硅藻泥分解甲醛的原理解析

日期：2015/6/19

硅藻泥分解甲醛的原理解析

甲醛是众所周知的致癌物质，同时也是装修污染最主要的组成部分，近年来，硅藻泥因不含有毒污染物，并能净化空气而得到热烈追捧，硅藻泥分解甲醛的核心技术也受到广泛关注，其中最具代表性的就是“兰舍1号”。作为打破行业瓶颈的专利分解材料，“兰舍1号”的诞生赋予了硅藻泥持续分解甲醛的能力，那么，“兰舍1号”分解甲醛的原理究竟是什么呢？

一、可见光环境下即可分解甲醛

“兰舍1号”中的光催化材料，在经可见光照射后，表面的电子（e）迅速发生跃迁，同时其表面形成一个个空穴（h⁺）。

光催化材料跃迁出来的电子（e）使空气中的氧气不断还原成负氧离子（O₂^-）：

e+ O₂→O₂^-                             （1）

负氧离子又与空气中的氢离子结合生成过氧化氢分子和氧气：

O₂^-+ O₂^- +H⁺+H⁺→H₂O₂+O₂                       （2）

过氧化氢分子再次与这些负氧离子结合，生成重要的羟基自由基、氧气和氢氧根离子：

H₂O₂+ O₂^-→HO·+ O₂+OH^-                      （3）

氢氧根离子与氢离子生成水：

H⁺+OH^-→H₂O                            （4）

光催化材料表面形成的空穴（h⁺）夺取空气中水分子的电子（e），形成羟基自由基和氢离子：

H⁺+H₂O→HO·+H⁺                         （5）

羟基自由基（HO·）具有极强的氧化性，能无选择性的分解所有可挥发性醛类、苯系类和TVOC等有机污染物。

当羟基自由基遇到甲醛分子时，瞬间将其氧化成甲酸分子和水后，甲酸分子又迅速被羟基自由基瞬间氧化，分解生成二氧化碳和水：

HO·+ HO·+HCHO→HCOOH+H₂O                （6）

在这一过程里，“兰舍1号”作为分解材料，不会被消耗，只起到催化作用，从而保证硅藻泥能够持续性的分解甲醛等有害气体。

二、分解技术已达世界先进水平

“兰舍1号”的主要成分为：硅藻土复合纳米二氧化钛、硅藻土复合纳米氧化锌和托玛琳。其中硅藻土复合纳米二氧化钛光催化材料是我国国家“十二五”科技支撑计划重点项目，已通过科学技术成果鉴定（建材鉴字 [2009]第005号）、检测报告与环境监测报告。该复合材料的光催化性能不逊于目前世界上公认最先进的德国产P25（纯纳米TiO2）产品，达到国际先进水平。

而当前在日本公认的最先进、有效的分解有害气体的方法就是纳米二氧化钛光催化技术，如：日本最大的建材厂家TOTO，2014年推出的新型陶板就是应用纳米二氧化钛光催化这一先进技术。

此外，硅藻土复合纳米氧化锌光催化材料不仅可以在有光的条件下分解甲醛等有害气体，还能起到抗菌防霉的作用。多种材料的复合提高了“兰舍1号”分解材料的价带高度，缩小其禁带宽度，使得UV-Vis漫反射谱的吸收谱线红移，增加了可见光吸收效率。同时也提高了电子的传导效率，大大降低了光生电子空穴对的复合效率，从而大大提高了材料本身的光催化效率。而“兰舍1号”本身不仅不会在分解过程中发生消耗，更无毒无害，安全环保。可以说以“兰舍1号”为代表的光催化分解技术，代表着国际硅藻泥壁材研发领域的最前沿。