tio_2纳米管光催化降解微环境vocs的实验研究

《tio_2纳米管光催化降解微环境vocs的实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号TU99学号1108522912010学位论文TiO2纳米管光催化降解微环境VOCs的实验研究ExperimentalStudyonPhotocatalyticDegradationofMico-environmentVOCsbytheTiO2NanotubeArrays石蕊指导教师姓名王敏副教授北京建筑大学曾捷教授级高工中国建筑科学研究院申请学位级别硕士学位类别工程硕士专业名称环境工程年级环研12级论文答辩时间2015年6月学位授予单位和日期北京建筑大学2015年7月答辩委员会主席贾力教授论文评阅人匿名评审北京建筑

2、大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研宄工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或他人为获得北京建筑大学或其它教育机构的学位或学历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。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签字：石日期：^(1年6月4日北京建筑大学硕士学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，

3、在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于北京建筑大学，允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文纸质版和电子版，可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名：石1^校内导师签名：年/月/少曰；vi!-年#月•^日校外导师签名：vK年6月^曰摘要摘要近年来，随着室内装修量的增加及封闭式交通工具的普及，微环境内挥发性有机物(VOCs)污染问题日益严重，对人类的身体健康产生了严重的危害。

4、半导体光催化技术在降解VOCs方面具有节能，高效的优势，光催化剂性能是光催化技术的关键，TiO2价廉，无毒，被广泛用作光催化剂，但TiO2禁带宽度较宽，导致TiO2纳米管阵列对光的吸收局限于紫外光区，极大地限制了对太阳能的利用率，窄带隙半导体与TiO2纳米管复合是提升可见光响应的一种有效方法。TiO2纳米管阵列作为光催化剂便于安放与分离，控制好TiO2纳米管的形貌尺寸有利于其与窄带隙半导体复合。本文采用电化学阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列，研究工艺参数对其形貌尺寸的影响，并在纯TiO2纳米管阵列基体上制备出复合均匀的自然

5、光下具有较高可见光响应的Fe2O3/TiO2复合纳米管，通过光催化降解实验得出降解微环境VOCs的光催化降解工艺参数。本文具体研究内容和结论如下：(1)采用阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列，控制电解液中含水量，研究了电导率、粘度、回路电流及电荷量等因素对TiO2纳米管形貌的影响。研究结果表明：随着含水量增加，电解液粘度降低，初始粘度值与含水量呈三次关系式，相关系数为0.9925；电导率随着含水量的增加而增加，初始电导率与含水量呈三次函数关系，相关系数为0.9778；电流-时间曲线的变化过程可被分为三个阶段，即下降阶段、回升

6、阶段和平稳阶段，在下降阶段，电流值下降速率随含水量的增加而增大；在回升阶段，当含水量小于50vol%时，随着含水量的增加，电流回升速率增大，含水量为50vol%时，电流值回升速度缓慢；当电解液初始粘度范围在7.1-8.0Pa•S，初始电导率在913-1065μs/cm范围内时，TiO2纳米管阵列形貌有序，表面碎片较少，纳米管直径变化范围为50nm-72nm，长度变化范围为0.850μm-1.90μm；制备过程中所消耗电荷量越大，TiO2氧化膜被腐蚀掉的体积越大，腐蚀电荷量最佳范围为28.41C-36.44C，从而为制备一定

7、形貌尺寸的纳米管提供一定的控制方法。(2)采用阴极沉积-阳极氧化法制备了Fe2O3/TiO2复合纳米管，研究了反应温度、Fe2(NO3)3浓度、搅拌速率和氧化电压对其形貌的影响，研究结果表明：在反应温度50℃，Fe(NO3)3浓度为0.05mol/L，搅拌速率为300r/min，电压8V的条件下所制备的复合纳米管，Fe2O3纳米颗粒均匀掺杂在TiO2纳米管表面，且具有较好的光吸收性能；以Fe2O3负载面积为指标，搅拌速率对Fe2O3负载面积影响最大，其次是阳极氧化电压和温度，Fe(NO3)3浓度的影响最小。(3)实验研究了

8、纯TiO2纳米管与Fe2O3/TiO2复合纳米材料在静态光催化实验中对微环境VOCs的降解性能，研究结果表明：负载量为1.46wt%的Fe2O3/TiO2复合纳米管光催化降解效果最好，光催化降解2h后，降解率可达97.2%，其降解反应符合一级反应，I摘要-1降解系数为0.0125min。动态光催化降解实