试析用于车内voc治理的光催化剂的制备及其性能研究

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1、湖北工业大学硕士学位论文用于车内VOC治理的光催化剂的制备及其性能研究姓名：曹小艳申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：袁颂东20100501湖北工业大学硕士学位论文摘要随着科学技术的不断进步，车内空气的污染问题已不是一个难以治理的顽疾。技术的发展将能够为我们提供更科学更有效的方法来治理车内挥发性有机化合物(VOC)污染这个隐性杀手，为我们创造一个更清新、自然、舒适，健康的行车环境。自70年代中期以来，人们对纳米二氧化钛的光催化活性进行了大量的研究，利用改性二氧化钛来降解和消除VOC成为环境科学领域的一个非常活跃的研究方向。本文以钛有机物作原料，采用水热法

2、制备了未掺杂和磷、碳元素共掺杂型的二氧化钛粉体，而且用电沉积法制备了二氧化钛负载于活性炭纤维的复合材料。采用SEM、XRD、EDS等手段对产物进行表征和分析，并在恒温密封环境实验箱中检测其对车内VOC光催化降解性能。研究表明：所制备的改性纳米二氧化钛均为粉体，粒径在2～8nm之间。掺杂改性后的纳米TiO2粒径更小，团聚现象减少，分散比较均匀。磷和碳元素的引入并没有改变纳米TiO2的整体形貌。电沉积法制备的TiO2/ACF的比表面积大，吸附效果更好；其中负载二氧化钛后，ACF的比表面积并未发生大的变化。讨论了水热法制备的共掺杂型TiO2纳米粉体反应温度及其催化活

3、性的关系。在光触媒喷液体积一定时，当催化剂用量为14mg/L,车内VOC初始浓度较低时，其催化效果最佳。通过对P/C共掺杂型纳米TiO2粉体的研究，发现共掺存在一个质量最佳比m(Ti):m(C):m(P)=4:1:0.6。讨论了在进行光催化实验检测时温度、反应时间、湿度和初始浓度等条件对P/C-TiO2光催化活性的影响。采用SEM、XRD、BET等分析手段对其进行表征的结果，讨论了内部结构和形貌与光催化活性的关系。通过对活性炭纤维负载二氧化钛膜的研究，发现负载二氧化钛的活性炭纤维比未处理的催化效率要好。结合光催化讲解车内VOC时讨论了不同催化剂、VOC起始浓度

4、、负载率和光强对TiO2/ACF光催化活性的影响。采用SEM、XRD、BET等分析手段对其进行表征的结果，讨论了内部结构和形貌与光催化活性的关系。关键词：P/C共掺杂，TiO2纳米粉体，TiO2/ACF，车内VOC，光催化降解I湖北工业大学硕士学位论文AbstractWiththecontinuousprogressofscienceandtechnology,in-carairpollutionproblemisnotdifficulttobetreated.Technologicaldevelopmentwillbeabletoprovideuswithm

5、orescientificmethodstocontrolpollutionofthishiddenkillerVOCinacarforustocreateamorefresh,natural,healthyandcomfortabledrivingenvironment.Sincethemid-70s,theuseofmodifiedtitaniumdioxidetodegradeandtheeliminationofVOCintothefieldofenvironmentalhavebecomeaveryactiveresearchdirection.In

6、thisarticle,undopedandp/c-dopedtitaniumdioxidepowderswerepreparedbyhydrothermalunderlow-temperaturehydrolysisoftitaniumorganicmatter,andTiO2/ACFwerepreparedbyelectro-depositionmethod.ThepropertiesofproductswerecharacterizedandanalyzedbySEM，XRD，andBET．TheperformanceofTiO2nanobeltspro

7、motingphotodegradationofVOCinavehiclewasstudied.Theresultsshowthatthediameterofmodifiednano-titaniumdioxidepowderwasabout2nmto8nm.ParticlesizeofModifiednano-TiO2dopedbecomessmaller,reducedagglomerationanddistributedmoreevenly.SurfaceofTiO2/ACFislargebyelectro-depositionwithbetter;th

8、esurfaceareaafterde