第45期迈科技公益大讲堂 光催化技术的环保应用专场成功举办
浏览量:490 发布时间:2022-01-25 09:49:56

1月14日上午,迈科技举办光催化技术的环保应用专场线上分享会。上海大学尹东光老师担任嘉宾,带来光催化技术的环保应用分享。活动以腾讯会议在线分享的形式进行,富阳、瓯海、德清等地科技大市场,以及太仓技术创新服务中心、包头产业创新技术服务中心等联合支持,邀请到德清赛禄电子有限公司、淄博高创环保材料有限公司、上海黎盈环境工程技术服务有限公司等40余家相关领域企业代表参会,线上交流精彩纷呈。


光催化技术如何高效净化有机污染物?近年来随着环境问题进一步凸显,如何妥善处理生产和生活中水、气污染成为大众市场关注热点。光催化技术不使用有毒害的化学试剂,仅仅以光驱动催化反应就可清除环境中的有机污染物,并可杀灭细菌与病毒,具有绿色环保、节能、低成本、长效、广普等优点,近年来逐渐成为环保领域的新星。


会上尹老师讲解团队光催化产品

 

会上,尹老师围绕①光催化剂技术介绍、②光催化网、③团队研发产品、④团队技术背景,为在场企业展开生动介绍。团队已研发出多种类新型光催化剂,包括:类石墨相氮化碳纳米复合光催化剂、量子点纳米光催化剂、MOFs纳米光催化剂、COFs纳米光催化剂等。同时,已研发出一种以纤维网为基材的新型高效光催化网。所研发的新型光催化剂具有高的可见光催化效率,如其中的量子点光催化剂的催化效率是基准试剂P25的10倍以上,是目前国际上催化效率最高的光催化剂之一。所研发的新型光催化网是采用新技术与新材料将高效的光催化剂牢固附着在廉价、耐高温、不溶于水与有机溶剂的网材料上,其在催化效率与生产成本等方面明显优于市场已有的光催化网产品如铝蜂蜜网、陶瓷网、海绵网等。


光催化剂及催化网样品


尹老师介绍,新型光催化剂与光催化网技术可创新解决多领域环保处理难题。其中光催化剂既可用于民用与工业的空气与水净化,同时也能与涂料、建筑材料、食品包装、织物、灯具材料等结合应用,起到防霉、抗菌、自清洁与净化空气的作用。其中的光催化网特别适合应用于空气净化器、消毒机、车载净化器及水的净化。


自由对接环节,参会企业踊跃发言,纷纷就光催化技术适用条件、催化剂使用特性、催化网加工、催化技术应用场景展开热烈讨论,尹老师详细分享了技术观点。上海黎盈环境工程技术服务有限公司表示光催化技术对企业技术提升非常有益,希望线下与老师进一步切磋。本次双方技术、市场激烈会话中,尹老师总结说光催化技术不但可应用于环保领域,未来医疗杀菌、车载技术结合也是不错的延伸方向,对团队未来研究工作非常有启发。


部分会上热门问答


问:什么波段的光线能够和催化剂产生作用?

尹老师:这取决于具体催化剂。比如光触媒,也就是二氧化钛光催化剂,只能是385nm以下的光线才能产生作用,385nm以上的就不起作用;比如说我们研发的新型光催化剂。可以达到500-600nm、600-700nm,甚至700-800nm都有作用。这个是光催化剂的性质不一样决定的,不同光催化剂的光谱响应范围不一样,响应范围宽的光催化剂可以从紫外光一直到近红外光。

问:光催化剂的使用寿命有多长?影响光催化剂寿命的条件是什么?

尹老师:光催化剂的使用寿命是由其使用环境及催化剂本身的性质决定的。从原理上来讲,光催化剂的表面只要没有覆盖物,比如颗粒物、灰尘或者其他物质,不影响其与被净化的对象及光线接触就都是起作用的。现实中,使用时间长了光催化剂效率终究会降低,最主要的原因就是表面被覆盖了,无法接触空气或有机污染物,甚至连光线也接触不到,那么催化效果就会降低。同时,使用寿命也跟光催化剂本身的性能有关系。一些高效稳定的催化剂,使用寿命会很长。一般来说,光催化剂的寿命相对都是比较长的,如果不是做VOCs,只是做民用,一年或几年可能没有问题。如果说光催化剂表面有覆盖物,比如空气净化器的光催化网,只要清洗掉表面的覆盖物就可以继续使用。

问:光催化网是否方便加工?

尹老师:很方便,在实验室就可以实现。有一个喷涂的工具,一个烘干的设备,或者直接在阳光下晾干,就可以制作。我们的新型光催化网,制作工艺比较简单,使用操作也很便利。

问:这个产品的环保性如何?对环境的影响有没有?

尹老师:据我所知,光催化剂,包括我们自己研发的这些产品,都是对环境无毒无害的。因为它自身不能跟接触的人或者别的生物发生反应。它只是利用光激发产生电子和空穴,本身不和其他物质发生化学、生物反应。

问:MOF和COF光催化剂的应用和优势是什么?

尹老师:优势就是相对其他光催化剂效率高。因为MOF和COF是有序多孔网状结构的材料,一是对污染物分子有强的吸附作用,二是比表面积大,三是它们对可见光的响应范围比较宽。

问:光催化剂能喷涂在不同的基质上,那么涂在玻璃上是否会影响玻璃的透光率?

尹老师可以选择无色透明的光催化剂,就不影响。

问:光催化剂在医疗领域是否有应用案例或者开发前景?

尹老师:医疗上使用紫外线灯消毒会产生臭氧,臭氧是有害的污染物,光催化剂消毒就可以规避臭氧。手术间或者病房,可以通过和涂料混用达成杀菌消毒的作用,也可使用光催化空气净化器或消毒机。应用肯定是有的,并有很好的开发前景。

问:汽车方面有应用案例吗?

尹老师:有,车载常用的活性炭无法去除甲醛、苯、甲苯等,使用光催化剂的空气清新剂或车载光催化空气净化器就可以达到去除这些有毒有害物质的效果。

问:新型光催化网在使用的过程中,怎么应对光催化剂的团聚和回收问题?

尹老师:团聚问题和使用的添加剂、溶剂、稀释剂、连接剂,以及喷涂方法、网材料等有关系。我们在研发的时候就注意到这个问题。不同的光催化剂团聚程度是不一样的,我们使用的这个光催化剂基本上不发生团聚。

回收问题的话,光催化剂喷涂在网上,如果不失效,也就是表面没有被覆盖的话,可长期使用,如果表面有覆盖物可将其清洗掉后继续使用。

问:新型光催化网使用的光催化剂是怎么选定的?如果企业想换其他性能的催化剂,在开发成本上或者难度上会比较大吗

尹老师:这取决于具体的催化剂。目前光触媒是最廉价的材料,可以对光触媒进行改性以提高其可见光催化活性,比如掺杂一些金属或非金属离子,或者一些复合的光催化剂。我们的新型光催化剂,有一些成本跟光触媒差不多,有一些可能要高一些,这些都可以根据需要定制。

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