基本信息
- 项目名称：
- 空气负离子型多孔净化陶瓷的制备
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本项目以电气石、沸石为主要原料，制备出可以吸收有害气体及释放负离子的多孔陶瓷，采用多系列试验设计法，探讨了烧成温度和原料之间配比对产品强度和气孔率的影响，采用甲醛试纸检测产品吸收有害气体的性能，结果显示，当烧结温度为950℃，电气石为50（wt%）、沸石47（wt%），制备出外观设计灵活多样且具有快速、高效去除环境中有毒、有害气体特点的环境净化用多孔陶瓷并且可通过化学或物理方法再生。
- 详细介绍：
- 实验以沸石、膨润土等材料为基础，利用其所具有的物理吸附功能，并加入能产生负离子的电气石等材料，通过配方优化，制备出一种新型的环境净化用多孔陶瓷产品。本作品通过结构设计，物理吸附能力强；且能产生负离子的材料加入，可形成永久的静电场，具有快速、高效去除环境中有毒、有害气体的特点；外观设计灵活多样，结合环境净化与装饰功能为一体；可通过化学或物理方法再生。 技术关键有多孔陶瓷材料配方的优化，制备出具有一定强度，孔径适当（提高物理吸附能力）、负离子的产生能力强的产品。 主要技术指标：产品强度达5MPa以上；孔隙率达70%；负离子发射能力达9000个/ml以上。 本产品具有以下特点：1 具有物理吸附和化学吸附；2 可以产生负离子；3 其空气接触面积大，净化能力强；4 可移动、可循环。 该产品使用范围广，由于其外观的多样性、体积小、可移动，还有红外发射以及电磁屏蔽等功能。可制成室内摆件、汽车内部挂件、室内空气净化器，随身挂饰等商品，可全面的替代以往传统的环境净化产品。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目前，随着人们生活水平的提高，室内，车内有害空气成为影响身体健康的一大隐患而日益受到人们的关注。具有抗菌、负离子及远红外功能的复合材料将是今后居家旅行室内装饰的发展趋向。 本作品以沸石、膨润土等材料为基础，利用其所具有的物理吸附功能，并加入能产生负离子的电气石等材料，通过配方优化，制备出一种新型的环境净化用多孔陶瓷产品。本作品通过结构设计，物理吸附能力强；且能产生负离子的材料加入，可形成永久的静电场，具有快速、高效去除环境中有毒、有害气体的特点；外观设计灵活多样，结合环境净化与装饰功能为一体；可通过化学或物理方法再生。 本作品的技术关键有多孔陶瓷材料配方的优化，制备出具有一定强度，孔径适当（提高物理吸附能力）、负离子的产生能力强的产品。 主要技术指标：产品强度达5MPa以上；孔隙率达70%；负离子发射能力达9000个/ml以上。
科学性、先进性
- 目前，国内外与该项目研究相似的技术产品有：1 室内负离子产生器 ，但其体积大而且需要动力能源；2 负离子地砖，其缺点在于不可以移动， 体表面积比小，不可以循环使用；3 汽车内部空气净化器，主要成分是活性炭，只能物理吸附，不可循环使用；4 室内净化剂，如樟脑丸，会产生对人体有害的气体。 本项目研究的产品是以沸石、膨润土为基础同时加入电气石等材料， 通过配方优化，具有以下特点：1 具有物理吸附和化学吸附；2 可以产生负离子；3 其空气接触面积大，净化能力强；4 可移动、可循环。 该产品使用范围广，由于其外观的多样性、体积小、可移动，还有红外发射以及电磁屏蔽等功能。可制成室内摆件、汽车内部挂件、室内空气净化器，随身挂饰等商品，可全面的替代以往传统的环境净化产品。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 该作品具有以下特点：1 具有物理吸附和化学吸附；2 可以产生负离子；3 其空气接触面积大，净化能力强；4 可移动、可循环。 随着生活水平的提高，对环保方面的产品越来越重视，环保材料市场逐年增大。与目前市场上的负离子产生器，负离子砖，活性炭空气净化器，樟脑丸等相比 ，该产品具有更多的功能，市场潜力大。而且该产品生产成本低，可大量生产，同时因具备可循环利用、适用范围广，所以能够带来巨大的经济效益。
同类课题研究水平概述
- 国外研究证明:环境功能材料具有电自极化性能,极化能量来自温度变化,在光源条件下可产生负离子,催化分解甲醛等有害有机分子、促进空气中悬浮物的沉降,从而净化空气;可吸附水中重金属,调节水的pH值至中性,具有活化水分子的作用。因此,开发能够消除环境污染、促进人民身体健康的材料,特别是能够循环使用的环保陶瓷材料,不仅对社会有利,同时也具有非常广阔的市场前景。电气石是电气石族矿物的总称,化学成分较复杂,是以含硼为特征的铝、钠、铁、镁、锂的环状结构硅酸盐矿物。其化学式为化学式为（Na,Ca）(Mg,Fe2+,Fe3+,Li,Al)3AL6[Si6O18](Bo3)3(OH;F)4,并含有微量铬、锰、钛、铯等对人体有益的元素。电气石自身具有电磁场,当温度和压力有微小变化时,即可使矿石晶体之间产生电势差(电压)。这个能量可促使周围空气中水分子发生电离,脱离出的电子附着于邻近的水和氧分子,使它们转化为空气中的负离子。 日本学者Kubo发现并提出电气石具有永久性自发极化效应。电气石晶体在沿其三次对称轴的两端会积聚一定量的异性电荷,产生异性两极;Voigt检测了室温下电气石晶体的自发极化值,得到Ps=0.011MC/cm2。一般认为,极化电荷的产生是由电气石具有的热电性和压电性引起的。当电气石晶体所处环境温度与压力变化时,晶体中带电粒子之间发生相对位移,正负电荷中心发生分离,晶体的总电矩发生变化,从而导致极化电荷产生。电气石的自发极化效应表现为,在电气石晶体周围存在着以c轴轴面为两极的静电场,场强E0=Ps/2ε0,据Voigt给出的Ps值,得到E0=6.2×106V/m。
