2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、以“室內(nèi)空氣污染”為標(biāo)志的第三污染時(shí)期已經(jīng)到來,室內(nèi)空氣污染已經(jīng)成為人們普遍關(guān)注的問題,甲醛污染尤其嚴(yán)重。光催化氧化技術(shù)被認(rèn)為是極具發(fā)展?jié)摿Φ氖覂?nèi)空氣凈化手段,但它存在光生載流子復(fù)合率高、太陽(yáng)光利用率低等問題,研究者們將光催化技術(shù)與活性炭纖維吸附技術(shù)聯(lián)合發(fā)現(xiàn),二者協(xié)同作用可在一定程度上提高污染物的降解效率,但這種技術(shù)依然存在吸附能力有限,光催化活性不高等問題。因此本課題對(duì)TiO2/ACF進(jìn)行改性,并應(yīng)用于室內(nèi)甲醛的污染治理,期望能夠在這

2、兩個(gè)方面有所突破。主要研究?jī)?nèi)容如下。
  本論文首先考察活性炭纖維(ACF)的厚度、吸附時(shí)間、溫度、濕度等因素對(duì)活性炭纖維的吸附性能的影響,并用氧化劑、含N基團(tuán)、NaOH浸漬對(duì)ACF進(jìn)行了改性,以甲醛脫除率作為評(píng)價(jià)指標(biāo),考察改性活性炭纖維的吸附性能;采用溶膠-凝膠法制備了純TiO2、不同摻雜配比的過渡金屬與稀土元素共摻雜納米TiO2(Fe-Ce-TiO2,F(xiàn)e-La-TiO2)、稀土元素復(fù)合共摻雜納米TiO2(La-Ce-TiO2

3、)粉體;采用偶聯(lián)法制備TiO2/ACF復(fù)合光催化劑,以甲醛降解率作為評(píng)價(jià)指標(biāo),選擇降解性能最優(yōu)的TiO2/ACF復(fù)合光催化劑,考察了煅燒溫度、光源對(duì)光催化劑性能的影響,并對(duì)其進(jìn)行X射線衍射(XRD)表征分析;用氧化劑、含N基團(tuán)、NaOH對(duì)ACF、最優(yōu)共摻雜TiO2粉體進(jìn)行浸漬改性,用偶聯(lián)法制備了改性共摻雜TiO2/ACF光催化劑,以甲醛為目標(biāo)降解物,考察改性對(duì)復(fù)合光催化劑的吸附-光催化性能的影響,并與ACF、未改性TiO2/ACF進(jìn)行對(duì)

4、比分析。
  研究結(jié)果表明:
  ①通過研究活性炭纖維的厚度、時(shí)間、溫度、濕度對(duì)吸附性能的影響,發(fā)現(xiàn)厚度為4mm活性炭纖維吸附效果最好;活性炭纖維對(duì)甲醛的吸附速度很快,前30min吸附較強(qiáng),60分鐘后達(dá)到吸附平衡;溫度23±1℃、濕度50±2%的條件下甲醛的脫除率較高,達(dá)13.33%。
 ?、贜aOH改性后的ACF對(duì)甲醛的吸附效果優(yōu)于含N基團(tuán)改性和氧化劑改性ACF,經(jīng)1.0mol/L硫酸、1.0mol/L硝酸、25%的

5、碳酸銨、0.5mol/LNaOH改性后ACF甲醛的脫除率分別為16.67%、17.78%、19%、20%。
 ?、奂{米TiO2的光催化活性與共摻雜離子的摻雜配比和光催化劑的煅燒溫度有關(guān)。
  1)當(dāng)摻雜配比(摩爾比)n(Fe):n(Ce):n(TiO2)=0.1%:0.1%:1、煅燒溫度為500℃時(shí),F(xiàn)e-Ce-TiO2/ACF共摻雜樣品對(duì)甲醛降解效率最高。紫外燈照射下2h內(nèi)Fe-Ce-TiO2/ACF對(duì)甲醛的降解率達(dá)到了5

6、8.67%,高于Fe-TiO2/ACF的51.11%、Ce-TiO2/ACF的49.78%、純TiO2/ACF的39%和ACF0的13.11%;可見光照射下2h內(nèi)Fe-Ce-TiO2/ACF對(duì)甲醛的降解率達(dá)到了32.33%,高于Fe-TiO2/ACF的23.33%、Ce-TiO2/ACF的25.56%、純TiO2/ACF的17.78%和ACF0的13.11%。
  2)當(dāng)摻雜配比n(Fe):n(La):n(TiO2)=0.1%:0

7、.2%:1、煅燒溫度為500℃時(shí),F(xiàn)e-La-TiO2/ACF共摻雜樣品對(duì)甲醛降解效率最高。紫外光照射下2h內(nèi)Fe-La-TiO2/ACF對(duì)甲醛的降解率達(dá)到了59.56%,高于Fe-TiO2/ACF的51.11%、La-TiO2/ACF的50%、純TiO2/ACF的39%和ACF0的13.11%;可見光照射下2h內(nèi)Fe-La-TiO2/ACF對(duì)甲醛的降解率達(dá)到了32.67%,高于Fe-TiO2/ACF的23.33%、La-TiO2/AC

8、F的26.67%、純TiO2/ACF的17.78%和ACF0的13.11%。
  3)當(dāng)摻雜配比n(La):n(Ce):n(TiO2)=0.2%:0.1%:1、煅燒溫度為600℃時(shí),La-Ce-TiO2/ACF共摻雜樣品對(duì)甲醛降解效率最高。紫外光照射下2h內(nèi)La-Ce-TiO2/ACF對(duì)甲醛的降解率達(dá)到了62.22%,高于La-TiO2/ACF的50%、Ce-TiO2/ACF的49.78%、純TiO2/ACF的39%和ACF0的1

9、3.11%;可見光照射下2h內(nèi)La-Ce-TiO2/ACF對(duì)甲醛的降解率達(dá)到了33.33%,高于La-TiO2/ACF的26.67%、Ce-TiO2/ACF的25.56%、純TiO2/ACF的17.78%和ACF0的13.11%。
 ?、芰蛩帷⑾跛帷彼?、鹽酸氫胺、碳酸銨和NaOH改性后的復(fù)合光催化劑,甲醛的降解率都有不同程度的提高,分別為65%、65.5%、66%、66.3%、66.67%和63%,高于未改性的60%。改性稀土元

10、素復(fù)合共摻雜TiO2/ACF,共摻雜的稀土元素、吸附和光催化產(chǎn)生了協(xié)同作用,改性后吸附和光催化作用都得到了加強(qiáng)。
 ?、軽RD表征分析發(fā)現(xiàn),La-Ce-TiO2(600℃)以銳鈦礦結(jié)構(gòu)為主,平均粒徑小,粒徑分布均勻,平均粒徑為18.1nm。
 ?、薰矒诫sTiO2光催化活性均優(yōu)于純TiO2,且優(yōu)于相應(yīng)的單元素?fù)诫sTiO2,La、Ce稀土元素復(fù)合共摻雜光催化活性最優(yōu)。從機(jī)理上分析,La、Ce稀土元素復(fù)合摻雜抑制了晶粒的生長(zhǎng),致使

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