纳米 TiO2光催化降解空气中甲醛的研究

针对室内空气中甲醛污染严重的现状,将活性炭等多孔材料的吸附、富集功能与纳米TiO2光催化降解甲醛反应相结合,得到优异的甲醛降解效果。通过改变光催化剂纳米TiO2载体、紫外光波长以及纳米TiO2浓度等影响甲醛降解效果的因素,得到吸附-光催化降解甲醛的最佳实验条件：以10 mm厚度海绵状活性炭过滤网为载体,在波长为365 nm的紫外光照射下,TiO2浓度为4％时,甲醛去除率可达93．88％。     

ACF氮等离子体改性对负载型TiO2催化剂光催化性能的影响

为了解载体表面改性对负载型光催化剂表面活性的影响,采用氮等离子体对活性炭纤维表面进行改性,并以钛酸四丁酯为前驱体,水解法负载TiO2,制备了复合光催化剂。通过扫描电子显微镜观察了复合光催化剂的表面形貌;用氮气吸附法比较了活性炭纤维表面改性前后负载TiO2样品的比表面积和孔隙分布的情况;利用XPS测试分析了利用改性前后活性炭纤维负载TiO2的复合光催化剂表面的化学结构。结果表明,载体表面改性前后获得的复合光催化剂样品具有相似的形貌和孔隙结构;而载体经表面改性后获得的复合光催化剂表面吸附氧物种量提高了近3％,用其光催化净化浓度为20mg／m^3的甲醛气体400min,甲醛的降解率达98％以上。     

负载型TiO2光催化剂的制备及光催化活性研究

目的 研究TiO2的光催化活性,制备可悬浮的负载型TiO2光催化剂,并以活性艳红X-3B有机染料为降解对象来检验光催化剂的光催化活性.方法 以钛酸正四丁酯为前躯体、无水乙醇为溶剂、以粒径2～3 mm粗孔硅胶微球为载体,用溶胶-凝胶法制备负载型TiO2光催化剂.以20 W(λ=253.7 nm)紫外线杀菌灯为光源,采用自制反应器进行光催化氧化试验.通过试验研究分析如负载型TiO2光催化剂无水乙醇和硝酸的投加量、镀膜次数、煅烧温度等因素对光催化降解效果的影响.结果 镀膜5次、煅烧温度为450℃制成的催化剂对活性艳红X-3B染料废水有较好的去除效果,当废水初始浓度50 mg/L,调节pH为3左右,催化剂的投加量为10 g/L,反应2 h,脱色率96%以上.结论 用溶胶一凝胶法制备负载型TiO2光催化剂具有较好的光催化活性,且克服了粉末状TiO2难回收、易流失的缺点.     

流化床光催化臭氧氧化苯酚动力学模型

为了检验O3对光催化氧化苯酚效率提高能力,采用试验与数学模型联合方法量化O3的贡献.以球形活性炭(AC)作为载体,采用溶胶-凝胶法制作负载型二氧化钛光催化剂(TiO2-AC).原始活性炭与催化剂对苯酚的等温吸附研究表明,两种颗粒的吸附是可逆的,并且在稀溶液条件下符合Freundlich方程.在流化床中分别采用O3、UV/O3、UV/O3/AC、TiO2-AC/UV/O2和TiO2-AC/UV/O3等5种工艺对苯酚的氧化效率进行了对比,发现液相臭氧氧化、多相臭氧氧化与多相光催化的综合作用导致光催化臭氧氧化效率比光臭氧氧化高34.5%.建立了流化床中多相光臭氧氧化与多相光催化臭氧氧化苯酚动力学模型.模型结果表明,溶液中臭氧质量浓度为0.02mg/L时,二氧化钛光催化氧化苯酚速度提高了14.8倍,在光催化氧化有机物过程中,臭氧比氧更适合作为电子的捕获剂.     

碳纳米管负载TiO_2光催化剂制备与活性研究

采用表面溶胶-凝胶法制备碳纳米管负载TiO2光催化剂,通过改变负载次数制备不同TiO2负载量的光催化剂.采用XRD,SEM,BET以及TG-DSC对该催化剂进行了表征.采用结晶紫光催化降解,研究碳纳米管负载二氧化钛的光催化活性.光催化测试结果表明,该碳纳米管负载TiO2光催化剂在紫外光照射下具有比TiO2(P25)光催化剂更优越的光催化降解结晶紫的活性.     

氮等离子体改性活性炭纤维负载TiO_2净化室内甲苯

以氮等离子体对活性炭纤维表面进行改性,钛酸四丁酯为前驱体水解法负载TiO2,制备了复合光催化剂。用扫描电子显微境（SEM）、X射线衍射（XRD）、氮气吸附法（BET）和X光电子能谱仪（XPS）对样品进行了表征,考察了复合光催化剂降解甲苯的效果。结果表明,表面负载的光催化剂颗粒均匀,为锐钛矿型;活性炭纤维改性后,平均孔径有所减小,微孔表面积增加,表面的羰基和羧基增加,其对应的复合光催化剂的吸附氧物种（O2-）提高了近3%;改性后复合光催化剂降解甲苯的能力优于未改性的样品,当外加电压为11000 V,改性20 min,TiO2负载2次制得的复合光催化剂样品在湿度为40%条件下,降解甲苯效果最好,对含甲苯浓度为2 mg/m^3的气体处理200 min,降解率达97.88%,比未改性样品的效率提高了19.38%。     

吸附相反应技术制备沸石负载TiO_2光催化剂

以钛酸丁酯为钛源,天然沸石为载体,采用吸附相反应技术,以沸石表面吸附的水层为"纳米反应器",制备了沸石/TiO2光催化剂。运用红外光谱分析和X-射线光电子能谱分析对沸石/TiO2光催化剂进行了表征。结果表明,在沸石表面成功地负载了纳米TiO2。以250W紫外线高压汞灯为光源,以有机颜料甲基橙为目标降解物,研究了沸石/TiO2光催化剂的光催化性能,并探讨了沸石中TiO2负载量、沸石/TiO2用量与催化剂催化活性之间的关系。结果表明,当沸石与钛酸丁酯质量比为1∶3时,沸石/TiO2光催化剂具有较好的光催化活性。提高沸石/TiO2光催化剂的用量能提高其对甲基橙溶液的光催化降解效率。     

负载型TiO2光催化剂的制备及光催化活性研究

目的 研究负载型TiO2光催化剂对有机染料的处理效果,确定其去除活性艳红X-3B废水的工艺条件.方法 以钛酸正四丁酯为前躯体,无水乙醇为溶剂、以粒径2～3 mm粗孔硅胶微球为载体,用溶胶-凝胶法制备负载型TiO2光催化剂.以20W(λ=253.7 nm)紫外线杀菌灯为光源,采用自制反应器进行光催化氧化试验.通过试验研究分析了负载型TiO2光催化剂无水乙醇和硝酸的投加量、镀膜次数、煅烧温度等因素对光催化降解效果的影响.结果 镀膜5次、煅烧温度为450℃制成的催化剂对活性艳红X-3B染料废水有较好的去除效果.当废水初始质量浓度为50 mg/L,调节pH为3左右,催化剂的投加量为10g/L,反应2 h,脱色率96%以上.结论 用溶胶-凝胶法制备负载型TiO2光催化剂具有较好的光催化活性且克服了粉末状TiO2难回收、易流失的缺点.     

空气中微量苯的光催化降解研究

选取硫酸钛沸腾回流水解法制备二氧化钛粉体并用于光催化降解空气中的微量苯。通过试验确定出二氧化钛的最佳制备条件;考察了二氧化钛载体对其光催化活性的影响.结果表明以吸附性强的载体(如活性炭)负载二氧化钛的光催化剂的催化降解效果较好.     

Mn~(2+)掺杂对纳米TiO_2薄膜光催化活性的影响

采用溶胶-凝胶法制备Mn2+掺杂的TiO2薄膜光催化剂,进行甲醛的光催化实验,考察Mn2+掺杂量、薄膜焙烧温度、溶胶体系pH值及薄膜厚度对光催化性能的影响.结果表明,Mn2+掺杂量为1.0%,焙烧温度500℃1 h,加硝酸溶胶体系pH=4,镀膜5层时,Mn2+掺杂TiO2薄膜光催化活性最高.150 min后甲醛降解率达79%,是单纯TiO2薄膜的1.4倍.     

Preparation of TiO_2-activated carbon complex membranes and their photoelectrocatalytic activity

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TiO2 光-热催化降解有机污染物的初步研究

从光催化过程与热催化过程结合形成高效光催化反应技术入手,初步探究在固液相光催化反应中温度对有机污染物降解效果的影响．通过系列试验及结果分析表明：以活性紫溶液为模拟有机污染物废水的光热催化降解试验中,当加热时在反应后期会出现去除率下降的现象,说明热催化过程对于降解有机物的反应速率存在一定影响,并有一定的贡献;溶液的酸碱性对反应的降解效果存在影响,且降解反应条件选择酸性环境更加适宜;光热耦合催化氧化试验组的反应时间明显缩短,且降解效果皆优于单一光催化反应和单一热催化反应,因此光热耦合降解反应中的光热催化并不是光催化与热催化的简单叠加,而是存在协同作用．     

CdS/Cu2O太阳能电池的制备及膜厚对光电性能的影响

采用水浴法和电沉积法制备CdS/Cu2O复合膜,组装成异质结薄膜太阳能电池。通过改变薄膜的厚度,测试了不同厚度的窗口层和吸收层对太阳能电池性能的影响。实验表明,在400 nm厚的CdS薄膜上沉积30次Cu2O薄膜,所获得的复合膜具有最大的填充因子FF(为0.42)和光电转换效率η(0.05%)。并通过实验发现,适当减少CdS窗口层的厚度,可以提高光的透射率,产生更多的光生载流子,提高了光电转换效率。适当增加Cu2O吸收层的厚度,可以提高光的吸收率,产生更多的光生载流子,提高了光电转换效率。     

锰砂/H2O2/O3体系预处理高浓度甲醛废水的中试研究

To solve the problems of high sludge production， easy scaling in pipes and high colour of effluent from treating formaldehyde a wastewater with lime， a pilot study was conducted to treat the wastewater of a pharmaceutical company with a high concentration of formaldehyde using the manganese sand/H2O2/O3 catalytic oxidation system， where the reaction conditions affecting the catalysis were investigated. The results show? that the removal rates of formaldehyde，chemical oxygen demand and chromaticity reach 87.3%， 60.0% and 95.0% respectively when the ozone dosage is 100g/h， reaction time is 2h， the hydrogen peroxide?dosage is 0.30% of the wastewater， reaction temperature is 40℃ and the manganese sand dosage is 60% of the container. The content of organic pollutants is significantly reduced after the formaldehyde wastewater is treated by the manganese sand/H2O2/O3 catalytic oxidation system. This technology has the advantages of high oxidation efficiency and simple operation without secondary pollution， which can provide a reference for the treatment of high concentration formaldehyde wastewater.
     

TiO2三相内循环流化床光催化反应体系的研究

提出基于负载型光催化剂的三相内循环流化床光催化氧化反应装置，实现了光、固体催化剂和溶液的大面积有效接触，提高了传质效率。采用溶胶－凝胶法筛选出以粗孔硅胶为载体的适合于该反应体系的负载型TiO2催化剂。利用10mg/L罗丹明B溶液检验了反应体系的光催化氧化性能，在以20W紫外灯为光源的情况下，50g光催化剂处理500mL溶液3h的去除率达到了85％。     

水热法制备负载型TiO_2膜去除水中的腐殖酸

以硫酸钛为前驱体,尿素为沉淀剂,采用水热法在玻璃弹簧上合成了纳米TiO2薄膜。利用XRD、SEM分析了薄膜的物相组成、表面形貌,并考察了薄膜在不同条件下对水中腐殖酸的降解效果。结果表明:所制得的TiO2薄膜为锐钛矿型,当pH为7.0,水中腐殖酸质量浓度8 mg.L·1,光照强度34μW·m-2,反应8 h,水中腐殖酸的降解率可达87.56%。     

反射式红外测厚仪的研制

介绍了一种基于红外测厚原理的测厚仪,详细讨论了反射式红外测厚仪的研制过程。该装置由激光光源-光电池、单片机控制系统、机械传动机构、无线发射-接收系统组成。通过定期测试标准试样,它的精度大大提高。该装置具有连续,非接触,大面积测量,体积小,重量轻,无线传送数据等特点。该装置已经成功运行在聚酯薄膜生产线上。     

太阳能贮光薄膜的光物理过程

首先艇电磁场理论分析光学导纳和光的偏振问题,然后讨论光波入射到贮光薄膜上时,光的反射和透射问题,从而得到贮光薄膜所能吸收的太阳辐射能量;最后探讨ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ贮光薄膜的贮光原理,并给出该贮光薄膜的发射光谱曲线,证明利用光致发光方法的贮能效率高于利用光电、光热转换方法的贮能效率。     

新型等离子体空气过滤器研究

以普通办公室作为试验场所,利用净化器中静电除尘器正电极产生的等离子体效应,激发光触媒的光催化作用,通过空气过滤器有效地结合静电除尘器和光催化技术,并加入等离子体效应。实验结果表明它不但具有很好的除尘性,还有比较好的净化有机污染和杀菌的效果,起到了除尘、杀菌和光催化治理VOSs的作用。实验结果令人满意,从而验证了其杀菌除VOCs的高效性、广普性和快速性。     

喷砂强化对铝合金薄壁框架件形状的影响及应用

室内甲醛被动热催化的实际性能

张 舸¹,李 妍¹,白 娇¹,张群立²,刘 靖³

（1.北京科技大学 土木与资源工程学院,北京 100083;2.北京建筑大学 北京市“供热、供燃气、通风及空调工程”重点实验室,北京 100044; 3.河南理工大学 土木工程学院, 河南 焦作 454000）

创新点说明：

创新地提出被动式热催化净化室内甲醛的方法,利用散热器散热助力热催化反应,并搭建试验台进行验证。

研究目的：

研究被动热催化室内甲醛的实际性能。

研究方法：

1)实验研究,制备涂有贵金属催化剂Pt/TiO2的加热板,以模拟具有被动热催化功能的散热器。在受控温度下的不锈钢室中测量模拟散热器存在下的甲醛降解速率,并与在催化剂粉末存在下的甲醛降解速率进行比较。所使用的主要设备包括：气相色谱仪,氢空一体机等。

2)数据分析,温度和甲醛浓度对降解性能的影响进行了测量并以多项式的形式拟合。得到自变量内任意温度和甲醛浓度下,甲醛降解量的取值。

研究结果：

根据实验结果,在25～90 ℃下,甲醛的净化率随温度升高而增大。粉末状甲醛的净化率比被动式热催化的净化率要大。

结论：

1)在基于实验数据的分析中,ISO标准的10至50倍的甲醛浓度可以降低至接近允许极限;

2)发现涂层催化剂性能略差于催化剂粉末,结果差异可归因于辐射器引起的自然对流的传质能力;

3)发现清洁空气输送速率（CADR）仅仅是温度的函数,与研究范围内的室内甲醛浓度无关。

关键词：甲醛;Pt/TiO?;降解;被动热催化;CADR