納米TiO2與涂料的復(fù)合及其降解室內(nèi)甲醛的實驗研究.pdf

1、我國房地產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，人們在追求居住環(huán)境、辦公環(huán)境美觀舒適的同時，室內(nèi)裝修中使用的家具以及裝飾裝修材料也成為了室內(nèi)空氣污染的隱患。這些裝飾裝材料釋放出來的污染氣體嚴重惡化了室內(nèi)空氣品質(zhì)，其中甲醛已被世界衛(wèi)生組織(WHO)及美國環(huán)保局(EPA)列為可疑致癌物。因此研制、開發(fā)和引進無污染的環(huán)保建材正成為人們亟待解決的重大課題。
　　納米TiO2光催化技術(shù)由于反應(yīng)條件溫和、催化反應(yīng)速度快、二次污染小等特點受到了人們的普遍關(guān)注，并被認為是

2、最具潛力的環(huán)境污染控制技術(shù)。但是納米TiO2光催化劑存在光催化活性和可見光利用率不高等問題。TiO2粒子在溶劑中極易團聚，直接應(yīng)用于涂料中不僅影響了納米粒子本身優(yōu)異性能的發(fā)揮，還可能導(dǎo)致涂料發(fā)生層析、沉降、結(jié)塊等現(xiàn)象。因此本實驗通過對納米TiO2進行改性、分散來提高它的光催化活性和可見光利用率，并將其與涂料進行復(fù)合，達到去除室內(nèi)空氣中甲醛的目的。
　　本論文采用溶膠-凝膠法制備了純TiO2粉末、Zn-TiO2、N-TiO2以及Zn

3、/N/TiO2，以甲醛為目標降解物，篩選出降解性能最優(yōu)的摻雜配比，并對其進行XRD表征；考察了納米TiO2在水溶液中的分散情況，分析不同pH值、不同分散劑、不同分散劑用量、不同分散時間等因素對納米TiO2水懸浮液穩(wěn)定性的影響；將納米TiO2與涂料以不同工藝進行復(fù)合，考察不同復(fù)合工藝、納米TiO2在涂料中的不同添加量等因素對甲醛降解率的影響；通過性能檢測判斷加入光催化劑后是否影響了傳統(tǒng)涂料的基本性能。最后，采用L-F-H模型對甲醛的降解數(shù)

4、據(jù)進行擬合，并分析甲醛初始濃度對反應(yīng)速率k的影響。
　　實驗結(jié)果表明：
　　①Zn-TiO2、N-TiO2、Zn/N/TiO2均能使TiO2光催化劑的光催化性能得到顯著提高，當摻雜配比為n(Zn):n(N):n(TiO2)=0.8％:1%:1時，甲醛的降解效率最高，通過XRD表征發(fā)現(xiàn)，Zn/NTiO2的粒徑分布均勻，平均粒徑為19.8nm，實驗制得的TiO2粉體為銳鈦礦納米TiO2粉體。
　　②改性納米TiO2添加量為

5、5%，分散劑（聚丙烯酰胺）添加量為1%，調(diào)節(jié)體系的pH值為7，磁力攪拌器攪拌30min，超聲分散1h，可得到實驗最佳的改性納米TiO2水分散體；相較工藝一，工藝二對甲醛的降解效果較好，即將改性納米TiO2水溶液充分分散后添加到涂料中去，超聲波振蕩，均勻負載于經(jīng)過預(yù)處理的瓷磚上，自然風干，且這種工藝的牢固性較好；納米TiO2在涂料中的添加量為3%時，甲醛降解效果最好；該光催化薄膜置于白熾燈下，2h后甲醛的降解率達到了36.36%；復(fù)合涂料