光催化型空气净化涂料及其涂布纸老化性能研究

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由于纳米二氧化钛(TiO2)光催化和β-环糊精(β-CD)包结在室内有机污染物控制中各有其优势和不足,因而将β-CD和纳米TiO2结合起来控制室内有机污染物。本文主要研究了纳米TiO2的制备、涂料的制备、涂布纸的制备、纳米TiO2/β-CD涂布纸的光催化净化性能以及涂布纸老化性能。利用溶胶-凝胶法制备纳米级锐钛矿二氧化钛粉末,并用XRD、FT-IR、SEM、AFM手段对粉体的尺寸、微观形貌、结构和性能进行表征。结果表明:产物为锐钛矿型TiO2纳米粉末,其平均粒径为20nm;通过测试粉体对甲基红无水乙醇溶液的降解,发现粉体具有良好的光催化氧化性能。当温度为25℃,甲基红无水乙醇的浓度为20mg/L,纳米TiO2投加量为0.7g/L时,经功率为8W、波长365nm的紫外灯照射30min后,甲基红无水乙醇去除率达到95.58%。在自制的光催化装置中,涂覆纳米Ti02和纳米TiO2/β-环糊精涂布纸分别对二甲苯、甲醛气体进行光催化性能研究,并对原纸和涂布纸进行了光老化性能测试。结果表明,3种纸样光催化降解效率顺序为:纳米TiO2/β-环糊精涂布纸>纳米TiO2涂布纸>涂布原纸,β-环糊精的加入对于纳米TiO2的光催化降解具有明显的协同促进作用;两种涂布纸在紫外光和室内自然光下对二甲苯、甲醛气体都有一定的降解作用,其中紫外光的效果明显强于室内自然光;在室内自然光照射2周后,纳米TiO2/β-环糊精涂布纸可将浓度夕(?)292mg/m3的二甲苯降解78%,纳米TiO2/β-环糊精涂布纸可将浓度为274mg/m3的甲醛降解98.57%。另外,光照尤其紫外光对纸张的物理性能产生一定小利影响。在紫外老化箱中对原纸表面涂覆不同比例的纳米二氧化钛/β-环糊精涂料的涂布纸进行紫外光老化实验,并利用SEM不(?)FT-IR手段分析光照前后纸张涂层结构和涂料成分。结果表明:经紫外光照30h后,涂布纸表面涂层稍有结块,而涂料成分没有发生明显变化;光照前后不同比例的纳米二氧化钛/β-环糊精涂布纸物理性能均优于涂布原纸,其中含量为2%纳米二氧化钛和1%β-环糊精的涂布纸的物理性能和光学性能最好;含量为3%纳米TiO2和1%β-环糊精制成的涂布纸不仅不能提高纸页的抗返黄能力,反而会加速其返黄进程。
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