無光觸媒-活性炭纖維復(fù)合材料的制備及催化降解甲醛的性能研究.pdf

1、隨著人們生活質(zhì)量的提高，室內(nèi)空氣污染成為熱議話題。當下，各種凈化室內(nèi)空氣的手段層出不窮，人們迫切的想要找到行之有效的治理方法來保障室內(nèi)空氣的潔凈。無光觸媒(ECO)是全球新興的新型高效去甲醛材料，對人體無毒無害，催化活性高，具高耐久性，性質(zhì)穩(wěn)定。能在暗光條件下產(chǎn)生具有強氧化力的羥基自由基，發(fā)生催化反應(yīng)，可大幅度地、持續(xù)地降解甲醛。然而，單獨使用無光觸媒則存在難回收易造成二次污染、成本高、推廣難的問題，這嚴重制約了其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。粉末催化劑

2、的固定化并提高其催化效果成為了催化過程中亟待解決的問題?；钚蕴坷w維(ACF)廉價易得，其90％以上為微孔，具有大量比表面積和強的吸附能力。不管污染物是微量級或是高濃度，都可以采用活性炭纖維進行處理，達到不錯的效果，在許多領(lǐng)域中可取代粉末和顆?；钚蕴?。
　　本文以噴涂法制備可暗光催化的ACF/無光觸媒復(fù)合材料，通過ACF的吸附和表面富聚，形成細微范圍內(nèi)的局部高濃度，可為無光觸媒提供高濃度有機污染物光催化反應(yīng)環(huán)境，加快污染物催化降解反

3、應(yīng)的速率。同時，通過擴散作用使被ACF吸附的污染物向無光觸媒表面遷移，無光觸媒分解吸附在載體上的有機污染物，使載體實現(xiàn)了原位再生。這樣無光觸媒與ACF的相互作用可增強催化劑的光催化活性，具有吸附和催化降解的協(xié)同作用，因而提高催化效率。通過研究不同條件下制備的復(fù)合材料對甲醛的吸附與光催化效果，確定了無光觸媒用量、Pt沉積、超聲時間、ACF表面改性、殼聚糖用量、粘合劑含水量、烘干溫度等制備因素的最佳參數(shù)。通過掃描電鏡(SEM)、N2吸附/脫

4、附、X射線光電子能譜(XPS)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、X射線衍射(XRD)等分析表征手段研究了復(fù)合材料的形貌結(jié)構(gòu)等特點，并初步探討了ACF/ECO復(fù)合材料優(yōu)異光催化性能的相關(guān)機制，經(jīng)過一系列的實驗研究與分析，取得了以下研究成果:
　　(1)用噴涂法制備ACF/無光觸媒復(fù)合材料，制備復(fù)合材料的最佳條件為:19×25mmACF，10.0 g無光觸媒，0.5g殼聚糖，60ml高純水，80℃粘合溫度，常溫常壓下制備。
　　

5、(2)復(fù)合材料的制備是以無光觸媒、活性炭纖維，殼聚糖粉末為主要原料，通過噴涂的方式在活性炭纖維表面制備出無光觸媒薄膜?？砂倒獯呋腁CF/無光觸媒復(fù)合材料，具有吸附/催化/過濾三重層功能:內(nèi)層的活性炭纖維是具有超強吸附能力的吸附層;中層的無光觸媒均勻附著在活性炭纖維表面及其間隙之間，將活性炭纖維包裹其中，形成催化層，既能降解空氣中的甲醛等氣體，也能降解因條件變化而從活性炭纖維中溢出的甲醛等氣體，鎖住并催化降解被吸附的污染物;外層透明的粘