建筑物外壁具有凈化空氣的高性能復(fù)合薄膜的制作方法
【專利摘要】建筑物外壁具有凈化空氣的復(fù)合薄膜屬于建筑物凈化領(lǐng)域,是在建筑物外壁的表面植有100%無機(jī)保護(hù)層，在100%無機(jī)保護(hù)層的表面植有二氧化鈦復(fù)合機(jī)能層。通過建筑物外壁負(fù)載二氧化鈦薄膜，能夠有效分解大氣中的二氧化硫、氮氧化物，防止PM2.5的生成，凈化空氣污染的高性能復(fù)合薄膜，同時(shí)使建筑物防污自潔。
【專利說明】建筑物外壁具有凈化空氣的高性能復(fù)合薄膜

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于建筑物凈化領(lǐng)域，具體地說是涉及通過建筑物外壁負(fù)載二氧化鈦薄膜，能夠有效分解大氣中的二氧化硫、氮氧化物，防止PM2.5的生成,凈化空氣污染的高性能復(fù)合薄膜，同時(shí)使建筑物防污自潔。
技術(shù)背景
[0002]建筑物在新建成時(shí)無論表面多干凈,幾年后建筑表面也會(huì)附著一層厚厚的污垢。一般，形成建筑表面污垢的主要原因是硅油、廢氣、煤煙、等油垢附著在建筑外壁上，加上大氣中的塵土、灰塵，碳粉等的慢慢堆積，長(zhǎng)時(shí)間便形成了頑固的污垢。
[0003]不斷惡化的氣候、環(huán)境、工業(yè)排放、汽車尾氣排放等，造成了城市大氣污染，另外，由于風(fēng)力與建筑物的摩擦產(chǎn)生靜電會(huì)使空氣中的粉塵及大量的燃油排放物等有機(jī)有害的油性污染物與緊密的結(jié)合在一起，大量地附著在建筑物的外壁上，造成建筑物外壁污染。
[0004]現(xiàn)代建筑經(jīng)常采用的外墻裝飾材料包括建筑帷幕墻(玻璃幕墻、金屬板、鋁板幕墻、石材幕墻、陶土板幕墻、采光天頂天窗、膜結(jié)構(gòu)工程、室外玻璃觀光電梯等)、外墻瓷磚、外墻涂料等等，而這些在城市中通常采用的外墻材料在使用的過程中，卻往往會(huì)不同程度地出現(xiàn)被惡化的環(huán)境污染的情況，這樣，在建筑使用的過程中的清洗和維護(hù)不僅非常麻煩，費(fèi)用也非常昂貴。同時(shí)，為了保持物業(yè)的價(jià)值，物業(yè)公司對(duì)外墻的清洗和維護(hù)只能采取被動(dòng)的方案，投入不斷地增加。時(shí)間長(zhǎng)了難免不堪負(fù)重，影響城市環(huán)境。
[0005]近年來，長(zhǎng)三角、珠三角、京津冀等區(qū)域每年都出現(xiàn)灰霾的污染天氣，PM2.5成為了社會(huì)公眾普遍關(guān)注問題。如何治理大氣污染將成為今后數(shù)十年的社會(huì)環(huán)境保護(hù)的課題。
[0006]以二氧化鈦為主的光觸媒技術(shù)做為二i^一世紀(jì)高科技光催化環(huán)保技術(shù)，對(duì)于逐步擴(kuò)大的環(huán)境污染來說，已成為凈化環(huán)境和大氣污染最理想的高科技新型材料，以其超強(qiáng)的分解性能可以將空氣中的所有有機(jī)有害揮發(fā)物質(zhì)分解成二氧化碳和水，以其超強(qiáng)的親水性能有效的防止建筑物外壁的污染達(dá)到防污自潔的目的。
[0007]二氧化鈦?zhàn)鳛榘咨伭希呀?jīng)廣泛使用在牙膏、化妝品、涂料等行業(yè)。通常在常溫常壓條件下，其化學(xué)、物理性質(zhì)非常穩(wěn)定，不溶于堿、酸、水及一般有機(jī)溶劑，甚至不與氟化氫、氮及硫化氫等化學(xué)反應(yīng)性極強(qiáng)的氣體發(fā)生反應(yīng)。作為光催化劑噴植成膜后具有耐久性、抗磨耗性、安全、經(jīng)濟(jì)和實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)。
[0008]二氧化鈦有金紅石(rutile, R type)、銳鈦礦(anatase, A type)及板鈦礦(toookite)三種結(jié)晶結(jié)構(gòu)。其中，金紅石是最穩(wěn)定的結(jié)晶體，銳鈦礦及板鈦礦在高溫下會(huì)轉(zhuǎn)換成金紅石結(jié)構(gòu)，而且這種反應(yīng)是不可逆的。
[0009]當(dāng)二氧化鈦受到能量大于二氧化鈦能帶的光照射時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電子和電洞，它們與水和氧發(fā)生反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生活性氫氧自由基(OH)及過氧基等活性氧(02)成分。這些活性氧成分具有很強(qiáng)的反應(yīng)性，特別是活性氫氧自由基，它具有120kal/mol的能量，而構(gòu)成有機(jī)化合物的碳一碳(C一C)、碳一氣(C一N)、碳一氧(C一H)、氧一氧(O —H)、氣一氧(N —H)的共價(jià)鍵，結(jié)合鍵能100kal/mol左右；如果活性氫氧自由基及過氧基等作用于碳一碳、碳一氮、碳一氫、氧一氫、氮一氫的結(jié)合鍵之上。這些結(jié)合會(huì)被輕易破壞，并使有機(jī)化物分解。所以利用光催化技術(shù)幾乎可以使所有有害的有機(jī)化合物最終分解為二氧化碳和水等無毒性物質(zhì)。
[0010]我們通常采用的光催化劑為銳鈦礦的二氧化鈦，在紫外線照射和可視光條件下，能使其發(fā)生光催化反應(yīng)。二氧化鈦具有分解全部有機(jī)化合物的神奇力量。
[0011]二氧化鈦受光線照射后，會(huì)產(chǎn)生活性氫氧自由基等活性氧。這種活性氧和氯氣、次氯酸、雙氧水、臭氧等氧化劑具相比有更強(qiáng)的氧化能力，因此利用光催化作用不僅可以進(jìn)行殺菌和消毒，同時(shí)它還可以溶解水中及空氣中含有的各種有害有機(jī)化合物，并進(jìn)行分解，使其變得無害。因此光催化技術(shù)可以用于水源處理、除臭、汽車廢氣處理、空氣凈化、土壤處理、抗菌、防霉、去污、防滑、解決住宅綜合癥候群，以及防止醫(yī)院的內(nèi)部傳染等各種環(huán)境處理。
[0012]光觸媒是一類以二氧化鈦為代表的具有光催化功能的半導(dǎo)體材料的總稱。光觸媒即是光催化劑，所謂催化劑就是用于降低化學(xué)反應(yīng)所需的能量，促使化學(xué)反應(yīng)加快速度，但其本身卻不因化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生變化的物質(zhì)。
[0013]光觸媒的功能
[0014]1、凈化空氣:因Ti02所產(chǎn)生的氫氧自由基會(huì)先行破壞有機(jī)氣體分子的能量鍵，使有機(jī)氣體成為單一的氣體分子，加快有機(jī)物質(zhì)、氣體的分解，將空氣中的甲醛、苯等各種有機(jī)物、氮氧化物、硫氧化物以及氨等氧化，還原成為無害物質(zhì)。它可將人體臭，動(dòng)物臭以及煙味去除，凈化空氣。光觸媒氧化鈦在接觸光時(shí)，能發(fā)揮消臭、抗菌、防污等優(yōu)良性能，尤其是在解決大氣環(huán)境惡化、新型建筑材料及家具中的化學(xué)物質(zhì)對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響、汽車尾氣產(chǎn)生的大氣污染等問題時(shí)，受到了人們的歡迎。
[0015]2、除臭:煙臭，垃圾臭，動(dòng)物體臭，污泥臭，生活臭等除臭作用。二氧化鈦Ti02比臭氧(03)負(fù)離子，有更強(qiáng)的氧化能力；比活性碳、HEAP有更強(qiáng)的吸附力，亦具有活性碳、HEAP所沒有的分解功效(分解細(xì)菌)。Τ?02脫臭能力根據(jù)歐美國(guó)家權(quán)威實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，每一平方公分的Ti02與每一平方公分的高效能纖維活性碳比較，Τ?02的脫臭能力為高效能纖維活性碳的150倍，相當(dāng)于500個(gè)活碳冰箱除臭劑。
[0016]3、防污:防止香煙焦油，一般油污的附著及廁所馬桶發(fā)黃；防止金屬生銹，防止被涂物體的褪色。
[0017]4、殺菌
[0018]?以Ti02的超氧化能力破壞細(xì)胞的細(xì)胞膜使細(xì)胞質(zhì)流失導(dǎo)致細(xì)菌死亡；
[0019]?凝固病毒的蛋白質(zhì)，抑制病毒的活性，并且捕捉、殺除空氣中的浮游細(xì)菌，其能力高達(dá)99.96% ；
[0020]?可殺除大腸桿菌、綠膿菌、金黃色葡萄球菌、黑曲菌等；
[0021]?可分解空氣當(dāng)中的過敏源、減少過敏性疾病及氣喘，亦可分解細(xì)菌，
[0022]5、防霉抗菌:防止發(fā)霉及藻類的生成，防止水垢的附著。
[0023]6、經(jīng)光觸媒處理后的物體表面會(huì)產(chǎn)生超親水特性，當(dāng)灰塵污垢落在物體表面上后，只需以清水清洗，灰塵污垢會(huì)隨清水脫落，具有防污自潔的功能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0024]針對(duì)上述大氣污染所造成的環(huán)境問題，本實(shí)用新型提供了利用二氧化鈦光催化環(huán)保技術(shù)的凈化空氣、除臭、防污、殺菌、防霉抗菌和防污自潔的特性在基材表面制造一層純粹的堅(jiān)固的二氧化鈦薄膜的高性能復(fù)合光催化劑。
[0025]本實(shí)用新型的技術(shù)方案:通過建筑物外壁負(fù)載具有凈化空氣性能的高性能復(fù)合光催化劑；是在建筑物外壁的表面植有100%無機(jī)保護(hù)層，在100%無機(jī)保護(hù)層的表面植有二氧化鈦復(fù)合機(jī)能層。
[0026]所述的建筑物外壁具有凈化空氣的復(fù)合薄膜，100%無機(jī)保護(hù)層根據(jù)墻壁的基材不同而采用不同的100%無機(jī)保護(hù)層，墻壁基材是玻璃的，100%無機(jī)保護(hù)層是100% 二氧化硅薄膜層；墻壁基材是石材或者涂料的，100%無機(jī)保護(hù)層是100% 二氧化鈦薄膜層。
[0027]有益效果:本實(shí)用新型在自然光和可視光的條件下會(huì)產(chǎn)生超強(qiáng)光催化分解反應(yīng)，將大氣中有機(jī)化合物分解成二氧化碳和水，防治PM2.5的生成，凈化大氣污染，光催化技術(shù)的親水性能和防靜電性能能夠分解空氣中的油分使沙塵不易附著，通過陽光和雨水的自然力量的清洗達(dá)到防污自潔，美化城市環(huán)境，凈化空氣，長(zhǎng)期保持建筑物的美觀和清潔。減少清潔費(fèi)用并具有防霉及防止紫外線裂變的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
:
[0028]本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
[0029]圖中:1、建筑物外壁；2、100%無機(jī)保護(hù)層；3、二氧化鈦復(fù)合機(jī)能層

【具體實(shí)施方式】
[0030]如圖中所示，本實(shí)用新型提供了是在建筑物外壁I的表面植有100%無機(jī)保護(hù)層2，在100%無機(jī)保護(hù)層2的表面植有二氧化鈦復(fù)合機(jī)能層3。100%無機(jī)保護(hù)層2強(qiáng)化機(jī)能層的附著力，具有耐候性、耐酸、耐堿、防止基材劣變；保證了二氧化鈦復(fù)合機(jī)能層3的凈化空氣的持久性。二氧化鈦復(fù)合機(jī)能層3的二氧化鈦的高分解性能可將油污及空氣中的有機(jī)化合物分解凈化；二氧化錫的防止靜電性能，使沙塵不易附著于建筑物外壁上；二氧化鈦具有親水性，在雨水的沖刷下使建筑物外壁保持長(zhǎng)久的自潔功能。
[0031]所述的建筑物外壁具有凈化空氣的復(fù)合薄膜，100%無機(jī)保護(hù)層2根據(jù)建筑物外壁I的不同而采用不同的100%無機(jī)保護(hù)層2，建筑物外壁I是玻璃的，100%無機(jī)保護(hù)層2是100% 二氧化硅薄膜層；建筑物外壁I是石材或者涂料的，100%無機(jī)保護(hù)層2是100% 二氧化鈦薄膜層。
【權(quán)利要求】
1.建筑物外壁具有凈化空氣的高性能復(fù)合薄膜，其特征在于:是在建筑物外壁(I)的表面植有100%無機(jī)保護(hù)層(2)，在100%無機(jī)保護(hù)層(2)的表面植有二氧化鈦復(fù)合機(jī)能層(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑物外壁具有凈化空氣的高性能復(fù)合薄膜，其特征在于:100%無機(jī)保護(hù)層(2)根據(jù)墻壁的基材不同而采用不同的100%無機(jī)保護(hù)層(2)，墻壁基材是玻璃的，100%無機(jī)保護(hù)層(2)是100% 二氧化硅薄膜層；墻壁基材是石材或者涂料的，100%無機(jī)保護(hù)層(2)是100% 二氧化鈦薄膜層。
【文檔編號(hào)】B01J21/08GK204081331SQ201420144352
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】馮澤云, 韓延昆 申請(qǐng)人:北京納琦環(huán)?？萍加邢薰?br>