納米二氧化鈦負(fù)載技術(shù)及光催化效果研究.pdf

1、納米TiO2光催化作為一項(xiàng)環(huán)境友好技術(shù)，一直是環(huán)境凈化領(lǐng)域研究和開發(fā)的熱點(diǎn)之一。本文以泡沫鎳為載體，硅溶膠為無機(jī)粘結(jié)劑，采用先制備粘結(jié)劑涂層，然后噴涂負(fù)載納米TiO2顆粒的工藝，制備了負(fù)載型TiO2光催化劑。研究了涂層和負(fù)載工藝對TiO2顆粒負(fù)載狀態(tài)的影響，并自制了新型光催化反應(yīng)器，對影響甲醛降解的因素進(jìn)行了研究，包括納米TiO2負(fù)載工藝，以及風(fēng)速、光強(qiáng)等因素。 泡沫鎳表面狀況、硅溶膠濃度及涂敷次數(shù)會(huì)影響粘結(jié)劑涂層的性能。對泡沫

2、鎳進(jìn)行預(yù)處理，可明顯改善鎳與硅溶膠的潤濕性。一次涂敷時(shí)，濃度為10％的硅溶膠有較好的涂敷性能，但涂層中裂紋較多。采用預(yù)涂層處理，再進(jìn)行二次涂敷的工藝制備涂層，能在泡沫鎳表面能形成更均勻、致密的涂層。用濃度為10％的硅溶膠預(yù)涂覆，濃度為25％的硅溶膠二次涂敷，所制備的雙層結(jié)構(gòu)涂層與泡沫鎳結(jié)合牢固，厚度約為1．47μm。 納米TiO2顆粒的負(fù)載與涂層制備工藝相關(guān)。采用預(yù)涂層工藝后，在其它條件相同時(shí)，納米TiO2負(fù)載量較一次涂敷硅溶膠

3、時(shí)多。涂層的較好制備工藝條件為，在泡沫鎳上先預(yù)涂濃度為10％的硅溶膠，然后采用濃度為25％的硅溶膠二次涂敷。 采用浸涂、溶膠-凝膠和漿料混合法負(fù)載納米TiO2時(shí)，納米材料的分布不均勻，且存在明顯的團(tuán)聚傾向。采用在泡沫鎳上先制備粘結(jié)劑涂層，然后噴涂負(fù)載TiO2的工藝，負(fù)載后TiO2粒子裸露在粘結(jié)劑涂層表面，且呈均勻性分布。對甲醛降解性能的研究表明，噴涂負(fù)載后的光催化效果優(yōu)于另外三種負(fù)載方法，尤其是噴涂次數(shù)為3次時(shí)。 風(fēng)速和

4、光強(qiáng)是影響納米TiO2光催化效果最重要的兩個(gè)因素。當(dāng)泡沫鎳圓筒直徑為40mm，在兩種光強(qiáng)條件下，甲醛的一次去除率都隨風(fēng)速增大而先升后降，風(fēng)速為1．76m/s時(shí)，甲醛的一次去除率較高，低光強(qiáng)下，風(fēng)速對納米TiO2光催化的影響作用減弱。當(dāng)泡沫鎳圓筒直徑為80mm，在三種實(shí)驗(yàn)風(fēng)速下，光強(qiáng)的減小，都導(dǎo)致光催化效果下降。較大風(fēng)速下，由于光強(qiáng)減小導(dǎo)致的一次去除率差增加明顯，采用泡沫鎳圓筒直徑80mm，風(fēng)速0．88m/s，光強(qiáng)26．54mw/c㎡時(shí)，