活性晶產品概述
活性晶是由濟南木齊健康科技有限公司與山東大學產學研合作，開發的新型吸附淨化材料。活性晶是將天然環境礦物吸附材料、稀土金抗菌材料和光催化降解材料複合加工，經高溫燒結製成。活性晶具有超強的吸附淨化功能，光解功能和抗菌功能。作為活性炭的替代品，活性晶主要套用於空氣淨化和水淨化領域。產品包括空氣淨化器濾網專用活性晶、淨水器濾芯專用活性晶、室內淨化專用活性晶、飲用水深度處理活性晶等產品。活性晶研發背景
我國空氣和水污染越來越嚴重，國家也出台嚴厲措施治理污染。“呼吸乾淨的空氣，喝上乾淨的水”是政府和每個人的願望。解決空氣和水質污染的方法也很多，各種技術方案都為我國環保產業做出了積極貢獻。隨著環境科學研究的不斷深入，環境科學的重要組成部分——環境礦物學應運而生。1998年，在加拿大多倫多召開的第17屆國際礦物學大會增設了環境礦物學，從此拉開了國際環境礦物學研究序幕。利用天然環境礦物材料微孔吸附特性來淨化水和空氣的新技術材料，是近幾年各大科研院校重要的研究方向之一。伴隨無機抗菌材料技術和光催化材料技術的進步，將其與天然礦物的超微孔結構結合開發出的新型吸附淨化材料，可比現有活性炭等淨化材料大大提高對水和空氣污染物的淨化能力。
活性晶是在淨化市場巨大需求和光催化、抗菌等技術進步的條件下研發成功。活性晶是由濟南木齊健康科技有限公司與山東大學產學研合作，將稀土金抗菌技術和光催化光解技術與天然環境礦物材料複合，開發出的活性晶系列產品及其在水淨化和空氣淨化的技術解決方案。活性晶的誕生是吸附淨化行業的重大技術創新，成為繼活性炭產品之後的重大技術突破。
活性晶原材料
活性晶是利用天然環境礦物材料的微孔吸附特性，結合光催化降解材料和稀土金抗菌材料複合，經高溫燒結製成。活性晶生產過程中採用超微材料複合技術和梯度高溫燒制技術，利用不同材料的特性融合，協同增效，相互激活，可提高原有材料性能。製造的活性晶不僅具有各種材料的功能特性，同時又顯著提高。活性晶主要材料有環境礦物吸附材料、光催化降解材料和稀土金抗菌材料三種。環境礦物吸附材料
採用改性海泡石、硅藻土和凹凸棒石等天然環境礦物材料複合加工。利用它們不同孔徑和比表面積，充分融合三種材料的吸附作用，便於選擇性吸附空氣中的多種污染物質。礦物複合吸附材料配方中的海泡石、硅藻土和凹凸棒石都是天然多孔礦物材料，但它們的孔徑和比表面積各不相同，將以上三種混合後可充分融合三種材料的吸附作用，便於吸附空氣中和水中的多種污染物質。光催化降解材料
以納米氧化鈦為主，同時添加遠紅外陶瓷粉和電氣石超細粉。可顯著提高氧化鈦的禁頻寬，能夠吸收更廣範圍的光線能量，提高光解性能。光催化降解材料配方中的主要成分是氧化鈦超細粉，氧化鈦作為半導體材料，其降解有機物性能會受到光線中紫外光多少的影響。配方中添加遠紅外陶瓷粉和電氣石超細粉是為了提高氧化鈦的禁頻寬，能夠吸收更廣範圍的光線能量，提高光解性能。同時電氣石和遠紅外陶瓷粉也有一定的降解有機物的作用。將以上光催化降解材料中的原料組合後，克服了現有技術中光催化材料降解效率低的弊端。稀土金抗菌材料
通過在納米氧化鋅粉體材料中添加稀土鈰和銀離子，可顯著激活銀鋅離子的抗菌性能。氧化鈰和氧化銀本身是較好的無機抗菌材料，特別是在高溫燒結後具有更強的殺菌性能。稀土無機抗菌材料配方中的主要成分是氧化鋅，通過添加稀土氧化鈰和氧化銀，可顯著激活氧化鋅的抗菌性能。氧化鈰和氧化銀是較好的無機抗菌材料，特別是在高溫燒結後具有更強的殺菌性能。活性晶與活性炭對比
活性晶具有如下特色：1、天然礦物，超微孔、光催化和稀土金技術融為一體。
2、高效吸附、自動降解、強力抗菌、三大功能於一體。
3、使用簡單、價格低廉、資質齊全、最新一代專利產品。
活性晶是由礦物材料複合而成，在吸附能力、降解能力和抗菌功能等各方面都比活性炭具有較多優勢。隨著空氣淨化和水淨化產業的需求增大，活性晶將成為活性炭的替代品，成為淨化產業的新型科技產品。
| 活性晶 | 活性炭 | |
| 外觀比較 | 球體晶礦，外觀乾淨無灰，規整度好。 | 黑色粉末或顆粒，易造成二次污染。 |
| 微孔結構 | 活性晶孔隙直徑在0.27~0.98納米之間，呈晶體排列，具有優先吸附甲醛、苯、TVOC等有害氣體的特點。 | 活性炭包括微孔、中孔和大孔，只有微孔才能吸附甲醛、氨、苯等有毒氣體，所以活性炭的空氣淨化能力有限。 |
| 製造方法 | 在環境礦物吸附材料內，加入光催化降解材料和稀土金抗菌材料，經高溫燒結製成。 | 將煤、木材、果殼、椰殼、核桃殼、杏殼等含碳材料，在活化爐經高溫和一定壓力下通過熱解作用被轉換成活性炭。 |
| 功效特點 | 高效吸附有毒有害氣體，同時對吸附的有毒有害氣體分解和殺菌。吸附、降解和抗菌融於一身。 | 通過物理性吸附，能有效地去除色度、臭味，可去除二級出水中大多數有機污染物和某些無機物。 |
| 產品性能 | 活性晶 | 活性氧化鋁 | 納米礦晶 | 硅藻泥 |
| 吸附功能 | 強力高效吸附 | 高效吸附 | 較好吸附 | 高效吸附 |
| 抗菌功能 | 無機抗菌 | 無 | 無 | 無 |
| 降解功能 | 自然光降解 | 無 | 無 | 無 |
| 防水防潮 | 有 | 有 | 怕水潮濕 | 怕水潮濕 |
| 安全環保 | 天然健康環保 | 健康環保 | 健康環保 | 健康環保 |
| 使用成本 | 偏高 | 低 | 中 | 高 |
活性晶三大功能
1、吸附能力：活性晶對甲醛、苯、氨氣、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等影響人類身體健康的有害有機物都有很強的吸附能力。2、降解能力：活性晶對甲醛、苯、氨、TVOC等具有很高的降解率，（甲醛降解率：12小時70.9%、24小時91.1%、36小時94.3%；苯降解率：12小時78.1%、24小時95.7%、36小時97.2%；氨降解率：12小時66.7%、24小時88.3%、36小時92%；TVOC降解率：12小時74.5%、24小時93.9%、36小時96.5%。）
同時，
3、抗菌功能：活性晶還具有強效抗菌的功效，對大腸埃希氏菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、肺炎克雷伯氏菌等抗菌率均為95%以上。並能夠有效防霉。
活性晶實驗演示
試驗1：水泡試驗，驗證微孔多少。將活性晶和活性炭分別放入燒杯中，倒入等量自來水。
現象1：氣泡多少對比
水中氣泡密集釋放，證明活性晶微孔巨大，比活性炭微孔多。
現象2：釋放時間持久對比。
活性晶氣泡釋放時間比活性炭久。
現象3：水顏色對比
活性晶浸泡後水質乾淨，活性炭浸泡後水有黑色粉末。
試驗2：吸污試驗，驗證吸附能力。
將活性晶和活性炭分別放入塑膠瓶中，吹入等量煙氣。
現象1：吸附氣體多少對比
活性晶塑膠瓶中氣體開始減少，顏色變淡。活性炭塑膠瓶中未明顯變化。
現象2：氣味濃淡比較
活性晶塑膠瓶中煙味變淡直至沒有。活性炭塑膠瓶中仍然煙味嗆鼻。
現象3：吸附飽和對比
每過個小時後，吹入一次煙。活性晶可持續吸附並分解，不會有飽和現象。
活性炭經過2次後就已飽和，失效。
試驗3：澄清試驗，驗證過濾能力。
將黃瓜汁分別倒入盛有活性晶燒杯和活性炭的燒杯里。
現象：10分鐘後，裝有活性晶的燒杯黃瓜汁慢慢變清，裝有活性炭的燒杯還沒有變清。證實活性晶比活性炭有更好的過濾效果。
試驗4：抗菌試驗
將牛奶分別倒入盛有活性晶燒杯和活性炭的燒杯里。
現象：3天后，裝有活性晶的杯子牛奶未變，而裝有活性炭杯子的牛奶開始變質。證實活性晶有較好的抗菌功效。
活性晶吸附原理
根據吸附過程中，活性晶分子和污染物分子之間作用力的不同，可將吸附分為兩大類：物理吸附和化學吸附(又稱活性吸附)。在吸附過程中，當活性晶分子和污染物分子之間的作用力是范德華力(或靜電引力)時稱為物理吸附。當活性晶分子和污染物分子之間的作用力是化學鍵時稱為化學吸附。物理吸附的吸附強度主要與活性晶的物理性質有關，與活性晶的化學性質基本無關。由於范德華力較弱，對污染物分子的結構影響不大，這種力與分子間內聚力一樣，故可把物理吸附類比為凝聚現象。物理吸附時污染物的化學性質仍然保持不變。
由於化學鍵強，對污染物分子的結構影響較大，故可把化學吸附看作化學反應，是污染物與活性晶間化學作用的結果。化學吸附一般包含電子對共享或電子轉移，而不是簡單的微擾或弱極化作用，是不可逆的化學反應過程。物理吸附和化學吸附的根本區別在於產生吸附鍵的作用力。
吸附過程是污染物分子被吸附到固體表面的過程，分子的自由能會降低，因此，吸附過程是放熱過程，所放出的熱稱為該污染物在此固體表面上的吸附熱。由於物理吸附和化學吸附的作用力不同，它們在吸附熱、吸附速率、吸附活化能、吸附溫度、選擇性、吸附層數和吸附光譜等方面表現出一定的差異。
吸附是一種物質附著在另一種物質表面上的緩慢作用過程。吸附是一種界面現象，其與表面張力、表面能的變化有關。引起吸附的推動能力有兩種，一種是溶劑水對疏水物質的排斥力，另一種是固體對溶質的親和吸引力。廢水處理中的吸附，多數是這兩種力綜合作用的結果。活性晶的比表面積和孔隙結構直接影響其吸附能力，在選擇活性晶時，應根據廢水的水質通過試驗確定。對印染廢水宜選擇過渡孔發達的炭種。此外灰分也有影響，灰分愈小，吸附性能愈好；吸附質分子的大小與晶孔隙直徑愈接近，愈容易被吸附；吸附質濃度對活性晶吸附量也有影響。在一定濃度範圍內，吸附量是隨吸附質濃度的增大而增加的。另外，水溫和pH值也有影響。吸附量隨水溫的升高而減少。
活性炭吸附技術在國內用於醫藥、化工和食品等工業的精製和脫色已有多年歷史。70年代開始用於工業廢水處理。活性晶發明後，經過大量實驗和生產實踐表明，活性晶對水中微量有機污染物比活性炭有更卓越的吸附性，它對紡織印染、染料化工、食品加工和有機化工等工業廢水都有良好的吸附效果。一般情況下，對廢水中以BOD、COD等綜合指標表示的有機物，如合成染料、表面性劑、酚類、苯類、有機氯、農藥和石油化工產品等，都有獨特的去除能力。所以，活性晶將逐步代替活性炭吸附法，成為工業廢水二級或三級處理的主要方法之一。
活性晶檢測認證
1、國家建築材料工業監督檢驗中心檢測經國家建築材料工業監督檢驗中心檢測，將活性晶研磨成小於50μm的超細粉體，對金黃色葡萄球菌和大腸槓菌檢測，抗菌率達到98%以上。
2、山東省疾病預防控制中心安全性檢測報告
經山東省疾病預防控制中心檢測，根據《生活飲用水輸配水設備及防護材料衛生安全評價規範》（2001），檢驗方法採用《生活飲用水檢驗規範》（2001），將活性晶浸泡時間24±1h，浸泡溫度25±5℃。結果表明：顏色、渾濁度、臭和味、肉眼可見物、pH、溶解性總固體、耗氧量、砷、鎘、鉛、汞、三氯甲烷、揮發酚類等指標均符合標準規範要求。
3、國家環保產品質量監督檢驗中心報告
活性晶能高效吸附甲醛、苯、氨氣、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等影響人類身體健康的有害有機物。經國家環保產品質量監督檢驗中心檢測，24小時對甲醛的去除率達到93.5%以上。
活性晶對甲醛、苯、氨等TVOC（總揮發性有機化合物）具有很高的降解率，測試數據如下：
對甲醛的降解率：12小時70.9%、24小時91.1%、36小時94.3%；
對苯的降解率：12小時78.1%、24小時95.7%、36小時97.2%；
對氨的降解率：12小時66.7%、24小時88.3%、36小時92%。
4、負氧離子：活性晶可激活空氣中氧離子，釋放出負氧離子；使用日本COM公司產的礦石專用負離子濃度測試儀（型號：COM-3010PRO）檢測，活性晶釋放負氧離子的數量為：每立方厘米1266個。
活性晶微觀表征
1、掃描電鏡分析：用荷蘭Philips公司XL30-TMP型掃描電鏡分析活性晶形貌，研究其效果見圖1。可發現球體記憶體在大量的凹凸結構。從體積上看，這些凹凸結構大小基本相同；從分布上看，這些凹凸結構分布在表面較為均勻。這些凹凸結構的存在使得活性晶球外比表面積較大。
活性晶微觀結構圖1
活性晶微觀結構圖22、透射電鏡分析：為進一步研究活性晶球內部結構，採用金屬包埋-切割技術，將活性晶球包埋在金屬中，然後將樣品切割開，用日本電子珠式會社生產的JEOLJEM-2010FEF型透射電子顯微鏡直接觀察微觀結構。由圖2可以看出，圖中四周黑色區域是所用基體金屬，中間如區域1所示部位為橫切面。其中，灰色部位為納米纖維壁，其內部白色部位為纖維內部孔道。
3、孔徑分析：活性晶孔徑分布曲線圖在1.3nm附近有峰值，峰值對應的孔容積分別為0.03123cm3/g。可以看出，相近孔徑對應的孔容積峰值大大增加。對比其他各點，均有不同程度提高。活性晶由於內部纖維彼此聚集成束狀，存在很多被封閉的微孔孔道，改性後微孔孔道被打通，從而使原先被封閉的微孔孔道被打開。
活性晶再生法
1、暴曬再生法
活性晶成分中含有光催化材料，又通過添加稀土激活增效催化活性，所以活性晶可實現自身分解有機污染氣體的功能。但會因光線強弱等因素不能徹底分解掉有機物。所以需要再生處理。一般常用的比較簡單的再生方法是暴曬再生法。將吸附後的活性晶置於太陽光下暴曬，時間12小時以上。暴曬後活性晶吸附效果基本可恢復到95%以上。暴曬再生法需要根據季節或便利性上選擇使用。
2、熱再生法
熱再生法是活性晶套用最多，最成熟的再生方法。根據加熱到不同溫度時有機物的變化，一般分為乾燥、高溫炭化及活化三個階段。在乾燥階段，主要去除活性晶表面的可揮發成分。高溫炭化階段是使活性晶上吸附的一部分有機物沸騰、汽化脫附，一部分有機物發生分解反應，生成小分子烴脫附出來，殘餘成分留在活性晶孔隙內炭化。在這一階段，溫度將達到800～900°C。活化階段中，往反應釜內通入CO2、CO、H2或水蒸氣等氣體，以清理活性晶微孔，使其恢復吸附性能，活化階段是整個再生工藝的關鍵。
3、生物再生法
生物再生法是利用經馴化過的細菌，分解活性晶上吸附的有機物，並進一步消化分解成H2O和CO2的過程。活性晶的孔徑很小，有的只有幾納米，微生物不能進入這樣的孔隙，但活性晶對酶有吸附作用，因此在活性晶表面形成酶促中心，從而促進污染物分解，達到再生的目的。生物法簡單易行，投資和運行費用較低，但所需時間較長，受水質和溫度的影響很大。
4、酸活化法
活性晶吸附飽和後，可用酸活化再生處理。常用的酸有醋酸、檸檬酸和5%鹽酸都可。以上酸可單一使用或複合使用。將活性晶浸泡於單一酸液或複合酸液中，時間2小時，溫度常溫。酸活化浸泡後，再置於陽光下暴曬5小時即可。或置於烘乾箱內烘乾，溫度120至200度，時間1小時。一般酸活化法和暴曬再生法結合起來使用，會達到更好的再生效果。
活性晶在空氣淨化器濾網的套用
據中關村線上提供的空氣淨化器濾網用料數據分析，大約40%濾網採用活性炭過濾工藝，約35%的濾網採用活性炭加活性氧化鋁過濾工藝，約15%的濾網採用活性炭加納米礦晶過濾工藝，約10%的濾網採用活性炭加硅藻泥過濾工藝。
雖然活性炭是成熟工業產品，性能穩定，吸附效果好，成為空氣淨化器廠家的首選濾料。但活性炭有一定局限性，易吸附飽和，怕潮濕，無降解功能，易滋生細菌等問題，也是廠家比較頭疼的問題。活性晶以其功效強、健康環保等特色正成為空氣淨化器廠家的首選濾料之一。相信未來幾年，活性晶為代表的環境礦物材料將成為空氣淨化廠家濾網用料的首選。淨化濾網解決方案見表3.
| 方案方法 | 方案優勢 | 方案劣勢 | |
| 解決方案一 | 活性炭50%+活性晶礦物球50% | 傳統材料與現代技術的融合，穩定性高。 | 降解能力和抗菌性能略差。 |
| 解決方案二 | 活性晶礦物球50%+活性氧化鋁30%+納米礦晶20% | 三種新技術材料混溶，吸附性能、降解性能和抗菌性能較好。 | 降解能力和抗菌性能略差。 |
| 解決方案三 | 活性晶礦物球100% | 吸附性能、降解性能和抗菌性能較好。 | 成本偏高。 |
活性晶在淨水器/水機濾芯的套用
淨水器根據不同的淨化原理和工藝，可以分很多種類。其中RO反滲透技術過濾精度最高，其他過濾技術還有：納濾、超濾膜、精濾、陶瓷過濾、PP棉過濾等。淨水器中PP棉可有效濾除水中的鐵鏽、砂石、膠體以及直徑大於5微米的一切雜質；顆粒活性碳濾芯有超強的吸附力，可以有效的吸附水中余氯、嗅味、異色、農藥等化學藥劑；精密活性碳濾芯，可有效去除水中的細菌、毒素、重金屬等。
活性晶可用於淨水器前置和後置濾芯，完全代替活性過濾。前置濾芯：起到過濾水中雜質，吸附水中有機物並置換出重金屬作用。後置濾芯：起到吸附水中余氯，殺滅和抑制水中細菌，改善水質口感。
活性晶對室內空氣淨化的套用方案
新房裝修後採用各種板材、密封膠等產品，容易釋放出甲醛、笨等有機物。TVOC總揮發性有機化合物，能引起機體免疫水平失調，影響中樞神經系統功能，出現頭暈、頭痛、嗜睡、無力、胸悶等症狀，還可能影響消化系統，出現食欲不振、噁心等，嚴重時可損傷肝臟和造血系統，甚至引起死亡。這些有機物對人身體會造成嚴重危害。
活性晶淨化包用於室內空氣環境污染的治理。經過表面氧化反應將各種有害物分解成水和二氧化碳，具有淨化能力強、效果穩定、無二次公害和維持費用低廉等優點。
活性晶對汽車室內淨化的解決方案
據權威機構檢測，目前市場上不少汽車車內有害物質濃度都有不同程度的超標現象，尤其是一些中低檔的汽車超標率更高。國外的一項研究測試更是表明：新車出廠後，車內有害氣體濃度的揮發時間可持續6個月以上，這6個月內，可導致乘車者身體不適，嚴重時甚至還可能引發車禍。活性晶淨化包用於車內空氣淨化，將各種有害物分解成水和二氧化碳，具有淨化能力強、效果穩定、無二次公害和維持費用低廉等優點。
活性晶在工業淨化領域的套用
無鹼脫臭（精製脫硫醇）——重催的精製裝置；乙烯脫鹽水（精製填料）——乙烯裝置；催化劑載體（鈀、鉑、銠等）——苯乙烯、連續重整裝置；電廠水質處理及保護——鍋爐裝置；化工催化劑及載體、氣體淨化、溶劑回收、及油脂等的脫色、精製；飲料、酒類、味素母液及食品的精製、脫色、提純、除臭；黃金提取——適用炭漿法、堆浸法提金工藝；尾液回收——金礦的廢物利用及環境保護；用於污水處理、廢氣及有害氣體的治理、氣體淨化；香菸濾嘴、木地板防潮、吸味、汽車汽油蒸發污染控制，各種浸漬劑液的製備等。
活性晶在城市污水處理的套用
廢水中的一些有機物是難於為微生物或一般氧化法所氧化分解的，如酚、苯、石油及其產品、殺蟲劑、洗滌劑、合成染料、胺類化合物以及許多人工合成有機物，經生化處理後很難達到對排放要求較高的水體中排放的標準，也嚴重影響廢水的回用，因此需要深度處理。
由於活性晶對有機物的吸附能力大，在廢水深度處理中得到廣泛的套用，具有以下優點：①處理程度高，城市污水用活性晶進行深度處理後,BOD可降低99%,TOC可降到1～3mg/L。②套用範圍廣，對廢水中絕大多數有機物都有效，包括微生物難於降解的有機物。③適應性強，對水量及有機物負荷的變動有較強的適應性能，可得到穩定的處理效果。④活性晶可進行再生重複使用，被吸附的有機物在再生過程中被燒掉，不產生污泥。⑤可回收有用物質，例如用活性晶處理含酚廢水，用鹼再生吸附飽和的活性晶，可以回收酚鈉鹽。
活性晶在飲用水深度處理的套用
活性晶吸附是建立在常規給水處理基礎上，一般設定在砂過濾之後，也可與砂濾料組成雙層濾料過濾或以活性晶過濾代替砂過濾。
在利用活性晶吸附進行飲用水深度處理的過程中，在活性晶濾料上生長有大量的微生物，使出水水質提高且再生延長。活性晶飲用水深度處理工藝流程為：原水—（加入混凝劑）—澄清—過濾（加入臭氧）再利用活性晶吸附，最後是出水。
