室內(nèi)甲醛的光催化治理及空氣凈化器的設(shè)計.pdf

1、納米光催化空氣凈化技術(shù)是目前國內(nèi)外研究的一個熱點，它是以納米TiO<,2>為催化劑，在室溫條件下可將空氣中的有機污染物和部分無機物予以光解消除。與傳統(tǒng)的空氣凈化技術(shù)相比，納米光催化空氣凈化技術(shù)具有處理效率高、能耗低、操作簡單、無二次污染等優(yōu)點，因而在空氣凈化領(lǐng)域表現(xiàn)出廣闊的應(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，研究內(nèi)容包括催化劑的制備、光催化劑的性能測試、光催化反應(yīng)器的設(shè)計、委托加工制作及該光催化反應(yīng)器降解甲醛效

2、率的性能測試，同時對影響光催化反應(yīng)器效率的因素進行了考察分析。 采用溶膠-凝膠法制備了三元復(fù)合催化劑Co<'2+>-SiO<,2>-TiO<,2>，考察了溶膠的pH值、鍍膜層數(shù)、干燥方式、煅燒溫度、Co<'2+>的摻雜量等因素對Co<'2+>-SiO<,2>-TiO<,2>光催化性能的影響，并對催化劑的表面形貌和晶型進行了SEM、XRD分析。結(jié)果表明，以微波干燥的Co<'2+>-SiO<,2>-TiO<,2>催化劑顆粒比以烘箱干

3、燥的Co<'2+>-SiO<,2>-TiO<,2>催化劑顆粒細小、均勻，且前者對甲醛的光催化效果比后者好。在催化劑的制備過程中，以鈦酸四丁酯：正硅酸已酯：硝酸鈷=1：0.05：0.01的摩爾比配備溶膠．凝膠，在玻璃纖維上鍍膜4～5層，用微波干燥，然后在500～550℃下煅燒1h，獲得的銳鈦礦Co<'2+>-SiO<,2>-TiO<,2>催化劑具有良好的催化性能，對初始濃度為2.2mg/m<'3>的甲醛的去除效率為88％，比SiO<,2>

4、-TiO<,2>的催化效率提高了約10％。 在上述研究基礎(chǔ)上，對光催化反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計，提出了一種催化劑層為齒輪狀的結(jié)構(gòu)，并和內(nèi)部結(jié)構(gòu)為層片狀和圓筒狀的空氣凈化器進行了性能比較，結(jié)果表明，當負載有Co<'2+>-SiO<,2>-TiO<,2>的玻璃纖維呈齒輪狀圍繞在紫外燈的周圍時，催化劑Co<'2+>-SiO<,2>-TiO<,2>能很好地接受到紫外光的照射同時也能充分地和污染物質(zhì)相接觸，具有較好的凈化室內(nèi)空氣的效果