吸附及光催化雙功能柔性TiO2光催化材料在空氣凈化中的應(yīng)用.pdf

1、光催化空氣凈化技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外空氣污染治理研究的一個(gè)熱點(diǎn)，它是以TiO2為催化劑，在室溫條件下將空氣中的有機(jī)污染物和部分無機(jī)物光解消除。與傳統(tǒng)的空氣凈化技術(shù)相比，光催化空氣凈化技術(shù)具有處理效率高、能耗低、操作簡(jiǎn)單、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，因而在空氣凈化領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　本論文以消除室內(nèi)典型污染物甲醛為研究目標(biāo)，研究?jī)?nèi)容包括光催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和制造、光催化材料的制備、光催化材料的性能測(cè)試，同時(shí)對(duì)影響光催化材料的性能的因素進(jìn)行了

2、考察。實(shí)驗(yàn)中制備了吸附及光催化雙功能柔性的TiO2光催化材料，利用掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）、X射線衍射儀（XRD）、紫外—可見光分光光度計(jì)（UV-VIS）、同步熱分析（TG-DTA)等對(duì)制備的光催化材料進(jìn)行了表征。論文的主要工作有：
　　（1）采用懸浮液浸漬提拉的方法在瓦楞紙上制備了同時(shí)具有附及光催化功能的TiO2/SiO2/C三元復(fù)合催化材料?？疾炝藨腋∫旱臐舛?、鍍膜次數(shù)、浸漬時(shí)間、TiO2/SiO2/C的組

3、成等因素對(duì)光催化薄膜性能的影響，并對(duì)催化薄膜的粘結(jié)性能以及光催化性能進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，當(dāng)懸浮液的濃度為5wt％、鍍膜次數(shù)為3次、浸漬時(shí)間為5 s時(shí)，能夠獲得形貌較好的光催化薄膜，當(dāng)TiO2:SiO2:C的比例為70:20:10時(shí)能夠獲得粘結(jié)性能和光催化性能最好的薄膜，在自制的光催化反應(yīng)測(cè)試裝置中光照射2 h后，對(duì)初始濃度為2.23 mg/m3的甲醛的去除效率為26.7%。
　?。?）利用溶膠-凝膠法結(jié)合靜電紡絲技術(shù)制備了柔性的

4、光催化TiO2/SiO2纖維薄膜，將此薄膜與活性炭纖維布組裝后得到吸附-光催化型自支撐結(jié)構(gòu)的光催化材料。研究了纖維薄膜制備過程中紡絲電壓、紡絲速率、Ti:Si比、燒結(jié)溫度對(duì)微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、光學(xué)性能以及光催化性能的影響。納米纖維原絲在熱處理后纖維直徑變小，但是仍保持纖維狀結(jié)構(gòu)，并且纖維表面光滑無粘連。纖維薄膜在熱處理后仍然具有較好的柔韌性和力學(xué)性能，熱處理后拉伸強(qiáng)度可達(dá)到2.09 MPa，經(jīng)過多次彎曲仍能保持原樣。對(duì)比不同Ti:Si比

5、的TiO2/SiO2纖維膜發(fā)現(xiàn)，TiO2:SiO2的比例為2:1時(shí)纖維膜的光催化效率最好，經(jīng)過3個(gè)循環(huán)后，對(duì)初始濃度為10 mg/L的亞甲基藍(lán)溶液的去除效率為100%；經(jīng)過2h光催化后，對(duì)初始濃度為2.31mg/m3的甲醛的去除效率為54.4%。當(dāng)TiO2/SiO2纖維薄膜與活性炭纖維相結(jié)合時(shí)，在自制的光催化反應(yīng)測(cè)試裝置中2h光催化后，對(duì)初始濃度為2.30 mg/m3的甲醛的去除效率為59.1%，較單一的TiO2/SiO2纖維膜有所提高