光觸媒是一種以納米級(jí)二氧化鈦為代表的具有光催化功能的光半導(dǎo)體材料的總稱，它涂布于基材表面，在紫外光線的作用下，產(chǎn)生強(qiáng)烈催化降解功能：能有效地降解空氣中有毒有害氣體；能有效殺滅多種細(xì)菌，并能將細(xì)菌或真菌釋放出的毒素分解及無害化處理；同時(shí)還具備除臭、抗污、凈化空氣等功能。

光觸媒材料主要有納米TiO2、ZnO、CdS、WO3、Fe2O3、PbS、SnO2、ZnS、SrTiO3、SiO2等，2000年以來又發(fā)現(xiàn)一些納米貴金屬（鉑、銠、鈀等）具有更好的光催化性能，但由于其中大多數(shù)易發(fā)生化學(xué)或光化學(xué)腐蝕，而貴金屬成本則過高，都不適合作為家居凈化空氣用光催化劑。

在所有的光觸媒材料中，除醛酶不僅具有很高的光催化活性，且具有耐酸堿腐蝕、耐化學(xué)腐蝕、無毒等優(yōu)點(diǎn)，價(jià)格也適中，具有較高的性價(jià)比，因而市場(chǎng)上大多使用納米二氧化鈦?zhàn)鳛橹饕�原材料�?/p>

納米二氧化鈦（TiO2）是一種半導(dǎo)體，主要有銳鈦型（Anatase），金紅石型（Rutile）及板鈦型（Brookite）三種晶體結(jié)構(gòu)，其中：

板鈦型晶體穩(wěn)定性差，一般認(rèn)為不具備光催化活性。

金紅石型晶體具有比銳鈦型晶體更強(qiáng)的光催化性能，耐候性和附著性也很好，納米無機(jī)包覆穩(wěn)定，市場(chǎng)價(jià)格高于銳鈦型晶體。

納米氧化鋅（ZnO）粒徑介于1-100 nm之間，是一種面向21世紀(jì)的新型高功能精細(xì)無機(jī)產(chǎn)品，表現(xiàn)出許多特殊的性質(zhì)，如非遷移性、熒光性、壓電性、吸收和散射紫外線能力等，利用其在光、電、磁、敏感等方面的奇妙性能，可制造氣體傳感器、熒光體、變阻器、紫外線遮蔽材料、圖像記錄材料、壓電材料、壓敏電阻、高效催化劑、磁性材料和塑料薄膜等。在橡膠、陶瓷、紡織、印染、國防工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

納米二氧化鋯（ZrO2）呈高純度白色粉末狀，無臭、無味。低溫時(shí)為單斜晶系，高溫時(shí)為四方晶型。具有高的折射率（折射率2.2）和耐高溫性。有良好的熱化學(xué)穩(wěn)定性、高溫導(dǎo)電性和較高的高溫強(qiáng)度和韌性，具有良好的機(jī)械、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)性質(zhì)。其中HT-ZrO-01為單斜晶型，HT-ZrO-02為四方晶型。納米氧化鋯顆粒尺寸微小、是很穩(wěn)定的氧化物，具有耐酸、耐堿、耐腐蝕、耐高溫的性能，可用于功能陶瓷和結(jié)構(gòu)陶瓷，以及寶石材料。

光觸媒分散機(jī) 
顆粒細(xì)化到納米級(jí)后，其表面積累了大量的正、負(fù)電荷，納米顆粒的形狀極不規(guī)則，這樣造成了電荷的聚集。納米顆粒表面原子比例隨著納米粒徑的降低而迅速增加，當(dāng)降至1nm時(shí)，表面原子比例高達(dá)90%，原子幾乎全部集中到顆粒表面，處于高度活化狀態(tài)，導(dǎo)致表面原子配位數(shù)不足和高表面能。納米顆粒具有很高的化學(xué)活性，表現(xiàn)出強(qiáng)烈的表面效應(yīng)，很容易發(fā)生聚集而達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，從而團(tuán)聚發(fā)生
眾所周知納米氧化物極易產(chǎn)生自身的團(tuán)聚，使得應(yīng)有的性能難以充分發(fā)揮。此外，納米氧化物的諸多奇異性能能否得到充分發(fā)揮，還取決于*大限度降低粉體與介質(zhì)間的表面張力。因此，納米氧化物粉體必須均勻分散，充分打開其團(tuán)聚體，才能發(fā)揮其應(yīng)有的奇異性能。

氣相二氧化硅有效發(fā)揮作用的關(guān)鍵是確保其在樹脂中獲得適當(dāng)?shù)姆稚�。分散設(shè)計(jì)越好，則有效性越好。
對(duì)樹脂行業(yè)而言，氣相二氧化硅的分散可以使用多種方法，例如碾磨，高速剪切，球磨，砂磨，超聲波分散等等，其中前兩種方法使用的更多。就主要的分散步驟而言也有兩種，即所謂的一步法和兩步法 一步法是指將氣相二氧化硅加入樹脂中直接得到所需要的一定含量的產(chǎn)品，一步法的特點(diǎn)是生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，比較適合大批量，產(chǎn)品單一的生產(chǎn)。
 
目前，國內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量較好的企業(yè)使用的分散方式主要采取一步法的高速剪切分散，能基本滿足用戶的需要。由于我們行業(yè)的特點(diǎn)，有相當(dāng)多的中小企業(yè)分散設(shè)備十分落后，分散時(shí)根本形成不了剪切力，只是一種攪拌，氣相二氧化硅在樹脂中根本形成不了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而無法發(fā)揮材料的性能。造成這種情況的主要原因① 尚未對(duì)分散的作用有正確的認(rèn)識(shí)．許多生產(chǎn)商并未意識(shí)到分散的重要性；② 不知道對(duì)*終產(chǎn)品的品質(zhì)如何評(píng)價(jià)，


 

分層是分散相在外力（重力或離心力）作用下，在連續(xù)相中上浮或下沉的結(jié)果。在忽略布朗運(yùn)動(dòng)效應(yīng)的靜態(tài)條件下，可用Stokes 定律來描述，即分散相球形顆粒由于重力的沉降速度 V 由下式確定：

式中

ρs -ρ為分散相與連續(xù)相的密度差，g 為重力加速度，d 為分散相顆粒直徑，μ為連續(xù)相的粘度。如果分散相顆粒的密度比連續(xù)相密度大，顆粒下沉，速度 V 為正值，反之，顆粒上浮，速度為負(fù)值。沉降速度大，漿料就容易分層。如果要保持體系穩(wěn)定，就必須降低沉降速度，對(duì)于特定的漿料可以通過減小分散相固體顆粒直徑 d。因?yàn)橹挥挟?dāng)粒徑減至連續(xù)相液體分子大小時(shí)，顆粒才能穩(wěn)定、均勻地分散在液體中不發(fā)生分離。

通過以上的分析我們可以看出，要提高懸浮液的穩(wěn)定性，分散相顆粒的粒徑應(yīng)盡量細(xì)小。但應(yīng)該指出，根據(jù)前人所做的大量研究發(fā)現(xiàn)，隨著顆粒粒度的減小，雖然顆粒由重力引起的分離作用變?yōu)榇我�的因素，但是由于顆粒之間的間距減小，顆粒之間的結(jié)合力（范德華力等）起到了重要決定性作用。另外，當(dāng)顆粒直徑小于某一細(xì)小尺寸時(shí)，此時(shí)，顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)效應(yīng)就不能忽略了，所以由于細(xì)小顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)，而使得顆粒之間產(chǎn)生激烈地碰撞。若不加穩(wěn)定劑，這些情況都會(huì)導(dǎo)致顆粒團(tuán)聚，對(duì)體系的穩(wěn)定是不利的。所以漿料的分散中，顆粒粒徑并非越細(xì)越好，要視漿料的特性而定。分散就是要根據(jù)物料的特性與特點(diǎn)，減小分散相顆粒的粒度，使其分布于一個(gè)較窄的尺寸范圍，并達(dá)到吸力與斥力的相互平衡，從而保證漿料體系的穩(wěn)定。

影響分散乳化結(jié)果的因素有以下幾點(diǎn)

1 分散頭的形式（批次式和連續(xù)式）（連續(xù)式比批次好）

2 分散頭的剪切速率 （越大，效果越好）

3 分散頭的齒形結(jié)構(gòu)（分為初齒，中齒，細(xì)齒，超細(xì)齒，約細(xì)齒效果越好）

4 物料在分散墻體的停留時(shí)間，乳化分散時(shí)間（可以看作同等的電機(jī)，流量越小，效果越好）

5 循環(huán)次數(shù)（越多，效果越好，到設(shè)備的期限，就不能再好）

線速度的計(jì)算

剪切速率的定義是兩表面之間液體層的相對(duì)速率。 

– 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s) 
g 定-轉(zhuǎn)子 間距 (m)

由上可知，剪切速率取決于以下因素： 

– 轉(zhuǎn)子的線速率

– 在這種請(qǐng)況下兩表面間的距離為轉(zhuǎn)子-定子 間距。 
IKN 定-轉(zhuǎn)子的間距范圍為 0.2 ~ 0.4 mm 

速率V= 3.14 X D（轉(zhuǎn)子直徑）X 轉(zhuǎn)速 RPM / 60

    高的轉(zhuǎn)速和剪切率對(duì)于獲得超細(xì)微懸浮液是*重要的。根據(jù)一些行業(yè)特殊要求，依肯公司在ERS2000系列的基礎(chǔ)上又開發(fā)出ERX2000超高速剪切乳化機(jī)機(jī)。其剪切速率可以超過200.00 rpm，轉(zhuǎn)子的速度可以達(dá)到66m/s。在該速度范圍內(nèi)，由剪切力所造成的湍流結(jié)合專門研制的電機(jī)可以使粒徑范圍小到納米級(jí)。剪切力更強(qiáng)，乳液的粒經(jīng)分布更窄。由于能量密度極高,無需其他輔助分散設(shè)備,可以達(dá)到普通的高壓均質(zhì)機(jī)的400BAR壓力下的顆粒大小.

2、設(shè)備特點(diǎn)

•  ERS設(shè)備與傳統(tǒng)設(shè)備相比：

高效、節(jié)能

傳統(tǒng)設(shè)備需8小時(shí)的分散加工過程，ERS設(shè)備1小時(shí)左右完成，超細(xì)分散效果顯著，能耗*降低；

高速、高品質(zhì)

傳統(tǒng)設(shè)備的攪拌轉(zhuǎn)速每分鐘幾十轉(zhuǎn)，帶分散功能的轉(zhuǎn)速每分鐘1500轉(zhuǎn)以內(nèi)，只完成宏觀分散加工，超細(xì)分散能力極為有限；ERS設(shè)備的轉(zhuǎn)速每分鐘10000～15000轉(zhuǎn)之間，超高線速度產(chǎn)生的剪切力，瞬間超細(xì)分散漿料中的粉體。

• ERS設(shè)備與同類設(shè)備相比：

多層多向剪切分散

同類設(shè)備的定轉(zhuǎn)子等部件結(jié)構(gòu)單一，多級(jí)多層的結(jié)構(gòu)是單純重復(fù)性加工，相同的齒槽結(jié)構(gòu)易發(fā)生物料未經(jīng)分散便通過工作腔的短路現(xiàn)象；

ERS設(shè)備的定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)采用多層多向剪切概念，裝配式結(jié)構(gòu)使物料得到不同方向剪切分散，杜絕了短路現(xiàn)象，超細(xì)分散更為徹底。

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