室內(nèi)裝修污染物甲醛及其他揮發(fā)性有機(jī)化合物的新型凈化技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái)，由于室內(nèi)裝修而導(dǎo)致的室內(nèi)空氣污染問(wèn)題日益受到人們的重視。室內(nèi)空氣污染主要是使用裝修材料帶來(lái)的空氣中甲醛、揮發(fā)性有機(jī)物(VOCS)、氨、氡等有害物質(zhì)的超標(biāo)?，F(xiàn)代人平均有90％的時(shí)間生活和工作在室內(nèi)，室內(nèi)環(huán)境與人體健康密切相關(guān)。室內(nèi)空氣污染會(huì)引起“不良建筑物綜合征(SBS)”，癥狀包括頭疼、眼、鼻和喉部疼癢、干咳、頭暈惡心，注意力難以集中和對(duì)氣味敏感等。室內(nèi)空氣污染尤其對(duì)經(jīng)常在室內(nèi)的老人、兒童、病人危害最大。據(jù)世界衛(wèi)生組織調(diào)查，全世

2、界每年有10萬(wàn)人因?yàn)槭覂?nèi)空氣污染而死于哮喘病，其中35％為兒童。英國(guó)一環(huán)境研究小組經(jīng)過(guò)專題研究發(fā)現(xiàn)：環(huán)境污染使人類特別是兒童智力大為降低。國(guó)家主管部門(mén)也已認(rèn)識(shí)到問(wèn)題的嚴(yán)重性，最近陸續(xù)頒布了裝修材料和室內(nèi)空氣中各污染物標(biāo)準(zhǔn)的限值。衛(wèi)生部門(mén)也進(jìn)行了大量的此類污染物對(duì)人體健康影響與危害評(píng)價(jià)的研究。但目前傳統(tǒng)的空氣凈化器只能對(duì)空氣中物理性污染物如塵埃粒子、香煙煙霧等起到過(guò)濾效果，對(duì)于化學(xué)性污染物尚無(wú)有效的控制與去除方法。本研究的目的正是為了研制

3、出能夠有效降解室內(nèi)空氣中有機(jī)污染物的新型凈化材料和凈化裝置，為人們提供一個(gè)良好、舒適的工作與生活環(huán)境。主要研究工作如下： 利用微波熱處理技術(shù)改進(jìn)了TiO<,2>納米晶的制備技術(shù)。改變傳統(tǒng)的利用電爐高溫長(zhǎng)時(shí)間燒結(jié)處理制備TiO<,2>納米晶的方法，在低溫條件下短時(shí)間就可以制備出顆粒小、分散性好、晶體結(jié)構(gòu)完整的TiO<,2>納米晶。 提高多相光催化反應(yīng)的效率。采用溶膠一凝膠法制備了摻雜金屬離子的納米Tioz光催化劑，在TiO

4、<,2>中摻入La<'3+>、Ag<'+>、Fe<'3+>等金屬離子，運(yùn)用掃描電鏡、透射電鏡、X射線衍射、能譜分析等手段對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。金屬離子摻雜TiO<,2>后改變了溶膠顆粒的表面電荷特性與表面電子陷阱特性，極大地促進(jìn)了TiO<,2>光催化劑對(duì)有機(jī)物的界面吸附效果以及TiO<,2>顆粒表面對(duì)光生電子捕獲能力，使多相光催化反應(yīng)可以更有效的進(jìn)行。 根據(jù)氣相有機(jī)污染物的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了適合于氣相污染物降解的光催化反應(yīng)器，選擇不

5、銹鋼絲網(wǎng)、玻璃彈簧和金屬泡沫板等3種材料作為負(fù)載載體，比較了3種負(fù)載載體材料對(duì)甲醛和VOCS的光催化效率，得出玻璃彈簧和金屬泡沫板具有良好的負(fù)載效率。 考察了各種摻雜金屬離子和不同摻雜比例的TiO<,2>光催化劑對(duì)甲醛和VOCs的降解效率，負(fù)載摻有1.5％La<'3+>TiO<,2>的泡沫鎳的光催化性能有明顯提高，90min對(duì)甲醛氣體的降解率達(dá)到93％，對(duì)VOCs的降解率達(dá)到87％。 通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)的循環(huán)風(fēng)量和紫外光激發(fā)波

6、長(zhǎng)等環(huán)境因素，研究了其對(duì)光催化效率的影響，同時(shí)發(fā)現(xiàn)在降解實(shí)驗(yàn)中TiO<,2>光催化劑存在失活現(xiàn)象，深入討論了納米TiO<,2>光催化劑的失活原因及復(fù)活辦法。 在成功制備納米TiO<,2>光催化劑的基礎(chǔ)上，本研究研制開(kāi)發(fā)了家庭用和汽車用2種類型的空氣凈化裝置，設(shè)計(jì)了光催化反應(yīng)器的構(gòu)造．利用30m<'3>標(biāo)準(zhǔn)的大型環(huán)境測(cè)試艙對(duì)空氣凈化裝置進(jìn)行了效果驗(yàn)證，得出該納米光催化空氣凈化器對(duì)甲醛和VOCs具有較高降解效率，同時(shí)與目前市場(chǎng)上各種