tiolt2gt复合纸板对有机废气、废水的光催化降解研究

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1、福建师范大学硕士学位论文摘要研究了二氧化钛复合纸板结构与其对不同有机物的光催化降解性能和应用条件。首先研究了二氧化钛复合纸板对甲苯光催化降解性能，探讨了吸附剂种类、二氧化钛一吸附剂的质量比、光强度、纸板的稳定性等对复合纸板光催化降解性能的影响。二氧化钛．吸附剂复合纸板中吸附剂的结构对纸板吸附甲苯的能力影响大，吸附剂对甲苯吸附能力的顺序为硅藻土>膨润土>人造沸石。在本研究的条件下复合纸板对甲苯光催化降解的能力与其吸附能力一致，二氧化钛．硅藻土复合纸板对甲苯的光催化降解性能最大。在此基础上，分析了工厂提供的三种胶黏剂中挥发性有机物的组成，优化了复合纸板的

2、结构，考察了复合纸板对胶黏剂中挥发性有机物光催化降解的应用条件。通过添加无机胶粘剂解决了复合纸板在水中的稳定性，开发了对NP．10水溶液光催化降解性能优异的二氧化钛复合纸板。关键词：光催化降解；甲苯；挥发性有机物；NP．10水溶液福建师范大学硕士学位论文中文文摘随着我国经济快速发展，有毒废气、废水对环境和人体健康的危害问题也日趋严重，环境治理新技术的开发一直是研究的热点之一。近年来，以半导体(以Ti02为代表)为催化剂的光催化处理技术因其能够完全氧化污染物、不产生二次污染的独特优点被越来越多的研究者应用于治理染料废水的研究中。通过研究已证实：几乎所有

3、染料均可通过光催化过程得到降解，对于许多无法进行生物降解的，也可以通过光催化过程得到转化。但目前该技术在工业化应用中存在以下的局限：1、Ti02的带隙能较宽而导致太阳能利用率较低及光催化的量子效率低；2、悬浮体系中，细微的粉末状光催化剂易凝聚失活、不易回收利用。本研究的前期工作中，开发了用纸板生产技术制备二氧化钛复合纸板的新技术，将Ti02光催化剂负载在纸板上。该法具有成本低廉、条件易控、操作简单、工作环境好、产物收率大等优点，解决以往负载技术存在的生产成本高、设备复杂、条件要求苛刻、负载不牢固等问题，可望实现产业化生产，打破光催化剂在实际应用中存在

4、的瓶颈。本研究进一步研究了二氧化钛复合纸板结构与其对不同有机物的光催化降解性能的关系以及应用条件。l、二氧化钛复合纸板对甲苯的光催化降解性能与应用条件二氧化钛．吸附剂复合纸板中吸附剂的结构对纸板吸附甲苯的能力影响大，吸附剂对甲苯吸附能力的顺序为硅藻土>膨润土>人造沸石。在本研究的条件下复合纸板对甲苯光催化降解的能力与其吸附能力一致，二氧化钛．硅藻土复合纸板对甲苯的光催化降解性能最大。复合纸板中功能粉体含量为60％时，二氧化钛与硅藻土的质量比为1时，复合纸板对甲苯的光催化降解性能最大。随着反应器内的甲苯初始浓度由44．2mg／L减小至9．1mg／L，光

5、照4．5h后甲苯的降解量由260mg减为130mg，而降解率由21．2％增大至51．2％。在紫外灯功率一定时甲苯的光催化降解量随反应器内复合纸板数的增大而增加，但随纸板数的增多，相互遮挡的现象越严重，纸板数增多的效果下降。在本研究条件下增加水分浓度导致复合纸板对甲苯光催化降解的能力下降。复合纸板可多次重复利用，但期间需进行“复活”处理随Ti02一硅藻土复合纸板对甲苯光催化降解的进行，归属甲苯的峰面积不断减小，但气相色爱玺t并没有出现其他明显的新峰，说明甲苯主要被矿化。福建师范大学硕士学位论文2、二氧化钛复合纸板对制鞋胶粘剂中挥发性有机物的光催化降解性

6、能与应用条件工厂提供的三种胶粘剂中溶剂组成为二氯乙烯、正己烷、苯、醋酸丁酯和甲苯，其中苯和甲苯的质量比均大于50％，有的高达75％。挥发性有机物在白炽灯光照下挥发，反应器挥发性有机物总峰面积在170min后趋于稳定，说明反应器气密性良好，可用于光催化降解反应。对挥发性有机物的光催化降解能力为二氧化钛．硅藻土复合纸板>二氧化钛一膨润土复合纸板>二氧化钛．人造沸石复合纸板。二氧化钛与硅藻土的质量比为1时，挥发性有机物的降解率最大，为52．7％。本研究的条件下二氧化钛．硅藻土复合纸板的光催化效率随着光强的增大而提高。随着纸板面积的增加，挥发性有机物的降解率

7、增加，但0．094m2增加到0．220m2时，挥发性有机物的降解率只有增加6．3％。预期所研制的二氧化钛．硅藻土复合纸板对微克级的有机溶剂废气有较高的降解率。随着光催化降解时间的延长，色谱图上流出时间在5．32min的苯峰和5．59min的甲苯峰的面积不断减少，在4．96min、5．02min和5．13min出现三个小峰，且随着光照时间的增加，这三个峰面积也不断增大，可以推测这三个峰属于挥发性有机物的光催化降解产物。进一步延长光照射时间，挥发性有机物可完全降解。3、二氧化钛复合纸板对NP．10水溶液的光催化降解性能与应用条件吸附剂结构对二氧化钛复合纸

8、板对NP．10的吸附性能影响大，二氧化钛复合纸板中吸附剂对NP．10的吸附能力为活性炭>膨润土>硅藻土>人造