竹炭—二氧化钛复合材料的制备及对甲醛的吸附与光催化降解的研究

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本文利用竹炭(BC)的特殊微孔结构和二氧化钛对甲醛的光催化氧化性能,采用溶胶一凝胶法制备TiO2溶胶,采用浸渍一过滤法将TiO2负载于载体颗粒竹炭的表面,研制了一种以竹炭为基质负载TiO2的复合材料TiO2/BC。采用扫描电镜、X射线粉末衍射等现代分析手段对TiO2/BC的微观结构进行了表征分析;研究探讨了TiO2/BC与BC对甲醛的吸附性能及吸附速度,并探讨了TiO2/BC对甲醛光催化氧化的最佳条件。结果表明:采用溶胶-凝胶法能有效的把锐钛矿的TiO2负载到BC上并且能较均匀地分布在竹炭上,主要集中在竹炭大孔和表面的凹陷处,没有将孔隙阻塞。BC和TiO2/BC对甲醛都具有较强的吸附作用,但是达到饱和吸附时,TiO2/BC的吸附量较大,单位时间内TiO2/BC的吸附甲醛的质量比BC多,在一定负载范围内,随着负载次数的增加,TiO2/BC对甲醛的吸附量增加,负载次数以3次为佳。紫外光照射下TiO2/BC复合材料对甲醛有催化降解作用,未负载TiO2的竹炭对甲醛也有一定的降解作用,但其降解效果不如负载TiO2的;在本试验条件下,紫外光照射时间3h,TiO2/BC对甲醛的降解率达45.6%,负载次数以3次为佳,太阳光照射下甲醛降解率比日光灯照射下的高,紫外光照射下甲醛的降解率最高,当紫外灯强度达到一定值后,再增加照射强度并不能有效提高降解率。
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