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活性炭纤维担载TiO_2光催化剂的制备及其光催化性能的研究

孙艺飞  
【摘要】:光催化因能将多种气相或液相有机污染物彻底降解而被广泛关注,在众多光催化剂中,Ti02以其光催化活性高、化学稳定性好、价格低廉等优点成为研究的热点,但回收和重复利用困难限制了粒状Ti02的广泛应用,将Ti02负载到多孔性材料可以有效的解决这一难题。活性炭纤维以其比表面积大、孔径分布窄、吸附能力强等优点,被广泛应用于气相和液相污染物的处理,并且活性炭纤维可以做成丝、布、毡等不同的形状,便于回收利用。 本论文分别采用溶胶-凝胶法、偶联法制备了活性炭纤维负载Ti02光催化剂。采用溶胶-凝胶法制备TiO2/ACF光催化剂时,为了制得高活性的Ti02溶胶,考察了水钛比、醇钛比等因素对凝胶时间和光催化性能的影响。采用偶联法制备TiO2/ACF时,分别以环氧树脂、羧甲基纤维素为粘结剂,将P25负载到活性炭纤维上,考察了不同粘结剂加入量、P25加入量等因素对P25负载量及制得的活性炭纤维负载Ti02光催化剂光催化性能的影响。通过XRD、FT-IR、SEM表征方法对制得的TiO2/ACF光催化剂进行了研究。在紫外光照射下,以亚甲基蓝为模型降解物,考察了活性炭纤维负载Ti02光催化剂的光催化性能。 研究结果表明: (1)采用溶胶-凝胶法制备TiO2/ACF光催化剂时,当溶胶的合成配比为钛酸正四丁酯:无水乙醇:蒸馏水:冰醋酸(摩尔比)为1:22:3:4,溶胶老化4h时,制得的TiO2/ACF光催化剂具有较好的光催化性能。 (2)以羧甲基纤维素为粘结剂蒸馏水为溶剂制备TiO2/ACF光催化剂时,100ml蒸馏水加入0.2gCMC和3.0gP25时,煅烧温度为450℃时,制备的光催化剂具有较高的光催化活性。(3)以环氧树脂为粘结剂,丙酮为溶剂制备TiO2/ACF光催化剂时,100ml丙酮加入环氧树脂1.0g和3.0gP25,煅烧温度为450℃时,制备的光催化剂具有较高的光催化活性。(4) TiO2/ACF光降解甲苯实验结果表明较低甲苯流速、较低的甲苯浓度、较高的光照强度有利于TiO2/ACF光催化剂对甲苯的降解。


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