天然黑色电气石在空气净化中技术应用技术研究课件

1、天然黑色电气石在空气净化中的应用研究汇报提纲绪 论基 本 特 性衍生功能和市场应用空气净化现状电气石在空气净化方面的应用电气石吸附剂对香烟焦油的吸附试验结 论摘 要 本文简要介绍了电气石的化学成分和结晶习性等基本特征和压电、释电效应等物理特性，并着重介绍了由压电和释电效应所产生的负离子在空气净化方面的应用。负离子被称为“空气维生素”，它对空气净化乃至环保都有着直接的影响。通过对市场上现有的空气净化方法及产品的了解和原材料价格、性能、优缺点等的比较，辅以对电气石在吸附、除臭杀菌等方面进行实验的结果，阐述电气石净化空气的原理并预测电气石在空气净化方面应用的可行性，并就电气石在整个环境保护方面的应用

2、前景提出了自己的看法。汇报提纲绪 论基 本 特 性衍生功能和市场应用空气净化现状电气石在空气净化方面的应用电气石吸附剂对香烟焦油的吸附试验结 论绪 论 电气石，过去不曾被人们深入认识，应用范围较狭窄。九十年代末，随着高新技术的发展，日本科技界将电气石广泛应用于环保、医用、日用化工、建筑装潢、水质处理、空气净化以及屏蔽电磁辐射等领域。 目前，人们已开始利用电气石自身发射远红外射线及热差变化所能产生正负电磁场的物理效应，来净化环境、增加空气中负离子成分、改善大气中有害离子对人体危害、活化人体机能，提高人们的健康水平。 但是，对天然黑色电气石功能的开发应用还只是处在开始认识和少量生产阶段，有关黑色电

3、气石的吸附特性等功能的利用与开发的理论研究远落后于实际生产。开展对天然黑色电气石吸附特性进行研究和探讨，对进一步开展天然黑色电气石的应用具有十分重要的理论和现实意义。晶体结构电气石，化学通式为NaR3Al6Si6O18BO33(OH,F)4，晶体属三方晶系，复三方单锥晶类。式中R代表金属阳离子，当R为Mg2+、Fe2+或（Li+Al3+）时，分别构成镁电气石、黑电气石和锂电气石三个端员矿物种。 成分SiO2 Al2O3Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O FeO TiO2 Li B2O3 杂质 含量（%）39.90 28.11 9.28 1.52 3.55 0.27 1.54 0.68

4、 0.95 0.34 8.34 2 化学成分成因类型及产地 成因类型：伟晶型、气成热液型、也见于变质矿床。主要产地：巴西,美国,马达加斯加,缅甸,斯里兰卡,中国等 物理性质电气石晶体具有条纹，并带三角形的横截面和圆形轮廓；也可能具纤维习性，当琢切成凸面型時，会呈现猫眼效果，玻璃光泽；贝壳状断口，断口松脂光泽，半透明至透明。 英文名称：TOURMALINE莫氏硬度：7-7.5比重：3.05折射率：1.624-1.644解理：无颜色：红色,绿色,蓝色,黄色,橙色,黑色,无色,杂色(如双色,三色电气石)等。（见下图）双折射率：0.018(0.014-0.021)多色性：强长波紫外荧光：弱短波紫外荧光

5、：弱包裹体：管状气液包体或空管,云母,锆石,电气石等。光性：一轴晶负光性色散度：低(0.017)各色碧玺原石英文名称：TOURMALINE莫氏硬度：7-7.5比重：3.05折射率：1.624-1.644解理：无颜色：红色,绿色,蓝色,黄色,橙色,黑色,无色,杂色(如双色,三色电气石)等。（见下图）双折射率：0.018(0.014-0.021)多色性：强长波紫外荧光：弱短波紫外荧光：弱包裹体：管状气液包体或空管,云母,锆石,电气石等。光性：一轴晶负光性色散度：低(0.017)直流静电气及吸附发挥特性：具有明显的压电效应和热电效应，且电极是永久的，而电子在接触大气和水的运动过程中自然释放大量负离子

6、（所以其负离子的释放也是永久的），从而吸引空气中的细微物质。形成电磁波特性：发射波长4 14微米的红外线（此波长的光线又被称作：世界万物的生命育成光线）对水进行电气分解特性：形成 H+H2O H3O+ OH-+ H2O H3O2-对水进行活化特性：H3O2-（羟胺离子）具界面活性作用压电效应特性：指电介质（所谓电介质就是指不导电的物质）在外界压力发生变化时发生极化现象，并且由正极向负极放电。（虽然放电的电流非常弱，但其结晶体间的电压却非常高，可达100万伏，这足以将空气或空气中的水电离，而产生负离子。）热释电效应特性：指电介质在外界温度发生变化时发生的极化现象，并且放电（原理同压电效应一样，只

7、是发生条件不一样）。（在水中） 渗出矿物元素特性：渗出Ca、K、Na、Al、Cr、Fe、Li、Mg、Si等抗电磁波特性：指产生负离子，抵消微波带来的正离子。 功能特性 红外线功能 : 正电极、负电极发生正常电位差（在常温下放射波长414微米、发射率为0。90以上的远红外线） 产生负离子功能 : 负极电流间相互流动（永久地自动释放被誉为“空气维生素”的空气负离子） 多种矿物元素功能:在水中渗出Ca、K、Na、Al、Cr、Fe、Li、Mg、Si等元素 （永久性）电 磁 场:永恒地持续不断地发出静电气衍生功能保健系列产品美容系列产品空气处理系列产品水处理系列产品抗电磁波系列产品市场应用及预测电气石的

8、作用与用途 1）、 用于建筑装潢粉刷内墙电气石可吸附油漆、胶水、涂料所发出的异味。在涂料中加入微量的超细电气石粉，刷在内墙和天花板上，不但可以迅速吸除异味，还能长期吸除烟味。2）、 用于纺织品超细电气石粉制成超细纤维，可制成防磁防潮保暖棉被、棉垫、衬衫、内衣等。3）、 用于净化水质将电气石矿粉制成电气石陶粒，用于净化矿化容器中，可以净化自来水。4）、 用于保健A、用宝石级特白超细电气石粉加入化妆品或普通护肤霜中，由于电气石中含有微量对人体有益的B、F、Sr、Li等元素，以及电气石超细粉受热差后产生远红外，可刺激活化人的面部肌肤，从而达到消毒杀菌、去除色斑、治青春豆、治疗溃疡性皮炎等皮肤病。B、

9、由于电气石本身具有远红外射线及热电、压电效应，利用此特性，可制成电气石男女戒面、健身球、保健玉枕等产品，以活化稀释人体血脉、筋絡，活动关节，达到治理关节疼痛，颈椎疼痛等疾病。其他应用2001“信息化与工业化”工业博览会我校对18个项目进行了重点介绍，并有20余件实物展出，其中3件展品参加了评奖。展出期间，利用天然矿物电气石的自然特性研制的“冰箱除味卡”和“环保型室内涂料空气净化添加剂”等项目引起参观者的极大兴趣和关注。其他应用 继植物之后，矿物能量也成为化妆品开发成分的重要方向。最近雅诗兰黛化妆品集团在保养品中加入了电气石。据雅诗兰黛提供的资料，电气石是一种具备磁性的物质，这种结晶状的半宝石被

10、认为具有疗效及调和元素和成分的特性。电气石带电的特性可以使水分子排列整齐，形成一个理想的离子网，可与其它成分产生协同作用，并被肌肤吸收，提高整体功效。 长期以来，电气石的震动能量作用被认为可使保养品中所含的植物精华成分更易发挥作用。目前电气石或其它能量矿石在美容中的运用并不常见。 2001“信息化与工业化”工业博览会我校对18个项目进行了重点介绍，并有20余件实物展出，其中3件展品参加了评奖。 展出期间，利用天然矿物电气石的自然特性研制的“冰箱除味卡”和“环保型室内涂料空气净化添加剂”等项目引起参观者的极大兴趣和关注。其他应用 在防辐射领域，已研制了便携式无源负氧离子发生器采用了成熟的纳米及多

11、孔质烧结技术，以天然电气石为原料制成，能够源源不断地产生负氧离子，清除手机、电脑、电视机和微波炉等家用电器产生的电磁波正离子的危害。净化方法及产品 目前市场上主要有过滤式、电子集尘式、臭氧式和负离子式四种类型的空气净化器。 过滤式：通过过滤网滤出空气中的有害微尘，主要有两种过滤方式。一是机械滤芯式集尘，二是静电滤芯式 。过滤有害物质的效率为90%。 电子集尘式：利用高电压将污染微粒离子化并赋予电荷，再利用正负交叉的收集板，将带有电荷的污染微粒吸附在收集板上。 臭氧式：高效能电子式空气净化机在运转时会产生微量臭氧，起到杀菌作用。（负离子式净化器也会产生臭氧。） 负离子式 ：通过负离子发生器发生负

12、离子，负离子能够中和尘埃中的正电，使尘埃落地，同时也有一定的杀菌作用，达到净化空气的目的。 空气净化器的功能据了解，市场上出售的室内空气净化器经历了不断更新的过程，目前已产生出第三代产品。第一代产品：以物理性能设计的净化器；第二代产品：在第一代基础上增加了杀菌、除臭等功能；第三代产品：采用了先进的纳米技术。第一代产品 最早出现在市场上的净化器，具有过滤、吸附处理杂质等功能，可以有效地净化室内空气中的悬浮物和少部分有害物质。但是，对室内空气中的异臭异味、病原菌、病毒、微生物以及装饰装修造成的空气污染根本无法消除，同时，这些采用物理方法实施净化的产品，在过滤和吸附过程中慢慢地就会饱和直至失去功效。

13、缺点是要定期清洗过滤网，以免造成二次污染。 第二代产品 第二代产品是在第一代产品的物理性能的基础上，增加了静电除尘、负离子发生器、臭氧发生器等功能。这种多功能净化器不仅可以消烟除尘，而且具有消毒、杀菌、除臭去味和去颜料色素以及消除一氧化碳等有害气体的功能。 但是，第二代净化器仍然存在着不能分解有机污染物的弊病。 缺点是臭氧发生器不能人机同室，所以使用起来不太方便。 第三代产品近年来，空气污染治理专家在多年科学研究的基础上，采用先进的纳米技术，成功地研制出了高效率催化和光催化净化技术。 催化技术，以多元多相催化为主，结合超微过滤，从而保证在常温常压下使多种有害有味气体分解成无害无味物质，由单纯的

14、物理吸附转变为化学吸附，边吸附边分解，提高了吸附污染颗粒物种类，提高了吸附效率和饱和容量；不产生二次污染，大大延长了吸附材料的使用寿命。催化材料的寿命是普通材料的20倍以上，可以对室内氨、硫化氢、醛类等进行催化分解。 空气负离子的形成 大气中粒子的离子化过程在不断的进行着，对于每个正负离子而言，它的寿命是短暂的，一般只存在几十分钟。当空气分子或水蒸气分子受外界能量的作用，气体分子中的电子被逐出时，就形成了空气离子。被击出电子的空气分子就成了空气正离子，而被击出的电子附着于附近的空气分子上时就形成了空气负离子。负离子包括所有的非金属离子、酸根、氧负离子（O2-2）、羟基离子（H3O2-）等。 空

15、气负离子的消失和变迁 (1)空气离子的复合是空气离子消失的主要原因、即异性电荷由于是静电相吸引结合而中和。 (2)和空气中的尘粒、烟雾的表面附着在一起变成重离子。 (3)集中采暖以及冷气设备的空调系统，负离子常被驱除。 (4)合成纤维、地毯带有正电荷易吸收负离子。 (5)钢筋、纤维板都吸收负离子。 空气负离子的功能和对人类的重要意义 负离子对人体的生理功能是多方面的。对于呼吸系统，负离子进入肺后可改善肺的换气功能；它增加氧气吸入和二氧化碳的排出，使呼吸均匀和呼吸次数减少。在神经系统方面，负离子能调节中枢神经的兴奋及抑制状态，使人精神焕发和提高工作效率。在造血系统方面，它可以促进造血机能和血液循

16、环。除此之外，空气负离子还有镇静、降压、止汗、利尿、 催眠、增加食欲和提高免疫机能的作用。含量（负离子个数/CM3)关系程度森林、瀑布区10万50万具有自然痊愈力高山、海边5万10万杀菌作用，减少疾病传染郊外、田野5千5万增强人体免疫力及抗菌力都市公园区1千2千维持健康基本需要街道绿化区100200诱发生理障碍边缘都市住宅封闭区4050诱发生理障碍，如头痛、失眠、神经衰弱倦怠、呼吸道疾病、过敏性疾病室内冷暖气空调长时间后025引发“空调病”症状负离子含量与健康关系表 当 前 室 内 空 气 现 状 上海市环境科学研究院大气研究所工程师钱华提供的“上海室内环境空气污染情况调查及其对策研究”报告显

17、示：上海市民平均86%的时间是在室内度过的，其中在家庭内的时间占60%。显然，人们在室内的时间大大多于室外，而室内污染物质及其污染浓度与室外有着明显的差异。针对目前室内环境污染的现状，采取相应对策，以保护人们的健康尤为迫切。 室内空气污染物的来源主要有以下几个方面：建筑及室内装饰材料、室外污染物、燃烧产物和人的活动。室内空气质量的恶化与净化 目前城市住宅内外环境空气质量渐趋恶化，特别是采用空调的住宅与办公环境，负离子浓度十分低，对人体健康构成了严重威胁。 为了改善生活环境与办公室环境的空气质量，特别是居室与空调房间内的空气质量，目前主要利用放电击穿空气使之电离的原理制造的负离子（或负氧离子）发

18、生器，已经比较广泛地投入使用。 电气石净化空气的工 作 原 理（1）空气负离子的产生主要有两种方式：一种是放电式，另一种是水喷雾式。电气石的负离子产生方式是放电式。 电气石有着“天然负离子发生器”之称，它具有极明显的“压电效应”和“热电效应”，当外界气温气压发生极为微小的变化时，该材料即可发生极化，并且由正极向负极放电，在这一过程中电离空气和空气中的水，产生负离子（一般电介质都可发生极化现象，只不过是敏感程度不一样而已），从而吸附空气中有害的细微物质，并起到一定的除臭杀菌作用。 所谓压电效应：就是指电介质（指不导电的物质）在外界压力发生变化时发生极化现象（极化现象即是晶体的一端带正电，另一端带负电的现象），并且由正极向负极放电。 所谓热电效应：是指电介质在外界温度发生变化时发生的极化现象，并且放电，原理同压电效应一样，只是发生条件不一样。（2）数据表明，当环境温度变化1oC时，电气石晶体两端产生的极化强度，相当于恒温状态下约需外加电压7万电子伏（ev）产生的极化强度。 当电气石晶体两端的电压达到某一程度时，电气石晶体周围的空气发生电离，所产生的电子附着于临近的空气分子并使它转化为空气负离子。 虽然电气石放电的电流非常弱，但其结晶体间的电压却非常高，可达到100万eV，这足以将空