負(fù)載型TiO-,2-光催化劑的制備及其降解有害揮發(fā)物性能的研究.pdf

1、半導(dǎo)體光催化是一項(xiàng)環(huán)境友好的技術(shù)，在環(huán)境凈化領(lǐng)域，特別是在治理室內(nèi)空氣污染方面有著很好的應(yīng)用前景。制備負(fù)載型納米TiO2光催化劑，獲得很好的光催化活性，用于降解空氣中的易揮發(fā)性有機(jī)物。并可將活性組分和載體的各種功能進(jìn)行組合，設(shè)計(jì)出更理想的光催化反應(yīng)。 本文利用泡沫鎳網(wǎng)做載體，負(fù)載具有大比表面積的SiO2中孔材料中間層，以增大泡沫鎳載體比表面積，提高復(fù)合光催化劑的活性和穩(wěn)定性。再負(fù)載納米TiO2，制得光催化效率高的泡沫鎳基納米Ti

2、O2-SiO2復(fù)合光催化劑。在該復(fù)合光催化劑上通過熱還原法沉積貴金屬Pt，進(jìn)一步提高其光催化反應(yīng)活性。對制得的各種復(fù)合光催化劑光催化降解乙醛和甲醛的光催化活性進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的測試及評價(jià)。主要研究內(nèi)容包括： 1．用溶膠－凝膠法在已經(jīng)過預(yù)處理的泡沫鎳基上負(fù)載二氧化硅中間層，再負(fù)載二氧化鈦，制得泡沫鎳基TiO2-SiO2復(fù)合光催化劑。對該光催化劑進(jìn)行靜態(tài)測評，結(jié)果表明：泡沫鎳基TiO2-SiO2復(fù)合光催化劑在主波長為253.7nm的紫

3、外光源下，調(diào)節(jié)催化劑表面光強(qiáng)為400μW/cm2，乙醛初始濃度為100ppm，光照1.5小時(shí)以內(nèi)，對乙醛的降解率可達(dá)100％。連續(xù)7次實(shí)驗(yàn)后，降解率下降約40％。將經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)而部分失活的復(fù)合光催化劑在馬弗爐中于空氣氣氛下在300℃加熱1小時(shí)，或者用大量去離子水沖洗，再100℃烘干，其光催化活性均能完全恢復(fù)。 2．為了在實(shí)際生產(chǎn)中便于操作，采用熱還原法在泡沫鎳基TiO2-SiO2復(fù)合光催化劑上沉積貴金屬Pt，以Pt:TiO2為1

4、wt％的比例，制得泡沫鎳基Pt/TiO2-SiO2光催化劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示負(fù)載Pt的復(fù)合光催化劑比沒負(fù)載時(shí)的光催化活性提高了兩倍。同時(shí)對日本某株式會社生產(chǎn)的藍(lán)色泡沫網(wǎng)狀光催化劑和某液態(tài)噴涂型光催化劑在本實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行測試，結(jié)果表明，這些光催化劑無法達(dá)到滿意的降解效果。故將采用泡沫鎳基Pt/TiO2-SiO2光催化劑進(jìn)行動(dòng)態(tài)測試及評價(jià)。 3．對泡沫鎳基TiO2-SiO2復(fù)合光催化劑進(jìn)行靜態(tài)條件下的乙醛降解實(shí)驗(yàn)，考察不同光照強(qiáng)度和不同

5、波長光源對光催化效率的影響，對其中機(jī)理進(jìn)行分析，并確定出實(shí)際應(yīng)用中各個(gè)反應(yīng)條件的參數(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在實(shí)際的光催化空氣凈化機(jī)中將采用主波長為253.7nm的紫外燈管，并確保其照射到光催化劑表面的光強(qiáng)不低于400μW/cm2。 4．將泡沫鎳基Pt/TiO2-SiO2光催化劑在本實(shí)驗(yàn)室自行開發(fā)設(shè)計(jì)的風(fēng)洞和測試倉中進(jìn)行動(dòng)態(tài)測試。結(jié)果表明，在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中，該光催化劑對甲醛的光催化降解效率平均約為15％；在測試倉實(shí)驗(yàn)中，其光催化降解效率約為