復(fù)合摻雜TiO2降解室內(nèi)甲醛的研究及光催化裝置的設(shè)計(jì).pdf

1、據(jù)統(tǒng)計(jì)現(xiàn)代人80%以上時(shí)間在室內(nèi)度過,每年全球有280萬人直接或間接死于裝修污染,全球約4%的疾病與室內(nèi)空氣污染相關(guān)。甲醛為較高毒性物質(zhì),具有強(qiáng)烈的致癌和致畸作用,是室內(nèi)空氣污染的主要污染物之一。1995年,甲醛被國際癌癥研究機(jī)構(gòu)確定為疑致癌物。
　　 納米TiO2是一種被研究得最多的光催化劑,它能光催化氧化水體中和空氣中的絕大多數(shù)有機(jī)污染物,包括染料、表面活性劑、農(nóng)藥及各種難生物降解的有毒有機(jī)污染物,降解最終產(chǎn)物為H2O、CO

2、2和無害離子,二氧化鈦光催化技術(shù)具有自身穩(wěn)定、產(chǎn)物清潔、無二次污染等特點(diǎn),被認(rèn)為是一種最具前景的光催化降解技術(shù)。但是,以二氧化鈦半導(dǎo)體為基礎(chǔ)的光催化技術(shù)目前還存在著兩個(gè)關(guān)鍵的科學(xué)技術(shù)難題:量子產(chǎn)率低和太陽能利用率低。針對(duì)TiO2光催化技術(shù)存在的問題,本文主要包括了以下研究內(nèi)容:
　　 1.本文采用L9(34)正交實(shí)驗(yàn),運(yùn)用溶膠-凝膠法,確定了TiO2、N/TiO2、Ce/TiO2、Ce/N/TiO2的最佳制備條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,

3、TiO2、N/TiO2、Ce/TiO2和Ce/N/TiO2的最佳制備條件分別為為T=500℃,t=-2h;T:500℃,t=2h,N/TiO2(t001%)=10%;T=500℃,t=-2h,Ce/TiO2(mol%)=3.0%;T=400℃,t=3h,Y/TiO2(mol%)=15%,Ce/TiO2(mol%)=3.0%:
　　 2.對(duì)最佳條件下制備的TiO2、N/TiO2、Ce/TiO2、Ce/N/TiO2樣品,探討研究時(shí)間

4、、甲醛初始濃度、溫度、催化劑用量、紫外燈強(qiáng)度等因素對(duì)甲醛降解的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:改變其中單一因素時(shí),TiO2、N/TiO2、Ce/TiO2和Ce/N/TiO2四種樣品對(duì)甲醛降解率均出現(xiàn)先上升后下降的現(xiàn)象;當(dāng)其它條件一定時(shí),四組樣品對(duì)甲醛降解能力順序?yàn)?Ce/N/TiO2＞Ce/TiO2＞N/TiO2＞TiO2;在相同條件下,Ce/N/TiO2、Ce/TiO2、N/TiO2和TiO2四種樣品在氙光燈源下的甲醛降解率均高于在8w日光燈源下

5、的甲醛降解率;
　　 3.利用X射線衍射,紫外可見吸收光譜等方法對(duì)最佳條件下制備的TiO2、N/TiO2、Ce/TiO2和Ce/N/TiO2樣品進(jìn)行比較,試圖對(duì)他們降解甲醛的機(jī)理進(jìn)行探討。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,最佳條件下制備的TiO2、N/TiO2、Ce/TiO2和Ce/N/TiO2均在20=25.16°時(shí)出現(xiàn)了衍射峰,TiO2的衍射峰與其它比較衍射峰較寬較弱,Ce/N/TiO2樣品銳鈦礦相衍射峰最明顯,并且衍射峰最窄,四種樣品均達(dá)到納

6、米級(jí)別,粒徑大小順序?yàn)?TiO2＞N/TiO2＞Ce/TiO2＞Ce/N/TiO2;N/TiO2、Ce/TiO2和Ce/N/TiO2均出現(xiàn)了不同程度的紅移,紅移程度的大小順序?yàn)?N/TiO2＜Ce/TiO2＜Ce/N/TiO2;
　　 4.設(shè)計(jì)一個(gè)甲醛降解裝置,該裝置使用竹炭負(fù)載Ce/N/TiO2作為光催化劑催化氧化降解甲醛,討論負(fù)載量、木炭間隔等等對(duì)該催化裝置的影響,以竹炭負(fù)載TiO2作為光催化劑作為對(duì)比實(shí)驗(yàn),并且對(duì)該甲醛降解