瑞阜景丰:让有光的地方没有污染
2019-01-23 15:01 原作者:zgkjtzwz 访问量:2420次

来源:中国科技投资杂志

 

 

近年来,大气污染、水污染、病毒感染、室内污染等对环境的污染问题在全球范围内扩展、成为威胁人类生存的严重的问题。由于垃圾焚烧场排放出的二噁英、船底防污涂料所使用的有机锡、滴滴涕(DDT)以及六六六(BHC)等农药、造纸厂排放的废水、建筑材料中使用的溶剂、粘着剂、废气排放中的苯并芘等各种各样的化学物质扰乱人的内分泌,而引起过敏症以及过敏性皮炎和化学物质过敏症等疾病,这些污染处理起来非常困难。对环境污染物的传统处理方法主要有收集、浓缩和焚烧处理,如果用同样的方法来处理,由于污染范围极广,必须对大量的水、大气和土壤进行处理。从而消耗大量能源和放出大量的二氧化碳气体,更严重的是伴随焚烧处理还可能产生二噁英等剧毒物质。因而如果用传统方法来处理环境污染物时,人类将面临能源危机、地球温暖化和更进一步污染环境的危险,因此,必须寻求新的、行之有效的环境净化技术。

纳米TiO2光催化氧化技术在降解有机污染物和利用太阳能等方面有着突出的优点,尤其是近年来高效率的光催化剂、纳米粒子与金属掺杂、光电结合的催化方法以及太阳能技术的研究开发,使纳米TiO2光催化氧化应用领域有着良好的发展前景。随着光触媒应用研究的不断更新,已开发出大量实用产品。应用范围包括抗菌、防霉、空气净化、自净化、防雾、大气净化、水处理等广泛的领域。由于光触媒具有抗菌除臭等多种用途而最适合于护理用品,必将伴随人口老龄化而成长为巨大的产业。

 

光触媒——只要有光,就可以使用的技术

 

光触媒在光的照射下,可激活材料表面吸附的氧和水分,产生具有氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧,发生氧化反应,使空去中的VOCs彻底分解为二氧化碳和水。

为触发光触媒反应,光触媒涂层需要具备特殊的光学特性。为了解释其特性,先简要介绍下能带理论。对于某种材料的原子微观结构而言,可以将其能级按照能量范围划分为不同的带,即“能带”。其中,“价带”是绝对零度下被电子占满的最高能带,是价电子的能量空间,属于能量较低的能带;“导带”是自由电子形成的能量空间,属于能量较高的能带,若导带空间内无电子,则称之为“空带”。价带与空带之间的能量差称之为“能隙”,这部分空间称之为“禁带”。电子在价带内无法自由移动,也无法在禁带空间停留。当此材料接收到某种大于能隙的能量后,可能会激发价电子,使价带中的电子跃迁至空带,此时空带转变为导带,价电子转变为自由电子。当材料产生自由电子后,材料本身就会被激发出一些特性,光触媒作用就是其中一个特性。

光触媒多为半导体或金属络合物等,其中的“明星”要数锐钛型纳米二氧化钛。当二氧化钛受到紫外线照射时,其表面就会有电子跑出来,于是出现了带正电荷的“空穴”。这种“空穴”具有很强的氧化能力,可以从周围的空气或水分夺取电子;被夺取电子的氢氧基变得极不稳定,具有极强的氧化能力,可以氧化分解各种有机化合物和部分无机物,能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质,使之变成无害的二氧化碳和水,释放到空气中。整个过程中,二氧化钛自身不直接参与反应,只起到催化剂的作用,即使在室内荧光灯等微弱光源下也能发挥其功能。所以,它本身的能力并不随时间推移而消耗衰减,在理论上具有永久性,可以随时随地处理和净化各种有害气体,使周围空气保持清新的状态;并且能够在各种材料表面喷涂,具有永久性的杀菌、除臭、防污的功能。

纳米材料在光的照射下,把光能转变成化学能,促进有机物的合成或使有机物降解的过程就是光触媒技术。这一过程也叫做光催化,所以光触媒技术又叫做光催化技术。目前,该技术已经在太阳能储存与利用、光催化转换、水和空气的净化、细菌和病毒的破坏、癌细胞的杀伤、异味的控制、光解水产生氢气、固氮及石油泄露的清除等方面得到广泛应用。光催化材料对种类众多有机物都有分解效果,美国环保署公布的九大类114种污染物均被证实可通过光催化得到分解,常见有机污染物:三氯甲烷、四氯化碳、六氯苯、卤代有机化合物、染料、表面活性剂、农药,及其他有机化合物。难降解、毒性强的有机污染物:具有生物难降解及致癌作用的物质,如二噁英、三氯苯酚等。这些有机物可被矿化为二氧化碳、水和无毒性的简单化合物。

 

光触媒行业——价值万亿的蓝海

 

人们常说,21世纪是环境保护的世纪,光触媒作为对环境友好的净化已经广泛地发展起来,在世界中的任何地方只要有光就可以使用光触媒技术。光触媒具有利用干净且取之不尽用之不竭的太阳能就能将扩散在环境中的污染物安全有效地处理,可永久性循环使用等众多的优点。由此可见,光触媒技术将在今后有更大的发展空间,成为环境净化技术中的一个亮点。

据统计,国内室内环境治理市场规模已超过1000亿元,并以每年30%的速度保持持续增长。在这样的巨大市场规模下,我国与国外发达国家的差距还是非常大的。我国室内环境治理消费在国内生产总值中所占比重仅仅为0.5%左右,而在发达国家中占比均达到20%以上。这意味着国民对于室内环境治理的需求及市场还远远未被开发出来,这个市场在未来的规模将会达到万亿,也被美国《财富》杂志誉为未来10年增长最快的10个行业之一。

室内环境治理行业备受关注,除了刚性需求外,还有以下几方面因素造成的。国家政府部门的高度关注。从2001年温家宝总理在《室内装修污染眼中,规范市场刻不容缓》一文中提出“此事事关居民身体健康,应引起重视”到2015年“十三五”提出环保产业多领域迎来发展新格局。国家的重视,使得该行业越发潜力无限。由于室内环境污染引致的各种病例乃至死亡案例层出不穷,通过现代媒体的报道和渲染,让民众对于室内环境污染治理的需求无限扩大。我国由于在工业材料(如装饰材料、建材用料等)使用上控制不严,缺乏统一标准,技术水平落后,致使国内各种工业用品指标超标,蕴含着各种对人体有害的物质,在使用各种产品时难以从源头进行病毒的根绝。室内环境治理,一个价值万亿的市场,等待挖掘。

在环境污染如此严峻的当下,环保行业的发展,成为了一个不可阻挡的趋势。环保行业是未来的黄金产业,也是未来的国家支柱产业之一,受到国家支持的产业。环保行业,在全球各个国家里面的发展都极为迅速,也是全球公认的最具有发展前景的行业之一。同时,我国环保经过多年发展已经逐步发育为一个潜力巨大的蓝海市场。再加之环保写入国策,各项法规的相继颁布,可持续发展成为主流,环保行业拥有如此强大的市场需求,势必引发各界资本的争抢,未来市场空间将持续扩张。

 

瑞阜景丰——中国光触媒行业新星

 

作为国家级高新技术企业,瑞阜景丰(北京)科技有限公司(以下简称瑞阜景丰)一直致力于光催化纳米材料在环境保护产业的开发及应用,长期与国内各大院校及科研机构合作,将可见光催化科技成果向产业化转化,形成了具有自主知识产权结构的可见光催化环保技术与产品,不断提升公司核心竞争力。此外,公司还与中国科学院理化技术研究所只金芳教授合作开展可见光光触媒技术应用在公路表面降解氮氧化物的环境实验;2016年11月,瑞阜景丰与中国建材检验认证集团股份有限公司、全国纳米技术标准化技术委员会联合开展编写制定“光催化纳米材料图层降解笨性能测试方法”的国家标准(计划号2016758-T-491)工作。目前,瑞阜景丰已拥有10多项自主知识产权,以“锐钛型纳米二氧化钛分解有机化合物的检测方法”“在800℃保持锐钛型纳米TiO2晶型的方法及其在玻璃砖上的应用”“一种锐钛型纳米二氧化钛在纺织物表面的分散方法”“在建筑材料表面分散锐钛型纳米二氧化钛的方法”四项核心专利为基础,以治理室内外空间环境为己任,以实现生活空间零污染为目标的环境治理技术服务商。

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