B2016061131-郑淑珍-谢红璐-毕业论文

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摘要以采用秸秆、棉絮、滑石粉、硅藻土、纳米二氧化钛、脱氢醋酸钠、荧光粉、茶叶粉、去离子水等作为制备墙衣的主要原材料，其中硅藻材料为功能性填料、硅藻土负载的纳米二氧化钛为光催化材料。探讨了墙衣中的有害物质含量，模拟研究了常温日光下墙衣对室内空气甲醛的净化率及净化的持久性。实验结果表明，墙衣中挥发性有机化合物含量合格；在标准状况下，纳米二氧化钛的用量为4%左右较为适宜；在饱和实验15天时，墙衣的持久净化率依然大于70%，可以证明墙衣具有非常好的持久净化能力。通过测试了解墙衣的环保性，制取既符合大众审美需要，又实用实惠，质量安全的墙衣产品，并促进建筑涂料行业的研究进程。关键词：墙衣；纳米二氧化钛；甲醛；净化

1AbstractStraw,cottonbatting,talcumpowder,diatomite,nanometertitaniumdioxide,sodiumdehydroacetate,phosphor,teapowder,deionizedwater,etc.wereusedasthemainrawmaterialsforwallcoatpreparation,amongwhichdiatomitematerialwasthefunctionalpackingandnanometertitaniumdioxideloadedwithdiatomitewasthephotocatalyticmaterial.Thecontentsofharmfulsubstancesinwallclothingwerediscussedandthepurificationrateandthedurabilityofformaldehydeinindoorairweresimulated.Theresultsshowedthatthecontentofvolatileorganiccompoundsinthewallcoatingwasqualified.Understandardconditions,thedosageofnanotitaniumdioxideisabout4%.Whenthesaturationexperimentlastedfor15days,thelastingpurificationrateofthewallcoatwasstillmorethan70%,whichcanprovethatthewallcoathasaverygoodlastingpurificationability.Throughthetesttounderstandtheenvironmentalprotectionofwallclothing,theproductionofbothinlinewiththepublicaestheticneeds,practicalandaffordable,qualityandsafetyofwallclothingproducts,andpromotetheresearchprocessofthearchitecturalcoatingindustry.Keywords：Wallgarment；Nanotitaniumdioxide；Formaldehyde；Purification

2目录1引言11.1墙衣的概述11.2国内外墙衣的发展现状31.2.1墙衣的国内发展现状31.2.2墙衣的国外发展现状41.3墙衣净化室内空气甲醛的性能研究的背景41.4纳米二氧化钛对墙衣净化室内空气甲醛的性能的影响51.5持久净化性能的检测意义61.6本课题研究的目的和意义72实验部分82.1实验仪器及试剂82.1.1实验仪器82.1.2实验试剂82.2实验方法82.2.1涂料配方82.2.2墙衣的有害物质含量的确定92.2.3墙衣的甲醛净化性能的测定92.2.4墙衣的持久净化性能的研究93实验结果与分析93.1墙衣的环保性93.2墙衣的甲醛净化性能103.2.1墙衣的甲醛净化性能与纳米二氧化钛用量的关系103.2.2墙衣的甲醛净化性能与时间的关系113.3墙衣的持久净化性能124结论13参考文献14致谢16

3墙衣净化室内空气甲醛的性能研究1引言随着国内外建筑涂料的迅猛发展，广大群众对于建筑物的安全性能、环保性能、外观装饰等方方面面都提出了更高的要求。在这种信息化时代，不论发达国家，还是发展中国家，都十分重视建筑物外墙的外观装饰，人们甚至将室内的装修装饰也看成提高生活质量和改善生活条件的重要组成部分。这使得建筑行业的新发展面临着更加严峻的挑战，此时墙衣走进了大多数人的眼中[1]。墙衣以其色彩绚丽丰富、容易维护并且其施工简单便利，因此以墙衣作为建筑涂料受到大众越来越多的青睐。尽管墙衣受到课很多人的青睐，但是墙衣的价格并不是很亲民，但是贵也有贵的道理，墙衣就是建筑涂料行业的香奈儿，十分适应现在建筑涂料行业的主流，又十分在意安全环保[2]。随着贫富差异的逐步减弱，平民大众化普及性消费推广理念步伐的加快，越来越多的人选择墙衣作为装修涂料，并且在未来的3－5年内墙衣将在全国全面普及。因此，近年来墙衣的使用十分频繁，越来越多的设计师向业主推荐使用墙衣，使得墙衣越来越被广大群众认知。“生命”这两个字无论是在什么时候都是永恒的话题，然而意外总是让人防不胜防，据有关数据统计，国家统计局说出了一个数字“210万人”，我国因为吸入过量挥发性有机物导致死亡的儿童总人数约为210万人，这让我们不得不注意到建筑物安全性能的问题。墙衣的出现解决了很多人对于建筑材料安全上面的要求[3]。墙衣主要由符合国家纺织标准的天然纤维及合成纤维制成,如秸秆、棉絮等，甚至还有直接取自大自然的硅藻土、茶叶粉，除此之外纵观产品的制造过程中全程由机器完成统一的配料比，这使得墙衣产品在使用过程中极其环保无污染[4]。综上所述，墙衣具有令其他建筑涂料羡慕的环保特性。因为墙衣具有不规则的表面具有反射音波的效果，所以具有吸音效果且吸引系数为0.88；又因为墙衣含有木质纤维，所以其调节空气湿度的功能十分强势[5]。随着国民经济发展的稳定，人民群众对于物质安全性能和外观有了更为苛刻的要求，墙衣先以其绝对的环保和安全性，吸引了大多数人的目光，再以其令人目不暇接的款式和色彩让人移不开脚步。然而，墙衣产业在技术的创新方面还有原材料的配比方面仍然需要很大的努力去完善和改进。17

4为了研究墙衣净化室内空气甲醛的性能，探讨了墙衣的有害物质含量、纳米二氧化钛用量对墙衣净化性能的影响、墙衣的持久净化性能。1.1墙衣的概述在二十一世纪建筑业的发展迅猛，我国的建筑涂料正步入稳步上升的阶段,最主要的建筑涂料有油漆、混凝土、墙衣等，作为重要装建筑涂料的墙衣得到了迅速的发展,需求量也逐年提高。过去一年的时间里，中国的建筑涂料需求以三位数的增长速度迅猛发展。据2019年国家数据统计局公布的2019年度中国涂料工业产品的销售与库存数据展示，在2019-2020一年的时间里中国涂料销售量为2416.1万吨，同比2018-2019年同期1746.8万吨增长了38.32%，其中，2019-2020年四个季度的涂料销售量分别为391.1万吨、569.5万吨、1196.4万吨、1219.7万吨[6]。我国在2019年墙衣需求量在急剧增加，这使得中国墙衣的生产量变高，中国墙衣生产商不得不提升自身的技术来增加自己的竞争力。尽管如此中国在墙衣制作技术和建筑涂料的发展方面与西部国家还是有很大的差距。例如:墙衣用的助剂大部分还依赖外国进口物；且中国的内外墙的腻子和底漆等各方面辅助和墙衣配套的材料生产没有统一的标准随意性大，导致墙衣的质量十分不稳定;墙衣在我国属于新兴产业，大部分厂商都还依靠模仿技术生产，并没有自己研发的核心技术，所以产品模仿同化问题严重等。审视中国建筑涂料的现状可见，中国缺乏对高端产品研发力度的投入，导致低端产品竞争激烈，墙衣的发展困难[7]。尽管如此墙衣还是有它独有特色，让广大群众折服在墙衣的独特魅力：①墙衣非常环保。墙衣采用符合国家要求纤维材料和化学材料制成,并且在产品的加工过程没有任何的有害物质的添加,全程密闭。而且墙衣原材料中纳米二氧化钛可以净化甲醛，这样就可以保护人体健康不受伤害，实验数据可知，墙衣的各项指标符合国家标准，可知墙衣的环保性。②墙衣的色彩艳丽和款式多种多样。墙衣有如衣服般多样的色彩,从简约到复杂，从素雅到艳丽，让人目不暇接，适用于不同的场所，满足不同年龄阶段的个性化需求。③墙衣的实用时间长。墙衣原料中的棉絮和秸秆，使得墙衣有如弹簧一样的韧性，正因为墙衣所含有的木质纤维，装修时墙衣不像油漆一样容易脱落、开裂。17

5因此，墙衣使用时间特别持久。④墙衣的施工和维修也很方便。墙衣在施工8小时后，就能拎包入住，并且让人没有任何的不适感。墙衣在实际施工水的浸泡后会吸水变软，待其完全软化后，可涂抹到其他地方进行修补，干燥后又能恢复原样，由于这个特性墙衣修补也很简单。⑤墙衣具有吸音以及防霉特性，调节室内湿度。因为墙衣具有不规则的表面具有反射音波的效果，所以具有吸音效果且吸引系数为0.88，能阻挡音波的传播，可抑制声音反射，墙衣能弱化声音的穿透力，导致墙衣声音绝缘性非常突出。墙衣的原材料有透气性强的植物纤维，所以墙衣能主动呼吸调节湿度，防霉。⑥墙衣的安全性能好。近年来中国数据库统计平均在火灾上面的年损失金额约为200万亿元，可见建筑涂料的防火性能在保护人民财产安全方面十分重要。墙衣在制作过程中添加了阻燃材质，再加上那个墙衣紧靠墙壁表面，所以可以很好的阻止大规模火灾的形成[8]。以上就是墙衣具备的优点，因此墙衣从发展到现在速度十分迅猛。1.2国内外墙衣的发展现状1.2.1墙衣的国内发展现状从中国来看，目前中国已经跻身于世界产业分工格局中是中坚力量。改革开放以来，我国已经成功翻身成为一个经济贸易大国。但是我国的墙衣发展速度太快，导致中国墙衣产业发展水平遭遇了瓶颈期，而且中国在对外贸易方面一直是薄弱部分，存在高端产品发展低落的问题。未来中国需要花更多的时间，把中国的低端价值链发展到中高端价值链。在这种全球经济共同体互溶的严峻情况下，中国产业发展要面对全世界的挑战，中国政策要适应建筑涂料的发展[9]。由于墙衣并不是中国发明的产物，所以尽管墙衣在中国发展很好，仍然存在后劲不足的情况。墙衣发明于日本，我国学习国外的技术，模仿国外颜色花样，因此我国的墙衣产业有点相似于国外的墙衣行业。我国墙衣的墙衣创新技术与国外存在这差异。正因如此，我国为了促进建筑涂料行业的发展发布了很多政策，我国的建筑涂料行业正在一步一步的蜕变。二十世纪九十年代开始，国家先后颁布了《关于加强我国化学建材生产和推广应用的若干意见》，《国家化学建材产业“十五”计划和2010年发展规划纲17

6要》，《加强建筑涂料生产与应用管理工作的意见》。可见，我国政府对于国家建筑涂料行业必拿的决心和长久奋战的信心，我国21世纪以来对建筑涂料颁布了众多政策和规范市场的措施，既推进了我国建筑行业的发展，又表明了我国对于建筑涂料行业发展的支持[10]。这警示我们应当正确认识建筑涂料的特点和优势，在使用中注意扬长避短，对于盲目的宣传上也要实事求优胜劣汰。在国民经济持续稳定发展的有利大环境下，国家要加强规划指导和计划安排对建筑涂料的限制。1.2.2墙衣的国外发展现状在中国建筑涂料行业的持续稳定的长足发展下，国外的建筑涂料行业并没有停下前进的脚步。发达国家建筑涂料产业作为全球建筑行业的先锋队，无论是在创新还是功能方面都大大的强于发展中国家。墙衣在国外颇受年轻人的喜爱，更是成为了建筑涂料的新宠。因此，在国外，墙衣在产量、使用率、款式、质量等都多于中国，其是德国发展极为迅速是全球建筑涂料工业最为发达的国家之一。墙衣与1970-1980年之间诞生于日本、德国等西方发达国家。因此，作为资本主义发达国家的日本、德国、美国是世界涂料生产大国，其中日本成为了仅次于德国居全球建筑涂料行业第二位，日本的总产量占全球墙衣总产量的20%。这是由于，墙衣的外表吸引了日本从大到小，从上到下的阳光。众所周知，日本是一个十分在意对外形象的国家，所以日本十分喜爱墙衣如玫瑰般的外表。日本的墙衣行业，并不仅仅是墙衣涂料，甚至小到腻子、刮板都有日本独有的特色。这充分展示了日本“细致至微，服务到家”的形象[11]。于德国，作为全球科技技术的汇聚地，德国人对于建筑涂料有着别样的要求，由于德国的城市化在近年已经达到了接近百分之九十。因此，德国政府更应该考虑建筑物的安全性，然而，墙衣的防火性能十分优秀，符合德国对于建筑涂料的要求[12]。在美国，随着美国国民的知识水平愈来愈高，美国人已经充分意识到保护环境的重要性，并且已经采取了行动。美国政府不仅是对于垃圾分类有很强的硬性要求，还对挥发性有机物（VOC）的排放量有非常高的标准。墙衣的环保性十分符合美国人对于排放量高标准的要求，因此，美国在墙衣的环保性做了很大的努力，美国先后制定并实施了一系列针对涂料行业制约法规，目前美国的建筑涂料行业在限制建筑涂料的挥发性有机物含量有了十分重要的进步[13]。这些发达国家在建筑涂料上面的举措，为我国今后在建筑涂料领域的制约防17

7治工作提供一定的启示。1.3墙衣净化室内空气甲醛的性能研究的背景现在，家居装修公司的动不动就给产品打上“纯天然，零甲醛”这六个字，可是真正达到的产品又有多少！不过由此可见，甲醛已经是人们衡量产品安全性的指标，甲醛对身体的危害性都表现以下几个方面[14]：①对呼吸系统造成伤害甲醛在实验室里用甲醛都要在通风橱进行使用，这是为了防止甲醛刺激实验人员眼、鼻、口，引起吸入性中毒；而室内在没有通风橱情况下，需要打开窗户进行通风处理。②加重过敏反应对于皮肤敏感性严重者，甲醛的大量存在无疑是一种酷刑。甲醛对细胞产生很大的坏，很容易刺激皮肤保护层，患有皮肤性疾病的患者在甲醛浓度过高的环境下呆太久，就像是几万把剑锋凌迟一样的痛苦，更有甚者过敏抢救不力当场死亡。③致癌诱因在这种文明社会，癌症无疑是人的一生最怕的病变，严重者几乎是“谈癌色变”。高浓度的甲醛是一种基因毒性物质，通过对DNA序列进行破坏，致使基因突变导致癌变，因此甲醛可以增加癌症发病概率。④引发多种症状当室内空气中甲醛气体多于人体所能承受的量时，人体会产生一系列的抵抗措施，引起头晕、乏力、恶心等症状试图减少甲醛的影响，然而在甲醛超标的情况下一切都是“纸上谈兵”。如果长时间吸收大量的甲醛气体，会导致孕妇生产畸形儿甚至死亡，男人精子失活等危害。墙衣本着无挥发性有害有机物的理念，并强调净化室内空气中的甲醛做了多项研究，非常符合现代人的健康环保要求，更是做到了大部分原材料天然无污染的要求[15]。1.4纳米二氧化钛对墙衣净化室内空气甲醛的性能的影响纳米二氧化钛的性质可以分成两个部分：17

81.物理性质[16]：①纳米二氧化钛是具有白色外观的粉末状物体，且纳米二氧化钛一捏即碎，质地疏松光滑，常用于白色颜料的制作。白色是世界上就适合勾兑颜色的色彩，因此墙衣具有多种多样的色彩。②纳米二氧化钛直径十分微小，直径在7-8纳米，十分微小，导致纳米二氧化钛具有很大的表面积接触附着在它表面的物质。强大的表面积使得其表面可以附着很多物质，墙衣含有纳米二氧化钛让其具有吸附的性能。③纳米二氧化钛无毒，且其在一般条件下性质很稳定。所以墙衣具有无毒的特性，并且在一般条件下不易改变。2.化学性质[17]：纳米二氧化钛在光照下能产生很强的氧化还原反应，净化吸附在纳米二氧化钛表面的物质。纳米二氧化钛可以被甲醛氧化，因此纳米二氧化钛经常用于甲醛的净化。并且纳米二氧化钛的用量越多，墙衣的净化甲醛能力更加好，当然纳米二氧化钛的含量不可以过高，不然发挥不出其吸附的性能。纳米二氧化钛作为墙衣的主要原材料它的性质影响了墙衣使用的效果。因为纳米二氧化钛无毒且具有净化甲醛的能力，所以墙衣十分环保。再者，纳米二氧化钛的粉质十分细腻，所以墙衣的粉质摸起来十分光滑。又因为纳米二氧化钛是白色的，所以墙衣的着色能力十分优秀，因此，墙衣才有了那么多的色彩艳丽的外表。墙衣完美了继承了纳米二氧化钛所有的性质，可见纳米二氧化钛在墙衣中充当了多么重要的角色。1.5持久净化性能的检测意义在这种物质种类花样繁多的情况下，人民更注重物质的实用性和便利性。持久净化性能是对墙衣的长时间使用的情况下甲醛净化的性能判断。为了更符合人民群众对墙衣持久利用性的需求，探究墙衣的净化能力，因此墙衣的持久净化性能的检测势在必行。持久实验一般施加的条件都是最适宜条件下的对应的单个饱和实验，因此测量墙衣的持久净化能力能够很直观的看出墙衣的甲醛净化性能。一般建筑房屋至少需要居住十年到二十年以上，人民群众的广大愿望是“一17

9步到位，高枕无忧”，建筑材料为了符合这一心理，做了很大的努力。墙衣在制造过程中已经把墙衣的耐磨性和长久使用的功能考虑进去。持久净化性能作为墙衣的一大特性，受到了国内外人民群众的广泛关注。因此，需要精确的数据来说明墙衣具有持久净化能力[18]。墙衣的主要原材料硅藻泥作为墙衣功能性材料，并且具有硅藻泥所有的特性，如防潮、吸附甲醛等。正因为墙衣防潮，因此墙衣在实际使用时有耐用的特性，颇受广大人民群众的喜爱。因此，采用多时间段对于墙衣样品进行饱和实验测量墙衣在30天内的净化率，并且每5天作为一个时间节点，测量研究了墙衣的持久净化性能。更为直观的展示墙衣的持久净化性能。1.6本课题研究的目的和意义为了响应国家的《可持续发展政策》的环境可持续，所以国民的环保意识逐渐增强，让建筑业面临更加严峻的挑战。由于建筑物对于现代城市美化有很重要的意义，因此，建筑外墙涂料需要具备美观和环保这两个最主要的特点。而墙衣以色彩丰富、价格适中、环保安全、施工简单、易更新维护等优点受到人们的重视。探讨建筑物的污染源，在保护人体和环境具有重要意义[19]:1、物理污染。城市中高大建筑物通常用大量的玻璃装饰，然而玻璃会产生很强的镜面反射，并且这种光反射效应，在夏季气温升高，强烈的反射光使人产生“海市辰楼”的幻想，容易引起交通事故。部分建筑材料含有放射性物质和电磁辐射，对于人体产生了危害，容易导致孕妇生产畸形儿和儿童弱智等。2、化学污染。近现代，化学药物被人们广泛运用，一些建筑材料因为添加物过量因而含有大量的挥发性有机物和重金属。3、生物污染。生物污染其可能来自世界上所有接触过的事物，因此其所能预知的污染十分困难，并且生物污染能在人体停留十几二十年才爆发足以可见其潜伏期十分长，像赤潮这种对水体污染十分严重，因此生物污染具有特别的破坏性。建筑物中主要来源于较潮湿霉变的墙壁，长久未清洗的地毯等产生的，主要污染物为细菌和病菌。因此，研究墙衣的有害物质含量，并对墙衣的原材料进行改造，制作零污染17

10的建筑涂料。由于甲醛对身体的具有极大危害性，而墙衣中在日光或灯光中紫外线的作用下使纳米二氧化钛与附着在表面的甲醛产生氧化还原反应，可以很大程度上改善甲醛污染的状况。纳米二氧化钛颗粒的平均直径约一百纳米以下,并且其比表面积大，具有很强的吸附能力。其均匀的分布于硅藻土表面，其稳定性较好，可以多次再生循环利用[20]。为了进一步探究墙衣的在现实生活中的实际应用能力，探讨墙衣的净化能力，墙衣的持久净化能力的检测研究，对于现代建筑涂料研发的数据参考具有重要的参考意义。墙衣非常环保，实际运用可知其质量很好、施工和维修也很方便，而且其色彩和样式多样，具有吸音以及防霉特性，防火阻燃效果好符合人们对建筑涂料的要求。墙衣拥有其特殊的安全性，让人很好奇墙衣是怎么发挥他的作用的，因此对墙衣的性能和理论研究，对我国外墙涂料发展有着重要意义。2实验部分2.1实验仪器及试剂2.1.1实验仪器甲醛测量仪,MFF-500,上海唯森电子科技有限公司；集热式恒温加热磁力搅拌器：郑州长城科工贸有限公司；电子天平：赛多利斯科学仪器有限公司。2.1.2实验试剂棉絮，河南省华裕医疗器械有限公司；滑石粉，上海晶纯生化科技股份有限公司；硅藻土，吉林省兰舍硅藻新材料有限公司；纳米二氧化钛，宣城晶瑞新材料有限公司；脱氢醋酸钠，郑州食全食美商贸有限公司；荧光粉，惠州荧光塑胶颜料有限公司；茶叶粉，山东爱采生物科技有限公司；去离子水，实验室自制。2.2实验方法2.2.1涂料配方实验选用墙衣的基础配方的主要原料及用量如表2-1所示。17

11表2-1墙衣的基础配方原料用量（%）秸秆15棉絮10滑石粉10硅藻土10纳米二氧化钛适量脱氢醋酸钠1荧光粉5茶叶粉5其它助剂适量去离子水适量2.2.2墙衣的有害物质含量的确定按墙衣的基础配方配方称取一定量的原料及其他助剂于烧杯中，搅拌溶解，利用甲醛测量仪进行空气选点采样并进行空气甲醛浓度检测和有机气态物质（TVOC）的浓度检测。2.2.3墙衣的甲醛净化性能的测定2.2.3.1纳米二氧化钛用量对甲醛浓度的影响根据配方的用量，往7个烧杯中称取相同用量的原料，分别加入纳米二氧化钛用量占原料的1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%,搅拌溶解，利用甲醛测量仪进行空气选点采样并进行空气甲醛浓度检测。2.2.3.2空气中甲醛浓度的变化与时间的关系研究按照配方的用量,往6个烧杯中称取相同用量的墙衣原料（甲醛浓度已扣减本底值，纳米二氧化钛用量4%），搅拌溶解，然后用塑料膜密封，分别放置4、8、12、16、20、24小时后，利用甲醛测量仪进行空气选点采样并进行空气甲醛浓度检测。2.2.4墙衣的持久净化性能的研究按照配方的用量，往6个烧杯中称取相同用量的墙衣原料，磁力搅拌器搅拌溶解，在六个反应仓中分别同时注入3毫升的甲醛溶液，同时开启风扇后间歇性17

12加入3毫升甲醛溶液开启风扇后，反应正式开始，以此为计时起点。5天后再关闭风扇，以促进甲醛溶液挥发。为完成实验，分别同时检测反应舱5天、10天、15天、20天、25天、30天后的空气甲醛浓度。3实验结果与分析3.1墙衣的环保性墙衣有害物质含量检测结果，见表3-1。由表3-1可知，墙衣样品中苯系物、游离甲醛及其他挥发性有机化合物的含量比国家颁布的标准值小，这与墙衣制作粉体原料主要为无机矿物有关。墙衣主要由符合国家纺织标准的天然纤维及合成纤维制成,甚至还有直接取自大自然的硅藻土、茶叶粉，除此之外纵观产品的制造过程中全程由机器完成统一的配料比，这使得墙衣产品在使用过程中极其环保无污染。产品在施工时只加入了水，全程没有在添加任何其他物质，因此墙衣材料对于环境并没有什么危害很环保，符合室内空气检测标准。除了制作过程中没有添加有害物质之外，墙衣的使用条件特别简单，清水注入搅拌均匀，全过程纯天然绿色无污染，使用墙衣大大的缩短了房屋入住除味的等待时间，这让急着入住或者开店的人极为满意。通过对墙衣样品物质含量的研究，配制出符合使用标准的墙衣，且墙衣原材料采用纯天然绿色无污染的无机和有机材料构成。由于所使用的材料自身材质无挥发或者挥发性极低几乎可以忽略不计，因此不会增加空气中污染物质的含量。表3-1墙衣样品空气中的有害物质含量检测项目标准值检测结果挥发性有机物/g/kg≤10.82苯、甲苯/mg/kg≤507.64游离甲醛/mg/kg≤53.173.2墙衣的甲醛净化性能3.2.1墙衣的甲醛净化性能与纳米二氧化钛用量的关系17

13图3-1纳米二氧化钛用量与甲醛浓度的关系图纳米二氧化钛是一种光催化材料，在光照和日光灯的持续照射下，室内空气中会生少量的紫外钱辐射，纳米二氧化钛颗粒表面在紫外线的辐射下课产生氧自由基，就像是侦察者一样可以捕捉甲醛分子并进行分解。纳米二氧化钛可以分解室内空气中的大部分无机物，例如，甲醛、苯、一氧化氮等，甚至还可以分解油分。锐钛型纳米二氧化钛能够彻底破坏细胞璧、细胞膜或细胞内的组成成分，具有很强的抗菌能力，对于大部分球状，杆状，螺旋状细菌等的杀灭能力都有很大毁灭性作用。因为这一特性纳米二氧化钛经常被运用在灭菌材料。纳米二氧化钛粉末颗粒特别小，因此它具有具有很大的表面积，能提供给物质吸附的表面十分大，纳米二氧化钛其微粒小与物质之间的摩擦和碰撞十分频繁反应剧烈，在光照条件下被激活并生成具有高催化活性的游离基，因此能产生很强的氧化还原能力，可以净化吸附在纳米二氧化钛表面的各种甲醛等无机物。纳米二氧化钛具有无毒无公害的化学性质，并具有杀死菌类的功能，所以探究二氧化钛的用量十分具有研究性意义。因此这里我们使用了二氧化钛作为实验。由图3-1可以看出，曲线变化呈现单调递减趋势，即随着纳米二氧化钛用量的增多甲醛浓度越来越低，其中纳米二氧化钛用量为1%-4%的时候曲线下降的很快，而纳米二氧化钛用量为4%-7%时曲线下降缓慢。由此可知，当纳米二氧化钛用量为4%-5%的时候墙衣的甲醛净化性能最适宜。因此，墙衣的原料中纳17

14米二氧化钛用量选择4%-5%最为适宜。3.2.2墙衣的甲醛净化性能与时间的关系图3-2甲醛浓度与时间的关系由3.2.1得出的结论可知纳米二氧化钛的用量在4%-5%之间最适宜，本实验选用纳米二氧化钛的用量为4%，且做了墙衣的甲醛净化性能与时间研究实验。图3-2可以看出,曲线变化呈现单调递减趋势，即墙衣烧杯中甲醛的浓度随着时间的加长而减少，其中0h-12h的时间甲醛浓度下降的比较快，12h-24h的时间段甲醛浓度下降的比较缓慢。饱和实验从开始到12个小时的时候，室内空气中甲醛含量急剧下降，墙衣的净化性能特别优秀；在12个小时后，墙衣的净化效果下降，这是由于纳米二氧化钛表面吸附的甲醛过多，墙衣净化能力达到饱和的情况，净化能力慢慢地下降。墙衣就像是人的肚子，吃“甲醛”吃饱了，在喜欢吃也只能慢慢地吃。墙衣的颗粒特别小，吸收饱和后墙衣的活性变得缓慢，因此，墙衣原材料中的纳米二氧化钛与甲醛分子之间摩擦和碰撞变慢，因此墙衣的净化性能变小。当然也有可能是反应器中的甲醛变少了，物质之间的碰撞变少了，这使得甲醛的含量越来越少，到最后时间越来越久，甲醛的含量越来越趋近于零。结合3.3.1可知当墙衣的原料中纳米二氧化钛用量选为4%最为合适，且墙衣的净化性能在0h-12h的净化效果最佳。但要确定墙衣的甲醛净化性能还需要进一步研究。为了更进一步做了墙衣的持久净化性能研究。17

153.3墙衣的持久净化性能墙衣的甲醛持久净化率随饱和实验天数变化，见图3-3。从图3-3可以看出，曲线变化呈现单调递减趋势。在实验舱中，墙衣在饱和实验时测5天得到的持久净化率为72.3%；在饱和实验15天时，墙衣的持久净化率依然大于70%，可以证明墙衣具有非常好的持久净化能力。根据实验原则，5天的饱和实验，模拟了人居环境中5天室内不通风且持续大量释放甲醛的情况，并以此数据作为持久净化率标准。而在饱和实验20d、25d、30d曲线缓慢下降，这说明了持久净化率持续缓慢降低。随着反应器中风扇的不断鼓风吹气，物质之间不断摩擦和碰撞，使得墙衣的净化因子与甲醛充分反应，伴随时间的延续，墙衣的净化能力达到饱和状态，此时既是墙衣的饱和净化率。由于实验时间过于冗长，很多因素并不是可以控制的，所以并不排除误差。图3-3甲醛持久净化率与饱和实验天数的变化4结论对墙衣净化室内空气甲醛的性能研究结论如下：（1）墙衣具有优质的环保性能。墙衣的主要成分有木质纤维、棉纺纤维、17

16天然纤维以及天然植物胶等。由于墙衣具有很强的吸附和净化性能，所以废弃墙衣经常被进行高温热解制备吸附材料，尝试用于污水的处理。由于墙衣材料具有绿色环保、简约时尚、施工便捷、吸音降噪等诸多优点，所以在实际生活中被广泛运用。（2）墙衣原料中纳米二氧化钛用量为4%-5%最为适宜。纳米二氧化钛光催化层具有良好的可见光活性，而且墙衣的甲醛净化率随着纳米二氧化钛用量的增加而增加，说明了墙衣的甲醛净化性能与纳米二氧化钛的用量有关，以用量为4%-5%最为适宜，对于室内甲醛有较好的净化性能。（3）墙衣具有良好的甲醛持久净化率。在反应的15天内，甲醛的降解量仍然为70%以上，可以证明墙衣具有非常好的持久净化能力。墙衣做为新型环保材料，它不仅能够吸附室内空气中的有害物质，还能够持续降解这些有害物质而无二次污染，且其色彩和样式多样符合大众审美，因而受到广泛关注。17

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19致谢四年转瞬即逝，蓦然回首，已经是最美好的回忆。在这种疫情时间完成这篇论文，也是感慨万千。恍然想起毕业后，一切都是靠自己，一时间长大了不少。在这四年里，我收获颇多，要感谢的人更是一只手数不过来。首先，这种时候要感谢奋战在抗疫第一线的英雄，让我们能安然坐在家里写论文，有了这些无私奉献的人，相信这次疫情能很快的结束。其次，我要感谢我的老师——谢红璐教授。在写论文的期间，即使没有面对面教学，但是一遇到什么问题老师都是直接打电话过来帮助我解决，线上教学十分到位，为我指点迷津，对待我们十分温柔。再者，要感谢陪伴我们四年的雷永汉辅导员，四年里辅导员细致入微的生活还有同学们时不时的关心，让我把学校当成我的家。最后，重要的是要感谢我的父母，陪伴了我二十几年的生活。他们包容我的任性，培着我磕磕绊绊的成长，也只有他们即使我错了，还会无条件原谅我的过错，他们为我撑起了一片天。感谢在我人生道路上那些有交集没交集的人，让我暗淡的生活变得色彩缤纷。17