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纳米TiO_2光催化净化空气涂料的制备及性能研究

蒋莉  
【摘要】: 随着工业化进程的加快和发展所造成的环境恶化,特别是大气污染,已成为亟待解决的城市环保问题之一。纳米TiO_2具有无毒,催化效率高、性能稳定、等突出特点,可以用于光催化净化空气,它已成为目前光催化研究领域中最活跃的方向之一。本文重点研究了纳米TiO_2粒子的分散并制备了纳米TiO_2光催化净化空气涂料,表征了其性能。 首先讨论了在纳米TiO_2在水中的分散情况,研究分散剂种类和用量、pH值、分散方法、及分散时间对纳米TiO_2水分散体稳定性的影响,用分光光度计和粒子尺寸分布仪进行了表征,证实采用分散剂A,用量为1%,pH值为10,加入5%的纳米TiO_2粒子,高速搅拌2hr的方法可以获得分散性能优良的纳米TiO_2水分散体。另外还研究了分散剂的用量对纳米TiO_2溶剂体系的影响。 本文使用纳米TiO_2制备了溶剂型纳米光催化净化空气涂料。通过接触角仪比较了不同晶型和不同型号的纳米TiO_2以及颜料级TiO_2光催化能力的差别,并利用红外光谱证实在纳米级光催化涂料的表面产生了具有很强光催化作用的氢氧自由基。研究了光照时间、甲醛气体初始浓度、涂料中纳米TiO_2粒子的含量等对内外因素甲醛气体的光催化降解率的影响,还比较了氟树脂和有机硅树脂纳米光催化涂料的净化效果。测试了光催化净化空气纳米涂料的基本性能,并且研究了颜基比对涂料硬度的影响。纳米TiO_2在氟树脂中的添加量为46wt%(即颜基比为3:7)时,对甲醛气体的光降解率4小时后达到了55.2%,随着时间的延长其降解率还在下降。用涂膜切片的SEM照片证实了涂膜中纳米TiO_2粒子的粒径多在100nm左右,且其基本性能也符合或高出相关国家标准的要求,可用来净化空气中的污染性气体。


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