木質(zhì)活性炭纖維-Mn-TiO2包裝材料的研究.pdf

1、本課題在研究過程中成功將Mn離子摻雜進(jìn)入納米TiO2光催化劑中，獲得粉末狀態(tài)以及液溶膠狀態(tài)的Mn/TiO2改性光催化材料，經(jīng)過探索又制備了溶膠狀態(tài)并且摻雜了Mn和N的TiO2，最終通過浸漬法獲得Mn摻雜、MnN共摻雜TiO2負(fù)載木質(zhì)活性炭纖維光催化復(fù)合材料（Mn/TiO2-WACF、Mn/TiO2-N-WACF），并利用SEM、XRD、FITR、BET、XPS等方法對樣品的結(jié)構(gòu)特征及降解亞甲基藍(lán)效果進(jìn)行了研究，考察了可見光下不同影響因素

2、對光催化復(fù)合材料降解氣態(tài)甲醛的效果，為降低包裝過程中有害氣體甲醛的釋放，提高產(chǎn)品的包裝性能提供借鑒。主要結(jié)論如下:
　　(1)Mn能抑制TiO2晶粒尺寸的增長，摻雜量升高，銳鈦礦粒徑尺寸(19-25nm)減小，可見光吸光性能增高;8h后Mn/200TiO2亞甲基藍(lán)降解率比純TiO2提高了46％。
　　(2)不同Mn摻雜濃度的TiO2以片狀薄膜形式包裹到WACF表面，裸露的纖維仍有豐富的孔隙結(jié)構(gòu);提高M(jìn)n離子的含量后，Ti-O

3、-C含量增大，平均孔隙直徑2nm，比表面積、孔容低于WACF，但仍高達(dá)1238.7平方米/克、0.628立方厘米/克，含有大量微孔和少量中孔;4h后Mn/600Ti-WACF的亞甲基藍(lán)降解率高達(dá)96％，比Ti-WACF高出73％。
　　(3)Mn摻雜后TiO2銳鈦礦轉(zhuǎn)向金紅石的溫度提高到650℃-750℃，隨著煅燒溫度升高，銳鈦礦粒徑(26-47nm)有增大趨勢，微孔所占比例減小，Mn/Ti-WACF(650℃樣品除外)的比表面積

4、、孔容均低于WACF，但仍高達(dá)1477.7m2/g、0.734 cm3/g，平均孔徑約2nm;280min后450℃樣品亞甲基藍(lán)降解率最高達(dá)到93％。
　　(4)在450℃煅燒條件下，Mn和N分別替代TiO2晶格中的部分Ti4+和氧陰離子，4h后Mn/50Ti-N-WACF亞甲基藍(lán)降解率最高達(dá)到95％，比TiO2-WACF提高了72％。
　　(5)Mn/TiO2-N-WACF粒徑(23-33nm)隨溫度的升高而增大，650℃

5、-750℃由銳鈦礦向金紅石轉(zhuǎn)變。煅燒溫度升高，鈦、錳和氮含量先增大后減小，樣品吸光度先增強(qiáng)后減小，熒光強(qiáng)度先降低后上升，亞甲基藍(lán)降解率先升高后降低，120min后550℃樣品亞甲基藍(lán)降解率最高達(dá)到99％。
　　(6)Mn/TiO2-WACF對氣體狀態(tài)甲醛分子降解率隨著光照時間、樣品用量和初始甲醛濃度的一直增大而逐步升高，隨錳含量和光照強(qiáng)度的逐步提高先表現(xiàn)出增大趨勢，增加到一定程度后開始減小。在65W節(jié)能燈光照4h、甲醛初始濃度9.