tio电气石复合光催化剂的制备及其光催化性能研究

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1、TiO2电气石复合光催化剂的制备及其光催化性能研究分类号——ＵＤＣ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．——密级——学校代码！Ｑ垒窆Ｚ劣多凄理歹大穿学位论题文目Ｔｉ０２／电气石复合光催化剂的制备垦甚丝堡垡！堡妻垒盟塞英文题目研究生姓名ＳｔｕｄｙｏｆＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄＰｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆ！ｉＱ地坠迦业堕星￡四业Ｑ曼迪曼蹇茧姓名一煎±鲞高盘职称塾整学位指导教师单位名称单位名称申请学位级别论文提交日期学位授予单答辩委员会壹遂鱼堑煎兰猩

2、堂堕邮编垒３ＱＱ２Ｑ２Ｑ！三生Ｑ垒旦论文答辩日期学位授予日期评阅人２Ｑ！三生鱼咀熬援熬援彭蓬堪塞４垩里２０１３年０６月独‘创性声明本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特ｊｌＩＪＪｊｎ以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：学位论文使用授权书本人完全了解武汉

3、理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件或电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时，授权武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。…ｃ捌：嚣等鬻：沙名．中文摘要甲醛（ＨＣＨＯ）是一种常见的挥发性有机污染物，主要运用在建筑、纺织、家具、医药和化学等行业。随着建筑和装饰业的迅速发展，各种

4、新型材料的广泛运用，使得室内空气中甲醛的含量大大增加，导致室内空气的污染问题日益严重。甲醛被世界卫生组织确定为致癌和致畸物质，对人体健康危害巨大。二氧化钛（Ｔｉ０２）因其具有无毒、性能稳定和对环境友好等优点，被广泛运用于降解空气中的挥发性有机污染物。然而，由于Ｔｉｏｚ受激发后产生的光生电子和空穴对较容易再复合，并且Ｔｉ０２颗粒的比表面积小，对空气中挥发性有机污染物的吸附性能低，因而导致ｎ０２对空气中挥发性有机污染物的光催化性能不高。将Ｔｉ０２负载在比表面积大的粘土等基体材料上，有助于提高其对空气

5、中有机污染物的吸附性能。本研究正是基于这一点，研究复合光催化剂的制备及其光催化剂降解空气中的甲醛。本研究以电气石为载体，溶胶凝胶法制备了Ｔｉ０２／电气石复合光催化材料。采用ＸＲＤ、ＦＴ－ＩＲ、ＨＲＴＥＭ、ＳＥＭ和ＢＥＴ等多种表征手段对所得样品进行了测定分析。ＸＲＤ和ＨＲＴＥＭ分析结果表明，制备的Ｔｉ０２／电气石复合光催化剂中含有混相Ｔｉ０２一锐钛矿相和金红石相。紫外可见漫反射分析表明制备的Ｔｉ０２／电气石复合光催化剂适合在紫外光下降解有机污染物。比表面积分析表明，Ｔｉ０２与电气石复合后，复合光催

6、化剂的比表面积均大于电气石原料和自制Ｔｉ０２，孔径分布研究表明，该复合材料为双介孔结构，这种结构能够提高复合光催化剂对空气中甲醛的吸附性能，同时也能够为复合光催化剂提供更多的活性位点，从而提高复合催化剂对有机污染物的光催化降解效果。本实验对所制备的复合光催化剂光催化降解空气中甲醛的性能进行了详细研究，对比了不同条件下制备的复合光催化剂对甲醛的降解效果，研究了相关因素对复合光催化剂活性的影响。结果表明，在最优条件下制备的Ｔｉ０２／电气石复合光催化剂的光催化性能稳定，对空气中甲醛具有良好的降解效果。

7、反应２ｈ后，甲醛的降解率高达９３．３３％，与商用Ｔｉ０２相比，Ｔｉ０２／电气石复合光催化剂具有更好的催化活性。本研究探讨了Ｔｉ０２／电气石复合光催化剂降解甲醛的过程和机理。电气石的物理特性以及混相Ｔｉ０２－锐钛矿相和金红石相的存在能够有效抑制光生电子和空穴对的再复合，从而大大提高复合光催化剂的光催化降解的效率。关键词：混相Ｔｉ０２，电气石，光催化降解，甲醛ＡｂｓｔｒａｃｔＦｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ（ＨＣＨＯ），ｗｈｉｃｈｗａｓｕｓｅｄｉｎｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｔｅｘｔｉｌｅ，ｆｕｒｎｉｔ

8、ｕｒｅ，ａｍｅｄｉｃａｌ，ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ，ａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，ｉｓｃｏｍｍｏｎＶｏｌａｔｉｌｅＯｒｇａｎｉｃＣｏｍｐｏｕｎｄｓ（ＶＯＣｓ）．Ｗｉｔｈｉｎｄｕｓｔｒｙ，ａｇｒｅａｔｄｅａｌｔｈｅｆａｓｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｄｅｃｏｒａｔｉｏｎｏｆＨＣＨＯｗａｓｅｍｉｔｔｅｄｆｒｏｍｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｓａｎｄｄｅｃｏｒａｔｉｖｅｍａｔｅｒｉａｌｓｉｎｂｕｉｌｄｉｎｇｓ．ＨＣＨＯｗａｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｔｈｅｍａｊｏｒ