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时间:2018-07-09
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1、钛酸钠纳米管降解甲醛性能探究摘要:利用钛酸钠纳米管对甲醛进行光催化降解。研究了光照时间、稀释倍数、H2O2浓度等对甲醛降解率的影响。结果表明,甲醛的降解率随光照时间的增加而增加,降解曲线初始时段变化平缓,后来升高较快。甲醛溶液稀释1000倍、H2O2浓度为66mg/L时,甲醛的降解率最高。关键词:钛酸钠纳米管;光催化;甲醛降解中图分类号:O614.41;O657.32文献标识码:A文章编号:0439-8114(2012)17-3729-03StudyonPhotocatalyticDegradationofFormaldehy
2、debySodiumTitanateNanotubesZHANGHong-mei,KONGDe-guo,LIXiao-qin(CollegeofMechanicandElectricalEngineering,TarimUniversity,Alar843300,Xinjiang,China)Abstract:Sodiumtitanatenanotubeswereusedto5photocatalyticallydegradateformaldehyde.Theeffectsofilluminativetime,dilutio
3、nratioofformaldehydeandconcentrationofH2O2onthedegradationofformaldehydewerestudiedbyusingspectrophotometricmethod.Theresultsindicatedthatthedegradationratioofformaldehydeincreasedwiththereactiontime.Thedegradationcurvechangedslowlyatinitialinterval,andthenenlargedq
4、uickly.Whenthedilutiontimeofformaldehydewas1000andH2O2concentrationwas66mg/L,thedegradationrateofformaldehydewashigherthaninotherconditions.Keywords:sodiumtitanatenanotubes;photocatalysis;degradationof5formaldehyde近年来,甲醛已经成为室内污染的主要原因之一,并且,由于现代纺织工业的发展,导致水体被甲醛污染的现象越来越
5、严重,因此,如何快速便捷地减少或清除甲醛污染已成为刻不容缓的问题。甲醛的处理方法主要有以下几种[1]:吸附法、过滤法和催化氧化法。在甲醛的众多处理方法中,最主要的是应用TiO2催化剂对其进行光催化降解。因为该方法能将甲醛彻底氧化成CO2和H2O,能耗低、无二次污染,因此在环境净化方面前景广阔[2,3]。但是到目前为止,TiO2光催化氧化技术并未在环境治理中得到广泛应用,主要在于催化剂的活性和寿命不能完全满足实际需求,亟待进一步提高。TiO2纳米颗粒的缺点在于它只能将与自身接触的有机物降解,而对游离的有机物基本没有效果,因此,如
6、何增加甲醛与TiO2纳米材料的接触面积就成为光催化反应的关键。由于钛酸钠纳米管具有特殊的结构形态、大比表面积等优点有利于表面电子-空穴对的传输[4-8],同时还增加了与甲醛的接触几率,因此在环境净化方面具有极大的潜力。但是应用钛酸钠纳米管对甲醛进行降解的研究报道很少。鉴于此,本研究首先采用水热法制备钛酸钠纳米管,然后利用分光光度法测定其对甲醛的光催化降解效果,以便为环境净化提供科学的理论依据。1材料与方法1.15药品和仪器氢氧化钠、锐钛矿型TiO2纳米颗粒、乙酰丙酮、醋酸铵、37%甲醛溶液等(均为分析纯),蒸馏水。721型紫外
7、-可见分光光度计等。1.2钛酸钠纳米管的制备钛酸钠纳米管的制备参照文献[9]进行。1.3甲醛标准曲线的绘制配制浓度分别为2.166、1.083、0.722、0.541、0.361mg/mL的甲醛溶液各50mL,用乙酰丙酮-醋酸铵显色液将甲醛溶液显色,用分光光度法测甲醛的吸光度,绘制吸光度随甲醛浓度变化的曲线。1.4光照时间对甲醛降解率的影响将0.048g钛酸钠纳米管超声分散到50mL稀释1000倍的甲醛溶液中,在紫外光照射下,每30min离心1次,采用分光光度法测定甲醛的浓度。甲醛的降解率用下式计算:甲醛降解率=(初始浓度-最
8、终浓度)/初始浓度×100%(1)1.5H2O2浓度对甲醛降解率的影响将5份50mL稀释1000倍的甲醛溶液分别配制成H2O2浓度为66、132、198、254、330mg/L的溶液,然后把0.0235g钛酸钠纳米管超声分散到上述5份溶液中。紫外光照射1.5h后离心分离,采用
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