抗菌材料及建材制品抗菌材料及建材制品四分卫

抗菌材料及建材制品,抗菌材料及建材制品

在传统行业中建材工业是一个能耗大、环境污染严重、生态破坏较大的行业。近几十年来随着人类环保意识的增强，建材工业也逐渐向环境负荷最小和有利于人类健康的方向发展。虽然我国环保保健建材工业起步晚于国外发达国家，但其发展速度、技术水平、产品市场化进程都领先于国外企业抗菌涂料、抗菌墙地砖、抗菌卫生洁具、抗菌木地板等各类抗菌建材产品已相继开发成功，走入市场。上世纪90年代初由于无机抗菌材料的成功开发，抗菌建材得以兴起，目前市场上主要无机抗菌材料分三类：第一类是光催化型无机抗菌材料，第二类是金属离子金属氧化物型无机抗菌材料，第三类是稀土激活光催化复合型无机抗菌材料。 光催化半导体材料有TiO2、ZrO2、V2O3、ZnO、CdS、SeO2、GaP、SiC等，光催化无机抗菌材料是以半导体TiO2为主体的材料。TiO2光催化抗菌薄膜作用稳定性好、催化效率高且作用效果持久。目前光催化抗菌陶瓷砖、光催化抗菌卫生洁具等抗菌建材都有产品问世。金属离子主要是银离子，银离子及其化合物的抗菌作用早就为人们所知，并得到广泛应用。银型无机抗菌剂的抗菌作用机理具有两种解释，一是银离子的缓释杀菌抗菌机理，二是活性氧杀菌机理。银离子缓释杀菌抗菌机理是指在其使用过程中，抗菌剂缓慢释放出Ag+，因为Ag+在很低浓度下能破坏细菌细胞膜或强烈地吸引细菌体中酶蛋白的疏基，并迅速结合在一起降低细胞原生质活性酶的活性，具有抗菌作用。因而通过缓释Ag+，无机抗菌剂可发挥持久的抗菌效果。银离子的活性氧抗菌机理表明，高氧化态银的还原性极高，在光的作用下，抗菌剂和水或空气作用，生成的活性氧O-2和×OH，具有很强的氧化还原作用。光催化和金属离子型无机抗菌材料虽然发展快、使用广，但也存在不同的缺陷。如：金属离子、金属氧化物类抗菌材料多数存在见光变色问题。TiO2光催化抗菌材料在紫外光照射下形成电子和空穴对，产生羟基自由基，但在100ns之内易复合，失去光催化活性，存在太阳能利用率低、量子效率低等问题。另外光催化效果较强的ZnO及CeO2等材料的稳定性较差，实际应用困难。针对这些问题国内科研人员又开发了稀土激活光催化复合型无机抗菌材料。稀土元素的4f轨道电子与6s电子能级相近，从而使稀土元素的配位产生可变性，其4f亚层的电子可起到“后备化学键”或“剩余原子价”的作用。稀土元素价态变化过程中转移的电子可激活并参与光催化反应，降低水分子缔合度，促进羟基自由基的产生。稀土激活无机抗菌保健材料利用半导体材料的光催化作用、变价稀土元素激活作用及采用原子水平上的纳米复合技术和包覆技术，将稀土离子交换到多层纳米粘土中，同时将TiO2和ZnO包覆在其中，增大羟基自由基产量，提高材料抗菌效率，使材料在室内光条件下就具有优良抗菌性能。稀土激活光催化复合型抗菌材料可用于制备多种抗菌功能建材，已在河北、广东、山东等地与企业合作开发成功抗菌陶瓷砖、抗菌卫生洁具、抗菌涂料、抗菌天花板等多种建材新产品。建材行业是国内最早提出并研发抗菌材料及建材制品的行业，目前我国抗菌建材正处于起步发展阶段，从大型国有建材集团企业到民营小型建材企业，抗菌建材产品都有推出。如：北新建材集团2001年与中国建筑材料科学研究院合作推出了抗菌净化功能天花板、抗菌净化功能龙牌漆，苏州立邦涂料推出抗菌净化功能漆，广东佛陶集团开发出抗菌建筑陶瓷。具有这些功能的建材涉及装饰陶瓷、涂料、壁纸、天花板、复合木制材料、人造石材、墙体抹面材料和隔段材料等建筑装饰装修材料。具不完全统计，国内至今从事抗菌涂料开发的企业近50家，从事抗菌陶瓷开发的企业近20家，已经投入市场的先导产品还有抗菌木地板、抗菌壁纸、抗菌人造石等建材产品。加快高技术在建材方面的研究运用，加快环保保健建材的发展和生产，才能早日使建材进入新的发展时代，使人类早日拥有无污染和有利于健康环境的生存空间。建材工业的发展和保护生态环境、污染治理有机结合起来是21世纪建材工业的战略目标，生态环境抗菌建材必将成为21世纪建材工业发展的主流。

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