是无与伦比了,最难理解最令人质疑的降解甲醛功能其实是免费白送的,在后期的使用过程中,您家里的异味长期的、明显的比别人家里小很多,那就恭喜您了:您买到了真正的功能性硅藻泥