弱光源納米光催化活性碳纖維濾料凈化室內(nèi)空氣的研究.pdf

1、活性碳纖維(ActivatedCarbonFiber，ACF)以其比表面積大，吸附容量大，吸附、脫附速度快，既可吸附高濃度吸附質(zhì)，又可吸附低濃度吸附質(zhì)等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于空氣凈化領(lǐng)域中。納米TiO2由于其特殊的電子結(jié)構(gòu)，因而能完全或部分分解各類有機(jī)污染物，使其最終生成CO2和H2O。但是當(dāng)污染物濃度較低時，光催化降解速度較慢，而且會生成許多有害的中間產(chǎn)物，影響凈化效果。在紫外燈照射下，納米光催化效果十分明顯，即使是在弱光源下，仍可以產(chǎn)生

2、光生電子和光生空穴，發(fā)生光催化反應(yīng)。 本課題以鈦酸丁酯[Ti(OBu)4]為原料，用溶膠—凝膠法制備納米TiO2溶膠，采用浸漬法將溶膠整理到AC濾網(wǎng)和ACF濾料上；并對濾網(wǎng)原樣、整理樣，ACF濾料原樣、整理樣光催化氧化甲醛氣體的性能進(jìn)行了靜態(tài)，動態(tài)對比實(shí)驗(yàn)研究；實(shí)驗(yàn)中用SEM方法對整理過的濾網(wǎng)、ACF濾料上的TiO2分布情況進(jìn)行表征，結(jié)果表明AC濾網(wǎng)整理樣上的分散效果極差，發(fā)生局部團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重；而ACF濾料整理樣上TiO2微粒分

3、布比較均勻，分散效果良好。并探討了AC濾網(wǎng)原樣，整理樣，ACF濾料原樣，整理樣在紫外光照射及弱光源條件下，光降解甲醛的性能。證明了納米TiO2在紫外光的照射下和弱光源下均可以發(fā)生光催化反應(yīng)，氧化分解空氣中的甲醛。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對吸附光催化機(jī)理進(jìn)行了理論分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，兩種技術(shù)結(jié)合后可以使ACF原位再生，ACF再生是吸附質(zhì)解吸和光催化降解共同作用的結(jié)果。ACF再生后，其微孔可以吸附更多的甲醛氣體，從而提高光降解速率。在納米TiO2——AC

4、F復(fù)合體系中，ACF的吸附作用為光催化劑TiO2提高的高濃度環(huán)境是產(chǎn)生吸附光催化機(jī)理的主要原因。因此將這兩種技術(shù)進(jìn)行復(fù)合后，其應(yīng)用前景非常廣闊，適宜于推廣應(yīng)用到許多領(lǐng)域。 利用本實(shí)驗(yàn)中制備的納米溶膠對濾網(wǎng)，ACF濾料進(jìn)行整理后，濾網(wǎng)，ACF濾料的整理樣降解甲醛的能力都大有提高。表明了濾網(wǎng)和ACF濾料光降解甲醛的規(guī)律基本符合拋物線函數(shù)關(guān)系，整理樣在一段時間后可以完全降解實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)的甲醛。本課題的研究為擴(kuò)大ACF濾料的使用范圍和應(yīng)用