纳米TiO2光催化降解甲醛的影响因素及动力学研究

本文通过自制光催化反应系统,研究了纳米TiO2光催化降解甲醛的过程,考察环境相对湿度、光照强度、气体流量、甲醛初始浓度等因素对甲醛的气相光催化降解反应的影响,并在此基础上建立了甲醛的光催化降解动力学方程。结果表明：纳米TiO2光催化降解甲醛最佳相对湿度为50%,气体流量为1.2 L/min,光降解率并不会随光照强度的增加无限制地增大,甲醛初始浓度增加将降低光催化氧化降解速率。光催化氧化动力学研究表明该过程可以采用朗格缪尔-欣伍德（Langmuir-Hinshelwood,L-H）动力学方程来表征。其速率方程式为 。     

木质活性炭纤维负载纳米TiO_2降解甲醛的效果

以杉木木粉经苯酚液化、熔融纺丝、固化处理、二氧化碳活化后获得的木质活性炭纤维为载体,采用溶胶–凝胶法制备木质活性炭纤维负载纳米TiO2(WACFs/TiO2)光催化复合材料.研究光照时间、WACFs/TiO2催化剂用量、纳米TiO2负载量和初始甲醛质量浓度对WACFs/TiO2降解甲醛效果的影响.结果表明:随着光照时间、催化剂用量、初始甲醛质量浓度的增加,WACFs/TiO2对甲醛的降解率逐渐增加,但催化剂用量对甲醛降解率的影响相对较小;随TiO2负载量的增多,WACFs/TiO2对甲醛的降解率呈现先增加后减小的趋势.当光照时间7,h、催化剂用量0.5,g、纳米TiO2负载量29.89%、初始甲醛质量浓度8.82,mg/L时,WACFs/TiO2对甲醛的降解率达到92.33%.     

Mn掺杂TiO_2负载木质活性炭纤维可见光降解甲醛的研究

以木质活性炭纤维为载体制备Mn掺杂TiO2负载木质活性炭纤维光催化复合材料(Mn/TiO2-WACFs),考察Mn掺杂浓度、光照时间、光照强度、甲醛初始质量浓度和样品用量对可见光下甲醛降解率的影响.研究表明:随着光照时间的延长、Mn/TiO2-WACFs用量的增多和初始甲醛质量浓度的增大,Mn/TiO2-WACFs对甲醛的降解率逐渐提高;随着Mn掺杂浓度和光照强度的增大,Mn/TiO2-WACFs对甲醛的降解率表现出先增大后减小的趋势.在65,W节能灯光照时间4,h、甲醛初始质量浓度9.38,mg/L、n(Mn)∶n(Ti)=1∶100、Mn/TiO2-WACFs用量0.22,g的条件下,甲醛降解率高达91%,.     

TiO2/ACF吸附-光催化净化甲醛的研究

基于纳米TiO2在气相光催化领域的应用,针对室内环境中长期严重影响人体健康的污染物——甲醛,采用单因素分析法,探讨纳米TiO2光催化剂负载量、光照强度对光催化降解甲醛产生的影响;在此基础上调整活性碳纤维负载量以得到两者间最佳配比方案.结果表明,光强较大、纳米TiO2中度负载且活性碳纤维负载量为5.8g/m^2时,光催化反应效果较好,甲醛浓度由初始状态下的0.80 mg/m^3降至0.02mg/m^3.     

ACF担载TiO_2光催化降解甲醛的影响因素研究

采用溶胶-凝胶法（sol-gel）在活性炭纤维（ACF）表面制备了纳米TiO2薄膜光催化材料,利用XRD和SEM对薄膜进行了表征。使用该负载型纳米TiO2光催化材料处理室内空气中的甲醛污染物,分别研究了TiO2涂膜次数、甲醛初始浓度、相对湿度、温度以及光源等因素对甲醛降解效率的影响。实验结果表明,所制得的TiO2为锐钛矿型,平均粒径为20nm左右,TiO2涂膜次数为3层时甲醛降解效率最高;甲醛初始浓度越高降解效率越低,甲醛降解效率随温度升高而增大,相对湿度为48%时甲醛降解效率最高;一定波长（λ〈387nm）的紫外光照射是使用TiO2光催薄膜降解甲醛的必要条件。     

UV-TiO_2/硅藻土光催化降解DMF的影响因素分析

为探讨废水中DMF光催化氧化的降解规律,采用溶胶-凝胶法水解钛酸四丁酯制备硅藻土负载TiO2复合光催化剂.以DMF溶液的光催化降解为模型反应,研究了初始质量浓度、催化剂质量浓度、pH值、光强、外加双氧水等因素对DMF去除效果的影响.结果表明:随初始质量浓度增加,光强增大,H2O2用量增加,去除率提高;去除DMF的最佳催化剂质量浓度为2~4g/L,pH为5.36;在初始质量浓度为200mg/L、紫外灯功率为300W时,最大去除率达89.3%.设计正交实验确定了各因素对光催化降解DMF反应影响的重要性为:光照时间>初始质量浓度>光照强度>H2O2浓度>催化剂质量浓度.     

光催化降解弱酸性红RN染料的研究

以弱酸性红RN染料为目标降解物,分析纳米TiO2对其光催化降解的机理.采用XRD表征自制纳米TiO2光催化剂的晶相结构.通过单因素实验,研究光催化剂投加量、染液初始pH值等因素变化对纳米TiO2光催化降解弱酸性红RN染液的影响.结果表明,纳米TiO2受光照激发在其表面生成了具有高活性和强氧化能力的羟基自由基(·OH),将弱酸性红RN染料催化降解为N2、H2O、CO2、Na2SO4等无害物质.采用溶胶凝胶法制备的纳米TiO2晶粒均为锐钛矿相,粒径大小为19.2nm.在300W金卤灯照射下,光催化反应240min时,0.25g纳米TiO2对100mL质量浓度为5mg/L、pH=5的弱酸性红RN染料溶液的降解率达94.2%.     

TiO_2薄膜处理水中亚甲基蓝的动力学研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2薄膜,并通过XRD对催化剂进行了表征,在自制反应器中对亚甲基蓝进行了光催化降解反应实验.结果表明:TiO2的晶型为锐钛矿型,粒子平均半径为32.9 nm;在亚甲基蓝的初始浓度较低的条件下,初始浓度对光催化的影响基本上符合一级反应动力学模型,起始浓度较大时(1.171×10-4mol/L),实际反应为零级反应,pH值和紫外光光照强度对反应也有明显的影响.     

光催化防火涂料的制备及对甲醛气体降解实验研究

利用溶胶凝胶法制备了TiO2粉体,同时使用磷酸氢二钠、十水合四硼酸钠和氢氧化镁制备阻燃胶体液,二者复合制备了具有自洁净特性的光催化防火涂料.利用该防火涂料对甲醛气体的光催化降解进行了实验研究.研究结果表明：该防火涂料在焙烧温度520℃发挥最佳的降解甲醛气体效果,随着初始浓度的升高降解率也不断升高,一级动力学方程表明紫外光光照40 min后,甲醛气体降解率达到68.98%.进一步添加聚乙二醇和银离子使涂料改性,使涂料光催化甲醛的活性分别提高了11%和14%,效果显著.     

光催化流化颗粒的制备及光催化性能的研究

采用浸渍法以活性炭为载体制备了TiO2／C光催化剂，通过XRD，SEM技术对负载型光催化剂的晶型结构和形貌进行了表征，以苯酚溶液为降解对象，考察了溶液的初始浓度、不同pH、催化剂负载量以及气体流量对负载型二氧化钛光催化降解苯酚溶液过程的影响。结果表明：颗粒上TiO2的晶型为锐钛型和金红石型的混合晶型，纳米TiO2分布均匀。在苯酚初始质量浓度为ρ0=50mg／L，pH=3，ρ（TiO2）=0．98mg／mL和v=382．2mL／min的实验条件下，经3．0h的光催化降解反应，苯酚溶液降解率接近95．8％，矿化率达到65．4％。