纳米半导体TiO<,2>因其特殊的对气态有机污染物的光催化氧化性能,已经被逐渐地应用于在空调系统的空气净化设备和空气自净设备中.使用结果表明,它能充分发挥TiO<,2>的优异特性,如:净化效率高、应用范围广、使用寿命长、化学性能稳定、运行费用低、不会产生其他的污染特等,因此能满足很多领域的使用要求,具有重要的实用价值.目前,它已经引起了国内外工程技术人员、生产厂商以及使用部门的高度重视.并且纳米半导体TiO<,2>,特别是它的覆膜材料在空气净化中的应用也已经成为了一个新兴的,且极具发展潜力的研究领域.但是由于TiO<,2>覆膜材料的光催化氧化机理和工作特性尚未被完全掌握,因此,在实验使用过程中难以全面客观地把握其特性与VOCs降解效率之间的内在规律,特别是尚未建立准确的数学模型,这些都是限制了TiO<,2>覆膜材料的合理有效,经济可靠的使用,阻碍了其在工程实际中的拓展.该论文以TiO<,2>覆膜的普通针刺毡滤料为研究对象,通过理论和试验方面的研究,旨在全面系统掌握TiO<,2>覆膜滤料对VOCs光催化氧化的综合性能,为拓展其应用范围、提高运行的经济性、节约日趋紧张的能源、减少室内气态有机污染物的含量、保护大气环境、保证室内空气品质(IAQ)提供理论指导.该文从TiO<,2>微粒出发研究了其光催化氧化有机分子的反应机理之后,提出了光催化氧化主要是吸附、扩散和光化学理论三种机理及其联合作用.基于实验过程中获得的研究结果,并以空调系统中使用的平板式空气净化装置作为物理模型建立了非稳态情况下TiO<,2>薄膜光催化氧化VOCs分子的数学模型.利用有限差分的方法求解方程并利用计算的结果从理论上分析了包括TiO<,2>薄膜自身的物性参数以及被净化气体的运行参数在内的诸多因素对光催化反应效率的影响.最后通过试验研究对理论计算的结果进行验证,结果表明与理论计算吻合较好.此研究成果为进一步推广使用TiO<,2>覆膜滤料奠定了理论基础,同时获得了可供实际使用的参数,此外对其在空调系统空气再循环中的应用进行了可行性的研究.