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《东北林业大学》 2012年
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Graphene、CNTs协同TiO_2/ACF净化甲醛研究

王轶男  
【摘要】:本研究采用浸渍法和喷涂法制备了TiO2/ACF、Graphene/TiO2/ACF、CNTs/TiO2/ACF复合光催化材料,以甲醛为目标污染物,常温常压和254nm紫外光灯照射下,在自制的净化装置中进行吸附、光催化净化甲醛气体,利用乙酰丙酮分光光度法测定净化前后甲醛的浓度,寻找二氧化钛负载于ACF的最佳负载量、Graphene以及CNTs的最佳使用量,以及多倍等量串联净化甲醛气体最佳使用量。 研究表明,TiO2/ACF光催化净化甲醛的效率并不是随着负载率单调的变化,而是具有最大值,实验得出负载率在4.4%时,TiO2/ACF的光催化效率具有最大值:TiO2/ACF光催化分解效率随吸附时间的延长而逐渐变小,当进行到一定程度后,TiO2/ACF光催化效果逐渐变差;当使用量增加时,TiO2/ACF净化甲醛效率逐渐升高,当使用六倍单位量的TiO2/ACF时,净化率达到100%并且维持较长时间不变。 实验得出CNTs/TiO2/ACF光催化净化甲醛的效率并不是随着负载率单调的变化,而是具有最大值,负载率在0.3%时,TiO2/ACF的光催化效率具有最大值CNTs/TiO2/ACF光催化分解效率随吸附时间的延长而逐渐变小,当进行到一定程度后,CNTs/TiO2/ACF光催化效果逐渐变差;当等量串联净化甲醛气体时,CNTs/TiO2/ACF净化甲醛效率逐渐升高。Graphene/TiO2/ACF光催化净化甲醛的效率并不是随着负载率单调的变化,而是具有最大值,实验得出负载率在0.05%时,Graphene/TiO2/ACF的光催化效率具有最大值;Graphene/TiO2/ACF光催化分解效率随吸附时间的延长而逐渐变小,当进行到一定程度后,TiO2/ACF光催化效果逐渐变差;当使用量即等量串联净化甲醛气体时,Graphene/TiO2/ACF净化甲醛效率逐渐升高。 通过单位量的TiO2/ACF、CNTs/TiO2/ACF、Graphene/TiO2/ACF净化甲醛气体的效率比较和动力学分析得出为Graphene/TiO2/ACF降解效果最好,其次是CNTs/TiO2/ACF,最后为TiO2/ACF。 研究发现,通过间隔较长的时间循环使用六倍单位量的TiO2/ACF、三倍单位量的Graphene/TiO2/ACF和CNTs/TiO2/ACF后光催化降解能力有所回升。对反应采用间歇式断流,断光,净化甲醛过程可呈现催化剂的“表观自洁再生”效果。 利用SEM测试、比表面孔径测试可以看出负载后的结构、表面积与孔径和负载前结构、表面积与孔径变化不大,不仅使负载后的TiO2/ACF、CNTs/TiO2/ACF、 Graphene/TiO2/ACF光催化剂具有大的吸附性能,而且由于CNTs、Graphene的存在会提高光催化效率。 本研究主要比较了TiO2/ACF、CNTs/TiO2/ACF、Graphene/TiO2/ACF的光催化性能,研究结果为净化空气污染提供新的有效途径,对提高人类生活质量和环境安全有一定意义。
【学位授予单位】:东北林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:X511

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