纳米二氧化钛的特殊功能,布里斯托尔大学

by admin on 2019年9月16日

布里斯托尔大学的科学家们发现,可以重复使用一种普通塑料来分解废水中的有害染料

中国德富塑料网讯:英国和巴西联合研究小组在ACS应用材料和界面上发表了一篇文章,它描述了全球服装业中使用的合成染料是如何被包装和餐具中的塑料处理。以聚苯乙烯为原料,采用新型的冷冻和膨胀方法,将其制成一种智能型纳米粒子新材料。在固态条件下,它可以用于去除有害的合成染料,这些染料具有致癌作用,对人类和动物来说是一种慢性生殖毒素。

纳米二氧化钛作为一种新型光催化剂、抗紫外线剂、光电效应剂等,以其神奇的功能,将在抗菌防霉、排气净化、脱臭、水处理、防污、耐候抗老化、汽车面漆等领域显示广阔的应用前景。随着其产品工业化生产和功能性应用发展的日趋成熟,它在环境、信息、材料、能源、医疗与卫生等领域的技术革命中将起到不可低估的作用。
纳米二氧化钛抗菌防霉机理
由于TiO2电子结构所具有的特点,使其受光时生成化学活泼性很强的超氧化物阴离子自由基和氢氧自由基,攻击有机物,达到降解有机污染物的作用。当遇到细菌时,直接攻击细菌的细胞,致使细菌细胞内的有机物降解,以此杀灭细菌,并使之分解。一般常用的杀菌剂银、铜等能使细菌细胞失去活性,但细菌杀死后,尸体释放出内毒素等有害的组分。纳米二氧化钛不仅能影响细菌繁殖力,而且能破坏细菌的细胞膜结构,达到彻底降解细菌,防止内毒素引起的二次污染,纳米二氧化钛属于非溶出型材料,在降解有机污染物和杀灭菌的同时,自身不分解、不溶出,光催化作用持久,并具有持久的杀菌、降解污染物效果。
作为纳米材料,除了满足纳米尺寸的要求以外,还必须具备功能性和应用性。达到纳米尺度分布的TiO2能充分地体现量子尺寸效应、表面效应、体积效应和宏观量子隧道效应,因此具有纳米粒子一系列特殊的应用特性,如抗菌、空气净化、污水净化等。
纳米二氧化钛应用领域
在人们的居住环境中存在着各种有害的细菌对人类生活产生不良影响。居室内各种建筑装饰材料,如人造板、木质复合地板、层压木质板家具和胶粘剂等会发出甲醛、卤代烃、芳香烃等有毒污染物,危害人体健康。如果在建筑内墙涂料,地面覆盖材料,墙面装饰材料,家具面漆等材料中添入纳米二氧化钛,既可杀菌防霉,又可降解有机污染物,使人们生活在卫生健康的环境中。
此外,添加约1%纳米二氧化钛的抗菌塑料,可广泛应用于食品包装、电器、家具、餐具、公共设施等,以防止病菌的繁殖和交叉感染。抗菌纤维可制作医疗用品等,还可生产抑菌除臭的保健纺织品、卫生纺织品等,以提供安全有效的保健功能。
TiO2光催化技术工艺简单、成本低廉,利用自然光、常温常压即可催化分解病菌和污染物,具有高活性、无二次污染、无剌激性、安全无毒、化学稳定性和热稳定性好等特点,是*具开发前景的绿色环保催化剂之一。采用纳米TiO2光催化剂处理有机废水,能有效地将水中的卤化脂肪烃、卤代芳烃、硝基芳烃、多环芳烃、酚类、染料、农药等进行除毒、脱色、矿化,*终降解为二氧化碳和水,目前这方面的研究已取得进展,光催化降解污水将成为有效的处理手段。
利用金红石型纳米二氧化钛的紫外线屏蔽优异性和高耐候性,以及光催化效应来降解氧化物、硫氧化物等,还可以有效地治理工业废气、汽车尾气排放所造成的大气污染,其原理是将有机或无机污染物进行氧化还原反应,生成水、二氧化碳、盐等,从而净化空气。研究结果显示,纳米二氧化钛光催化空气净化涂料、陶瓷等材料在消除氮氧化物等方面的应用具有良好的前景。
此外,纳米二氧化钛在磁性材料、浅色导电材料、气体传感器、湿度传感器等领域已得到很好的应用。随着应用研究的深入,它的应用领域必将越来越广泛。
目前,国内纳米二氧化钛的生产和应用尚处于初级发展阶段。笔者认为,这一领域的研究应从扎实的基础理论研究开始,提倡多学科联合,向纵深高层次发展,使之具有更广阔的应用领域。

英国和巴西联合研究小组在ACS应用材料和界面上发表了一篇文章,它描述了全球服装业中使用的合成染料是如何被包装和餐具中的塑料处理。以聚苯乙烯为原料,采用新型的冷冻和膨胀方法,将其制成一种智能型纳米粒子新材料。在固态条件下,它可以用于去除有害的合成染料,这些染料具有致癌作用,对人类和动物来说是一种慢性生殖毒素。

该项目由布里斯托尔大学化学系教授 Julian Eastoe
与布拉齐巴拉巴州立大学的Rodrigo J de
Oliveira教授合作开展,伊斯特教授评论道:

该项目由布里斯托尔大学化学系教授Julian
Eastoe与布拉齐巴拉巴州立大学的Rodrigo J de
Oliveira教授合作开展,伊斯特教授评论道:

“最近,英国广播公司发布的“蓝色行星II”系列强调:处理海洋中塑料碎片的规模(所谓的“白色污染”),开发分解、回收或再利用废弃塑料的过程是至关重要的。这项研究提出了一种很有好的方法,即将大量的塑料白色污染转化为另一种资源,以水材料形式处理其他地方的环境破坏。”

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