硅藻泥产业与技术现状:

硅藻泥产业在中国发展历程仅有十余年，但发展极为迅速，目前已有大约300余家生产商，数千家加盟店，包括加盟店的年市场份额已达到内墙涂料市场的1.5%左右。

配方的基础源自国外。近年来在工艺与配方，特别是施工工艺以及产品型式与视觉效果等方面有一定创新，但配方技术仍不能适应中国幅员辽阔，东西南北湿度差别大的需求。

技术标准仍有待更好。

配方的基础源自国外。近年来在工艺与配方，特别是施工工艺以及产品型式与视觉效果等方面有一定创新，但配方技术仍不能适应中国幅员辽阔，东西南北湿度差别大的需求。

技术标准仍有待更好。

硅藻泥的功能特点:

硅藻土矿物材料与硅藻泥功能的关系:

硅藻泥的功能在很大程度上取决于硅藻矿物材料的性能：

（1）孔体积、孔径分布和比表面积；

（2）硅藻结构形态和硅藻含量；

（3）可见光下光催化降解性能。

硅藻土矿物材料与硅藻泥功能的关系:

（1）孔体积、比表面积和孔径分布

硅藻土的比表面积越大、孔体积越大、孔径越小，则硅藻土的平衡吸湿量和平衡放湿量越大;同时有毒有害气体的饱和吸附量越大。

硅藻土的比表面积、孔体积和孔径与硅藻结构形态、纯度（硅藻含量）以及加工方式相关。

煅烧温度越高，硅藻土的吸、放湿性能越弱，未煅烧硅藻土的调湿性能优于煅烧硅藻土。

煅烧温度与硅藻土的吸湿性能:

试验条件：

恒定温度20℃

恒定湿度98%。

每隔12h称重一次，前8h每隔1h称重一次，连续吸湿72h。

A:未煅烧土；B:500℃煅烧土；C:600℃煅烧土；D: 700℃煅烧土；

E: 800℃煅烧土；F: 900℃煅烧土；G：1000℃煅烧土

煅烧温度与硅藻土的放湿性能:

试验条件：

恒定温度20℃；恒定湿度11%。

每隔12h称重一次，前8h每隔1h称重一次，连续放湿72h。

A:未煅烧土；B:500℃煅烧土；C:600℃煅烧土；D: 700℃煅烧土；

E: 800℃煅烧土；F: 900℃煅烧土；G：1000℃煅烧系

硅藻土比表面积与其调湿性能的关系:

硅藻土孔体积与其调湿性能的关系:

硅藻土平均孔径与其调湿性能的关系:

硅藻土比表面积与其调湿性能的关系:

硅藻结构形态和硅藻含量:硅藻结构形态和硅藻含量主要是影响硅藻矿物材料的孔体积、比表面积和孔径分布，其实质还是体现在孔体积、比表面积和孔径分布对硅藻土调湿性能和吸附有毒有害气体性能的影响。

硅藻结构:

圆盘藻

圆筒藻

立体小环藻

圆筛藻

球形藻

小环藻

结构形态多达近百种

吉林长白山硅藻土

中低品位硅藻土矿选矿精土

美国内华达硅藻土

不同产地硅藻土的二氧化硅含量与硅藻含量:

不同硅藻土材料的孔结构特性与甲醛吸附率:

硅藻土矿物原材料与硅藻泥功能的关系:

（3）甲醛吸附与光催化降解性能:硅藻土为多孔矿物材料，其孔径从几纳米到数百纳米，是一种天然纳米孔径无定形硅质材料；因此，除了吸湿和放湿性能外，还具有吸附甲醛、甲苯等有毒有害气体的性能。

硅藻矿物材料本身对甲醛的吸附性能不能彻底消除甲醛的危害。因为，第一，所有吸附材料均有饱和点，饱和后不能再吸附，而且还可能脱附，硅藻土也不例外；第二，含有甲醛的材料甲醛释放期长大十多年，仅靠吸附，没有分解消化（已吸附甲醛）功能的硅藻土不能持续消除甲醛。

纳米TiO2、纳米TiO2/硅藻土复合材料及其他光催化或光触媒材料具可以分解甲醛。

纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料兼有吸附和光催化两种功能。它将硅藻土的吸附捕捉功能和纳米TiO2的高效光催化降解功能有机结合。在光照条件下，可将吸附捕捉的甲醛、甲苯等有机污染物降解为二氧化碳和水，从根本上予以消除。

“纳米TiO2/硅藻土复合材料是一种具有生物功能的环境材料” 。它利用其纳米孔道吸附捕捉甲醛，再在光照下将吸附捕捉的甲醛分解为CO2和水。就像人的胃，进食后可以消化，消化后又可进食。可以持续消除甲醛等室内有机污染物。

纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料生产工艺:

以选矿提纯后的硅藻精土或煅烧硅藻土(助滤剂)为载体，以TiCl4为前驱体，采用低温水解均匀沉淀和连续控温煅烧晶化方法制备

原位沉淀负载技术路线，不是将钛白粉进行超细粉碎和机械混合的物理加工，也不同于纯纳米TiO2(德国P25和日本进口产品)的生产工艺

“纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料”生产技术是目前国内外硅藻土行业乃至多孔矿物负载纳米TiO2领域唯一转化为工业化生产的原创性技术成果

纳米TiO2/硅藻土复合材料性能特点:

主要化学成分(%)：

SiO2：50?70；

TiO2：25 ?45；

Al2O3：1.0 ?2.0；

Fe2O3：?1.0；

可根据应用需要调节TiO2的含量（在硅藻土上的负载量）

粒度：D50：7?10μm； 

325目筛余?0.5%；

比表面积：20 ? 30m2/g

平均孔径：10nm左右

吸油值：0.8 ? 1.0ml/g

紫外光下光催化性能

纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料与德国产纳米TiO2商品 P25光催化活性的比较(降解物:罗丹明-B(Rhodamine-B )

可见光下的光催化性能

纳米TiO2/硅藻土复合材料与纯纳米TiO2 (P25)光催化活性

对比（ (降解物:罗丹明-B(Rhodamine-B ) ）

纳米TiO2/硅藻土用于硅藻泥权威检测报告（1）

纳米TiO2/硅藻土用于硅藻泥权威检测报告（2）

硅藻土矿物材料与硅藻泥功能的关系:

纳米TiO2/硅藻土复合材料甲醛降解现场试验:

2015年1月26日-2月3日，第二炮兵后勤科学技术研究所、中国建筑材料科学研究总院、中国矿业大学（北京）等单位科研人员在临江宝健纳米复合材料有限公司进行了纳米TiO2/ 硅藻土复合光催化材料应用于硅藻泥、乳胶漆内墙涂料时，对室内空气中甲醛的降解性能现场试验。

纳米TiO2/硅藻土复合材料甲醛降解现场试验

试验原料:

纳米TiO2/硅藻土复合材料

甲醛试剂

乳胶漆

硅藻泥

两组对比试验，每组共两个面积相同的测试室，共四个测试室，装修程度均相同，主要有：地板、桌子、椅子、沙发、柜子、床等

测试室:

硅藻泥对比测试室：房间体积8.8m ×6.25 m×3.1m；施工墙面面积168㎡。

乳胶漆对比测试室：房间体积13m ×8.2 m×3.0m；施工墙面面积330㎡。

测试室粉刷：

硅藻泥墙面

硅藻泥测试室粉刷量：44kg(硅藻泥)；硅藻泥+光催化材料测试室粉刷量：20kg (硅藻泥) +1.875kg(TiO2/硅藻土复合光催化材料）

乳胶漆墙面

乳胶漆测试室粉刷量：44kg(乳胶漆)；乳胶漆+光催化材料测试室粉刷量：44kg (乳胶漆) +4.95kg(TiO2/硅藻土复合光催化材料）

测试方法和依据：

室内甲醛测定标准：居住区大气中甲醛卫生检验标准方法-分光光度法（GB/T 16129-1995)；

室内空气质量标准（GB/T 18883-2002)。

检测时间和频率：每天检测4次，每隔2.5个小时三台设备同时取样，每日采样时间分别设定为08:30、11:00、13:30、16:00。

取样点选取：根据GB/T18883-2002，每个测试室设立3个采样点，沿测试间对角线等间距分布；采样高度与呼吸带高度一致，取1.25m。

 

测试方法与仪器：

QC-2型大气采样仪（分光光度计法）

检测分析

温湿度计

测试过程简述:

1月26日-1月27日，试测房间甲醛浓度，自然晾干测试室。

1月28日，密封测试室门窗，滴加等量甲醛，开启风扇加速甲醛挥发，1小时后进行甲醛浓度测定试验，保证各测试间甲醛实测初始浓度相近（理论浓度0.200-0.250mg/m3）。1月28日-1月29日开始跟踪测定甲醛浓度。

1月30日，第二次滴加甲醛，开启风扇加速甲醛挥发，1小时后进行甲醛浓度测定试验， 1月30日-2月1日继续跟踪测定甲醛浓度。

2月2日，第三次滴加等量甲醛，开启风扇加速甲醛挥发，1小时后进行甲醛浓度测定试验， 2月2日-2月3日继续跟踪测定甲醛浓度。

2月3日，临江环保局对四个测试房间甲醛浓度进行测定。

硅藻泥测试结果:

（1）第1～2天为晾干过程；（2）第3天，注入等量甲醛，随后甲醛浓度逐渐上升，24h后甲醛浓度逐渐下降，基本趋于一致；第5天早8:30测试硅藻泥房间甲醛浓度显著升高，硅藻泥+光催化材料房间继续下降，并低于室内空气质量标准值（0.08 mg/m3）；

（3）第五天10:00，注入等量甲醛1h后甲醛浓度达到峰值，随后逐渐下降，24h后基本趋于稳定，硅藻泥房间浓度始终高于室内空气质量标准值(0.08 mg/m3)；硅藻泥+光催化材料房间甲醛浓度在（0.08 mg/m3）附近波动。继续观察24h发现，两房间甲醛浓度趋于稳定，硅藻泥房间浓度始终高于室内空气质量标准值（0.08 mg/m3）；硅藻泥+光催化材料房间甲醛浓度低于室内空气质量标准值（0.08 mg/m3）；

（4）第八天，注入等量甲醛1h后甲醛浓度达到峰值，随后逐渐下降，24h基本达到稳定状态。硅藻泥房间甲醛浓度始终高于室内空气质量标准值（0.08 mg/m3）；硅藻泥+光催化材料房间浓度逐渐下降至低于室内空气质量标准值（0.08 mg/m3）。

结论：纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料应用于硅藻泥（用量11.16g/m2 ），具有明显的甲醛降解效果；在室内甲醛初始浓度为0.2~0.3 mg/m3情况下，使用纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料的房间48h内甲醛浓度可降至国家标准（0.08mg/m3）以下，而且该复合光催化材料对甲醛具有可持续降解性。

趋势与展望：

机遇： 巨大的潜在市场需求！

       国家对健康环保内墙涂料的鼓励

       社会对健康环保内墙涂料的崇尚

       消费者对健康环保内墙涂料的追求

       世界第一的新建住宅和写字楼竣工面积

       世界第一的室内装饰和装修市场

       全球储量第二的硅藻土资源

挑战：1、产业发展的技术基础相对薄弱

      ▲产品大同小异，品种较单一(无论何地,不管地域自然湿度如何)

      ▲在同一水平上扩大生产能力，市场竞争主要拼价格

      ▲低价位产品的功能性缺位或弱化（只能靠减少单位面积用量）

      2、消费者对材料功能性日趋理性、对品质和安全性日趋重视

      ★甲醛净化性能问题

      ★产品内在质量及其安全问题

建议：1、加强制约产业发展的配方优化和技术创新基础研究，如原料、特别是硅藻土及其他多孔矿物（凹凸棒土、海泡石、沸石等）的吸湿和放湿性能优化、甲醛吸附与分解性能优化、材料配方优化等。

2、调整产品结构,增加品种，针对中国地域广阔、东西南北中湿度不同的特点设计合适的配方。

3、强化质量监控，创新和提升产品营销与服务模式。

                                                         资料整理于中国矿业大学