论文部分内容阅读
本文以速生杉木为原料,利用苯酚液化技术、熔融纺丝工艺、二氧化碳活化制备木质活性炭纤维(ACF),又以ACF作为载体,负载纳米Ti02作为光催化降解材料使用。探讨了活化温度、活化时间、二氧化碳流量对ACF碘吸附值的影响,采用SEM、XRD、Raman、BET等对ACF的表面进行分析检测；通过正交实验优化了活性炭纤维负载纳米TiO2(ACF/TiO2)的工艺,研究了无水乙醇量、去离子水量、浸渍时间和浸渍液浓度等因素对纳米Ti02负载率的影响；考察了煅烧温度、煅烧时间、升温速率和光照时间等因素对ACF/TiO2降解亚甲基蓝溶液的效果及煅烧温度对纳米Ti02负载率的影响,采用SEM、XRD、FTIR、XPS等对ACF/TiO2的表面结构做了检测；最后探讨了不同因素对ACF/TiO2降解甲醛气体效果的影响。以下是主要结论：(1)随活化温度和活化剂用量的增加,ACF的碘吸附值明显增加,其收率随活化温度的升高呈现降低趋势；当活化时间增加到40min时,ACF的碘吸附值达到最大。随着活化温度的升高,其内部微结构趋于有序化,孔结构主要以微孔为主,其微孔率达到90%,只存在少许的中孔和大孔结构,微孔孔径在0.3～0.5nm之间。(2)随着乙醇量的增加和浸渍时间的延长,纳米Ti02的负载率都呈现先增加后减小的趋势,但浸渍时间对负载率的影响不大；随去离子水量的减少和浸渍液浓度的增加,纳米Ti02的负载率随之增加。(3)随着升温速率和煅烧时间的增加,对亚甲基蓝的降解率逐渐增大；不同煅烧温度下的ACF/TiO2降解亚甲基蓝的效果随光照时间的延长而增强,且450℃煅烧时降解效果最好。ACF和ACF/TiO2的分子结构和官能团发生了改变,ACF/TiO2在1402和471cm-1左右出现了纳米Ti02的Ti-O特征吸收峰,说明Ti02很好的固定在ACF上。煅烧温度升高使Ti元素和晶格氧Ti-O键的含量先增加后减少。(4)光照时间、光催化剂用量和初始甲醛浓度的增加,使得ACF/Ti02对甲醛的降解率逐渐增加；随Ti02负载率的增多,ACF/TiO2对甲醛的降解率呈现先增加后减小。