人居环境材料电气石粉

2.电气石水处理材料 电气石晶体的自发极化效应使其能在表面厚度约几十微米范围内产生104-107V/m的静电场。在静电场的作用下,水分子发生电解生成活性分子H3O+,极强的界面活性使电气石晶体具有净化水源、改善水体自然环境的功能。 (1)吸附金属离子 电气石可以通过静电将金属离子吸引到负极周围,使区域内金属离子浓度增大,与溶液中的OH-结合,形成各种沉淀或者碱式盐而析出。 当其在被加工成超细粉体时,内部结构中大量阳离子沿晶体结构不同方向露出电气石表面,在电气石溶于水后脱离晶体表面,使得矿物失去大量阳离子而呈负电,从而可以吸引更多的离子;没有溶于水中的金属离子还可以与溶液中的金属离子进行离子交换,有助于电气石对溶液中金属离子的吸附。电气石结构中含有的大量羟基可以与溶液中的金属离子发生络合反应,在电气石表面形成络合物,达到吸附目的。 电气石对重金属的吸附已经成为国内外的研究热点,包括Pb、Cd、Cu、Zn、Mn、Cr、As等重金属,另外还有对F等非金属离子的研究,领域非常广泛。 (2)吸附降解有机物 电气石有着极强的电场效应,使水中的OH-增多,OH-与水分子结合能够产生表面活性很强的OH-(H2O)n(n=8~10),OH-聚集到电气石的正极容易产生O2,使水溶液中的活性氧增多,其氧化还原作用增加了有机染料的降解能力。另外,由于电气石表面连接着很多羟基,可以对有机分子进行吸附,导致有机废水中的污染物浓度降低。 (3)净化水中界面 电气石颗粒周围存在静电场,在与水接触瞬间可将水电解,产生H3O2-,并使水呈弱碱性。当水管壁金属M与碱性水接触时,形成M(OH)n化合物,管壁金属被钝化,且由于水中弱碱性环境,这种钝化状态得以保持,从而防止管道生锈、结垢。用电气石净化水中界面较传统做法成本低且无污染产生,可广泛用于自来水厂、楼顶水箱、输水管道等各种输水、存水装置。 (4)活化水 用电气石经烧结制成陶瓷来处理饮用水,由于其发射远红外线与水中氢键共振,可将大分子团的氢键切断,经核磁共振检测,水分子团变小至6-8个水分子。水的分子团越小,水能量越高,其渗透力、溶解力、代谢力就越强,即水分子被活化。 此外,电气石在水中可以释放出Na、Mg、Fe、Mn、Li、Al、Si、B、O、H、F等多种矿物质和微量元素,按照电气石天然有益的矿物质可在水中微溶解原理,水分子能够得到矿化。 (5)中和水中的酸碱 电气石具有电极性和吸附性,在与酸性溶液和碱性溶液作用时,会改变溶液的pH值,可用电气石治理污水,酸雨和土壤酸化等。 目前,我国大部分自来水厂在净化水质时均采用传统的氯消毒处理工艺,但是在消毒过程中容易产生副产物,对人体健康产生严重的危害。而电气石在与水作用时,其电极反应可以形成负羟离子,有利于降低自来水的氧化还原电位,能够很好的解决自来水中的余氯消除问题。 (6)处理养殖水 电气石能够吸附水中杂质,避免化学物质对养殖环境的污染。目前,通过对电气石改型加工合成无机纳米抗菌材料或与净水微生物配合使用,应用到水产养殖中,可催化净水、抑菌、抑藻的作用。纳米电气石与纳米银系抗菌材料配合使用,生产的非药物抗菌涂料,作为养鱼容器、水管内壁的涂料有明显抗菌、抑菌、除臭、除及的功能。

3、电气石空气污染处理材料 电气石晶体的自发极化效应,使晶体周围的水分子电解生成空气负离子,空气负离子具有表面活性、还原性及吸附性。同时,当晶体内部分子做热运动时,相应的偶极矩发生变化,因而电气石具有在常温下能辐射波长在4-14μm、辐射率大于0.9的远红外线的性能,有助于净化空气、改善环境质量等。 如电气石对粉尘的吸附和有害气体的吸附降解,无源负离子发生装置以及负离子涂料添加剂的开发,达到了净化、消除有害气体的目的,它产生的羟基离子能祛除宠物、油烟、空调等散发的各种异味,保持空气新鲜。

4、电气石光催化材料 电气石的表面电性可以将光能价带上的电子e-激发跃迁到导带上,使价带上产生相应的空穴h+,将电气石与TiO2联合制备复合材料,可以提高TiO2光吸收效率,促进TiO2光催化,从而达到高效降解的目的。

5、电气石医疗与保健材料 电气石晶体释放空气负离子、辐射远红外线等特性使其在医疗和保健方面的应用也较为广泛。 将电气石用于纺织品,其发射远红外线与释放负离子两种功能协同作用,比单一功能更能激发人体细胞的活性,促进人体血液循环及新陈代谢,是理想的保健功能材料,可制成保健内衣、健康寝具等产品。电气石应用于纺织品的关键技术在于电气石超细粉的制备与表面改性。含电气石的纺织品还可制成窗帘、沙发套等软装演材料,其释放的负离子可发挥环保功能。 6、电气石功能陶瓷 将电气石添加到传统的陶瓷体中,会使陶瓷的功能得到增强。如在电气石的释放负离子和辐射远红外线两种性能的作用下,制成含有电气石颗粒的无磷远红外陶瓷洗衣球来代替各种洗衣粉和洗涤剂,利用界面活化原理来去除衣物上的污垢。

7、电气石功能涂料 电气石因具有永久电极,可持续释放负离子,将电气石用于外墙涂料可防止酸雨对建筑物的损害;用于室内装饰材料,可净化室内空气;其与有机硅烷树脂配合成的涂料,用在中高档汽车上,既可提高汽车外皮的耐酸性和耐溶剂性,还可以代替打蜡。在远洋船只的船身涂料中掺入电气石粉能够吸附离子,通过对水的电解形成单分子膜,阻止海洋生物附在船体上生长,从而避免有害涂料对海洋环境的破坏,同时增强了船体抗腐蚀能力。