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揭秘神秘石头:给PM2.5和甲醛设"陷阱"(图)

新闻中心-中国网 news.china.com.cn  时间: 2013-06-22  发表评论>>

给PM2.5和甲醛设陷阱的神秘石头

维舍卡颂石装饰效果图

  目前,我们无法彻底根治PM2.5带来的危害。抵御PM2.5,有人呼吁市民尘霾天尽量少开窗,少到户外。专家介绍,实际上人每天大概有大半时间在室内,而室内污染的危害性远超过雾霾——研究表明,现代人平均70%以上时间在室内生活或工作。

  达尔文自然求知社发布室内公共场所空气质量研究报告指出,北京43家公共场所室内PM2.5严重超标。做饭、抽烟等人为活动,或家具与装修材料等产生的VOC、甲醛等污染源,会让室内空气中PM2.5含量大大增加。调查显示,在吸烟的室内场所,PM2.5浓度平均值最高可达到274微克/立方米,最高是无烟雾污染的室内PM2.5值的45倍。

  记者采访时了解到,在湖南宁乡炭硅复合材料生产基地,国内首创的吸附PM2.5、分解甲醛的功能型室内装饰材料维舍卡颂石近期正式量产。吸附PM2.5?这种石头的神秘之处在哪里?

  ———— 负电荷 ————

  虽延迟上市但带来新特性

  2010年6月,徐海成为“313国际高端人才引进计划入选专家”,带着炭硅复合技术的美国专利回到祖国,并将专利以1美元的价格转让给李韬。两位挚友成立了文象炭基环保材料股份有限公司。2010年到2013年,徐海反复实验、探索炭硅复合材料的产品,最终研制出可广泛应用于家装建材中的维舍卡颂石,填补了国内功能型室内装饰材料的空白。

  维舍卡颂石早在去年7月就在北京亮相,直到今年6月才正式投入生产,缘于其带有负电荷特征的发现。

  2012年,技术研发人员偶然把万用表放在了维舍卡颂石样本上,发现应用于炭硅多孔复合材料中的阴离子聚合技术使其带有永久性负电荷,阴离子聚合技术能通过添加阴离子助剂使原本难以成型的分子筛以及硅酸盐粉末材料聚合成型。

  此前,他们在宁乡投资3亿元建设的全球首个炭基复合材料生产基地已经完全建设完成。只待一声令下,机器轰鸣,成熟的维舍卡颂石产品将被源源不断地生产出来,输送到市场。

  负电特性的发现,让李韬一夜无眠。工厂已准备就绪,如果继续研发,不仅将损失上亿利润,还需继续投入大量资金进行研发和维持公司的正常运作,财务压力空前巨大。第二天一早,他宣布将继续投入研发维舍卡颂石带负电研究与产品改善。

  2013年6月,经过数十月的投入再研究,维舍卡颂石技术成熟宣布正式投产。“维舍卡颂石因采用了阴离子聚合技术,让卡颂石永久性携带负电荷,而大部分PM2.5颗粒都具有正电特性,基于正负电荷可等量匹配吸附。维舍卡颂石就像一块强力磁石,可以将空气中的PM2.5牢牢吸附到卡颂石上。”徐海说。

  ———— 技术 ————

  超大比表面积﹢内部微孔发达

  维舍卡颂石的技术突破在于,其材料内部具有超大的比表面积,并设计了定向的微孔吸附孔道,这如同在卡颂石内部编织了一张巨大的“天罗地网”,甲醛、甲苯等有害气体的分子一旦接触便掉入了经过科学家们精心设计的“陷阱”,在劫难逃。

  维舍卡颂石以具有超大比表面积的多孔分子筛和吸附性硅酸盐为主要原料,通过阴离子聚合技术使原本难以成型的分子筛和硅酸盐粉末材料聚合成型、并通过高温负载混晶二氧化钛技术使其能够将甲醛和其他有害气体分解成二氧化碳和水的一种炭硅复合材料。

  同时,与其他材质相比,维舍卡颂石具有超大的比表面积,1平方米的卡颂石比表面积展开后相当于24个天安门广场;另外,该材料内部微孔发达,其内部微孔平均直径达1.5nm,恰好与甲醛、甲苯等分子的直径近似,因此,在范德华力的作用下,甲醛、甲苯等有害气体的分子容易被卡颂石的微孔锁住,就像手指套进了戒指,很难跑出来。

  徐海认为,与活性炭、硅藻泥等吸附有害气体的环保产品关键性的不同是,维舍卡颂石不仅仅有吸附功能,还能够将吸附的有害物质进行分解。目前,国内尚无其他材料或方式可做到。“因为卡颂石的核心是对有害物质进行分解,不是单纯吸附,也决定了卡颂石可长期地对环境进行自洁。”他说。

  实际上,维舍卡颂石其甲醛分解机理非常类似于自然界中植物的光合作用,吸收的甲醛、甲苯等有毒气体通过自身材料分解,最终以水分子与二氧化碳的形式排放出去,整个过程无毒、无害、无任何副作用。

  其具体机理,是通过丰富的内部微孔将有害物质吸附进去之后,同时通过高温负载混晶二氧化钛技术,在混晶催化作用下,能够将炭硅材料所吸附的甲醛、苯、二甲苯等有机、有害气体进行催化,降解成对人体无害的二氧化碳和水的技术。这一技术,弥补了在室内空气治理只能“吸”不能“解”的缺陷。

  据国家室内环境与室内环保产品质量监督检验中心的检测报告显示,在4分钟内,一块300×300mm的维舍卡颂石产品可吸附PM2.5达15%。用1块压制成型的标准卡颂石产品进行检测,在24小时内,可吸附单位空间内的甲醛含量达87%,可分解单位空间内的甲醛含量达50%。

  而维舍卡颂石采用的阴离子聚合技术与卡颂负载技术,这两项世界首创的技术,已于2010年获得美国专利商标局颁发的发明专利证书。

  ———— 政策引导 ————

  绿色建筑装饰行业“春天”悄然来临

  因为其独特的分子结构,维舍卡颂石产品可以塑造成各种硬度、延展度不一的固体形式,具有独特的美学效果和极具个性的立体观感。

  今年6月,维舍卡颂石实现量产。中国室内装饰协会会长刘珝称其“向世界证明了先进的环保材料技术在中国是可以创造的”。

  目前,维舍卡颂石面世产品已达12种,产品形如规格不同的瓷砖,未来还将拓展汽车内饰、家居产品、

  数码产品、家电外壳、中央空调出风口等领域,可投产产品超过50余种。

  今年1月,国务院办公厅以国办发(2013)1号转发国家发展和改革委员会、住房和城乡建设部制订的《绿色建筑行动方案》。文件指出,开展绿色建筑行动,以绿色、循环、低碳理念指导城乡建设,严格执行建筑节能强制性标准,扎实推进既有建筑节能改造;4月,住房和城乡建设部制订的《“十二五”绿色建筑和绿色生态城区发展规划》正式公布。两个文件的出台,意味着绿色建筑正式上升为国家战略,成为践行可持续发展,建设节能型社会,打造美丽中国概念的重要举措之一。

  住房和城乡建设部发布的绿色建筑发展规划中,重点部署的几个主要目标为:实施100个绿色生态城区示范建设;2014年起,直辖市及省会城市等保障性住房及大型公共建筑将率先执行绿色建筑标准;2015年起,直辖市等地新建房地产项目力争50%以上达到绿色建筑标准;完成北方采暖地区既有居住建筑供热计量和节能改造4亿平方米以上;结合农村危房改造实施农村节能示范住宅40万套。

  规划一出台,全国多地纷纷出台支持绿色建筑发展的具体政策。北京市政府研究制定了《关于全面发展绿色建筑推动生态城市建设的意见》,要求从6月1日起,北京新建建筑基本达到绿色建筑一星级及以上,并在全国率先将绿色生态指标纳入土地招拍挂出让;深圳市即将颁布实施《深圳市绿色建筑促进办法》,规定今后全市新建民用建筑强制执行绿色建筑标准,这意味着今后深圳所有新建建筑将100%“绿色”。各种政策措施的陆续出台,无疑会加速绿色建筑产业的发展。

文章来源: 科技日报 责任编辑: 吴谨言
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