1、摘要隨著人類文明的進(jìn)步，特別是第二次工業(yè)革命之后，現(xiàn)代科技與工業(yè)急速發(fā)展，人們的生活水平質(zhì)量也不斷提高，每家每戶買(mǎi)房已成標(biāo)配。而隨著人們的經(jīng)濟(jì)發(fā)展越來(lái)越快速，購(gòu)入新房越來(lái)越普遍的同時(shí)環(huán)境污染問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)峻。建筑裝修的同時(shí)人們對(duì)其美觀質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，導(dǎo)致現(xiàn)在大量的化學(xué)裝修、裝飾材料進(jìn)入室內(nèi)，建筑物的裝修材料所釋放的化學(xué)有害氣體、修飾家具釋放出的微量氣體充斥著整個(gè)房間，這些氣體使室內(nèi)的空氣污染越來(lái)越多，空氣質(zhì)量越來(lái)越差。而這些污染物中，甲醛對(duì)人體的健康危害影響最大，所以解決室內(nèi)污染物是一件不容遲緩的事情。因此在都市里，為改善空氣質(zhì)量增加室內(nèi)空氣負(fù)氧離子濃度，人們?cè)诓粩嗟拈_(kāi)發(fā)與研制出可以釋放

2、出負(fù)氧離子的功能涂料。所以電氣石粉體逐漸進(jìn)入人們的視線，電氣石可以永久性的誘發(fā)負(fù)氧離子，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生臭氧，環(huán)保安全又節(jié)省資源。本文首先以負(fù)離子粉體的選擇，發(fā)現(xiàn)了摻入電氣石粉體的漿料能夠安全、環(huán)保健康并且永久的釋放出負(fù)離子。后又以如何提高電氣石粉體的負(fù)離子誘發(fā)量、充分利用該粉體為題，發(fā)現(xiàn)了解決方案。負(fù)離子粉體與負(fù)離子添加劑的最合理比例：10%的電氣石粉體，添加2%的獨(dú)居石粉體。在電氣石粉體中添加二氧化鈰。將需要進(jìn)行涂抹的物體表面制成蜂窩狀，增大表面積。以上研究表明，電氣石粉體不能充分被利用，誘發(fā)的負(fù)離子濃度不大，未來(lái)還需各種實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。關(guān)鍵詞：負(fù)氧離子；負(fù)離子粉體；負(fù)離子涂料；電氣石粉體第一章緒論

3、1.1研究背景隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，環(huán)境污染和溫室氣體排放給我們的生存環(huán)境帶來(lái)了巨大的威脅，城市居民對(duì)綠色生活的追求越來(lái)越迫切。以室內(nèi)空氣污染物揮發(fā)性有機(jī)化合物VOC、粉塵微生物為主。因此，有效的去除空氣中漂浮的有害氣體、凈化空氣質(zhì)量、維持健康的生活環(huán)境的事成為最重要的目標(biāo)。所以負(fù)氧離子逐漸進(jìn)入人們的視線，負(fù)氧離子不僅可以凈化空氣，還可以讓人保持心情舒暢，提高人體自身的免疫愈合能力，對(duì)維持人體健康有極大作用。在建筑涂料中加負(fù)氧離子添加劑便可制成負(fù)氧離子功能涂料，它可以吸收室內(nèi)甲醛、TVOC等空氣污染物，改善室內(nèi)空氣，給人體營(yíng)造一個(gè)舒適健康的居住環(huán)境從而滿足人體的生活需求。1.2負(fù)氧

4、離子發(fā)展現(xiàn)狀自然界中的負(fù)氧離子是指獲得了一個(gè)或多個(gè)負(fù)電荷的氧氣離子，它是衡量空氣質(zhì)量好壞的重要標(biāo)志之一。其中，小粒徑負(fù)氧離子能夠給人體帶來(lái)益處。因?yàn)樨?fù)氧離子粒徑小，更容易穿透人體的血腦屏障，對(duì)人體健康有一定的影響。自然界釋放負(fù)氧離子的方式有很多種：由于太陽(yáng)紫外線、宇宙射線、地雷、風(fēng)暴以及大氣中的放射性元素和巖石的影響，大氣氧分子在大氣中電離，產(chǎn)生負(fù)氧離子，在。森林中的樹(shù)木、樹(shù)葉、樹(shù)梢和綠色植物通過(guò)光合作用產(chǎn)生負(fù)氧離子水因重力原因從高處落下，水高速流動(dòng)后分子產(chǎn)生破裂，產(chǎn)生負(fù)氧離子。比如大自然界中的瀑布。自然界中可以釋放大量的負(fù)氧離子，放電效應(yīng)、大氣因各種因素影響產(chǎn)生電離、綠植光合作用引起的光電效

5、應(yīng)、瀑布導(dǎo)致水分子裂解等等都可以形成負(fù)氧離子。并且這些離子都具有粒徑小、活性高、濃度高等優(yōu)點(diǎn)，能夠像保健品一樣調(diào)節(jié)人體的各項(xiàng)性能。除了自然界中的負(fù)氧離子，現(xiàn)在還有人造負(fù)離子的出現(xiàn)。大致分為兩種：是如一般高壓放電法一樣，通過(guò)模仿噴泉、閃電等自然現(xiàn)象，利用物理、化學(xué)反應(yīng)，將能量提供給電子，以產(chǎn)生電離化反應(yīng)從而生成負(fù)離子。是以材料來(lái)產(chǎn)生空氣負(fù)離子，主要為電氣石或者電氣石粉。它們具有熱電性和壓電性，基于這兩個(gè)特性，只要溫度和壓力有細(xì)微的變化都能引起電熱與電壓差，而產(chǎn)生的這個(gè)靜電電壓差足以讓空氣中的離子產(chǎn)生電離使其轉(zhuǎn)化成空氣負(fù)離子。空氣負(fù)氧離子可以殺菌抑菌、吸附空氣微量有害氣體、凈化空氣、提高人的免疫力

6、、調(diào)節(jié)功能均衡、凈化人體血液、調(diào)節(jié)自我神經(jīng)、抗氧化防衰老、并且還具有長(zhǎng)壽的功能。有研究發(fā)現(xiàn)所處環(huán)境所含的負(fù)氧離子濃度越高，對(duì)人體健康就越有益?？諝庳?fù)氧離子就如我們生活中的陽(yáng)光一樣，是人類健康生活中不可缺少的一部分，可以給人們帶來(lái)舒適愜意的生活環(huán)境。1889年，德國(guó)科學(xué)家埃爾斯特和格特首次發(fā)現(xiàn)了空氣負(fù)離子，aschkinas和Caspar以及俄羅斯科學(xué)家分別于1902年、1903年證實(shí)了空氣負(fù)離子存在的重要性，同時(shí)俄羅斯科學(xué)家首次發(fā)表一篇關(guān)于負(fù)離子治療疾病的文章。然而，在伊朗沙哈維特博士于1978年引進(jìn)第一臺(tái)電子儀器生物濾池之前，中國(guó)對(duì)負(fù)氧離子的研究一直很淺，所以一直到二十世紀(jì)八十年代我國(guó)才開(kāi)始

7、正式進(jìn)行關(guān)于空氣負(fù)氧離子的開(kāi)發(fā)研究。研究人員發(fā)現(xiàn)，負(fù)氧離子可以應(yīng)用于許多領(lǐng)域，例如醫(yī)學(xué)、建筑環(huán)保涂料、生態(tài)旅游以及工農(nóng)業(yè)。在連續(xù)100年的勘探中，人們始終試圖開(kāi)發(fā)和利用負(fù)氧離子資源，我國(guó)對(duì)負(fù)氧離子的研究也不斷深入擴(kuò)大。此外，負(fù)氧離子產(chǎn)品已經(jīng)從醫(yī)療保健發(fā)展到空氣凈化，已經(jīng)成為一個(gè)包括健康和環(huán)保的新興產(chǎn)業(yè)。如果我們持續(xù)開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新負(fù)氧離子，實(shí)現(xiàn)負(fù)氧離子持續(xù)利用，不僅會(huì)給我們的健康帶來(lái)便利，還會(huì)提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。目前，已有越來(lái)越多的科研人員投入研究負(fù)氧離子，負(fù)氧離子在全世界的應(yīng)用也越來(lái)越廣范。但同時(shí)，我國(guó)關(guān)于負(fù)氧離子的投入研究與國(guó)外相比也有許多不足的地方：關(guān)于負(fù)氧離子的研究如今在我國(guó)還不夠普遍，因此投

8、入在其研究的資金不夠。市場(chǎng)上有許多虛報(bào)關(guān)于負(fù)氧離子產(chǎn)品的現(xiàn)象，人們對(duì)負(fù)氧離子相關(guān)產(chǎn)品沒(méi)有明確的認(rèn)知。所以為了真正造福于人民，在保護(hù)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和社會(huì)穩(wěn)定的同時(shí)實(shí)現(xiàn)自然資源的可持續(xù)利用，應(yīng)大力投資負(fù)氧離子產(chǎn)業(yè)普及負(fù)氧離子相關(guān)知識(shí)。第二章負(fù)氧離子的產(chǎn)生及有益作用2.1負(fù)氧離子的產(chǎn)生現(xiàn)在的空氣質(zhì)量越來(lái)越差，所以人們也越來(lái)越關(guān)注關(guān)于當(dāng)?shù)刎?fù)氧離子濃度的含量情況，因?yàn)榭諝庳?fù)氧離子濃度是衡量空氣質(zhì)量好壞的一個(gè)重要參數(shù)。所以首先我們要知道負(fù)氧離子是如何產(chǎn)生的。負(fù)氧離子目前有兩種產(chǎn)生方式：(1) 自然界的負(fù)氧離子：由于太陽(yáng)紫外線、宇宙射線、地雷、風(fēng)暴以及大氣中的放射性元素和巖石的影響，大氣氧分子在大氣中電離，

9、產(chǎn)生負(fù)氧離子，在。森林中的樹(shù)木、樹(shù)葉、樹(shù)梢和綠色植物通過(guò)光合作用產(chǎn)生負(fù)氧離子水因重力原因從高處落下，水高速流動(dòng)后分子產(chǎn)生破裂，產(chǎn)生負(fù)氧離子。比如大自然界中的瀑布。自然界的放電、光電效果、噴泉、瀑布等都可以形成空氣負(fù)氧離子。(2) 人造負(fù)離子：就像大自然的噴泉或閃電效應(yīng)一般，利用物理、化學(xué)反應(yīng)，將能量提供給電子，以產(chǎn)生電離化反應(yīng)和負(fù)離子。是以材料來(lái)產(chǎn)生空氣負(fù)離子，主要為電氣石或者電氣石粉。它們具有熱電性和壓電性，基于這兩個(gè)特性，只要溫度和壓力有細(xì)微的變化都能引起電熱與電壓差，而產(chǎn)生的這個(gè)靜電電壓差足以讓空氣中的離子產(chǎn)生電離使其轉(zhuǎn)化成空氣負(fù)離子。2.2 負(fù)氧離子對(duì)人體健康的有益作用負(fù)氧離子除了可以

10、吸收室內(nèi)的甲醛、TVOC、粉塵顆粒凈化空氣等，它對(duì)人體健康也存在很重要的幫助，對(duì)人體本身有很大的作用。(1)調(diào)節(jié)自我神經(jīng)在我們的腦及組織里有一種叫做5-羥色胺的神經(jīng)遞質(zhì)，又名血清素，因?yàn)樗钤缡窃谘逯斜话l(fā)現(xiàn)的。它是可以讓我們產(chǎn)生愉快情緒的因素?？諝庳?fù)氧離子因?yàn)槟承┳饔梅磻?yīng)，降低了我們腦及組織內(nèi)的血清素，我們本身的內(nèi)分泌系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)因此產(chǎn)生了某些變化。它對(duì)我們生活中的失眠、無(wú)精打采、疲勞困倦有明顯的改善能力。還可以讓我們打起精神，提高我們的工作效率。(2)凈化血液現(xiàn)在許多人都偏愛(ài)重口味的飲食，例如火鍋、燒烤等等。當(dāng)然，就口感來(lái)說(shuō)，菜肴飲食當(dāng)然要有相當(dāng)?shù)闹疽约坝头?，吃起?lái)才夠讓人產(chǎn)生濃濃的滿

11、足感。但是若長(zhǎng)期攝入這些食物，我們體內(nèi)的鹽會(huì)超標(biāo)。鹽可以凝固血液，我們的血液內(nèi)存在一種巨噬細(xì)胞，它可以吞食并處理大型異物、細(xì)胞排泄出的老舊廢物、壽終的紅細(xì)胞等，即清除我們血液中的有害物質(zhì)。但如果我們每天都攝入高鹽食物，我們體內(nèi)的血液便會(huì)粘稠導(dǎo)致流速變慢從而增加了心臟的負(fù)擔(dān)。而負(fù)氧離子與巨噬細(xì)胞接觸后便可以增強(qiáng)它的活性，從而釋放出抗凝劑來(lái)降低血液粘稠度，達(dá)到凈化血液的效果。負(fù)氧離子還可以跟我們血液中的紅血球結(jié)合，加快血液中二氧化碳和廢棄物的排除速度，排除體內(nèi)的血液細(xì)胞和血管壁表面的毒素、膽固醇、其他血液的廢物。從而改善我們整體的新陳代謝，達(dá)到凈化血液、改善心臟功能達(dá)到降低血壓的目的。（3）抗氧化

12、、防衰老，增強(qiáng)免疫力氧化是指丟失電子的過(guò)程，而我們?nèi)梭w的衰老便是一種氧化過(guò)程。因?yàn)樨?fù)氧離子是帶有負(fù)電荷的離子。它可以與我們體內(nèi)的氧化細(xì)胞結(jié)合，阻止了電性搶奪的惡性循環(huán)，不僅可以實(shí)現(xiàn)抗氧化防衰老的作用，還可以預(yù)防疾病。它對(duì)人體有著很好的保健抗衰老作用，與我們體內(nèi)細(xì)胞結(jié)合的負(fù)氧離子失去了負(fù)離子之后還可以形成氧氣，對(duì)我們?nèi)梭w也是有益的。同時(shí)因?yàn)樨?fù)氧離子具有氧化作用，它可以清除因某些原因而導(dǎo)致數(shù)量劇增的自由基，從而發(fā)揮穩(wěn)定血壓、保護(hù)心臟、提高人體自身的解毒能力、使激素的不平衡正?；淖饔?。所以在高濃度的負(fù)氧離子環(huán)境下，可以大大的提高我們自身的免疫能力。（4）長(zhǎng)壽人類渴望活得更長(zhǎng)，害怕看到自己臉上的衰老

13、，所以人們不斷的尋找健康的生活方式。在我們國(guó)內(nèi)有一個(gè)全世界百歲壽星聚集最多的地區(qū)，廣西巴馬。巴馬屬南亞熱帶至中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，該地區(qū)的負(fù)氧離子濃度可達(dá)20000個(gè)/cm3。相比其他城市而言，巴馬的負(fù)氧離子濃度含量是他們的幾十倍不止。所以巴馬地區(qū)人民長(zhǎng)壽的原因與該地空氣的負(fù)氧離子濃度密不可缺。因此負(fù)氧離子不僅可以吸附我們室內(nèi)的有害氣體從而凈化空氣、提高我們的居住環(huán)境質(zhì)量，對(duì)我們?nèi)梭w的健康也有很大的幫助：凈化血液，增強(qiáng)自身的免疫力，調(diào)節(jié)自我神經(jīng)，提高人們的壽命。所以說(shuō)負(fù)氧離子對(duì)人體的好處數(shù)不勝數(shù)。在我們?cè)S多的古代神俠小說(shuō)和電視劇中，總能看到很多仙人與高手都長(zhǎng)期隱居在深山老林，與世隔絕的瀑布森林或

14、者世外桃源里。那里環(huán)境空氣清新，風(fēng)景秀麗。從我們現(xiàn)在的科學(xué)角度來(lái)看，大自然里的空氣負(fù)氧離子含量更多更高，也越能讓人感到舒適感。大氣中負(fù)氧離子的濃度大致如下表所示。表2.1大氣負(fù)氧離子在自然環(huán)境中的濃度分布；單位：個(gè)/每立方厘米環(huán)境場(chǎng)所霖林溟布高山海邊曠聲郊區(qū)城市公園gj道綠此地帶城市撈間樓宇辦公寶負(fù)離子濃度1KJQ0-20Q005000-10000100-1000400-600200-40010040-&0人癢偎廉關(guān)系人體具有自然殺菌、贏少痊愈力疾病傳染増強(qiáng)人體丸疫改善身體健康力、抗菌力狀況改善身體健康誘發(fā)生理障礙狀況頭癢、失眼等誘發(fā)生理It礙頭承失匪等注：（表中的數(shù)據(jù)由臺(tái)灣科技大學(xué)葉正濤先生

15、收集整理）從上面這個(gè)表中我們可以知道，不同的地區(qū)它們所含的空氣負(fù)離子濃度也不同。在我們研究的所有地區(qū)中，森林瀑布的負(fù)氧離子濃度是最高的，其負(fù)氧離子濃度可達(dá)到10000-20000個(gè)/cm3。所以當(dāng)我們身處在這種具有高濃度負(fù)氧離子環(huán)境的時(shí)候便會(huì)覺(jué)得心曠神怡、舒適愜意，同時(shí)也覺(jué)得空氣特別清新。相反的當(dāng)我們身處在都市工業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)工作時(shí)則會(huì)覺(jué)得容易疲憊、困倦并且記憶力下降的現(xiàn)象那是因?yàn)樗幍沫h(huán)境空氣中的負(fù)氧離子含量很低，只有大概40-50個(gè)/cm3左右。而人們?cè)谶@種環(huán)境下生活、工作，就容易出現(xiàn)精力不集中、困倦以及全身疲憊的狀況。所以說(shuō)，空氣負(fù)氧離子的濃度含量對(duì)人體健康有很大的影響。比如之前介紹過(guò)的廣西巴

16、馬地區(qū)，那里是老壽星們的聚集地。在巴馬長(zhǎng)壽村里有很多百歲老人，他們也都很健康，老去時(shí)也基本沒(méi)有病痛的折磨。那么為什么那個(gè)地區(qū)的人能健康長(zhǎng)壽呢？除了與他們自身的生活作息與飲食習(xí)慣有關(guān)之外，還與他們所處的地理環(huán)境離不了干系。巴馬當(dāng)?shù)氐目諝庵谐涑庵罅康呢?fù)氧離子，能達(dá)到20000個(gè)/cm3,就連縣城城區(qū)里的負(fù)氧離子含量也高達(dá)2000個(gè)/cm3以上。因?yàn)榘婉R的森林覆蓋率很高，有一半地區(qū)都被森林所覆蓋；同時(shí)又因?yàn)榘婉R地區(qū)磁場(chǎng)高易產(chǎn)生雷擊，而森林中綠植的光合作用與雷擊現(xiàn)象都能產(chǎn)生負(fù)氧離子，所以巴馬的空氣中負(fù)氧離子的濃度含量很高。那么人長(zhǎng)期處在高負(fù)氧離子濃度的環(huán)境下，心情舒暢、愜意，這也是他們能夠長(zhǎng)壽的主要

17、原因之一。所以說(shuō)空氣中負(fù)氧離子的濃度含量與人體健康有著很重要的影響。第三章負(fù)氧離子功能涂料凈化機(jī)理及制備方法3.1負(fù)氧離子凈化機(jī)理分析3.1.1吸附和電性中和作用建筑物的裝修裝飾材料以及室內(nèi)家具引起的懸浮在空氣中的有害微量氣體，它們產(chǎn)生的原因以及所存在的形態(tài)都是各種各樣的?？諝庵写嬖诘挠泻怏w分子有的以自由氣體分子的形式存在，有的由于大量正電荷在空中，有害的微量氣體被吸收，形成正離子?；蛘咭恍┪怏w分子在現(xiàn)有的粒子表面沉積和團(tuán)聚形成氣溶膠系統(tǒng)等。因?yàn)樨?fù)氧離子具有負(fù)電位，即有多余的電子，因此它可以與空氣中的細(xì)菌、灰塵、煙霧等正粒子結(jié)合，聚集成一個(gè)球，落在地上，從而起到殺菌和消除有害氣體的作用。當(dāng)

18、那些微粒氣體在空氣中遇到負(fù)氧離子時(shí)，空氣中浮游的氣體的一部分被吸附，后因自身重量墜落地面，就是使細(xì)菌的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化，從而導(dǎo)致細(xì)菌死亡降落到地面上。另一部分是漂浮氣體與空氣中的負(fù)氧產(chǎn)生電性中和，在不帶電的情況下產(chǎn)生中性分子，將原子浸入地下，從而達(dá)到凈化空氣、吸收有害氣體的目的。將負(fù)氧離子添加劑添加到建筑涂料中，在與空氣接觸的時(shí)候能產(chǎn)生巨大的吸附性能，可以吸附空氣中的有害氣體從而達(dá)到凈化空氣的作用。3.1.2化學(xué)反應(yīng)負(fù)氧離子清除空氣中的甲醛、苯、氨、voc等有害氣體的方式都是電性中和、氧化還原以及物理吸附等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。除了以上的電性中和與吸附作用的同時(shí)還伴隨著化學(xué)反應(yīng)。室內(nèi)裝飾引起的甲醛等有毒氣

19、體，負(fù)氧離子和甲醛接觸的同時(shí)，能立即打開(kāi)甲醛化學(xué)按鈕，分解水和二氧化碳，在空氣從房間里流出時(shí)把它帶走。因此負(fù)氧離子具有非常強(qiáng)大的空氣凈化效果。例如空氣中的負(fù)離子其反應(yīng)方程式為O+HO+e-fOH-22cHO+4OH-=cO+3HO2223.2 負(fù)氧離子涂料的制備方法負(fù)氧離子涂料是將負(fù)氧離子復(fù)合粉體與成品涂料添加至一起，然后充分?jǐn)嚢柙谥苽湄?fù)氧離子涂料之前，我們要先知道負(fù)氧離子復(fù)合粉體1是如何制備的。在負(fù)氧離子復(fù)合粉體的制備中，我們需要用到的材料為：分散劑、潤(rùn)濕劑、消泡劑、負(fù)氧離子粉體、納米二氧化鈦粉體。首先將分散劑、潤(rùn)濕劑以及消泡劑按一定比例添加至蒸餾水中，在攪拌的同時(shí)加入適量的負(fù)氧離子粉體和納

20、米二氧化鈦粉體，高速攪拌后分散。將一定量的硅酸鈉添加至分散液中，再加入硫酸緩慢中和反應(yīng)，最后用碳酸銨溶液進(jìn)行洗滌、分離和沉淀。這些都操作完成后，將沉淀后的固體放置11OC的烘箱中干燥三小時(shí)，取出研磨便是負(fù)氧離子復(fù)合粉I。負(fù)氧離子涂料的制備方法5,6為：將負(fù)氧離子復(fù)合粉體、助劑以及乳膠漆按一定比例混合，然后在轉(zhuǎn)速為1300-1800r/min下高速分散15-30min，后降速。再加入水性固化劑在轉(zhuǎn)速為600-900r/min下攪拌3T0min,然后加入其他的助劑和色漿分散劑攪拌10-20min。最后過(guò)濾，便制成了負(fù)氧離子涂料。3.3 涂料中常用負(fù)氧離子粉體長(zhǎng)石、電氣石、伊利石、云母、獨(dú)居石、鋯石

21、等都為市面上最為常見(jiàn)的負(fù)氧離子誘發(fā)粉。通過(guò)采用簡(jiǎn)易配方:礦物粉料+潤(rùn)濕分散劑+水+防沉劑+乳液。統(tǒng)一粉料的添加量為5%，添加不同的負(fù)氧離子誘發(fā)粉，從而來(lái)測(cè)試負(fù)氧離子誘生性。該測(cè)試結(jié)果如下表所示7。表3.1負(fù)離子誘生量基本配方序號(hào)原材料類烈添加量/%1去離子水9072潤(rùn)濕分敬劑0.33負(fù)離子誘笈粉料54防沉劑15純丙乳液3GE胡宮縣嵩甘翁掃謹(jǐn)尿圖3.1不同負(fù)離子誘發(fā)粉體負(fù)離子誘生量檢測(cè)結(jié)果從圖3.1我們可以發(fā)現(xiàn)，獨(dú)居石和鋯石誘發(fā)的負(fù)離子濃度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于長(zhǎng)石、電氣石、伊利石以及云母。剩余四種礦物粉體中，電氣石誘發(fā)的負(fù)離子濃度也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他三種。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，獨(dú)居石和鋯石都是含有豐富的Ce、La、Nd等

22、稀土類元素。但在紫外線、微型自然輻射和可見(jiàn)光的照射下，適量的天然原生放射性稀土物種會(huì)引起自由基并成為負(fù)離子，它們還會(huì)因?yàn)橛钪嫔渚€、地球放射性等自然輻射源，使空氣中的氧電離產(chǎn)生負(fù)氧離子。所以即使這兩種礦物粉體誘發(fā)的負(fù)氧離子濃度更高更多，但它們本身所具有的放射性會(huì)對(duì)其使用造成一定的局限性。電氣石，一種硼硅酸鹽礦物，又名托瑪琳它具有永久電極，可以與空氣或涂料中的水產(chǎn)生反應(yīng)，形成水合羥基離子，這便是我們所說(shuō)的負(fù)氧離子。同時(shí)擁有熱電性和壓電性，基于這兩個(gè)特性，只要溫度和壓力有細(xì)微的變化都能引起電熱與電壓差，而產(chǎn)生的這個(gè)靜電電壓差足以讓空氣中的離子被電離并轉(zhuǎn)化為負(fù)的空氣離子。同時(shí)，因?yàn)殡姎馐梢杂谰眯缘恼T

23、發(fā)負(fù)氧離子，所以即便它的效率不如其他誘發(fā)粉，我們也大多采用電氣石粉為負(fù)離子功能填料。電氣石不會(huì)產(chǎn)生臭氧，同時(shí)健康安全又環(huán)保，節(jié)省資源?？梢詫㈦姎馐鳛樘盍霞尤氲骄酆衔飶?fù)合材料中，從而制備出具有負(fù)離子釋放功能的環(huán)境保護(hù)材料。3.4負(fù)氧離子粉體對(duì)凈化效果的影響及提高效率因?yàn)殡姎馐旧淼慕Y(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，從而導(dǎo)致不同地區(qū)不同構(gòu)成的電氣石具有的性能差異較大。而這些普通的電氣石粉體添加至我們建筑涂料中所產(chǎn)生的負(fù)氧離子濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到讓我們?nèi)梭w產(chǎn)生舒適、健康的作用，并且電氣石的產(chǎn)量及產(chǎn)地有限，導(dǎo)致其價(jià)格高昂。所以為了能充分的利用電氣石粉體釋放負(fù)離子這一功能，人們發(fā)現(xiàn)通過(guò)增添其他添加劑或改變其狀態(tài)可以提高電氣石

24、粉體產(chǎn)生負(fù)離子的效率，增強(qiáng)電氣石粉體的實(shí)用性。 電氣石粉體中添加獨(dú)居石粉體根據(jù)表3.1的配方，研究人員通過(guò)添加不同比例的電氣石粉體制備負(fù)氧離子涂料，觀察該涂料釋放負(fù)氧離子的濃度，來(lái)研究電氣石粉體的添加量對(duì)負(fù)氧離子濃度的影響。電氣石粉體的比例如下表所示。表3.2不同電氣石添加量漿料配方序號(hào)亙村花炎星U強(qiáng)4U1去克于蟲(chóng)95.7?4.?.791.72潤(rùn)濕分散劑030.3030.30,3i獨(dú)壓在粉01244防沉劑11111純丙乳液3333J測(cè)試結(jié)果如下圖所示。QENMU4、#制ffihh噩璃從上面的表中我們可以發(fā)現(xiàn)，不同電氣石含量的漿體的負(fù)離子誘發(fā)量也是不同的。電氣石的含量越多，漿體誘發(fā)的負(fù)離子量就越

25、多。但是從圖中可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)電氣石粉體添加量在15%的時(shí)候，負(fù)離子的誘發(fā)量只有1300個(gè)/cm3,根本達(dá)不到凈化空氣以及讓人體產(chǎn)生舒適、健康狀態(tài)的作用。所以為了提高負(fù)離子誘發(fā)量，可以在漿體中同時(shí)加入電氣石粉體和獨(dú)居石粉體。根據(jù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，獨(dú)居石粉體具有天然的放射性能，而該性能能夠在提高電氣石活性方面有一定的幫助。它可以激發(fā)并且提高電氣石粉體釋放負(fù)離子的效率，增大電氣石粉體的負(fù)離子誘發(fā)量。根據(jù)人員的多次研究與試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)負(fù)離子添加劑的最合理比例：10%的電氣石粉體，2%的獨(dú)居石粉體添加劑。具體配方如下圖所見(jiàn)。表3.3負(fù)離子漿體配方序號(hào)叵村料類型添如量丿1去離子水83,72潤(rùn)濕分散劑0.33屯乞石務(wù)】04獨(dú)

26、尼石務(wù)25防沉劑16至丙乳液3 電氣石粉體中添加二氧化鈰二氧化鈰是一種稀土元素，它的輻射能量高、半衰減期限長(zhǎng)，因而對(duì)電氣石釋放負(fù)離子有一定的促進(jìn)作用。例如席伯安8采用兩份電氣石粉體進(jìn)行試驗(yàn)，一份未經(jīng)任何調(diào)配的電氣石粉體，另一份是添加了適量二氧化鈰的電氣石粉體同時(shí)進(jìn)行測(cè)試6。表3.4兩種配比電氣石粉體釋放負(fù)離子濃度比較配比靈離子鍛度（個(gè)幾H?）射線(USV/)lOminSOminlh】2h24h耒經(jīng)配比7007008知96010200.31復(fù)合配比373069107220764094900.36該實(shí)驗(yàn)證明了未經(jīng)配合比的電氣石粉體比復(fù)合配比的負(fù)離子濃度釋放量要低的多，復(fù)合配比的釋放量約是未經(jīng)配合比

27、的九倍。產(chǎn)生高濃度負(fù)離子的原因可能是：CeO中的Ce4+被光轉(zhuǎn)換成Ce3+。在轉(zhuǎn)換過(guò)程中，電子塊復(fù)合的可能性降低。2在電場(chǎng)作用下，一些電子被迫沿電場(chǎng)方向移動(dòng)，電子空穴復(fù)合的可能性進(jìn)一步降低。電塊復(fù)合可能性的降低將大量的能量從解離的空氣分子聚集到電氣石或二氧化鈰復(fù)合粉體的表面，而Ce3+迅速氧化為Ce4+，然后重復(fù)先前的轉(zhuǎn)換。 蜂窩技術(shù)席伯安發(fā)現(xiàn)除了在電氣石粉體中添加二氧化鈰之外，我們還可以從涂抹的載體方面下手。發(fā)現(xiàn)用摻入電氣石粉體的漿體涂料進(jìn)行室內(nèi)涂抹，所釋放的負(fù)離子濃度很低，每立方厘米大概只有幾百個(gè)并不能達(dá)到吸附有害氣體、凈化空氣、預(yù)防疾病的作用。因?yàn)殡姎馐挥型磕ㄔ诒砻娌拍苷嬲l(fā)揮作用，隱

28、藏在內(nèi)部的電氣石無(wú)法與空氣接觸發(fā)生反應(yīng)，不能釋放負(fù)氧離子。所以電氣石涂料只適宜做表面涂層材料，同時(shí)可以將所需涂抹的物體制成蜂窩體。因?yàn)榉涓C的幾何比表面積相比平面的要大得多，如果將電氣石粉體涂抹上去，接觸的面積變大從而擴(kuò)大負(fù)離子的誘發(fā)量，那么所引發(fā)的負(fù)離子的產(chǎn)量會(huì)是普通產(chǎn)品的8-10倍。例如以硅藻土為載體，添加電氣石粉體制成涂料。因?yàn)楣柙逋帘旧硎且环N多孔構(gòu)造、比表面積很大，所以電氣石粉體涂抹在其表面，吸附在那些孔隙當(dāng)中能更有效的發(fā)揮出它的作用，負(fù)離子誘發(fā)量更強(qiáng)。圖3.2蜂窩式結(jié)構(gòu)第四章結(jié)論現(xiàn)如今電氣石作為粉體摻料最為廣泛。因?yàn)殡姎馐哂杏谰秒姌O，可以與空氣或涂料中的水產(chǎn)生反應(yīng)，形成水合羥基離子即空氣負(fù)離子。同時(shí)擁有熱電性和壓電性，基于這兩個(gè)特性，只要溫度和壓力有細(xì)微的變化都能引起電熱與電壓差，而產(chǎn)生的這個(gè)靜電電壓差足以讓空氣中的離子產(chǎn)生電離使其轉(zhuǎn)化成空氣負(fù)離子。電氣石可以永久性的誘發(fā)負(fù)氧離子，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生臭氧，環(huán)保安全又節(jié)省資源。為了更好的充分利用電氣石粉體，在電氣石粉體涂料中添加獨(dú)居石粉體、二氧化鈰，或?qū)⒈煌磕ㄎ矬w表面制成蜂窩狀提大比表面積，都可以充分的利用和提升電氣石粉體的負(fù)離子誘發(fā)量。負(fù)離子涂料的應(yīng)用也十分廣泛：關(guān)有俊等9采用自制的電氣石負(fù)離子粉制