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JR05納米二氧化鈦光催化參數(shù)及凈化甲醛性能的研究簡報
《中國理化研究所》201705刊    
納米二氧化硅作為一種新型環(huán)保光催化材料，以其所具有的眾多優(yōu)越性能而受到廣泛關(guān)注，應(yīng)用研究延伸至能源、環(huán)保、建材、醫(yī)療衛(wèi)生等多個優(yōu)先域。本課題主要基于納米TiO2在氣相光催化優(yōu)先域的應(yīng)用，針對室內(nèi)環(huán)境中長期嚴(yán)重影響人體健康的有機污染物-甲醛，開展了一系列相關(guān)實驗研究，內(nèi)容涉及JR05納米TiO2光催化劑的制備、負載、光催化降解甲醛以及吸附-光催化凈化甲醛的性能研究，本課題的開展對光催化及吸附-光催化凈化空氣技術(shù)的應(yīng)用具有一定的參考價值。受到本課題前期研究的啟發(fā)，在本實驗研究開展初期JR05納米二氧化鈦光催化劑制備環(huán)節(jié)，引入分散液粒子粒度分析、液膜狀態(tài)、甲醛釋放性及甲醛降解性等4項指標(biāo)對分散液效果進行綜合考核。實驗結(jié)果表明，陰離子表面活性劑B配制而成的2＃分散液具有TiO2粒徑小且分布均勻，液膜光滑度、牢度、透明度高，甲醛釋放性小及甲醛降解率高等優(yōu)點，作為該項研究開展的基礎(chǔ)。
降解凈化甲醛的性能研究涉及兩大部分：
(1) 單純納米TiO2負載狀態(tài)下光催化降解甲醛性能研究。①單因素分析法就不同納米TiO2負載量、不同光強對納米TiO2光催化性能產(chǎn)生的影響予以分析，結(jié)果表明，隨TiO2負載量的增加，甲醛降解率略有提高；較低光照強度下，納米TiO2對甲醛的降解率隨時間延長而不斷提高，當(dāng)光強較高時，特別是在300μw/cm2，納米TiO2分解分散液成分使其產(chǎn)生甲醛；②納米TiO2負載量、光照強度和反應(yīng)時間3因素作用下開展正交實驗以探討工藝參數(shù)，結(jié)果表明，納米TiO2分散液量為5mL、800μW/cm<'2>光照強度下作用48小時，TiO2對甲醛的光催化降解率可達63.6％，其凈化效率為23.1μg/g。
(2) 納米TiO2和吸附材料共同負載狀態(tài)下吸附-光催化凈化甲醛性能研究。①光催化參數(shù)方案下，納米TiO2/ACF復(fù)合材料配比方案的優(yōu)化，結(jié)果表明，當(dāng)ACF負載量為5.8g/m2時，納米TiO2/ACF復(fù)合材料對甲醛的凈化率達97.5％；②單純ACF負載和TiO2/ACF共同負載兩種狀態(tài)下重復(fù)使用性能的研究，結(jié)果表明，后者5次20小時使用后仍能保持88.3％的甲醛凈化率，同時從理論上分析了納米TiO2與ACF在凈化甲醛的過程中所產(chǎn)生的協(xié)同作用；③利用毛織物對氣相物質(zhì)優(yōu)越的吸附性能，考察以其作為基材負載納米TiO2對甲醛的吸附-光催化凈化性能，結(jié)果表明，毛織物本身對甲醛的吸附率可達到75.4％～78.3％，負載納米TiO2后對甲醛的凈化率達到96.4％。