[发明专利]电气石基空气负离子与电磁屏蔽功能基元材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电气石基空气负离子与电磁屏蔽功能基元材料，特别是利用天然极性矿物铁电气石改性制备电气石基空气负离子与电磁屏蔽功能基元材料及其制备方法。

背景技术

随着现代社会城市化的加剧，世界各国普遍存在的问题是城市的空间越来越大，而森林越来越少，这意味着数千年来一直为人类和动物界提供清新空气的空气负离子浓度的减少。在人烟稠密的大都市、工业污染地区、密闭的空调间，所产生的污染物及污染物的液体、固体和各种生物体与空气形成的气溶胶，使大量的小空气离子结合成大离子而沉降、失去活性，及使小的空气负离子浓度降低，并出现正、负离子很不平衡状态，而令人感到不适，甚至头昏、头痛、恶心、呕吐、情绪不安、呼吸困难、工作效率下降，以至引起一些症状不明的病变。而室内空间的更加密闭，使得空气负离子在室内存在的可能性远远低于室外，而这造成了人类身体的更加不适，情况严重者会导致肺功能衰竭，这些情况的出现，大部分是由于室内空气负离子浓度太低的缘故。因此，以人造空气负离子提高室内环境中空气负离子浓度，以维持其适当的正负离子平衡，改善室内空气环境质量，日益受到人们的关注。

1989年，日本学者Kubo首次发现了电气石存在自发电极、电气石微粒周围存在静电场现象，就此对电气石微粉的电场效应展开了一系列应用研究，由此兴起了电气石在环境、家居保健领域的研究新热潮。电气石具有永久性的自发电极，由于自发极化效应，在电气石的周围存在着以c轴轴面为两极的静电场，E₀=P_s/2ε₀。据Voigt给出的P_s值，得到E₀=6.2×10⁶V/m。静电场随着远离中心迅速减弱，E_r=(2/3)E₀(a/r)³，a为电气石微粒半径，r为距中心的距离。由此可知，在电气石表面厚度十几微米范围内存在10⁷(最高值)~10⁴V/m的高场强。在静电场的作用下，水分子发生微弱电解，发生                                                反应，生成OH^-和水分子结合形成负离子，可以增加空气中的负离子数，改善人们的生活环境。在中国的电气石中，新疆阿尔泰电气石产生的负离子浓度较高，可达到935~1060个/cm³（测试量为100g，测试面积为0.5m²），桂林产电气石可达到660~960个/cm³（方法同前），云南电气石为520~850个/cm³（方法同前），河北电气石为450~800个/cm³（方法同前）。至于内蒙古电气石有学者报道可达到18625个/cm³，从文献的研究过程来看，极不清楚测试的量、面积、方法以及使用何种设备，因而无法分析对比。据报道，巴西电气石产生负离子浓度可达到1200个/cm³，如果情况属实则应该是世界上产生负离子浓度最高的天然电气石了。