一、光觸媒降解甲醛原理
1967年，日本東京大學(xué)的本多建一教授和博士班學(xué)生藤島昭發(fā)現(xiàn)，用光照射二氧化鈦電極可進(jìn)行水的電解反應(yīng)。這就是著名的“本多作用的光催化反應(yīng)，將空氣中的水或氧氣催化成氧化能力極強(qiáng)的羥基自由基（·OH）和超氧陰離子自由基（O?·）、活性氧（HO?·，H?O?）等具有極強(qiáng)氧化能力的光生活性基團(tuán)，這些光生活性基團(tuán)的能量相當(dāng)于3600K的高溫，具有很強(qiáng)的氧化性。
這些強(qiáng)氧化性基團(tuán)可強(qiáng)效分解各種具有不穩(wěn)定化學(xué)鍵的有機(jī)化合物和部分無(wú)機(jī)物，并可破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜和凝固病毒的蛋白質(zhì)載體。原理如圖1所示。
圖1 光催化空氣治理原理
納米光電自潔涂層是在有光的條件下，把免費(fèi)的光能不斷轉(zhuǎn)化成瞬間的靜電，利用空氣里的氧氣和水汽對(duì)空氣里的有機(jī)污染物分子（比如甲醛，苯系化合物）或落在表面的有機(jī)污染物污漬進(jìn)行持續(xù)性的電化學(xué)降解，使污染物降解成水溶性小分子物質(zhì)，甚至二氧化碳和水。
二、光電涂層自潔原理
在自清潔中，接觸角是一個(gè)很重要的概念，反映了界面親水性的大小。如圖2所示，由于界面張力作用，在界面上的液體表面將會(huì)形成一個(gè)球面，而角θc就是該液體在該界面的接觸角。對(duì)水來(lái)說(shuō)，接觸角越大，說(shuō)明界面的親水性越差；接觸角越小，說(shuō)明界面的親水性越強(qiáng)。圖3很直觀的反映了接觸角潤(rùn)濕性的關(guān)系。
圖2. 接觸角
圖3. 接觸角與親水性的關(guān)系
如圖3所示，當(dāng)接觸角小于90°可稱(chēng)作親水表面，大于90°可稱(chēng)作疏水表面，當(dāng)接觸角小于10°時(shí)就可以認(rèn)為界面是超親水表面，同樣，當(dāng)接觸角大于150°就可以認(rèn)為界面是超疏水表面。而超親水表面與超疏水表面都可用于自清潔。
1、超疏水自潔涂層
超疏水性自清潔涂料，是利用納米粒徑可控的特性，通過(guò)仿真荷葉自清潔的原理，使水與涂層表面接觸角度接近90度形成水珠滾落，實(shí)現(xiàn)疏水防水的作用。同時(shí)，由于灰塵在表面的附著力下降，水珠滾落或微風(fēng)即可帶走。其應(yīng)用領(lǐng)域范圍廣泛，多個(gè)環(huán)保難題迎刃而解?？梢詮V泛用于大理石等石材、混凝土等領(lǐng)域。原理如圖3所示。
圖3 超疏水表面自潔原理
2、超親水自潔涂層
超親水性自清潔涂層，是通過(guò)經(jīng)親水性硅氧烷改性之后的納米TiO2顆粒來(lái)實(shí)現(xiàn)超親水的性能，通過(guò)光致親水特性在玻璃表面形成水膜，從底部沖走灰塵，進(jìn)而達(dá)到自清潔的目的。該涂料中，由于TiO2粒子在水溶液中的穩(wěn)定性良好，所以透明度更高，自清潔效果更理想。如果用于玻璃表面，還具有防霧、防水滴的功能、抵擋近紅外光、防止熱輻射，達(dá)到節(jié)能保暖的功能。原理如圖4所示。
3、防霉、防菌原理
光電效應(yīng)會(huì)在物體表面形成很微弱的靜電場(chǎng)，苔蘚、細(xì)菌、霉菌等微生物無(wú)法生存，達(dá)到防霉、防菌的作用。
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