纸载掺p-tio2光催化法降解甲醛的影响因素研究

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1、青岛科技大学硕士学位论文纸载掺P-TiO2光催化法降解甲醛的影响因素研究姓名：张利刚申请学位级别：硕士专业：环境科学指导教师：彭人勇20110605青岛科技大学研究生学位论文纸载掺P-Ti02光催化法降解甲醛的影响因素研究摘要甲醛己被世界卫生组织(WHO)确定为致癌和致畸物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。甲醛为较高毒性的物质，在我国有毒化学品优先控制名单上甲醛高居第二位。本文以TiCl4为主要原料，在低温条件下制备出了Ti02和P．Ti02溶胶，并对产品分别进行了XRD、TEM、UV．vis和FT-IR表征及对甲基红溶液的降解测试；以牛皮纸、烟包纸和铜版纸为载体负载制

2、备的Ti02溶胶和P．Ti02溶胶用于降解室内低浓度污染气体甲醛，分别通过尝试性实验、正交实验和单因素实验研究了各种反应因素对甲醛气体降解率的影响，并在此基础上对其重复利用率进行了探索。实验结果表明：采用溶胶．凝胶法制备的纳米Ti02及P．Ti02均呈锐钛矿晶型且具有良好的分散性；通过对甲基红溶液的降解实验结果可以看出：与纳米Ti02相比，P．Ti02无论是微观结构还是光催化性能都更具明显优势；甲醛气体降解的初步研究结果表明，以牛皮纸为载体负载的P．Ti02光催化剂对甲醛气体的降解效果优于Ti02光催化剂，在同等条件下降解率相对提高了近20个百分点；尝试性的实验结果表明：甲醛气体的初始

3、浓度、反应时周围环境的湿度状况、反应时溶胶的pH值、添加金属离子的影响等因素在甲醛气体的降解实验中都起到了一定的作用，可以作为正交实验综合考察的因素；单因素实验结果表明：溶胶的最佳pH值为5．50，反应器内最佳湿度条件为接近55％，而甲醛气体的初始浓度最佳范围为3．00mg／m3左右：正交实验的验证性实验结果表明：将pH值为5．50的溶胶负载于牛皮纸上，反应器内湿度为55％左右，甲醛气体初始浓度为3．08mg／m3，加入的Cu2+离子体积为6．00mL，于紫外光照条件下反应120min时，甲醛气体的降解率达到了97．39％，其浓度由3．08mg／m3下降到了0．0803mg／m3；重复

4、利用率实验结果表明：当纸载光催化剂重复利用一次时，甲醛气体的降解率为48．08％，重复利用两次的降解率是21．52％，重复利用三次的降解率为3．69％。关键词：纸P-Ti02光催化甲醛影响因素青岛科技大学研究生学位论文INFLUENCINGl'ACTORSOFFoRMALDEHYDEPHOTOCATALYTICDEGRADATIONBYP—T102LOADEDONPAPERSABSTRACTFormaldehydehasbeenidentifiedascarcinogenicandteratogenicsubstancesbytheWorldHealthOrganization(WHO

5、)，andalsoarecognizedsourceofallergyandpotentiallyoneofthestrongmutagen．Formaldehydewasahightoxicsubstance，whichWaSlistedinthesecondplaceinourstatetoxicchemicalsprioritytocontr01．Inthispaper,theTiO：solandtheP-Ti02solwerepreparedatlowtemperatureswhenTiChwasasthemainrawmaterial，andtheproductswerech

6、aracterizedbymethodsofXRD，TEM，UV-visandFT-IR，respectively．ThedegradationrateofmethylredsolutionWaSalsotested；lowconcentrationsofindoorairpollution-formaldehydegaSWasdegradatedbytheTi02solandP·Ti02solloadedonthekraftpaper,cigarettepaperandcoatedpaper；variousreactionfactorsinfluencingthedegradatio

7、nrateofformaldehydegaswerestudiedbytentativeexperiments，orthogonalexperimentsandsinglefactorexperimentsrespectively，anditsreuserateWasalsoexploredonthisbaSis．Theresultsshowedthatthecrystalstructuresofnano-P-Ti02andnanooTi02p