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1、第29卷第1期稀有金属2005年2月Vol.29№.1CHINESEJOURNALOFRAREMETALSFeb.2005X纳米二氧化钛光催化作用降解甲醛的研究11321黄婉霞,孙作凤,吴建春,涂铭旌(四川大学材料科学与工程学院金属材料系,四川成都610065;2.攀枝花钢铁集团研究院成都分院,四川成都610065)摘要:主要讨论了以锐钛矿型纳米二氧化钛为主体原料制成的空气净化喷雾剂降解甲醛的实验,结果表明此剂对甲醛能起到良好的降解效果。还考虑二氧化钛不同晶粒尺寸和不同晶体类型、甲醛不同初始浓度以及不同光源对甲醛降解的影响,并分析了原因。关键词:光催化
2、;甲醛;纳米二氧化钛中图分类号:TQ134.11文献标识码:A文章编号:0258-7076(2005)01-0034-05近年来家庭装修材料和家具给室内带来巨大料制成空气净化喷雾剂,针对目前室内空气主要污染,甲醛是其中主要的污染物质,这些污染物质的污染物甲醛做一系列的光催化降解实验,并探长期释放严重影响人们的健康,因此研制能降解讨了多种因素对其降解结果的不同影响。污染物、抗菌、无毒的空气净化喷雾剂极其必要。1实验通过光催化技术降解污染物是近些年迅速发展并得到广泛应用的环境治理技术,通常采用的光催1.1实验样品与仪器化剂有TiO2,ZnO,WO3,CdS
3、,ZnS,SrTiO3和甲醛测定仪:4160型,美国Interscan;锐钛矿型纳米TiO2:平均粒径分别为17和30nm,攀枝花Fe2O3。其中二氧化钛光催化技术近年来获得了巨钢铁集团;抗菌粉:掺杂金属离子(银离子和铈离大发展,二氧化钛对多种有机物有明显的降解效[1]子)的锐钛矿型纳米二氧化钛,平均粒径为30nm,果,具有广阔的应用前景。二氧化钛晶体结构、攀枝花钢铁集团;金红石型纳米TiO2:平均粒径为比表面积、粒子尺寸、表面羟基的浓度都能影响其30nm,攀枝花钢铁集团;钛白粉:为锐钛矿型,平[2,3]光催化活性的强弱,从理论上来说,二氧化钛均粒径为
4、0.3μm,攀枝花钢铁集团;纳米晶体粒径越小,比表面积越大,吸附能力越P25:由金红石型和锐钛矿型两种晶型结构的强,催化活性也随之提高。另外,二氧化钛的半导纳米TiO2构成,平均粒径为20nm,两者的比例为体结构对其光催化性能也有影响,锐钛矿型和金3∶1,德国Dgussa;苯丙乳液398:美国罗门哈斯;红石型的催化活性不一样,二者的半导体结构差成膜助剂:美国伊斯曼;增稠剂:型号TT2935,美别在于八面体的畸变程度和八面体间的相互连接国罗门哈斯;分散剂:型号TC2AT,安徽天长化方式不一样。这样的差异导致了它们不同的质量工;超声波细胞粉碎机:JY922
5、2D型,宁波科器研密度及电子能带结构,而结构上的差异导致了金究所。红石型二氧化钛表面吸附有机物及氧气的能力不1.2喷雾剂的制备如锐钛矿型,并且金红石型二氧化钛比表面积较将TiO2、丙二醇、分散剂按照一定比例混合均小,因此光生电子和空穴更容易复合,影响了催化匀,适当调整用水量,用超声波细胞粉碎机分散15性能。由于上述原因我们主要利用锐钛矿型纳米min,加入苯丙乳液、成膜助剂、增稠剂,然后混合二氧化钛的光催化性质,以其为主体原料进行降均匀,最后加氨水调整pH值为7～8。取该pH值解有机物的研究。本文以纳米二氧化钛为主体原范围是因为在此范围内二氧化钛在水中最
6、容易分X收稿日期:2004-08-06;修订日期:2004-10-11作者简介:黄婉霞(1970-),女,籍贯,博士,教授;研究方向:纳米二氧化钛的应用3通讯联系人(E2mail:sunzuofeng-1@163.com)1期黄婉霞等纳米二氧化钛光催化作用降解甲醛的研究35散而不会团聚,并且该pH值范围最有利于羟基的2.1甲醛不同初始浓度的影响生成,而羟基浓度直接影响光催化活性。为了对比用粒径为17nm的攀钢锐钛矿型纳米二氧化分别用攀钢的抗菌粉、金红石型TiO2、钛白粉、锐钛制成质量比为0.2%的喷雾剂进行实验,实验按钛矿型纳米TiO2和Degussa
7、的混晶型TiO2为基体照1.5节方法进行,实验结果如图1。制成喷雾剂进行下列实验。1.3光催化反应设备反应箱为容积为1200mm×600mm×600mm的长方体密闭玻璃箱。玻璃采用厚度为10mm的普通玻璃,4个侧面和底面固定,顶面比其他面略大。外部玻璃连接部位用玻璃胶密封,内部玻璃连接部位用凡士林密封,以便保证玻璃箱的内部气体不外漏。在玻璃箱内部底面放置一台20W的小功率电扇,目的是使箱内气体混合均匀,电扇线路从侧面靠近下部的地方钻孔通入。顶面玻璃上预留测试孔,在玻璃箱顶部放置功率为20W的紫外图1不同甲醛初始浓度的影响-6-6-6灯A1.63×10;
8、B2.83×10;C5.98×10(或者日光灯)一盏。在玻璃箱内底部放置一台(a)甲醛浓度;(
