活性晶产品综述

活性晶产品介绍一、产品概述活性晶是将天然环境矿物吸附材料、稀土金抗菌材料和光催化降解材料复合加工，再经高温烧结制成。

活性晶具有超强的吸附净化功能，光解功能和抗菌功能。

主要应用于空气净化和水净化领域。

产品包括空气净化器滤网专用材料、净水器滤芯专用材料、室内净化专用材料、饮用水深度处理净化材料等产品。

二、研发背景我国空气和水污染越来越严重，国家也出台严厉措施治理污染。

“呼吸干净的空气，喝上干净的水”是政府和每个人的愿望。

解决空气和水质污染的方法也很多，各种技术方案都为我国环保产业做出了积极贡献。

随着环境科学研究的不断深入，环境科学的重要组成部分——环境矿物学应运而生。

1998年，在加拿大多伦多召开的第17届国际矿物学大会增设了环境矿物学，从此拉开了国际环境矿物学研究序幕。

利用天然环境矿物材料微孔吸附特性来净化水和空气的新技术材料，是近几年各大科研院所重要的研究方向课题之一。

伴随无机抗菌技术和光催化技术材料的进步，将其与天然矿物的超微孔结构复合开发的新型净化材料，可大大提高对水和空气污染物的净化能力。

活性晶是在净化市场巨大需求和光催化技术进步的条件下研发成功。

活性晶是将稀土金抗菌技术和光催化技术与天然环境矿物材料复合，开发出的活性晶系列产品及其在水净化和空气净化的全面技术解决方案。

活性晶产品的诞生是净化行业成为继活性炭之后的重大技术突破。

三、活性晶制造活性晶是利用天然环境矿物材料的微孔吸附特性，结合光催化降解材料和稀土金抗菌材料复合，经高温烧结制成。

活性晶生产过程中采用超微材料复合技术和梯度高温烧制技术，利用不同材料的特性并协同增效，激活提高原有材料性能，制造的活性晶不仅具有各种材料的特性，同时各种性能又显著提高。

活性晶主要材料有环境矿物吸附材料、光催化降解材料和稀土金抗菌材料三种。

环境矿物吸附材料：采用改性海泡石、硅藻土和凹凸棒石等天然环境矿物材料复合加工。

利用它们不同孔径和比表面积，充分融合三种材料的吸附作用，便于选择性吸附空气中的多种污染物质。

矿物复合吸附材料配方中的海泡石、硅藻土和凹凸棒石都是天然多孔矿物材料，但它们的孔径和比表面积各不相同，将以上三种混合后可充分融合三种材料的吸附作用，便于吸附空气中和水中的多种污染物质。

光催化降解材料：以纳米氧化钛为主，同时添加远红外陶瓷粉和电气石超细粉。

可显著提高氧化钛的禁带宽，能够吸收更广范围的光线能量，提高光解性能。

光催化降解材料配方中的主要成分是氧化钛超细粉，氧化钛作为半导体材料，其降解有机物性能会受到光线中紫外光多少的影响。

配方中添加远红外陶瓷粉和电气石超细粉是为了提高氧化钛的禁带宽，能够吸收更广范围的光线能量，提高光解性能。

同时电气石和远红外陶瓷粉也有一定的降解有机物的作用。

将以上光催化降解材料中的原料组合后，克服了现有技术中光催化材料降解效率低的弊端。

稀土金抗菌材料：通过在纳米氧化锌粉体材料中添加稀土铈和银离子，可显著激活银锌离子的抗菌性能。

氧化铈和氧化银本身是较好的无机抗菌材料，特别是在高温烧结后具有更强的杀菌性能。

稀土无机抗菌材料配方中的主要成分是氧化锌，通过添加稀土氧化铈和氧化银，可显著激活氧化锌的抗菌性能。

氧化铈和氧化银是较好的无机抗菌材料，特别是在高温烧结后具有更强的杀菌性能。

四、活性晶与其它产品对比活性晶产品具有如下特色：1、天然矿物，超微孔、光催化和稀土金技术融为一体。

2、高效吸附、自动降解、强力抗菌、三大功能于一体。

3、使用简单、价格低廉、资质齐全、最新一代专利产品。

活性晶是由矿物材料复合而成，在吸附能力、降解能力和抗菌功能等各方面都比活性炭具有较多优势。

随着空气净化和水净化产业的需求增大，活性晶将成为活性炭的替代品，成为净化产业的新型科技产品。

表1 活性晶与活性炭对比表2 活性晶与其它产品对比五、活性晶功能1、吸附能力：活性晶对甲醛、苯、氨气、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等影响人类身体健康的有害有机物都有很强的吸附能力。

2、降解能力：活性晶对甲醛、苯、氨、TVOC等具有很高的降解率，（甲醛降解率：12小时70.9%、24小时91.1%、36小时94.3%；苯降解率：12小时78.1%、24小时95.7%、36小时97.2%；氨降解率：12小时66.7%、24小时88.3%、36小时92%；TVOC降解率：12小时74.5%、24小时93.9%、36小时96.5%。

）同时，3、抗菌功能：活性晶还具有强效抗菌的功效，对大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯氏菌等抗菌率均为95%以上。

并能够有效防霉。

六、活性晶实验演示试验1：水泡试验，验证微孔多少。

将活性晶和活性炭分别放入烧杯中，倒入等量自来水。

现象1：气泡多少对比水中气泡密集释放，证明活性晶微孔巨大，比活性炭微孔多。

现象2：释放时间持久对比。

活性晶气泡释放时间比活性炭久。

现象3：水颜色对比活性晶浸泡后水质干净，活性炭浸泡后水有黑色粉末。

试验2：吸污试验，验证吸附能力。

将活性晶和活性炭分别放入塑料瓶中，吹入等量烟气。

现象1：吸附气体多少对比活性晶塑料瓶中气体开始减少，颜色变淡。

活性炭塑料瓶中未明显变化。

现象2：气味浓淡比较活性晶塑料瓶中烟味变淡直至没有。

活性炭塑料瓶中仍然烟味呛鼻。

现象3：吸附饱和对比每过个小时后，吹入一次烟。

活性晶可持续吸附并分解，不会有饱和现象。

活性炭经过2次后就已饱和，失效。

试验3：澄清试验，验证过滤能力。

将黄瓜汁分别倒入盛有活性晶烧杯和活性炭的烧杯里。

现象：10分钟后，装有活性晶的烧杯黄瓜汁慢慢变清，装有活性炭的烧杯还没有变清。

证实活性晶比活性炭有更好的过滤效果。

试验4：抗菌试验将牛奶分别倒入盛有活性晶烧杯和活性炭的烧杯里。

现象：3天后，装有活性晶的杯子牛奶未变，而装有活性炭杯子的牛奶开始变质。

证实活性晶有较好的抗菌功效。

七、活性晶吸附原理根据吸附过程中，活性晶分子和污染物分子之间作用力的不同，可将吸附分为两大类：物理吸附和化学吸附(又称活性吸附)。

在吸附过程中，当活性晶分子和污染物分子之间的作用力是范德华力(或静电引力)时称为物理吸附。

当活性晶分子和污染物分子之间的作用力是化学键时称为化学吸附。

物理吸附的吸附强度主要与活性晶的物理性质有关，与活性晶的化学性质基本无关。

由于范德华力较弱，对污染物分子的结构影响不大，这种力与分子间内聚力一样，故可把物理吸附类比为凝聚现象。

物理吸附时污染物的化学性质仍然保持不变。

由于化学键强，对污染物分子的结构影响较大，故可把化学吸附看作化学反应，是污染物与活性晶间化学作用的结果。

化学吸附一般包含电子对共享或电子转移，而不是简单的微扰或弱极化作用，是不可逆的化学反应过程。

物理吸附和化学吸附的根本区别在于产生吸附键的作用力。

吸附过程是污染物分子被吸附到固体表面的过程，分子的自由能会降低，因此，吸附过程是放热过程，所放出的热称为该污染物在此固体表面上的吸附热。

由于物理吸附和化学吸附的作用力不同，它们在吸附热、吸附速率、吸附活化能、吸附温度、选择性、吸附层数和吸附光谱等方面表现出一定的差异。

吸附是一种物质附着在另一种物质表面上的缓慢作用过程。

吸附是一种界面现象，其与表面张力、表面能的变化有关。

引起吸附的推动能力有两种，一种是溶剂水对疏水物质的排斥力，另一种是固体对溶质的亲和吸引力。

废水处理中的吸附，多数是这两种力综合作用的结果。

活性晶的比表面积和孔隙结构直接影响其吸附能力，在选择活性晶时，应根据废水的水质通过试验确定。

对印染废水宜选择过渡孔发达的炭种。

此外灰分也有影响，灰分愈小，吸附性能愈好；吸附质分子的大小与晶孔隙直径愈接近，愈容易被吸附；吸附质浓度对活性晶吸附量也有影响。

在一定浓度范围内，吸附量是随吸附质浓度的增大而增加的。

另外，水温和pH值也有影响。

吸附量随水温的升高而减少。

活性炭吸附技术在国内用于医药、化工和食品等工业的精制和脱色已有多年历史。

70年代开始用于工业废水处理。

活性晶发明后，经过大量实验和生产实践表明，活性晶对水中微量有机污染物比活性炭有更卓越的吸附性，它对纺织印染、染料化工、食品加工和有机化工等工业废水都有良好的吸附效果。

一般情况下，对废水中以BOD、COD等综合指标表示的有机物，如合成染料、表面性剂、酚类、苯类、有机氯、农药和石油化工产品等，都有独特的去除能力。

所以，活性晶将逐步代替活性炭吸附法，成为工业废水二级或三级处理的主要方法之一。

八、活性晶权威检测1、国家建筑材料工业监督检验中心检测经国家建筑材料工业监督检验中心检测，将活性晶研磨成小于50μm的超细粉体，对金黄色葡萄球菌和大肠杠菌检测，抗菌率达到98%以上。

2、山东省疾病预防控制中心安全性检测报告经山东省疾病预防控制中心检测，根据《生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范》（2001），检验方法采用《生活饮用水检验规范》（2001），将活性晶浸泡时间24±1h，浸泡温度25±5℃。

结果表明：颜色、浑浊度、臭和味、肉眼可见物、pH、溶解性总固体、耗氧量、砷、镉、铅、汞、三氯甲烷、挥发酚类等指标均符合标准规范要求。

3、国家环保产品质量监督检验中心报告活性晶能高效吸附甲醛、苯、氨气、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等影响人类身体健康的有害有机物。

经国家环保产品质量监督检验中心检测，24小时对甲醛的去除率达到93.5%以上。

活性晶对甲醛、苯、氨等TVOC（总挥发性有机化合物）具有很高的降解率，测试数据如下：对甲醛的降解率：12小时70.9%、24小时91.1%、36小时94.3%；对苯的降解率：12小时78.1%、24小时95.7%、36小时97.2%；对氨的降解率：12小时66.7%、24小时88.3%、36小时92%。

4、负氧离子：活性晶可激活空气中氧离子，释放出负氧离子；使用日本COM 公司产的矿石专用负离子浓度测试仪（型号：COM-3010PRO ）检测，活性晶释放负氧离子的数量为：每立方厘米1266个。

九、活性晶微观表征1、扫描电镜分析：用荷兰Philips 公司XL30-TMP 型扫描电镜分析活性晶形貌，研究其效果见图1。

可发现球体内存在大量的凹凸结构。

从体积上看，这些凹凸结构大小基本相同；从分布上看，这些凹凸结构分布在表面较为均匀。

这些凹凸结构的存在使得活性晶球外比表面积较大。

P o r e v o l u m e , c m 3/g Pore diameter, nm图1活性晶微观结构 图3 活性晶孔径分布2、透射电镜分析：为进一步研究活性晶球内部结构，采用金属包埋-切割技术，将活性晶球包埋在金属中，然后将样品切割开，用日本电子珠式会社生产的JEOL JEM-2010FEF 型透射电子显微镜直接观察微观结构。

由图2可以看出，图中四周黑色区域是所用基体金属，中间如区域1所示部位为横切面。