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室内微污染有机废气的纳米光催化处理回滨
室内微污染有机废气的纳米光催化处理
滨
(鞍山市环境保护研究所鞍山11406)
摘要率内装修产生的污染严重影响人们的身体健康,纳米和光催化技术是国际上新现并普遍认为是最有应用化前景的高新技
术,介绍了应用TO2纳米光催化技术治理室内空气污染的方法,能在常温下高效、稳定地分解污染物,其处理效果明显,无二次污染,适合
宝内气中有害污染物净化。
关键词:二氧化钛纳米光催化室内污染处理
Abstract The pollution generated by fittin up rooms seriously affets health of human being. Nanometrical technique and light catalysis
pear in the world recently and are generally considered as the most prospective technique. Ihis article introduced the handling of pollution in rooms
by Tio2 nano metrical light calal ysis. This mchod can compos the pollution electively and stably in normal cmpcralure without ccondary poll-
Lon. It is the most suitable for handling of the pollulion in room
Keywords: Tio 2 nano metrical light catalysis handling of pollution in rooms
1前言
附在催化剂表而的污染物氧化或还原成尢害物(如
鞍山市环境监测中心站从200年初开展室内CO2、H2O、H1,N2)从而达到浄化空气的目的。
ベ气监测T作,至今已监测90余户,检测结果表明
纲米光催化剂具有独特的不同于体相光催化剂
屮醛的超标率为84.9%,超标范围在1.10~11.4的物理和化学性质,納米半导体光催化剂生量子
倍;术的超标率为59.3%,超标范围在1.10~22.9效造成其表现出独特的性质,例如具有较人的比
倍;:甲苯的超标率为36.1%,超标范围在1.10~表面积、特姝的光学性质、较强的光催化活性等等
21.3倍,室内污染已严重影啊作户的生活质量和损其净化效果很强。
害人们的身体健康,已引起公众的普遍关注,所以利3甲醛有机污染气体模拟反应系统
用简单、有效、实用的技术対其进行净化处理,以确3.1光催化反应器的制造
保作户的健康已成为迫在眉睫的问题。
光催化反应器主要由下方的进气口、上方的
室内が气净化的方法有很多,纳米材料光催化ロ、圆筒形反应器、光源组成。作为光源选择紫外
环境治理技术是国际上新出现并普遍认为是理低灯。涂纳米氧化钬薄膜的玻璃纤维布即净化?缠
浓度有机废气方面很有应用化前景的高新技术と统在紫外灯管上。此反应器为连续式反应器,催化
其优点在常温下对各种有机和机污染物进行剂负载在政璃纤维布上。
分解、能耗低、元二次污染,适合」室内污染空气中3.2污染气体模拟发生
有害污染物的分解、化。
利用动态配气法的饱利和汽法模拟含有一定浓
选择卬醛为日标污染物,因为各种装修材料的度甲隆的空气。
应用使甲醛成为最广泛的室内污染物。
4污染气体检测方法
光催化净化的原理
卬醛的测定方法采用GB/T155161995
光化浄化的工作原理是利用半导体光催化剂质量甲醛的测定乙酰内啊分光光度法,标准曲线
(TiO2)在一定波长的光线(紫外光)照射下受激ジ生见1
高能电荷一电子一空穴,空穴分解催化剂表面吸附5纳米光催化材料的制备和表征
的水产小:氢氧自出基,电子使其周围的氧还原成活5.1催化剂选择
性离子氧,从而具备枚强的氧化一还原作用,将败选择半导体催化剂iO2,它的显著优点是在于
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辽宁城乡环境科技第24卷第2期2004年4月
能有效吸收光谐ψ的弱紫外辐射部分,氧化还原性
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2的
图1测定甲醛标准曲线
图2二氧化钛薄膜XRD图
较强,价廉毒等方而。TO2是一种n型半导体
(1)X射线衍射表征(XRD)结果
带隙能(Ebg)为3.2eV,相当ず波长为387.5nm的依据xRD行射图、利用 Scherrer公式,用衍射
光子能量。
峰的半高宽FWHM和位置(20)计算光催化材料
5.2催化剂的制备
氧化钛薄膜)的粒径为18.21nm,TiO2的晶型为
采用溶胶?凝胶法制备多孔纳米二氧化钛薄锐钛矿,表明制备的光催化材料为锐矿型纳米
膜。TO2晶型有二和:板饮聖、锐钛型、金红石型,To2。晶粒人小为1m。
制备锐伙矿型纳米TiO2
(2)光学特性表征结果
溶胶-凝胶法(Sol-Gel法)是制备纳米材料最
光学特性表征结果表明:制备的TiO2膜很好地
常用的方法之。该是将金属盐或ん机益炎协制了TO2的品粒尺寸长大、TO.膜的吸收边缘
调水解得到均相溶胶后,加入溶剂、催化剂、螯合剂
波长发生“移”现象这是納米材料的一个例证。
等形成心流动性水凝胶,再」一定条件ド转为均
(3)扫描电镜表征(SEM)结果
凝胶,最后得到超细化产物。首先制取包含金属醇
从扫描电镜图可见:纳米TO2薄膜均匀、连续
盐和水的均相溶液,以保证醇盐的水解反应在分子地涂在玻璃纤维上,没有脱落,结合的很好。从
平均的水平上进行
SEM图中,还可看到膜很溥,表面由一些小于1um
溶胶凝胶法的化学过程
的小颗粒致密地聚集在一起,膜的厚度不超过
Ti(OR)4+4H,0-TI(OH)4+4ROH 1
Ti(OH)4 Tio2 +2H2O
光催化降解甲醛效率
在成功制取TiO2纳米催化剂后,又经过文验成
功地制取了效果更女好的复合型TO2纲米催化剂
氧化傲薄膜对低浓度甲醛气体的光催化实验
结果见表1。
纳米光催化材料的制备
首先对玻璃纤维进行前处理,然后将处理后的
表1低浓度光催化实验结果
政璃纤维和匀速浸入成熟的溶胶中,经多次提拉、十
反应器进口叩醛浓度光催化反应器出门浓度去除率
燥热处理后,制得纲米光催化材料
(mg/ m
5.4光催化膜的表征
116.55
氧化钛薄膜XRD图,见图2。
纳米二氧化钛薄膜对低浓度げ醛气体的光催化
降解效果较好,在短的停留吋问内,模拟污染气体中
甲醛浓度降倒原来的一半。
氧化钛薄膜対高浓度屮醛气体的光催化实验
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