首创纳米：助力节能环保技术新突破
时间：2020-12-28 20:06:47 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
北京首创纳米科技有限公司（以下简称“首创纳米”）作为北京纳米科技产业创新联盟的骨干成员，长期以来得到了北京市科学技术委员会（以下简称“北京市科委”）等部门的大量支持，始终坚持不断技术创新，通过与联盟内部众多技术研究机构、高校等合作研发，在纳米材料应用技术领域取得了一系列的产业化技术成果，掌握了纳米材料的均匀稳定分散技术和纳米催化净化等核心技术，拥有20多项发明专利。首创纳米积极研究发掘市场需求点，以纳米材料技术作为核心创新点，围绕市场及行业需求开展成套化、集成化产业化技术开发，在室内空气净化领域和建筑节能材料领域取得了产业化技术新突破，为下一步的发展打下了坚实的基础。
生泰宝——纳米催化材料开创生态净化新技术
近年来由于我国大面积雾霾的爆发，引发了市场对空气净化产品的大量需求，空气净化行业成为发展最迅速的行业，而目前即使从全球范围看，空气净化行业的核心技术仍然停留在30年前的水平，主要是采用无纺布制造的高效过滤材料和高压静电吸附技术，这些技术存在需要不断更换滤网、容易造成二次污染、使用成本高等问题，严重影响了消费者对净化器产品的体验和信任度。首创纳米长期从事纳米催化净化材料及工艺的研究，经过坚持不懈的努力，终于成功开发基于纳米催化材料技术的生态净化室内空气的全套技术，成功推出了世界上第一台生态净化器——生泰宝（见图1）。
生泰宝的核心技术是利用的纳米催化净化材料：一方面利用纳米催化材料研制成功纳米技术强化湿地土壤，其净化空气的效率比自然湿地土壤提高了600倍；另一方利用自主开发的纳米光催化净化材料制成的净化模块，可以快速有效分解空气中的有害气体（甲醛、苯等）和空气中的细菌，实现生态净化功能。其核心技术具有5项国家发明专利，是凝聚了生态专家、空气净化专家、纳米技术专家、电器专家十年心血的高科技产品。当室内污浊空气进入生泰宝植物加湿净化器时，空气中的污染物会随着机器中的水流进入微型湿地的根部土壤，然后纳米土壤会对污染物进行初步地吸附、净化和沉淀，部分污染物和净化残留物则被土壤中的微生物逐步分解成氮、磷、钾养分，最后被湿地植物所吸收。这一净化过程不仅能有效去除空气中的粉尘、PM2.5以及部分有毒有害气体，还能将净化过滤出来的残留物进行分解吸收，从而达到不使用滤材，免除了用户频繁清洗和更换滤材和遭受二次污染的烦恼。
经过微型湿地初步过滤出来的空气还会经过纳米光催化技术的净化，高效去除空气中残留的甲醛、苯、氨气、室内有机气态物质（TVOC）等化学污染物，再通过紫外线杀菌技术杀灭空气中的有害病菌，最后结合负离子技术，增强洁净空气的除尘和保健作用，最终达到有效净化空气的效果。
生泰宝植物加湿净化器模拟了大自然的生态湿地环境，将室内人、植物和空气形成一个简单的生态链，不仅使室内空气得到有效净化，还能让净化过程更绿色、更健康。经中国疾病预防控制中心与国家室内车内环境及环保产品质量监督检验中心检测认证，使用生态湿地复合净化技术的生泰宝植物加湿净化器，PM2.5去除率达到99%，甲醛去除率达到96%，苯去除率为82%，杀菌率为98%。
室内有机气态物质在北京纳米产业技术创新联盟和各级政府的支持下，坚持持续研发纳米催化净化材料技术，成为中国纳米光催化学会副会长单位，参与编制了纳米光催化材料的国家标准，同时，参与编制了基于可见光激发的纳米光催化材料技术的国家ISO标准，在空气净化技术领域占有一席之地，成为国家室内空气净化专业委员会副主任单位。
国家科技部认可的技术鉴定委员会的鉴定认为：生泰宝的整个净化过程即为纳米复合生态湿地复合净化过程。该技术是生泰宝植物加湿净化器的核心净化技术，由首创纳米自主研发，在国内获得了多项发明专利，同时也获得了国内外空气净化领域专家的高度认可，在世界上实属首创。这是一个具有里程碑意义的技术创新，正是这一技术，使得国内的空气净化产品真正由“中国制造”转变成了“中国创造”。
生泰宝产品一经上市，就获得了市场的广泛好评，目前产品已经进入到千家万户，特别是一些专业机构和重要办公场所也已经大量采购。目前生泰宝已经开发成功系列产品，以满足不同领域的需求。
纳米涂膜玻璃——引领节能玻璃新技术
首创纳米在建筑节能领域也一直坚持持续开发，针对建筑玻璃门窗及幕墙领域的不断提升的节能需求，开发纳米涂膜玻璃技术，实现了节能玻璃领域的新突破。
透明隔热涂膜是一种对可见光具有高透过性、对红外线或热辐射具有较好的阻隔性的涂料，该涂料主要有对太阳光具有光谱选择性的半导体金属氧化物微粒和透明树脂组成。纳米级的半导体系列材料对可见光区透明，对近红外光区的阻隔性强，传统工艺采用磁控溅射、化学气相沉积法、喷雾热分解、等离子体溅射法等在玻璃表面制备透明隔热涂层、透明导电薄膜，但成本制约其大规模推广应用。基于材料科学和纳米技术的快速发展，低成本的透明隔热纳米涂料将有望取代这种高成本的镀膜材料工艺。
纳米透明隔热涂料对太阳光谱具有选择性，从而表现出具有吸收紫外线，透过可见光，阻隔红外热辐射的综合性能。
纳米透明隔热涂膜结合了尖端的纳米粒子技术和微层涂敷技术，应用于建筑物的玻璃表面，在不改变玻璃的透光性的情况下，能有效屏蔽红外热辐射和吸收紫外线，而且兼顾了整体性和美观性。只要在玻璃表面涂敷形成微米厚的透明整体涂膜，玻璃施工前后的温差达3～9℃，尤其是在日照最历害、隔热需求最强烈的中午前后表现更为出色，最大程度地降低了空调制冷电能消耗，节能达35%左右，隔热效果显著。为了实现玻璃通体的透明性，产品选用了透明高分子树脂为成膜物，采用比头发丝还细几百倍的纳米导电超细粒子作功能材料，让纳米导电超细粒子均匀分布于透明树脂涂漠中，最大限度保持玻璃门窗整体的优美外观，从室内朝外看施工后的玻璃呈现出淡淡的蓝色，晶莹剔透，即使在夜晚也能让人拥有清晰透明的视野。同时，纳米透明隔热涂料在保证可见光透过的同时，还能反射波长较长的室内暖气热辐射，有利于采暖效果和阻挡室内热能通过玻璃门窗传导外泄，减少冬季室内能量的损耗，从而实现“冬暧夏凉”的节能效果。
纳米涂膜玻璃通过阻隔不同波长范围的热能量，达到最终的隔热效果（见图2）。如果涂膜层是颜色深，而不含其他隔热层，则能阻挡可见光波段的部分热量。但膜层的透明性就很差，影响视觉效果和采光要求。而含有多种纳米金属氧化物的涂料成膜后，能隔热绝大部分的红外光线透过，尤其是热量集中的近红外部分，同时对可见光线允许透过，不影响涂层的透明性，不仅隔热效果好，而且透光率高。透明隔热玻璃涂料的特点是在保证高透光性的前提下，可以阻挡太阳光中的大部分红外光进入室内，从而在炎热天气，可以大大减少太阳光热量进入室内。一般使用该涂料后，与未涂隔热涂料的建筑空间比相差8～13℃。
图3是根据相关参数，假定在夏季室外35℃，冬季室外-5℃，室内维持20℃时，各玻璃的隔热性能对比图。从图3可以看出，纳米涂膜玻璃的节能效果良好，相对于普通中空玻璃，夏季节能35.91%，冬季节能70.26%。纳米涂膜玻璃相对于Low-E中空夏季节能22.28%，冬季节能15.44%。因此，纳米涂膜玻璃不但具有良好性能，同时在价格方面也具有很强的优势。
首创纳米在纳米涂膜材料的技术上，进一步开发了专用的纳米涂膜玻璃生产设备，经过3年的努力，终于研制成功了全球第一台纳米涂膜玻璃产业化生产设备（图4）。
涂膜玻璃国外在这方面的研究较早，日本、韩国，特别是日本在透明隔热涂料方面已经申请了较多专利。国内近几年也在进行透明隔热涂料的研制，南京工业大学、上海、广州等地一些企业已有透明隔热涂料出售。用透明隔热涂料制成的涂膜玻璃生产工艺较为简单，不需要昂贵的设备投资，而且施工工艺也比贴膜简单，但目前同行业企业由于受到材料性质和生产工艺的限制，规模化生产的几乎没有，首创纳米通过不断的技术研发，已经研制成功全套的纳米涂膜玻璃产业化技术和装备，并开展了大规模的市场推广应用，目前已经获得北京市、江苏省建设主管部门的论证认可，产业化前景广阔。
