TiO2电气石复合光催化剂的制备及其光催化性能研究.doc

TiO2电气石复合光催化剂的制备及其光催化性能研究
分类号——
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密级——
学校代码
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学位论
题
文
目Ti02/电气石复合光催化剂的制备
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2013年06月
独‘创性声明
本人声明,所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特jlIJJjn以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
研究生签名:
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中文摘要
甲醛(HCHO)是一种常见的挥发性有机污染物,主要运用在建筑、纺织、家具、医药和化学等行业。随着建筑和装饰业的迅速发展,各种新型材料的广泛运用,使得室内空气中甲醛的含量大大增加,导致室内空气的污染问题日益严重。甲醛被世界卫生组织确定为致癌和致畸物质,对人体健康危害巨大。二氧化钛(Ti02)因其具有无毒、性能稳定和对环境友好等优点,被广泛运用于降解空气中的挥发性有机污染物。然而,由于Tioz受激发后产生的光生电子和空穴对较容易再复合,并且Ti02颗粒的比表面积小,对空气中挥发性有机污染物的吸附性能低,因而导致n02对空气中挥发性有机污染物的光催化性能不高。将Ti02负载在比表面积大的粘土等基体材料上,有助于提高其对空气中有机污染物的吸附性能。本研究正是基于这一点,研究复合光催化剂的制备及其光催化剂降解空气中的甲醛。
本研究以电气石为载体,溶胶凝胶法制备了Ti02/电气石复合光催化材料。采用XRD、FT-IR、HRTEM、SEM和BET等多种表征手段对所得样品进行了测定分析。XRD和HRTEM分析结果表明,制备的Ti02/电气石复合光催化剂中含有混相Ti02一锐钛矿相和金红石相。紫外可见漫反射分析表明制备的Ti02/电气石复合光
催化剂适合在紫外光下降解有机污染物。比表面积分析表明,Ti02与电气石复合后,复合光催化剂的比表面积均大于电气石原料和自制Ti02,孔径分布研究表明,该复合材料为双介孔结构,这种结构能够提高复合光催化剂对空气中甲醛的吸附性能,同时也能够为复合光催化剂提供更多的活性位点,从而提高复合催化剂对有机污染物的光催化降解效果。
本实验对所制备的复合光催化剂光催化降解空气中甲醛的性能进行了详细研究,对比了不同条件下制备的复合光催化剂对甲醛的降解效果,研究了相关因素对复合光催化剂活性的影响。结果表明,在最优条件下制备的Ti02/电气石复合光催化剂的光催化性能稳定,对空气中甲醛具有良好的降解效果。反应2h后,%,与商用Ti02相比,Ti02/电气石复合光催化剂具有更好的催化活性。本研究探讨了Ti02/电气石复合光催化剂降解甲醛的过程和机理。电气石的物理特性以及混相Ti02-锐钛矿相和金红石相的存在能够有效抑制光生电子和空穴对的再复合,从而大大提高复合光催化剂的光催化降解的效率。关键词:混相Ti02,电气石,光催化降解,甲醛
Abstract
Formaldehyde(HCHO),whichwasusedintheconstruction,textile,furniture,
amedical,pharmaceutical,andchemicalindustries,anic
Compounds(VOCs).With
industry,agreatdealthefastdevelopmentofc