負載型TiO-,2-光催化劑的制備及其降解有害揮發(fā)物性能的研究.pdf

1、半導體光催化是一項環(huán)境友好的技術(shù)，在環(huán)境凈化領(lǐng)域，特別是在治理室內(nèi)空氣污染方面有著很好的應用前景。制備負載型納米TiO2光催化劑，獲得很好的光催化活性，用于降解空氣中的易揮發(fā)性有機物。并可將活性組分和載體的各種功能進行組合，設(shè)計出更理想的光催化反應。 本文利用泡沫鎳網(wǎng)做載體，負載具有大比表面積的SiO2中孔材料中間層，以增大泡沫鎳載體比表面積，提高復合光催化劑的活性和穩(wěn)定性。再負載納米TiO2，制得光催化效率高的泡沫鎳基納米Ti

2、O2-SiO2復合光催化劑。在該復合光催化劑上通過熱還原法沉積貴金屬Pt，進一步提高其光催化反應活性。對制得的各種復合光催化劑光催化降解乙醛和甲醛的光催化活性進行靜態(tài)和動態(tài)的測試及評價。主要研究內(nèi)容包括： 1．用溶膠－凝膠法在已經(jīng)過預處理的泡沫鎳基上負載二氧化硅中間層，再負載二氧化鈦，制得泡沫鎳基TiO2-SiO2復合光催化劑。對該光催化劑進行靜態(tài)測評，結(jié)果表明：泡沫鎳基TiO2-SiO2復合光催化劑在主波長為253.7nm的紫

3、外光源下，調(diào)節(jié)催化劑表面光強為400μW/cm2，乙醛初始濃度為100ppm，光照1.5小時以內(nèi)，對乙醛的降解率可達100％。連續(xù)7次實驗后，降解率下降約40％。將經(jīng)過反復實驗而部分失活的復合光催化劑在馬弗爐中于空氣氣氛下在300℃加熱1小時，或者用大量去離子水沖洗，再100℃烘干，其光催化活性均能完全恢復。 2．為了在實際生產(chǎn)中便于操作，采用熱還原法在泡沫鎳基TiO2-SiO2復合光催化劑上沉積貴金屬Pt，以Pt:TiO2為1

4、wt％的比例，制得泡沫鎳基Pt/TiO2-SiO2光催化劑。實驗結(jié)果顯示負載Pt的復合光催化劑比沒負載時的光催化活性提高了兩倍。同時對日本某株式會社生產(chǎn)的藍色泡沫網(wǎng)狀光催化劑和某液態(tài)噴涂型光催化劑在本實驗條件下進行測試，結(jié)果表明，這些光催化劑無法達到滿意的降解效果。故將采用泡沫鎳基Pt/TiO2-SiO2光催化劑進行動態(tài)測試及評價。 3．對泡沫鎳基TiO2-SiO2復合光催化劑進行靜態(tài)條件下的乙醛降解實驗，考察不同光照強度和不同

5、波長光源對光催化效率的影響，對其中機理進行分析，并確定出實際應用中各個反應條件的參數(shù)。根據(jù)實驗結(jié)果，在實際的光催化空氣凈化機中將采用主波長為253.7nm的紫外燈管，并確保其照射到光催化劑表面的光強不低于400μW/cm2。 4．將泡沫鎳基Pt/TiO2-SiO2光催化劑在本實驗室自行開發(fā)設(shè)計的風洞和測試倉中進行動態(tài)測試。結(jié)果表明，在風洞實驗中，該光催化劑對甲醛的光催化降解效率平均約為15％；在測試倉實驗中，其光催化降解效率約為