摻鑭光催化薄膜降解室內(nèi)空氣中甲醛氣體的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、室內(nèi)主要污染氣體之一的甲醛被世界衛(wèi)生組織(WHO)及美國環(huán)保局(EPA)列為可疑致癌物，成為了室內(nèi)空氣污染中人們所關(guān)心的焦點(diǎn)。在眾多的室內(nèi)甲醛污染治理方法中，納米TiO2光催化氧化技術(shù)，是近年興起的一種極具發(fā)展?jié)摿Φ膬艋侄?。但是納米TiO2光催化劑存在光催化活性和可見光利用率不高等問題。因此本論文想通過摻鑭改性納米TiO2光催化薄膜來提高它的光催化活性和可見光利用率，并將其應(yīng)用于室內(nèi)空氣中甲醛氣體的治理。
　　 本論文通過摻鑭

2、改性玻璃表面TiO2光催化薄膜，并利用正交試驗(yàn)設(shè)計確定了它的最佳摻鑭改性條件，然后根據(jù)該最佳La3+摻雜改性條件，采用Sol-Gel法及浸漬提拉法分別在玻璃、釉面瓷磚表面制備得到了摻鑭TiO2光催化薄膜和采用Sol-Gel法及粉體燒結(jié)法在石膏板表面負(fù)載摻鑭TiO2，并研究了這幾種建材表面光催化薄膜的光催化性能。本文還使用X射線衍射(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)等技術(shù)對薄膜樣品的晶型和表面形態(tài)等進(jìn)行了表征分析。本文還討論了光源(波長

3、及光照度)、甲醛初始濃度等因素對摻鑭TiO2薄膜光催化活性的影響。最后，本文對摻鑭TiO2光催化薄膜的耐用性能及摻鑭TiO2光催化薄膜玻璃的可見光透過率進(jìn)行了研究。
　　 研究結(jié)果表明：
　　 ①本文通過正交試驗(yàn)設(shè)計確定玻璃表面摻鑭TiO2光催化薄膜的最佳La3+摻雜改性條件為：PEG摻雜量0.03at％，La3+摻雜量0.3at％，摻雜方式為底部摻雜。
　　 ②通過XRD和SEM等手段進(jìn)行表征分析發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)制備

4、的TiO2有較好的銳鈦礦結(jié)構(gòu)，粒徑分布均勻，平均粒徑較小，約為20nm。
　　 ③使用摻鑭TiO2薄膜催化降解甲醛時表現(xiàn)出了良好的光催化活性。光源波長越短，光催化性能越好；光催化活性隨光照強(qiáng)度增大而增加；在一定濃度范圍內(nèi)(濃度較低)，光催化效率隨著甲醛初始濃度的增大而增大；La3+的摻雜改性可以增強(qiáng)TiO2對可見光的響應(yīng)，即使在白熾燈照射下，這種摻鑭的TiO2薄膜仍可表現(xiàn)出一定的光催化活性。
　　 ④本實(shí)驗(yàn)中，采用相同的

5、制備工藝和摻雜條件制備的玻璃基底TiO2薄膜和釉面瓷磚基底TiO2薄膜的光催化活性及光催化活性提高幅度不同，這說明對于Sol-Gel法和浸漬提拉法制備的TiO2薄膜而言，其光催化活性還與載體的類型有關(guān)，其光催化活性的提高是離子摻雜和載體的交互效應(yīng)。
　　 ⑤玻璃負(fù)載的摻鑭TiO2薄膜具有較好的光催化活性、良好的重復(fù)使用性和負(fù)載牢固性，另外，摻鑭TiO2薄膜玻璃具有較高的可見光透過率，能夠滿足實(shí)際的透光需要，可以應(yīng)用于實(shí)際工程。因