納米二氧化鈦分散以及活性炭纖維復(fù)合對室內(nèi)甲醛降解的研究.pdf

1、光催化技術(shù)是近年來快速興起的新技術(shù)，它的基本原理是光催化劑吸收紫外線中的光子能量，在其表面產(chǎn)生強(qiáng)氧化性物質(zhì)，這些強(qiáng)氧化性物質(zhì)將環(huán)境中的有機(jī)物逐步降解直至最終產(chǎn)物二氧化碳和水。與其它方法相比，由于不需要苛刻的反應(yīng)環(huán)境，反應(yīng)過程中無其它有害物質(zhì)產(chǎn)生，所以使用范圍非常廣泛。本課題就是利用納米二氧化鈦的光催化特性降解室內(nèi)低濃度的甲醛。在這一研究內(nèi)容中主要面臨兩方面的問題，一是納米二氧化鈦顆粒在經(jīng)過分散、整理過程后，團(tuán)聚比較嚴(yán)重，損失了光催化特性

2、。二是由于反應(yīng)物初始濃度較低，光催化效率不高。 本課題在納米二氧化鈦的分散劑復(fù)配以及活性炭纖維與納米二氧化鈦結(jié)合后的光催化協(xié)同作用方面進(jìn)行了創(chuàng)新性的探索研究。主要包含三方面的工作：(1)對TiO2粉體的分散改進(jìn)；(2)通過靜電植絨的方式將ACF(活性炭纖維)與TiO2結(jié)合，提高光催化效果；(3)對影響光催化效果的因素進(jìn)行分析，找出最佳光催化效果時(shí)的反應(yīng)條件組合。通過實(shí)驗(yàn)與分析得出以下幾點(diǎn)結(jié)論： 納米粉體由于自身具有較大的

3、表面能，在水中極易團(tuán)聚。依靠單獨(dú)的陰離子表面活性劑或非離子表面活性劑只能將分散后的粒徑控制在一定的范圍內(nèi)，不能取得很理想的分散效果。將陰離子和非離子分散劑復(fù)合可以取得單一分散劑無法獲得的分散效果。當(dāng)非離子表面活性劑濃度：陰離子表面活性劑濃度=1∶3～1∶2時(shí)，數(shù)量分布的粒徑參數(shù)D(n,0.5)=0.1μm，分散效果最佳。通過陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑的復(fù)合，可以提高分散水平。 在實(shí)驗(yàn)中引入活性炭纖維，利用活性炭纖維的超強(qiáng)

4、吸附性為二氧化鈦的光催化反應(yīng)提供一個(gè)較高的初始甲醛濃度。通過靜電植絨的方式附載活性炭纖維，在提高初始反應(yīng)濃度的同時(shí)，最大程度地保持活性炭纖維的吸附性能。由正交實(shí)驗(yàn)得出此時(shí)的最佳光催化工藝參數(shù)為：ACF4g/m2、TiO210.2g/m2、光強(qiáng)5μw/cm2。最佳工藝時(shí)的甲醛去除率為97.5﹪。通過靜電植絨的方式將ACF和TiO2結(jié)合后的產(chǎn)物對甲醛的去除量遠(yuǎn)高于TiO2和ACF單獨(dú)去除的甲醛量之和，ACF和TiO2之間存在著協(xié)同作用，最佳