TiO2-ACF復合光催化劑的制備及其降解甲醛的研究.pdf

1、室內環(huán)境對健康的影響是國家城市建設發(fā)展與環(huán)境工程領域中的重要研究方向。隨著人們對家居舒適度要求的提高，室內裝修率不斷提升，給室內環(huán)境帶來極大威脅，室內空氣品質逐步下降，VOCs污染加劇，甲醛污染尤其嚴重。TiO2光催化技術可以有效降解室內甲醛，具有安全性、持久性和徹底性等特點。但TiO2自身呈粉末態(tài)，只能將與其接觸的甲醛降解，凈化效率較低，且使用后存在分離回收難等問題。如何克服這些難題，研究一種高效負載型光催化劑及空氣凈化裝置，已成為光

2、催化領域的研究熱點。
　　本文首先結合吸附原理和光催化原理，采用浸漬—提拉法，以活性炭纖維ACF為載體，負載納米TiO2制成一種復合光催化劑。其次通過搭建實驗平臺、優(yōu)化空氣凈化裝置、設計實驗方案，研究復合光催化劑對甲醛的降解效果，確定最佳實驗催化材料；并對其進行X射線衍射（XRD）和掃描電鏡（SEM）表征，分析TiO2形貌結構對其催化性能的影響。然后通過對影響因素的研究，設計并進行正交實驗，確定最佳催化條件。最后，在最佳催化條件下

3、進行甲醛降解實驗，結合標準對凈化器的性能進行評價。主要研究成果如下：
　?、倥c單一吸附或光催化相比，TiO2/ACF復合光催化劑利用ACF的吸附性能將甲醛聚集于催化劑表面，協(xié)同降解甲醛，效果較好。綜合ACF吸附能力及負載時TiO2用量考慮：3mm厚度的ACF作為試驗用活性炭纖維載體最為合適。
　?、谶M行單因素分析實驗，對比TiO2負載質量比為23.29％、45.88%、65.87%、86.34%四組復合材料的降解實驗結果，T

4、iO2與ACF的質量比為45.88%的復合材料凈化效果最佳，120min時其降解效率可達90%。
　?、圻M行復合光催化劑的XRD、SEM表征，分析TiO2形貌結構等對其催化性能的影響，所得結論與降解實驗結果基本一致，負載質量比為45.88%時復合光催化劑性能最好。
　　④進行多因素正交實驗，以潔凈空氣量為指標，分析相關影響因素，其顯著性排序為甲醛初始濃度>氣體流動速度>紫外光光照強度。在溫度24℃~26℃、相對濕度50%～7

5、0%環(huán)境下，光催化空氣凈化器的最佳催化條件為：空氣流速1.71m/s、光照強度210lux、甲醛初始濃度1.0mg/m3。
　?、菰谧罴汛呋瘲l件下，按照《空氣凈化器》GB/T18801-2015折算標準V=30m3，得實驗用空氣凈化裝置的凈化效能η=1.425m3/（W?h），屬于高效級空氣凈化器。
　　本文通過對光催化的理論研究，結合吸附凈化方法，研究制備了一種復合光催化劑。利用其對甲醛的凈化實驗研究，結合X射線衍射（XR