(서남과학기술대학교 재료과학공학대학, 쓰촨 면양 62 10 10)
자연에서 유래, 자연과의 호환성, 자연에서 사용, 자연으로 돌아가는 원칙에 따라, 생태 친화적인 재료의 디자인 이념에서 재료-환경-생태-건강의 이념을 결합하여 천연 광물 재료의 기능적 특성을 최대한 활용하고, 생체 모방 가공 미세 골재 원소를 가공하여 그 성분과 기능을 생활 환경과 호환되게 하고, 미기후 환경을 조정하고, 작은 환경을 정화하는 것을 설명하였다. 생태 환경 광물 재료 미세 골재의 다용성, 복합성, 복합 특성 및 통합 법칙을 지적했다. 기능성 마이크로집합체와 생태기능성 기초재료를 제조하는' 유전자' 기술과' 재료 칩' 기술이 처음 제기됐다. 이 과제팀은 국가' 863' 하이테크 프로그램을 맡아 고성능 실내공기정화 미네랄 복합재, 점토기 항균재료, 방라돈 복사 시멘트, 퍼티, 페인트 및 복합재료, 생태복합기능코팅, 모기 방충보건기능재료, 비석기 저장복합재 등을 개발해 연구 성과를 소개했다. 마지막으로 광물 재료의 미래 발전 전망을 전망했다.
생태 기능 광물 재료 라돈 방사선 방호; 의료 서비스 항균성 에너지를 저장하다.
제 1 저자 소개: 동발근 (1963-), 남자, 박사, 교수, 박사 멘토. 연락처 전화: 0816 6089013; 이메일: fqdong2004@ 163.com.
I. 소개
생태 환경 재료는 만족스러운 성능과 우수한 환경 조화성을 지닌 재료이거나 환경을 개선할 수 있는 재료이다. 생태 환경 재료의 연구와 개발은 자원 부족과 환경 악화 등 일련의 문제를 효과적으로 해결하고 사회경제의 지속 가능한 발전을 촉진할 수 있다.
천연 광물 재료는 자연 환경을 형성하는 기초이며, 지구 표면의 주요 물질을 구성하는 천연 친환경 광물 재료이다. 미네랄 소재는 환경오염통제와 환경복구 분야에서 독특한 역할을 하며 오염통제의 규모, 비용, 기술, 설비, 운영, 효과, 무차오염 등에서 뚜렷한 특징과 장점을 가지고 있다. 미네랄 재료를 기본 재료로 초극세, 개성, 도핑, 복합, 바이오닉 등의 방법을 통해 미세 골재의 기본 원소를 가공하여 그 성분과 기능이 서식지 환경과 호환되도록 하여 사용한 후 재사용하거나 자연으로 돌아갈 수 있습니다. 환경 광물 재료의 기본 성질을 체계적으로 연구하고, 환경 광물의 정화 메커니즘을 밝히고, 환경 광물 재료의 자체 정화 기능을 개발하고, 환경 광물 재료의 응용 분야를 더욱 확대하여 환경의 생태화와 지속 가능한 발전을 실현할 것이다.
둘째, 미기후 환경을 조절하는 광물 기능성 물질
(1) 가습 광물 재료
"습도 조절 재료" 라는 개념은 일본 미야와 사이토 씨가 최초로 제안한 것이다. 인공에너지와 기계장비가 필요 없고 자체 흡습 성능에 의존해 조절된 공간 내 공기 온도와 습도의 변화를 감지함으로써 공기 습도를 자동으로 조절하는 재료다. 습도 조절 재료로 사용할 수 있는 광물 소재로는 규조토, 세포석, 천연 비석, 팽윤토 등이 많다.
천연 규조토는 값싼 흡착제와 건조제로 플랑크톤 규조류가 지층에 퇴적되어 있다. 첨가물이나 접착제를 첨가하지 않고 간단한 가공을 통해 다양한 형태의 습도 조절 소재를 만들 수 있으며 단열, 탈취, 흡음 등의 기능을 갖추고 있습니다. Sepiolite 는 또한 좋은 습도 조절 광물 재료입니다. 10 g 200 세피 올 라이트 샘플은 10 L 밀폐 용기의 습도를 70% 에서 4% 로 낮춘다. 1972 및 1987 에서 Machinaga 와 Makita Shoshin 은 각각 실내 습도 조절을 위한 A 형 및 B 형 비석판을 개발했습니다. 현재, 우리는 점토 광물의 천연 기능 특성을 이용하여 특수 처리와 서로 다른 점토 광물의 혼합의 시너지 효과를 통해 복합 습도 조절 재료에 대한 연구를 진행하고 있으며, 어느 정도 성과를 거두고 있습니다.
(2) 온도 조절 광물 재료
온도 조절 재료는 주로 냉각과 제열로 나뉘어 온도를 조절하기 때문에 상전이 에너지 저장 재료의 상전이로 인한 발열 또는 흡열을 통해 온도를 조절할 수 있다. 현재 상전이 에너지 저장 재료의 전달체는 주로 천연 광물이거나 비석, 다공성 흑연, 대공 이산화 실리콘, 팽윤토, 몬모릴로나이트 등과 같이 그에 의해 개발된 다공성 재료이다. 또한 일부 광물 재료를 기능 기반 재료로 콘크리트의 일부 또는 전체 골재를 대체하여 전열 콘크리트, 전열 모르타르 등과 같은 온도 조절 건축 재료를 준비할 수 있습니다.
산 활성화 비석을 전달체로 하고, 12 알코올을 에너지 저장 공질로 하여 비석 기반 에너지 저장 기본 재료를 준비했다. 상 변화 에너지 저장 물질 12 알코올 함량이 50% 에 가까울 때, 에너지 저장 기본 재료는 여전히 좋은 안정성과 좋은 에너지 저장 효과를 가지고 있다. 일반 콘크리트에 전도성 기능성 베이스 재료 흑연을 추가하여 전도성 열 콘크리트를 준비합니다. 24 V 에서 전원 켜기 100 min, 최대 온도는100 C 에 달하며 압축 강도가 높습니다. 다상 전도성 프리미티브 콘크리트는 특허 (zl03117951.7) 를 받았습니다.
3. 미세 환경 정화에 사용되는 광물 기능성 물질
(1) 공기 정화 기능 재료
점토 광물, 반도체 광물, 극성 광물은 대부분 공기를 정화하고 실내 생활 환경을 개선하는 역할을 한다. 천연 비석과 팽윤토를 전달체로 준비한 TiO2 미네랄 복합광촉광소재는 태양광 아래 유기염료 로댕민 B 를 분해하고 탈색하는 성능을 가지고 있다. 끓는 돌의 6h 내 탈색률은 100%, 팽윤토의 탈색률은 94% 이다. 산산조각 난 금홍석은 할로겐화, 트리염화 비닐, 사염화 비닐에 대해 어느 정도 분해 작용을 하여 좋은 광촉광 활성을 나타냈다. 질산, 천연 광물 전기석, 티타늄을 원료로 전기석 복합 Nd-TiO 2 광촉광물질을 준비했다. Nd-TiO 2 소재에 0.6% 의 전기석을 섞어서 광촉매작용이 가장 좋고, 600 C 에서 굽고, 광촉매효과가 더 좋다 [3].
(2) 전자파 차폐 광물 기능성 재료
전자기 차폐는 주로 고주파 전자기장의 영향을 방지하여 한 영역에서 다른 영역으로 전자기파의 방사선 전파를 효과적으로 제어하는 데 사용됩니다. 흑연은 높은 전도성과 내고온성을 가지고 있으며 특수 전자기 환경에서 높은 전자파 차폐 효율을 가지고 있다. 스피넬과 반스피넬 철산소체는 고주파 전자기장에서 높은 전도율을 가지고 있고, 교변 자기장에서는 높은 자기 비등방성을 가지고 있기 때문에, 뾰족한 결정석 구조를 가진 광물 소재는 발전 잠재력을 지닌 전자파 차폐 기능 광물 소재이다. 자석 광산 (Fe3O4) 은 가장 간단한 스피넬 철산소로 자성이 강하며 광물 중 가장 강하기 때문에 전자파 차폐 광물의 기능성 소재로도 쓰인다.
콘크리트에 흑연을 첨가하면 저주파 전자파의 일부 주파수 대역에 일정한 차폐작용이 있어 긍정적인 증분 효과가 있다. SEmax, 15% 흑연의 1 액형 샘플, 거의 9 dB 효과 [4]; 흑연과 카르보닐철은 전자기 차폐 페인트의 기능성 재료로 일부 페인트 충전재를 대신한다. 1MHz ~1MHz ~1.8ghz 의 저주파 범위 내에서 코팅의 최대 전자파 차폐 성능은 6.029 dB [5] 에 이릅니다.
(3) 라돈 방사를 방지하는 광물 재료
제올라이트, 중정석, 석고 등. 모두 방라돈 복사 기능을 갖춘 단질소재입니다. 이들을 초극세적으로 개조하면 건축 재료에 기능성 성분으로 추가하여 방라돈과 차폐작용을 잘 할 수 있다. 제올라이트, 중정석 등. 라돈 방사 방지 기능을 갖춘 좋은 기본 재료입니다.
본 연구는 중정석과 끓는 돌을 초극세 가공하여 생태방방사석, 생태방라돈 페인트, 생태방방사석조의 시멘트-퍼티-페인트 복합체를 개발했다. 단질재료 함량이 20% 일 때 표면침전법으로 측정한 시멘트에 대한 플루토늄의 차폐율은 60.0%, 방사선에 대한 차폐율은 46.9% 였다. 건축 퍼티의 플루토늄에 대한 차폐율은 86.5%, 방사선에 대한 차폐율은 48.4% 이다. 밀봉법 생태방라돈 페인트의 방라율은 90% ~ 99%, 표면침착법은 86.7% 입니다. 생태방방사시멘트 느끼한 코팅 복합석조는 밀봉법으로 90% ~ 99% 를 방지한다. 표면침전법으로 측정 한 라돈의 차폐율은 87.9%, 방사선에 대한 차폐율은 50.4% [6 ~ 10] 였다.
넷째, 미세 환경 광물 기능성 물질 최적화
(1) 음이온 광물 재료 생성
스다이토는 실내에서 공기 음이온을 생산할 수 있는 재료를 신청했다. 전기석, 나노 이산화 티타늄, 4 가지 브롬계 희토산화물을 원료로 만든 공기 음이온 보건원 재료 중 전기석과 이산화세륨의 최적 복합비율은 1: 1, 100 g 분말의 공기 음이온 농도가 2,000 개에 달합니다 현재 과제팀은 희토원소를 첨가제로 하는 공기 음이온을 방출하는 페인트를 연구하고 있으며, 개발된 페인트를 이용하여 내벽 페인트를 활성화시켜 실내 생활 환경을 최적화하고 있다.
(2) 모기 퇴치 및 건강 기능 재료
수컷은 유해 곤충에 대한 다기능 천연 방충제로 모기 바퀴벌레 파리를 독살할 수 있을 뿐만 아니라 쥐를 존경하게 한다. 유황은 해충을 죽이는 역할도 한다. 수황 유황 등 미네랄로 만든 모기 퇴치 물질 중 사용량이 2g 일 때 강제 접촉 실험에 따르면 유황은 눈에 띄는 녹아웃 작용이 없는 것으로 나타났다. 수황 1 h 의 타격률은 0 이지만 24 h 내 사망률 40% 이상, 수황은 좋은 억제균 효과를 가지고 있으며 평균 억제균 코일 크기는 40.75mm； 입니다. 비석과 활석과 복합할 때 그 함량은 2%(wB) 이며 항균작용 [13] 을 가지고 있다.
(3) 건강 기능을 갖춘 광물 재료
원적외선 보건 페인트는 상온에서 원적외선 방출을 위한 기본 재료로, 상온에서 외부 열을 흡수하여 8 ~ 15μ m 의 원적외선으로 변환되어 생명, 특히 인체에 바이오메트릭 효과를 발생시켜 인체의 신진대사와 면역 기능을 높인다.
특허 WO2004075986 은 원적외선 발생기를 포함하고 있으며, 희귀한 원소와 전기석으로 구성되어 원적외선을 효과적으로 만들어 인체 보건 및 난방에 사용할 수 있다 [14]. 천진규산염연구소에서 개발한 원적외선 도자기 가루는 무기광물, 비금속 산화물, 금속산화물로 만들어졌다. 이 제품은 파장이 8 ~ 15μ m 인 원적외선을 발사할 수 있으며, 그 법선 스펙트럼 방사율은 85% 이상이다. 회사는 원적외선 도자기 분말과 무기 광물 원료를 혼합하여 원적외선 세라믹을 만들었는데, 원적외선 방사율은 87% 이상이며 화학적 안정성이 좋다 [15]. 우리는 맥반석을 주원료로, Al2O3/Fe2O3, MgO/MnO2, TiO2, ZrO2 를 보조첨가제로 준비한 맥반석 원적외선 원적외선 원적외선 원료는 뚜렷한 적외선 열 효과를 가지고 있으며, 10 min 에서 최대 고온이 69.6 C 로 올라간 적외선에 방출된다. 준비된 원적외선 기본 재질을 코팅에 추가합니다. 코팅의 적외선 방사율은 0.87 입니다.
(4) 항균 광물 재료
유효 성분과 특성에 따라 항균제는 생물 항균제, 유기 항균제, 무기 항균제로 나눌 수 있다. 항균제의 운반체 재료는 주로 무기 다공성 물질로, 흔히 볼 수 있는 규산염 다공성 광물로, 예를 들면 비석, 질석, 몬모릴로나이트, 파석석, 규조토, 실리콘, 인광 등이 있다. 무독성, 공급원, 저렴한 가격의 특징과 장점을 이용하여 무기 항균제를 개발하는 것은 매우 큰 응용 전망을 가지고 있다.
본 과제팀은 다양한 다공성 무기 항균 기초 물질을 개발하는 데 성공했다. 비스듬한 비석, 벤토나이트, 파석석, 규조토를 전달체로 아연 비스듬한 비석 항균제로 TiO2 _ 2 와 구리 몬모릴로나이트 항균제를 덮어서 은, 구리, 아연형 다공성 무기 항균 물질을 준비했다. NH4 ++ 변형 된 clinoptilolite 를 담체로 사용하여 Cu2+, Zn2+ 및 Cu2 ++ Zn2+ 복합 항균제를 제조 하였다. 몬탈토를 전달체로 하여 Cu2+ 를 전달체의 구멍에 고정시키고, 규산염 층간 사이에 광촉매 분해와 자체 정화 기능을 갖춘 TiO2 를 삽입하고, 대장균 (8099) 과 황금색 포도상구균 (ATCC6538) 에 대한 억제율은 99.99% [1입니다. 액상이온 교환법으로 준비한 항균제의 항균 효과는 99.20% 이상에 달했다. 그것으로 만든 항균 페인트는 첨가량이 1% ~ 3% 일 때 대장균에 좋은 항균 효과 [17] 를 가지고 있습니다. 비스듬한 비석을 전달체로 pH 값을 7.0 ~ 9.0 으로 조절하여 건습순환법을 이용하여 아연함량이 높은 신형 항균제를 성공적으로 준비했다. 아연 함량은 65,438+00.32% 로 외관은 흰색이며 대장균과 황금색 포도상구균에 대한 억제율은 99.9% 보다 크다. 그 함량이 3.0% 일 때 아연계 항균 코팅은 대장균과 황금색 포도상구균에 대한 항균률이 99.0% 를 넘는다. Cu, Zn, Cu+Zn 복합 항균 비스듬한 비석을 PP 플라스틱 충전재로 사용하여 만든 항균 플라스틱은 1% ~ 3% 범위 내에서 첨가량이 물리적 성능에 큰 영향을 미치지 않지만 항균율에 큰 영향을 미칩니다. 신형 아연 비스듬한 비석 항균제가 PP 플라스틱에 3% 로 첨가되었을 때 항균률은 96.6% 에 달하며 항균효과가 매우 좋다. Cu2+/Zn2+ 복합 비스듬한 비석 기반 항균제는 Cu2+ 와 Zn2+ 의 시너지 항균 작용을 한다.
동사 (verb 의 약어) 결론
광물 소재는 기능적 특성의 수정, 초정제 및 복합화를 통해 더 많은 새로운 기능을 부여받아 다층적 생태 환경 효과와 뚜렷한 경제적 사회적 효과를 가질 수 있다는 사실이 입증되었습니다.
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광물 생태 재료 연구
동법근, 양옥산, 등월전, 허, 호, 펭, 주계평
(서남과학기술대학교 재료과학공학대학, 쓰촨 면양 62 10 10)
초록: 자연, 호환 자연, 습관 자연, 자연으로 돌아가는 원칙에 따라 생태 재료의 설계 이념을 바탕으로 재료, 환경, 생태, 보건의 이념을 하나로 융합하고, 생체 공학을 통해 마이크로집합 원소를 가공하고, 천연 광물 재료의 성능을 최대한 활용하며, 이러한 성분과 기능성이 생활 환경에 맞도록 한다. 이 글은 미기후 생태 광물 기능 재료의 조절, 정화 및 최적화를 총괄하여 서술하였다. 저자는 생태 광물 재료의 다기능성, 복합성, 마이크로골재의 복합적 특징과 통합법칙을 지적하고 기능성 마이크로골재와 생태기능 기초재료를 제조하는' 유전자' 기술이나' 재료 칩' 기술을 처음으로 제시했다. 국가' 863' 하이테크놀로지 프로젝트인' 효율적인 공기정화 실내 광물 복합재, 점토기 항균 소재, 석조 시멘트, 페인트, 느끼함, 방라돈 복사 복합재, 친환경 복합기능코팅, 방충보건재료, 비석기 저장복합재' 의 연구결과를 소개했다. 마지막으로, 미래의 신형 선진 생태 환경 보호 재료 분야의 광물 재료 발전 전망을 검토하였다.
키워드: 생태 기능, 미네랄 소재, 방라돈 방사선, 보건, 항균, 에너지 저장.