密闭空间环境内微量有害气体的吸附与净化研究

《密闭空间环境内微量有害气体的吸附与净化研究》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、密闭空间环境内微量有害气体的吸附与净化研究Studyonadsorptionandpurificationoftraceharmfulgasinconfinedspaceenvironment学科专业：材料学作者姓名：张立宪指导教师：梁砚琴合作导师：魏强天津大学材料科学与工程学院二零一七年十二月摘要随着科技进步及经济和社会的不断发展，人们在密闭空间内的作业活动越来越多，典型的密闭空间包括载人空间站和潜艇。而由于人体代谢活动及材料放气等多种因素，密闭空间内会产生各类微量有害气体，随着时间延长这些气体不断积累，最终将危害工作人员的

2、健康及生命安全。针对这个问题，本文从吸附和催化两个角度分别制备了堇青石蜂窝陶瓷载体分子吸附涂层和黑色二氧化钛复合涂层，并对其性能做了初步评价。本文采用超声浸渍法制备了堇青石蜂窝陶瓷载体分子吸附涂层，该涂层以13X分子筛颗粒为吸附剂材料，以廉价的拟薄水铝石为粘接剂，并用硅酸钙薄层固化表面。利用先进分析手段表征了其晶体结构和形貌变化，并对样品进行了热循环和吸附性能测试。测试结果表明，涂层具有良好的机械强度，热循环处理后分子吸附涂层与堇青石基底具有牢固的结合力，且该分子吸附涂层对丙酮气体分子具有明显的吸附效果。黑色二氧化钛是一种拓宽

3、了光吸收谱范围的光催化材料，具有在可见光下催化降解有机物分子的能力。但是目前并没有关于负载黑色二氧化钛的复合材料的研究报导。由此，本文设计了一种利用脉冲激光溅射沉积的方法在石英玻璃表面制备黑色二氧化钛复合涂层。利用分析手段表征了其表面形貌、物相结构、二氧化钛的光谱吸收及Ti原子的价态信息。研究表明获得的涂层与石英基底之间具有良好的结合力，所获得涂层是由非晶型的球体（直径2-5μm）层层堆积而成，纳米级黑色二氧化钛颗粒随机镶嵌在球体之上，宏观上分布均匀，且部分Ti4+离子被还原为Ti3+离子（TiO2-x），其吸收光谱可有效地拓

4、展到可见光区域，具有良好的可见光光催化能力。关键词：密闭空间，有机气体分子，分子吸附涂层，脉冲激光沉积，黑色二氧化钛，光催化ABSTRACTWiththeprogressofscienceandtechnologyandthedevelopmentofeconomyandsociety,moreandmorepeopleworkinconfinedspace,andthetypicalconfinedspacesincludemannedspacestationandsubmarine.Thusallkindsoftraceh

5、armfulgasesareproducedduetothemetabolismofthehumanbody,thematerialoutgassingandotherfactors.Ifthesetraceharmfulgasesareaccumulatedtoacertainconcentration,theywilleventuallybecomeagreatthreattolifeandhealth.Basedonthis,thecordieritehoneycombceramicmolecularadsorberco

6、atingsandtheblacktitaniumdioxidecompositecoatingwerepreparedfromthepointofadsorptionandcatalysisrespectively,andtheirpropertieswereevaluatedpreliminarily.Thecordieriteceramichoneycombmolecularadsorbercoatingsweresynthesizedbythemethodofultrasonicimpregnationwith13Xm

7、olecularsieveparticlesasadsorbermaterialsandpseudoboehmiteasadhesive,andthesurfacesofcoatingswerefurtherstrengthenbycalciumsilicate.Thecrystalstructureandmorphologywerecharacterizedbyadvancedanalyticalmeans,andthethermalcyclingtestingandadsorptionpropertiesofthesamp

8、lesweretested.Theresultsshowedthatthethemolecularadsorbercoatingshadgreatmechanicalstrengthandtheadhesionbetweencoatingandsubstrateisstron