探析二氧化钛的制备、表征及光催化降解甲醛的活性研究

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1、厦门大学硕士学位论文二氧化钛的制备、表征及光催化降解甲醛的活性研究姓名：叶国梁申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：黎四芳20090601摘要半导体光催化剂近年以无选择性、深度氧化完全的优点在空气和水体中有机及无机污染物去除的环境修复领域中得到广泛的研究和应用，其被认为是最有前景及最有效的环境净化技术。甲醛作为室内空气主要污染物之一，其去除研究具有重要意义。本文主要研究了西02的制备、表征以及空气中甲醛的光催化降解。主要包括Ti02的制备、各种表征手段、空气中甲醛光催化反应过程中的影响因素、光催

2、化剂的重复利用和活化情况以及与其它不同方法制备的Ti02的活性的比较。本文采用一种新颖的方法制备出高催化活性的超细纳米Ti02。探讨了其最佳的制备条件。同时，应用XRD、BET、DSC、Raman、SEM、TEM、FToIR、DRS等表征手段对所制备的催化剂进行表征，对n02晶型、比表面积、热力学性质、表面结构、表面形貌以及对光响应等物理化学性质进行分析测定。通过这些表征分析可以得出，本方法制备的rn02在无需煅烧的的低温条件下已经具有较高锐钛矿型结晶度，相比目前其他低温制备方法，本方法操作简单，无

3、需昂贵的设备。本文以甲醛为处理对象，研究了其水溶液及气相甲醛的光催化降解，系统地研究了噩02对气相甲醛的光催化氧化过程中各影响因素。同时，为了克服空气中甲醛浓度较低及催化剂回收利用等问题，本实验研究中将Ti02负载到活性炭纤维(ACF)上，利用ACF的高比表面积和对甲醛的较强的吸附能力，将甲醛富集到催化剂表面，从而提高甲醛光催化氧化速率及降解率。所制备的Ti02／ACF复合催化剂对甲醛的光催化降解可以达到100％，较其它方法所制备的Ti02催化剂具有更高的催化活性。同时，对重复性实验和条件实验的研究

4、中发现，本研究所制备的催化剂具有比较稳定的催化活性，具有较强的应用性。关键词：光催化；二氧化钛；甲醛AbstractSemicoductorphotocatalysishasbeenwidelystudiedandappliedrecentlyintheenvironmentalremediationfieldofremovingorganicandinorganicpollutantsinthewaterandairbecauseofitsnoselectivityandcompleteoxida

5、tion．Ithasbeenregardedasthemostpromisingandefficientenvironmentalpurificationtechnology．Asoneofthemajorindoorpollutants，theremovingofindoorformaldehydeisofgreatsignificance．Thedissertationstudiedthepreparation，characterizationofTi02andthedegradationofa

6、irformaldehydebyphotocatalyticoxidationprocessofTi02．Theresearchmainlyincludedthepreparationmethod，thecharacterizationtechniqueofTi02photocatalyst，theseriesoffactorsonphotocatalyticreactionprocess，thereuseofTi02anditsactivation，andthecomparisonwithdiff

7、erentTi02whichwerepreparedindifferentwayswerealsoexplored．AnovelroutetoprepareultrafineTi02withhi曲photocatalyticactivitywasstudiedinthisthesis．Andtheoptimalpreparationconditionwasalsodiscussed．XRD，BET,DSC，Raman，SEM，TEM，FT-IRandDRSwereappliedtocharacter

8、izethecrystallinity,BETsurfaceareas，thermodynamicsproperty,surfacestructure，morphology,theresponsetotheUV-vislightandotherphysico—chemicalpropertiesofn02．Accordingtothecharacterization，itcanbeconcludedthatthehighcrystallinenano-anataseT