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乙烯一方面有利于果蔬的生长成熟,可以改善产品的风味质地,另一方面也会加快果蔬的腐败变质,因此合理控制包装中的乙烯含量可以有效地延长果蔬的储存货架期,提高其商品价值。目前果蔬保鲜中常使用1-MCP(1-甲基环丙烯)或KMnO4(高锰酸钾)脱除包装中的过量乙烯,这些乙烯脱除剂虽然使用简便,但性质不稳定,脱除过程不可逆,具有一定的毒性。而将TiO2/ACF(纳米二氧化钛/活性炭纤维)复合光催化材料应用于果蔬包装中的乙烯脱除,不仅可以利用吸附-光催化协同作用高效脱除乙烯,更重要的是借助TiO2(二氧化钛)只在特定光照条件下反应的特性,可实现乙烯脱除的光触控制,合理调控包装中的乙烯含量,实现较长的果蔬保鲜货架期。本课题采用溶胶凝胶法,以钛酸丁酯为原料,制备TiO2纳米粉末。结合机械搅拌及超声空化作用,以六偏磷酸钠为分散剂,将制得的TiO2粉体分散到水溶液中,制备均匀的TiO2分散液。采用浸渍-提拉-干燥的方式,以活性炭纤维(ACF)为载体,在ACF上负载TiO2,制备TiO2/ACF复合光催化乙烯脱除剂,并研究了环境因素及使用条件对TiO2/ACF复合材料脱除乙烯性能的影响,主要研究内容及成果如下:(1)纳米TiO2的制备。采用溶胶凝胶法在无水乙醇中,以TNB(钛酸丁酯)为前驱体,使用冰乙酸减缓反应进程,制备TiO2纳米粉末。利用单因素试验考察了煅烧温度、去离子水的用量及pH值对TiO2光催化性能的影响,并采用正交试验对煅烧温度、去离子水、无水乙醇及冰乙酸的用量进行优化,得到最优工艺组合。结果表明:煅烧温度为550℃,pH值为2.5,体积比TNB:去离子水:无水乙醇:冰乙酸为10:2.5:39:0.5时,TiO2的光催化活性最高。(2)TiO2/ACF复合材料的制备。以TiO2粉体为原料,去离子水为溶剂,添加分散剂,利用机械搅拌结合超声处理对悬浮液进行分散;再以ACF为载体,借鉴粉体烧结法和织物浸轧-烘干-焙烘的后整理工艺,采用浸渍-提拉-干燥的方式将TiO2负载到ACF上,研究了分散剂的种类及用量、TiO2的质量分数、搅拌时间、超声时间及浸渍次数对TiO2/ACF复合材料光催化性能的影响。结果表明,分散剂对TiO2/ACF复合材料的光催化性能具有重要影响;结合制备过程的各条件因素,得到最优工艺组合,制得的TiO2/ACF复合材料光催化性能最优,乙烯脱除率达到71.62%。(3)吸附-光催化作用脱除乙烯的影响因素研究。将TiO2/ACF复合材料应用于乙烯的脱除试验,研究紫外光波长、光照强度、温度、相对湿度、氧气含量及乙烯浓度对TiO2/ACF复合材料光降解乙烯性能的影响。结果表明:紫外光波长越短,光源距离越短,光照强度越强,温度越高,相对湿度越大,氧气含量越高,乙烯初始浓度越高,乙烯的降解率越大。