【摘 要】
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室内空气环境包括室内空气热湿环境和室内空气质量,它影响居住者的健康和舒适。将降甲醛和调节温湿度功能复合,制备复合材料对改善室内空气环境具有重要作用。本研究通过掺杂N源改性TiO2光催化剂,以大比表面积、多孔隙、强吸附性的硅藻土、海泡石等黏土矿物作为g-C3N4-TiO2的载体,制备自然光光催化降甲醛复合调湿材料。通过煅烧方法合成异质结构的g-C3N4-TiO2光催化剂,将它与泥炭藓/硅藻土基和泥炭
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室内空气环境包括室内空气热湿环境和室内空气质量,它影响居住者的健康和舒适。将降甲醛和调节温湿度功能复合,制备复合材料对改善室内空气环境具有重要作用。本研究通过掺杂N源改性TiO2光催化剂,以大比表面积、多孔隙、强吸附性的硅藻土、海泡石等黏土矿物作为g-C3N4-TiO2的载体,制备自然光光催化降甲醛复合调湿材料。通过煅烧方法合成异质结构的g-C3N4-TiO2光催化剂,将它与泥炭藓/硅藻土基和泥炭藓/海泡石基调湿材料复合制备成自然光驱动的光催化调湿材料。通过小室试验实测数据研究材料的降解甲醛和调湿效果。采用X射线衍射（XRD）、能谱（EDS）、环境扫描电子显微镜（ESEM）、紫外-可见分光光度（UV-Vis）及傅立叶变换红外光谱（FTIR）等分析,研究复合材料的光催化降解甲醛及温湿度调节机制。主要研究结果如下:（1）通过掺杂N源改性TiO2合成异质结构的g-C3N4-TiO2光催化剂,使光催化剂吸收边缘发生红移,扩展至可见光区域,禁带宽度降低。（2）采用尿素与TiO2质量比为5:1、520℃温度煅烧制备的NT-5光催化剂,在自然光下泥炭藓/硅藻土基负载NT-5的降解甲醛及温湿度调节效果最好;采用尿素与TiO2质量比为3:1、520℃温度下煅烧制备的NT-3光催化剂,在自然光下泥炭藓/海泡石基负载NT-3的降解甲醛及温湿度调节效果最好。硅藻土和海泡石多孔矿物负载改性光催化剂可以产生更多的布朗斯台德酸性位点,为降解甲醛提供反应位点,提高甲醛催化效率。（3）由XRD、ESEM-EDS和FTIR对不同样品进行表征可知,尿素掺入TiO2后,会生成新的物质g-C3N4,与TiO2结合成g-C3N4-TiO2。煅烧后TiO2的尺寸变大,由6.29nm变成14.13nm,结晶度变强,且在ESEM观察下发现g-C3N4-TiO2无论在泥炭藓/硅藻土基或泥炭藓/海泡石基上均有较好的分散性。（4）紫外-可见分光光度计对样品表征可知,纯TiO2的禁带宽度为3.31e V,而NT-3,NT-5的禁带宽度分别为3.11e V和3.09e V,这是由于g-C3N4与TiO2形成Ⅱ型异质结,g-C3N4导带上的电子通过异质结跃迁到TiO2上,而TiO2价带上的空穴（h+）会转移到g-C3N4价带上,使g-C3N4-TiO2禁带宽度变窄。（5）通过小室试验得到,泥炭藓/硅藻土基负载g-C3N4-TiO2后,在自然光照的试验条件下,由于光催化-吸附协同效应,NTD-5复合材料能始终有效地将试验小室内甲醛浓度、相对湿度分别控制在0.1mg/m3和60%RH左右,同时还具有1℃～2℃的温度调节作用。泥炭藓/海泡石基也能始终有效地将试验小室内甲醛浓度在0.2mg/m3,并将室内相对湿度稳定在50%～58%RH左右,且对小室内温度有0.9℃的调节效果。
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