探究活性炭负载tio2光催化降解甲醛的研究

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1、分类号：X131密级：公开UDC：单位代码：10424学位论文活性炭负载TiO2光催化降解甲醛的研究姜良艳申请学位级别：硕士学位专业名称：化学工艺指导教师姓名：周仕学职称：教授山东科技大学二零零八年五月论文题目：活性炭负载TiO2光催化降解甲醛的研究作者姓名：姜良艳入学时间：2005年9月专业名称：化学工艺研究方向：环境污染防治与工程技术指导教师：周仕学职称：教授论文提交日期：2008年5月论文答辩日期：2008年6月10日授予学位日期：STUDYONADSORPTION-PHOTOCATALYTICOXIDATIONO

2、FFORMALDEHYDEBYTiO2LOADEDONACTIVATEDCARBONADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofMASTEROFPHILOSOPHYfromShandongUniversityofScienceandTechnologybyJiangLiangyanSupervisor:ProfessorZhouShixueCollegeofChemicalandEnvironmentalEngineeringMay20

3、08声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：日期：AFFIRMATIONIdeclarethatthisdissertation,submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofMasterofPhilosophyinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswhollymyownworku

4、nlessreferencedofacknowledge.Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute.Signature:Date:山东科技大学硕士学位论文摘要摘要随着经济的发展和居住条件的改善，污染源和污染物日益多样化，尤以建筑和装修污染为重，研究有效治理室内空气中甲醛的净化技术十分必要。目前，将甲醛等污染物氧化成二氧化碳和水是解决污染问题的最好方法。负载型催化剂具有选择性好、污染少，利于回收等优点。近年来，TiO2

5、光催化技术是一种极具发展潜力的净化技术。本文将光催化技术与传统的活性炭吸附技术相结合，对负载TiO2活性炭吸附降解甲醛进行研究。本文以甲醛为处理对象，系统地研究了TiO2光催化剂和负载TiO2活性炭的制备及其对甲醛吸附降解的影响。以TiCl4为原料，利用TiCl4水解法制备了TiO2粉体，并以活性炭为载体，制备了负载TiO2的活性炭。重点考察了TiO2粉体的制备条件，包括水解温度、硫酸铵的添加量以及煅烧温度，并研究了TiCl4溶液体积以及煅烧温度对负载TiO2活性炭光催化降解甲醛的影响。研究发现，对于TiO2粉体，随着水

6、解温度的升高，甲醛降解量先增后减，最后趋于恒定。在水解温度为70℃、Ti与(NH4)2SO4的物质的量之比为1：2的条件下制得的TiO2粉-1-1体，在浓度为600mg·L甲醛溶液中的甲醛降解量达7.81mg·g。对于负载TiO2活性炭，随着TiCl4溶液体积的增大和煅烧温度的升高，甲醛吸附量都是先增后减，最后趋于恒定，在水解温度为70℃、Ti与(NH4)2SO4的物质的量之比为1：2、当TiCl4溶液体积为5mL的条件下制备的负载TiO2的活性炭，经400℃恒温煅烧2h后，其甲醛降解量高达-110.18mg·g，活性炭

7、原样的6.06倍。为了探讨负载TiO2活性炭的甲醛吸附机理，对在不同条件下制备的TiO2粉体进行SEM表征测试，来研究其微观形貌及结构；进行XRD表征测试，来测定TiO2的晶型、晶相组成以及对晶粒尺寸进行分析计算。同时对活性炭以及在不同条件下制备的负载TiO2活性炭进行IR表征，观测其吸附甲醛前后官能团的变化。通过SEM和XRD表征可知，添加(NH4)2SO4可有效降低TiO2粉体的颗粒尺寸，提高锐钛矿晶型向金红石晶型转变的相变2-温度，并且在水解温度为70℃、[Ti/SO4]物质的量之比为1:2的条件下制得的TiO2，

8、在未经高温煅烧时，为未定型的TiO2，但经过400℃高温煅烧2h后，为纯锐钛矿相TiO2；通过IR表征可知，负载TiO2活性炭在吸附甲醛过程中，在活性炭表面发生了化学吸附，并且在TiO2的光催化作用下，将甲醛氧化分解为CO2和H2O，未及时氧化的部分暂时吸附山东科技大学硕士学位论文摘要在活性炭上。关键词：甲醛，活性炭