TiO2复合膜的制备及对空气中甲醛的降解性能研究1

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1、学校代号11799学号2008603003分类号X7密级保密硕士学位论文论文题目：TiO2复合膜的制备及对空气中甲醛的降解性能研究论文作者：蒋贞贞指导教师姓名、职称：傅敏教授学科专业：环境工程研究方向：环境功能材料与污染治理学位授予单位：重庆工商大学论文提交日期：2010年5月06日答辩日期：2010年6月11日2010年5月06日学校代号：11799学号：2008603003密级：保密重庆工商大学硕士学位论文TiO2复合膜的制备及对空气中甲醛的降解性能研究学位申请人姓名：蒋贞贞导师姓名及职称：傅敏

2、教授培养单位：环境与生物工程学院专业名称：环境工程论文提交日期：2010年5月论文答辩日期：2010年6月答辩委员会主席：张云怀I摘要甲醛是高毒性物质，具有强烈的致癌和致畸作用。各种原因造成的空气中甲醛污染问题越来越受人们的重视。本文在叙述纳米复合材料的应用研究现状和纳米TiO2的光催化性能的基础上，提出了制备一种纳米TiO2复合膜进行光催化降解甲醛的新思路。主要研究内容有以下几点：（1）通过复合膜基料的选择、纳米材料的选择及纳米材料添加量的确定、复合膜制备条件的研究等，筛选优化了复合膜配方。确定最

3、佳复合膜配方：TiO2（质量分数1%）、硅溶胶（质量分数50%）、苯丙乳液（质量分数50%）。确定复合膜最佳混合条件为pH=9.5。（2）通过对纳米材料及各复合膜进行UV-Vis吸收光谱的研究，结果表明TiO2在紫外区（300~380nm）具有很好的紫外吸收能力，用酸性蓝BGA敏化后的TiO2在可见光区（500~700nm）出现了有很强的吸收峰。随着TiO2添加量的增加，复合膜对紫外光的吸收能力也逐渐增强。通过对各复合膜的FT-IR分析更系统的了解了复合膜的结构，并确定酸性蓝BGA的加入没有改变复合

4、膜的结构。（3）对进行光降解甲醛反应24h后的空气进行气相色谱分析，未检测出苯、甲苯等挥发性有机污染物，说明复合膜选用的基材稳定性高，一定时间内不会被光解造成二次污染。（4）研究了纳米TiO2的添加量、染料敏化TiO2、在降解过程中温度、反应时间、甲醛初始浓度等对复合膜光催化降解甲醛性能的影响及TiO2复合膜光催化能力持久性能。结果表明，TiO2复合膜的光催化降解及甲醛的能力并非随TiO2添加量的增加而线性提高，TiO2的掺杂量在0.5~1%范围之内光催化效果比较好，TiO2添加量为1%时，复合膜在

5、20w紫外光照射下7h后甲醛的降解率可达到89.19%；酸性蓝BGA敏化后的TiO2复合膜在20w荧光灯下光催化降解甲醛，5d内甲醛降解率达80%以上；温度在15~25℃范围内温度升高虽然加速了反应速率但最终没有提高甲醛降解率；甲醛的降解率在反应初期上升的比较快，随着反应时间的延长,甲醛降解率的上升幅度越来越小；TiO2的复合膜的光催化能力具有一定的持久力。（5）对甲醛光催化动力学的研究结果表明，不同初始浓度的甲醛的光催化降解基本上都符合一级反应动力学方程。关键词：TiO2；复合膜；甲醛；光催化降解

6、；IIAbstractFormaldehydeishighlytoxic,whichhasplayastrongroleoncarcinogenicandteratogenic.Personhavepadincreasinglyattentiononairpollutionaffectedbyformaldehydcausedbyvariousofreasons.Thispaperbrieflydescribestheapplicationofnano-compositematerialsandna

7、noresearchphotocatalyticpropertiesofTiO2wasproposedbasedonthepreparationofananocompositefilmTiO2photocatalyticdegradationofformaldehydeinnewideas.Themaincontentsincludethefollowing：(1)Throughstudyingthefactorssuchascompositefilm-basedmaterialselection，

8、thechoiceofnano-materialsanddetermineingtheamountofnanomaterialsaddedtothecompositemembrane，andcompositemembranepreparationconditions.Atlastdothecompositefilmscreeningandoptimization.Makesurethatthebestformulaformula:TiO2(massfraction1%