活性炭_纳米二氧化钛复合光催化空气净化网的研制
纳米光催化空气净化剂
巧除新居异味让装修甲醛无处藏身 小张刚乔迁新居不久，就遇到麻烦，家里总有一股气味使人呼吸不适、刺激眼睛、皮肤过敏、睡眠不安等。放在家中的几盆芦荟等花草，没多久就全部枯萎死去。小张很是苦恼，欢欢喜喜搬进新家却遭遇这种情况，最后他请来专家，得知是房里的甲醛严重超标！ 环境监测方面的专家严肃的告诉我们：你全家的健康可能正遭受室内隐形“杀手”——装修污染的折磨！这决不是危言耸听。 据统计，40%癌症老人患者与室内装修污染密切相关，90%白血病患儿家中半年内装修过，同时70%以上不孕不育患者家中1-2年内进行过装修。这些数字也许更有说服力，不间断的悲剧让人触目惊心，让新居一族从天堂跌入地狱。 我们不是说这些事情一定会发生在我们的身上，但是我们一定要做到杜绝它，防范它，辛辛苦苦的花几万装修一个家，最后却因为没有检测而出现问题的话，那样真是太让人无法接受了。 专家表示在我国，室内污染主要来自苯和甲醛。苯主要来自油漆涂料，甲醛污染则多来自家具材料，而且致癌。那么，如何知道自家遭遇了装修污染呢？怎样消除呢？ 很多人可能认为进行环保装修就没有污染了，其实用环保装修材料的家庭仍然会出现甲醛超标，因为装修材料、家具、窗帘等释放甲醛产生叠加，导致超标。甲醛是无味的，室内不难闻也不代表甲醛达标。另外，甲醛的比重比空气大，易沉积，即使开窗通风，也很难消除。 那该怎么办呢？小张各种方法都用了，还是解决不了问题，实在没有办法了，他在论坛上发帖求助。网友发帖回复，“住进新房必须要分解甲醛，我买了一瓶纳米光催化空气净化剂挺有效的，希望可以帮到你”。 小张半信半疑，让自己焦头烂额的事情，一瓶净化剂就可以解决？这净化剂到底有什么奇特之处呢？小张上网查了一下。 纳米光催化空气净化剂是采用尖端的纳米技术制作而成，安全、健康、时效持久。绿色环保，无毒无害。它能更好的吸附和分解多种顽固性有害气体(包括欧盟标准的甲醛、苯、二甲苯、氨、TVOC等),且杀菌,除臭,除异味，而且不造成二次污染，能彻底清除室内环境污染，还您一个健康、舒适、环保、绿色的自然生态空间。 主要适用于居室、厨房、办公室、会议室、医院、宾馆、出租车、车站等各种公共场所。特别适用于新装修的空气污染环境。 使用方法及注意事项： （1）、喷洒前，门窗关闭，阻止室内外空气流通。 （2）、轻轻摇晃瓶体，把喷嘴调成雾状（或线状），对有污染源的墙体，家居（背面）、报纸、挂历等全方位喷洒。本产品使用一次可以吸收一周之内的有害气体，因此新居室或办公场所可以一周喷洒一次，用量针对空间大小或家具多少而定（每平方米不超过10mL），随着喷洒次数的增多，周期逐渐拉大，用量相应减少以免浪费。喷洒后立即除味，维护期为3-8天，最长可持续13天，所以建议不超过半月喷一次。 （3）、家具、用具的小门、抽屉喷洒后要关闭，0.5-1小时，以保持内部湿度，然后与房间门窗全部打开通风，使产品从污染源吸附出的有害气体中未分解的部分排出室外。 （4）、超标严重的（污染源较重的）情况下，一次可多喷几遍，效果更佳。 （5）、治理达标后注意维护，即在废旧报纸或木板上喷上净化剂，放在有污染源的物体附近（不影响美观即可），使其发挥的分子与空气中的有害气体中和，达到长期有效治理的目的。
二氧化钛光催化剂的制备研究
实验题目：二氧化钛光催化剂的制备研究 实验仪器及药品：钛酸正四丁脂（分析纯），无水乙醇（分析纯），冰醋酸（分 析纯），盐酸（分析纯），蒸馏水。恒温磁力搅拌器，搅拌子，烧杯(100 mL)，恒压漏斗(50 mL)，量筒(10 mL, 50 mL)。恒温箱，马啡炉。1g/l亚甲基蓝标准溶液、蒸馏水、烧杯（100ml）、紫外光分度仪、紫外灯 实验原理：溶胶（Sol）是具有液体特征的胶体体系，分散的粒～1000nm之间。凝 胶（Gel）是具有固体特征的胶体体系，被分散的物质形成连续的网状骨架，骨架空子是固体或者大分子，分散的粒子大小在1隙中充有液体或气体，凝胶中分散相的含量很低，一般在1％～3％之间。简单的讲，溶胶－凝胶法就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。 溶剂化：M(H2O)nz+=M(H2O)n-1(OH)(z-1)+H+ 水解反应：M(OR)n+xH2O=M(OH)x(OR)n-x+xROH------M(OH)n 缩聚反应: 失水缩聚：-M-O H+HO-M-=-M-O-M-+H2O 失醇缩聚：-M-OR+HO-M-=-M-O-M-+ROH 钛酸四丁脂在酸性条件下，水解产物为含钛离子溶胶 含钛离子溶液中钛离子通常与其它离子相互作用形成复杂的网状基团，最后形成稳定凝胶实验步骤：（一）、二氧化钛的制备 1、室温下量取22ml无水乙醇，加入到洗净吹干的烧杯中，放入转子后用保鲜膜密封。室温下量取17mL钛酸丁酯，打开自理搅拌器。将酞酸丁酯缓慢滴入到22mL无水乙醇中，边加入边搅拌。滴加完毕后用保鲜膜密封，用磁力搅拌器强力搅拌10min，混合均匀，形成黄色澄清溶液A。 2、将0.3 mL冰醋酸，到另35mL无水乙醇中，滴入浓硝酸约3-4d，调节pH值，使pH=2-3，得到溶液B。 3、室温水浴下，在剧烈搅拌下将已移入恒压漏斗中的溶液B缓慢滴入溶液A中，滴加速度控制在大约2d/s.滴加完毕后得浅黄色溶液，继续搅拌大约半小时后，缓慢逐滴滴加去离子水，控制1d/min左右。逐滴滴加直至出现凝胶。 4、静置凝胶2h以上，将凝胶放入恒温箱在160℃下烘干4h，得到细小颗粒物后研磨至白色粉末。将白色粉末在500℃下煅烧2-3h得到白色TiO2粉体3.8048g。 （二）、二氧化钛产物的检测
光催化空气净化器
光催化空气净化器 1、光催化空气净化器定义： 光催化空气净化器是一种利用新型的复合纳米高科技功能材料的技术，它是低温深度反应技术，光催化剂纳米粒子在一定波长的光线照射下受激生成电子—空穴对，空穴分解催化剂表面吸附的水产生氢氧自由基，电子使其周围的氧还原成活性离子氧，从而具备极强的氧化—还原作用，将光催化剂表面的各种污染物摧毁和细菌病毒杀死。2、光催化空气净化器的基本原理： 1）它是一种利用新型的复合纳米高科技功能材料的技术； 2）它一种是低温深度反应技术，光催化剂纳米粒子在一定波长的光线照射下受激生成电子—空穴对，空穴分解催化剂表面吸附的水产生氢氧自由基，电子使其周围的氧还原成活性离子氧，从而具备极强的氧化—还原作用，将光催化剂表面的各种污染物摧毁。 3、光催化空气净化器的技术特征： （1）光催化空气净化器的低温深度反应：光催化氧化可在室温下将水、空气和土壤中有机污染物完全氧化成无毒无害的物质。而传统的高温焚烧技术则需要在极高的温度下才可将污染物摧毁，即使用常规的催化氧化方法亦需要几百度的高温； （2）光催化空气净化器净化彻底：它直接将空气中的有机污染物，完全氧化成无毒无害的物质，不留任何二次污染，目前广泛采用的活性炭吸附法不分解污染物，只是将污染源转移；而且高效毁灭级杀灭细菌病毒； （3）光催化空气净化器的绿色能源：光催化空气净化器可利用太阳光作为能源来活化光催化剂，驱动氧化—还原反应，而且光催化剂在反应过程中并不消耗。从能源角度而言，这一特征使光催化技术更具魅力； （4）光催化空气净化器的氧化性强：大量研究表明，半导体光催化具有氧化性强的特点，对臭氧难以氧化的某些有机物如三氯甲烷、四氯化炭、六氯苯、都能有效地加以分解，所以对难以降解的有机物具有特别意义，光催化的有效氧化剂是羟基自由基（.OH），.OH的氧化性高于常见的臭氧、双氧水、高锰酸钾、次氯酸等； （5）光催化空气净化器的广谱性：光催化空气净化器对从烃到羧酸的种类众多有机物都有效，美国环保署公布的九大类,114种污染物均被证实可通过光催化得到治理，即使对原子有机物如卤代烃、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂也有很好的去除效果，一般经过持续反应可达到完全净化； （6）光催化空气净化器的寿命长：理论上，光催化剂的寿命是无限长的。
偶联剂改性对纳米二氧化钛光催化活性的影响杨平霍瑞亭
卿胜兰等：高三阶光学非线性CdS–SiO2复合薄膜的电化学溶胶–凝胶制备及表征? 409 ?第41卷第3期 DOI：10.7521/j.issn.0454–5648.2013.03.23 偶联剂改性对纳米二氧化钛光催化活性的影响 杨平，霍瑞亭 (天津工业大学纺织学院，天津 300387) 摘要：为了提高纳米TiO2颗粒分散性和光催化活性，用醇解法在纳米TiO2颗粒表面接枝硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。通过Fourier变换红外光谱表征样品表面的官能团，同时测定接枝改性样品表面的羟基数、亲油化度和在有机介质中的分散性能及光催化活性。结果表明：部分偶联剂分子以化学键的形式接枝在纳米TiO2颗粒表面。改性后的纳米TiO2颗粒呈亲油性，表面羟基数急剧减少，亲油化度显著提高。改性纳米TiO2颗粒在有机介质中团聚现象减小，分散稳定性提高，分散后的平均粒径最小可达50nm。改性纳米TiO2颗粒在有机介质中的光催化活性得到显著提高。 关键词：纳米二氧化钛；偶联剂；光催化活性 中图分类号：O643；X7 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2013)03–0409–07 Influence of Coupling Agents Modification on Photocatalysis Activity of Nano-TiO2 YANG Ping，HUO Ruiting (School of Textile, Tianjin Polyester University, Tianjin 300387, China) Abstract: In order to improve the dispersion stability and photocatalysis activity of TiO2 nano-particles, silane coupling agent and titanium coupling agent groups were grafted on the surface of TiO2 nano-particles by an alcolholysis method. The surface bonding property of the TiO2 nano-particles was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy. The hydrophobic, content of surface hydroxyl, dispersion stability in the organic solvent and photocatalysis activity of the nano-particles were determined. The results indicate that the molecular of coupling agent are bonded on the surface of TiO2 nano-particles by chemical bonds. The TiO2 nano-particles were lipophilic, the content of surface hydroxyl decreased and the lipophilic degree improved. Also, the aggregation of the modified TiO2 nano-particles with the average size of 50nm was reduced and the dispersion stability was improved, leading to the enhancement of the photocatalysis activity. Key words: nano-titanium dioxide; coupling agent; photocatalysis activity 自Fujishima等[1]发现了锐钛矿型TiO2在光照条件下，可诱导水分子电离出氢氧自由基(?OH)以来，TiO2在光催化方面的研究与应用受到广泛的关注。纳米TiO2因其具有良好的抗紫外、抗菌除臭、催化降解等性能，并且TiO2无毒，具有较好的化学稳定性且廉价易得，因此广泛应用于建筑涂料、功能纺织品、防晒化妆品、污水处理等领域[2–5]。然而，纳米TiO2颗粒比表面积大、表面能高，在液相介质中受粒子间van der Waals力的作用而发生团聚；此外，纳米TiO2具有超亲水性，其在有机相溶液中不易分散，并且分散稳定性差，这成为纳米TiO2使用过程中亟待解决的问题。 提高纳米粉体在有机相介质中的分散性的常用方法是有机表面改性法，主要有聚合物包覆法[6–7]、表面活性剂法[8–9]和偶联剂法[10–11]等，其中，使用偶联剂对粉体进行改性的方法较为普遍。偶联剂是一种由亲水的极性基团和亲油的非极性基团两部分组成的双亲化合物，其分子中的亲水基团与纳米粉体表面的羟基反应，使纳米颗粒表面亲水性转变成亲油性，从而达到改善纳米粉体与有机相液体的相容 收稿日期：2012–10–21。修订日期：2012–11–22。第一作者：杨平(1986—)，男，硕士研究生。 通信作者：霍瑞亭(1964—)，男，博士，教授。Received date:2012–10–21. Revised date: 2012–11–22. First author: YANG Ping (1986–), male, Master candidate. E-mail: yahoo-xp@https://www.360docs.net/doc/e818649303.html, Correspondent author: HUO Ruiting (1964–), male, Ph.D., Professor. E-mail: huort@https://www.360docs.net/doc/e818649303.html, 第41卷第3期2013年3月 硅酸盐学报 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol. 41，No. 3 March，2013
光催化原理
光催化原理 光催化的原理： 1.光催化净化的基本原理是什么？ (1)它是一种利用新型的复合纳米高科技功能材料的技术。 (2)它一种是低温深度反应技术，光催化剂纳米粒子在一定波长的光线照射下 受激生成电子一空穴对，空穴分解催化剂表面吸附的水产生氢氧自由基，电子使 其周围的氧还原成活性离子氧，从而具备极强的氧化一还原作用，将光催化剂表面的各种污染物摧毁。 mm 伽的w啊轴刊蛉恳Mtn抽iok甜1■自翊HI II住萨轉棉割愉沛抽齢讨堰闵鋼離曲毗n 總需旳擁. 2. 光催化净化的技术特征? (1)低温深度反应： 光催化氧化可在室温下将水、空气和土壤中有机污染物完全氧化成无毒无害的物质。而传统的高温焚烧技术则需要在极高的温度下才可将污染物摧毁，即使用常规的催化氧化方法亦需要几百度的高温。
（2）净化彻底： 它直接将空气中的有机污染物，完全氧化成无毒无害的物质，不留任何二次污染，目前广泛采用的活性炭吸附法不分解污染物，只是将污染源转移。 （3）绿色能源： 光催化可利用太阳光作为能源来活化光催化剂，驱动氧化一还原反应，而且光催 化剂在反应过程中并不消耗。从能源角度而言，这一特征使光催化技术更具魅力。（4）氧化性强： 大量研究表明，半导体光催化具有氧化性强的特点，对臭氧难以氧化的某些有机物如三氯甲烷、四氯化炭、六氯苯、都能有效地加以分解，所以对难以降解的有机物具有特别意义，光催化的有效氧化剂是羟基自由基（HO , H0的氧化性高 于常见的臭氧、双氧水、高锰酸钾、次氯酸等。 （5）广谱性： 光催化对从烃到羧酸的种类众多有机物都有效，美国环保署公布的九大类114 种污染物均被证实可通过光催化得到治理，即使对原子有机物如卤代烃、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂也有很好的去除效果，一般经过持续反应可达到完全净化。 （6）寿命长： 理论上，催化剂的寿命是无限长的。 3. 光催化空气净化器基本净化流程
负载型纳米二氧化钛光催化剂的研究进展
负载型纳米二氧化钛光催化剂的研究进展 占长林，雷绍民 武汉理工大学资源与环境工程学院，湖北武汉（430070） E-mail: chl_zhan@https://www.360docs.net/doc/e818649303.html, 摘要：TiO2光催化氧化技术是当前最有应用潜力的一种环保新技术，在废水处理、空气净化、抗菌除臭、自清洁等领域具有广阔的应用前景。负载型TiO2光催化剂的制备是实现光催化氧化技术工业化应用的关键技术之一。本文对负载型TiO2光催化剂的制备方法及负载所选用的载体类型进行了综述。 关键词：TiO2；光催化；制备；载体 1. 引言 半导体光催化氧化技术是近年来研究发展起来的一种新的污染治理技术。研究发现，利用半导体光催化法能够有效地降解甚至矿化水和空气中的各种有机污染物，例如卤代烃、硝基芳烃、酚类、有机颜料、杀虫剂、表面活性剂等；能够有效地将无机污染物转化成无毒的物质，例如可以去除废水中的有毒重金属离子，如C r6+、Ag+、Hg2+、Pb2+等[1]，也可以将氰化物[2]、亚硝酸盐、硫氰酸盐[3]等转化成无毒的形式；还可以应用于抗菌、除臭、空气净化、自洁净材料以及杀死癌细胞等[4, 5]。目前，已经研究开发的半导体光催化剂有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2、Fe3O4等。其中，TiO2具有化学稳定性好、耐腐蚀、高活性、廉价、无毒等优点，因此被广泛地用作光催化剂。 目前，TiO2光催化剂在水处理的应用中，大多是采用悬浮体系。粉末状悬浮态的TiO2颗粒在液相中与污染物接触面积大，传质效果好，因此催化效率高。但是目前的商品TiO2颗粒细小而且比重较小，在流体中不仅分离困难，难以回收，而且易发生凝聚降低活性，极大地限制了其实际应用。将TiO2固定在某种载体上，可以克服悬浮相TiO2光催化剂的缺点，解决催化剂分离回收难的问题，而且可以根据光催化反应器结构的不同来选择不同载体和固定化工艺。 2. TiO2光催化剂的固定化工艺 TiO2的负载大体上包括两种方式：一种方式是将TiO2负载到光滑平整的载体上，形成均一连续的薄膜；另一种方式是将TiO2紧紧固定到某种载体上。实际上，这两种方式在制备方法上是大同小异，只是所选择的载体有所不同。一般而言制膜技术可用于固定化的负载，但固定化的负载技术不一定适合于制膜，光催化剂的制备方法主要有以下几种。 2.1 溶胶－凝胶法（Sol-gel） 溶胶－凝胶法是以钛的无机盐类（如TiC14、Ti(SO4)2等）或钛酸酯类（如钛酸丁酯、、钛酸四异丙酯等）为原料，将其溶于低碳醇中（如乙醇、异丙醇等），然后在室温下加入到强度酸性的水溶液中（如HNO3、HCl），强烈搅拌下水解制得TiO2溶胶。然后再根据不同的载体采用不同的工艺进行涂膜，如载体为片状，用浸渍提拉法、旋涂法、喷涂等方法将TiO2溶胶涂布其上，使其在100℃或自然状态下凝固，再在一定温度下（300～700℃）烧结一定时间即得到负载型TiO2光催化剂。 张新荣等[6]以四异丙醇钛、硅酸乙酯为原料，空心玻璃微球为载体，采用溶胶—凝胶法制备可漂浮附载型复合光催化剂TiO2·SiO2/beads，该负载型复合光催化剂活性显著增强,而
二氧化钛光催化剂
Ti O2纳米颗粒的制备及表征 在关于有关Ti O2纳米颗粒的研究中，制备方法的研究是很多的，同时，采用溶胶-凝胶法合成纳米Ti O2的文献报道比较多，通常采用溶胶-凝胶法合成的前驱物为无定形结构的，经过进一步的热处理后或者水热晶化才能得到晶型产物[49]。烧结过程能促使晶型转变，但是往往引起颗粒之间的团聚和颗粒的生长[50]。一般情况下，在大于300℃温度烧结处理得 到锐钛矿型Ti O2、大于600℃的温度烧结处理得到金红石型Ti O2。Ti O2的很多种性质取决于颗粒尺寸和晶化度。优化制备条件，得到分散性良好，催化性能好的光催化剂是很有研究意义的。 实验原理 溶胶-凝胶法是从材料制备的湿化学法中发展起来的一种新方法，是以金属醇盐或无机 盐为原料，其反应过程是将金属醇盐或无机盐在有机介质中进行水解、缩聚反应，使溶液形成溶胶，继而形成凝胶。凝胶经陈化、干燥、煅烧、研磨得到粉体产品。其中由于较多研究者以醇盐为原料，故也将其称为醇盐水解法。在溶胶-凝胶法中，溶胶通常是指固体分散在 液体中形成胶体溶液，凝胶是在溶胶聚沉过程中的特定条件下，形成的一种介于固态和液态间的冻状物质，是由胶粒组成的三维空间网状结构，网络了全部或部分介质，是一种相当稠厚的物质。 本文中，钛酸四丁酯(Ti(OC4H9)4)在水中水解，并发生缩聚反应，生成含有氢氧化钛(Ti(OH)4)粒子的溶胶溶液，反应继续进行变成凝胶,反应方程式如下： 水解Ti(OC4H9)4+4 H2O →Ti (OH)4+ 4HO C4H9 (2-1) 缩聚2Ti (OH)4→[Ti (OH)3]2O+H2O (2-2) 总反应式表示为： Ti(OC4H9)4+ 2H2O→Ti O2 + 4 C4H10O (2-3) 上式表示反应物全部参加反应的情况，实际上，水解和缩聚的方式随反应条 件的变化而变化。反应过程为： (1) 水解反应：可能包含对金属离子的配位，水分子的氢可能与OR 基的氧通过氢键引起 水解。 (2) 缩聚反应：在溶液中，原钛酸和负一价的原钛酸反应，生成钛酸二聚体，此二聚体进 一步作用生成三聚体、四聚体等多钛酸。在形成多钛酸时Ti-O-Ti 键也可以在链的中部形成，这样可得到支链多钛酸，多钛酸进一步聚合形成胶态Ti O2，这就是通常所说的 Ti O2溶胶的胶凝过程[53]。 本论文选用价格较低、使用较为普遍的钛酸四丁酯(Ti(OC4H9)4)作为钛源，选用乙醇为 溶剂，乙醇在钛酸四丁酯的水解反应过程中并不直接参与水解和缩聚反应，但它作为溶剂对体系起着稀释作用，它在Ti(OC4H9)4分子与水分子周围均形成由乙醇分子组成的包覆层， 阻碍反应物分子的碰撞，并在溶胶粒子周围形成“溶剂笼”，从而阻碍了溶胶粒子的生长以及溶胶团簇间的键合，使得干燥后的干凝胶能保持疏松多孔的状态，经焙烧后所得粒子比表面积较大。此外，在制备溶胶的过程中还要加入适量的冰乙酸，冰乙酸在反应过程中可能有两种作用：一是抑制水解，二是使胶体粒子带有正电荷，阻止胶粒凝聚，从而避免干凝胶粒尺寸过大。根据上述机理分析和本实验室前人研究的基础上，确定制备Ti O2溶胶的各物料组分摩尔比为Ti(OC4H9)4:HAc:H2O:Et OH:(NH4)2CO3 =1:2:15:18:X,其中X值变化的范围是0~4，加入碳酸铵的目的是使反应过程中产生气体和微小的固体载体，但又不会对生成的Ti O2造成掺杂等影响，使颗粒分散更均匀，细小。
纳米材料在光催化净化空气领域中的应用
纳米材料在净化空气领域中的应用 摘.. 要: 介绍了纳米半导体材料的光催化机理, 净化空气的优点和国内外相关产品开发、应用的情况。对实验过程中 影响光催化效率的因素及提高光催化能力的途径作了概述。 关键词: 纳米半导体材料; 光催化; 空气净化 空气净化材料的开发与研究。 .. .. 光催化特性是纳米半导体材料的重要特性之一, 这一性质 在环境领域中的应用已有20 余年的历史。具有光催化活性的 光触媒材料很多, 多为n 型半导体氧化物, 其中, 二氧化钛 ( TiO2 ) 因具有高化学稳定性、耐热佳、成本低且无毒等特点, 成 为近年来研究应用的焦点。光催化技术的应用范围十分广泛, 可用于污染水处理、空气净化、太阳能利用、抗菌防雾和自清洁功能等。 1.. 纳米光催化反应原理 半导体光催化剂大多是硫族化合物半导体, 如TiO2 、CdS 等都具有区别于金属或绝缘物质的特别的能带结构, 即在价带 ( V alence Band, VB) 和导带( Co nduction Band, CB) 之间存在一 个禁带( Forbidden Band, Band Gap) 。由于半导体的光吸收阈值 与带隙具有式..= 1240/ Eg ( eV) 的关系, 因此常用的宽带隙半 导体的吸收波长阈值大都在紫外区域。当光子能量高于半导体 吸收阈值的光照射半导体时, 半导体的价带电子发生带间跃迁, 即从价带跃迁到导带, 从而产生光生电子( e- ) 和空穴( h+ ) 。此 时吸附在纳米颗粒表面的溶解氧俘获电子形成超氧负离子( .. O-2 ) , 而空穴将吸附在催化剂表面的氢氧根离子和水氧化成氢 氧自由基( .. OH) 。而超氧负离子和氢氧自由基具有很强的氧 化性, 能将绝大多数的有机物氧化至最终产物CO2 和H 2O, 甚 至对一些无机物也能彻底分解[ 21] , 特别是在废水、废气的净化, 杀菌除臭等方面已有大量文献报道[9- 13] 。 2.. 影响光催化效果的因素 以TiO2 为代表的光催化剂在使用过程中, 光催化活性会受 到很多因素的影响, 下面对这些实验过程中的影响因素作一简 要概述。 2.. 1 光催化材料的选择 硫族半导体化合物材料有TiO2 , ZnO, ZnS, CdS 及PbS 等, 若 考虑到腐蚀安全及成本等因素, 以T iO2, ZnO 的实用性较好, 其中 又以TiO2 的使用最为普遍。二氧化钛有3 种晶型: 锐钛矿型 ( Anatase) 、金红石型( Rutile) 和板钛型( Bro okite) , 其中具有光催 化功能的主要是锐钛矿型和金红石型, 而且锐钛矿型的光催化活 性较高。近年来, 研究发现锐钛矿与金红石的混晶具有更高的活 性。原因在于, 锐钛矿晶体表面生长了薄的金红石结晶层, 由于 晶体结构的不同, 能有效地促进锐钛矿晶体中的光生电子和空穴 电荷分离( 混晶效应) 。Anpo[8] 研究了粒径与光催化量子产率的 关系后指出, 随着粒径减小, 量子产率提高, 光吸收边界蓝移, 尤 其当粒径小于10 nm 时, 量子产率得到迅速提高。
纳米光催化TIO2的应用领域及现状
自1972 年， a.fujishima和k. honda在n型半导体tio2电极上发现了水的光电催化分解作用之后，国内外的研究人员对tio2产生了深厚的兴趣。tio2氧化活性较高，化学稳定性好，对人体无毒害，成本低，无污染，应用范围广，因而最受重视，是目前应用最广泛的纳米光催化材料，也是最具有开发前途的绿色环保型催化剂。应用领域纳米tio2 能处理多种有毒化合物，包括工业有毒溶剂、化学杀虫剂、木材防腐剂、染料及燃料油等，迄今详细研究过的有机物达100种以上。此外，tio2光催化技术也被用于无机污染物的处理。利用光催化法在柠檬酸根离子存在下，可以使hg2+被还原成hg而沉积在tio2表面；此法同样适用于铅。tio2光催化可能降解的无机污染物还有氰化物，so2、h2s、no和no2等有害气体也能被吸附在tio2表面，在光的作用下转化成无毒无害物质。 1．空气净化当前解决空气污染主要有物理吸附法(活性炭)、臭氧净化法、静电除尘法、负氧离子净化法等，但是这些方法自身都有着难以克服的弊端，所以一直难以大范围地推广使用。与其相比，利用纳米光催化tio2净化空气则有如下优点：降解有机物的最终产物是co2和h2o，没有其它毒副产物出现，不会造成二次污染；纳米微粒的量子尺寸效应导致其吸收光谱的吸收边蓝移，促进半导体催化剂光催化活性的提高；纳米材料比表面积很大，增强了半导体光催化剂吸附有机污染物的能力。利用纳米光催化tio2治理空气污染已经得到广泛应用，国内外都出现了很多产品，例如纳米空气净化器、中央空调净化模块、光触媒涂料等，市场前景非常广阔。 2．水处理传统的水处理方法效率低、成本高、存在二次污染等问题，污水治理一直得不到好的解决。纳米技术的发展和应用很可能彻底解决这一难题。研究表明，纳米tio2能处理多种有毒化合物，可以将水中的烃类、卤代烃、酸、表面活性剂、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂、木材防腐剂和燃料油等很快地完全氧化为co2、h2o等无害物质。此外，纳米tio2在降解毛纺染料废水、有机溴（或磷）杀虫剂等到方面也有一定效果。无机物在tio2表面也具有光化学活性。例如，废水中的cr6＋具有较强的致癌作用，在酸性条件下，tio2对cr6＋具有明显的光催化还原作用。在ph 值为2.5的体系中，光照1h 后，cr6＋被还原为cr3＋。还原效率高达85% 。迄今为止，已经发现有3000多种难降解的有机化合物可以在紫外线的照射下通过纳米tio2或zno而迅速降解，特别是当水中有机污染物浓度很高或用其他方法很难降解时，这种技术有着明显的优势。德国开发出了利用阳光和光催化剂对污水进行净化的装置，每小时可净化100-150升水。虽然利用纳米光催化tio2进行水处理目前还未得到广泛应用，但我们可以看出它未来的应用前景必将非常广阔。 3．杀菌消毒纳米tio2的杀菌作用是利用光催化产生的空穴和形成于表面的活性氧类与细菌细胞或细胞内的组成成分进行生化反应，使细菌头单元失活而导致细胞死亡，并且能使细菌死亡后产生的内毒素分解。研究表明：将tio2涂覆在陶瓷、玻璃表面，经室内荧光灯照射1小时后可将其表面99％的大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌等杀死。目前国外新型无机抗菌剂的开发与抗菌加工技术进展较快，已经形成系列化产品，其中tio2高催化活性纳米抗菌剂是市场前景最好的品种。日本在tio2光催化抗菌材料研究与应用起步较早，日本东陶等多家公司开发的光催化tio2抗菌瓷砖和卫生洁具已经大量投放市场。日本将今后发展的目光投向欧美国际抗菌产品市场，预计海外市场将是其国内市场的10倍，他们也极其关注中国抗菌塑料近年来的迅猛发展，纷纷抢滩中国市场。应用现状在当今世界性的环境污染问题越来越受到各国政府重视的情况下，利用纳米材料进行环境治理已经成为各国高科技竞争中的一个热点。在纳米光催化方面日本、美国等国家均投入巨资开展研究与开发工作，并大力推动其产业化，目前已有多种产品出现，其中所使用的纳米光催化材料绝大多数都是tio2。
二氧化钛作为光催化剂的研究
二氧化钛光催化剂的研究进展1972 年，A.Fujishima 等首次发现在光电池中受辐射的TiO2，表面能持续发生水的氧化还原反应，这一发现揭开了光催化材料研究和应用的序幕。1976 年J.H.Carey 等报道了TiO2水浊液在近紫外光的照射下可使多氯联苯脱氯。S.N.Frank 等也于1977 年用TiO2粉末光催化降解了含CN-的溶液。由此，开始了TiO2光催化技术在环保领域的应用研究，继而引起了污水治理方面的技术革命。近十几年来，随着社会的发展和人们对环境保护的觉醒，纳米级半导体光催化材料的研究引起了国内外物理、化学、材料和环境等领域科学家的广泛关注，成为最活跃的研究领域之一。 TiO2 是一种重要的无机材料，其具有较高的折光系数和稳定的物理化学性能。以TiO2 做光催化剂的非均相光催化氧化有机物技术越来越受到人们的关注，被广泛地用来光解水、杀菌和制备太阳能敏化电池等。特别是在环境保护方面，TiO2 作为 光催化剂更是展现了广阔的应用前景。但TiO2 的禁带宽度是3.2eV，需要能量大于3.2eV 的紫外光（波长小于380nm）才能使其激发产生光生电子-空穴对，因此对可见光的响应低，导致太阳能利用率低（只利用约3~5%的紫外光部分）。同时光生电子和光生空穴的快速复合大大降低了TiO2 光催化的量子效率，直接影响到TiO2 光催化剂的催化活性。因此，提高光催化剂的量子效率和光催化活性成为光催化研究的核心内容。通过科学工
作者对二氧化钛的物质结构、制备方法、催化性能、催化机理等方面的深入系统的研究，这种快速高效、性能稳定、无毒无害的新型光催化材料在废水处理、有害气体净化、卫生保健、建筑物材料、纺织品、涂料、军事、太阳能贮存与转换以及光化学合成等领域得到了广泛应用。 1 TiO2光催化作用机理 “光催化”从字面意思看，似乎是指反应中光作为催化剂参加反应，然而事实并非如此。光子本身是一种反应物质，在反应过程中被消耗掉了，真正扮演催化剂角色的却是TiO2。因此，“光催化”反应的内涵是指在有光参与的条件下，发生在光催化剂及其表面吸附物（如H2O分子和被分解物等）之间的一种光化学反应和氧化还原过程。其具体的作用机理如下。 从结构上看，TiO2之所以在光照条件下能够进行氧化还原反应，是由于其电子结构为一个满的价带和一个空的导带。当光子能量（hν）达到或超过其带隙能时，电子就可从价带激发到导带，同时在价带产生相应的空穴，即生成电子（e-）、空穴（h+）对。通常情况下，激活态的导带电子和价带空穴会重新复合为中性体（N），产生能量，以光能（hν′）或热能的形式散失掉。 TiO2+hν→e-+h+ （1） e-+h+→N+energy（hν′ TiO2光催化剂的制备与研究概况 昆明理工大学 摘要：TiO2是目前最受关注的光催化剂之一，本文综述了TiO2光催化原理，制备方法及其作为光催化剂在污水处理、空气净化和抗菌等方面的应用。 关键词：TiO2催化剂制备应用 Preparation and research of TiO2 as photocatalyst Hui fumei （Kunming University of Science and Technology） Abstract：Ti02 is one of the most promising photocatalysts at present．The mechanism and the synthesis of the photocatalytsts，and its application in water treatment，air purification and anti—bacteria were reviewed． Keywords ：TiO2 photocatalysts preparation application 引言TiO2是一种非常优秀的催化剂，以其活性高、热稳定性好、持续时间长、价格便宜所以倍受人们重视。广泛应用在传感器[1]、太阳能电池[2]、锂离子电池[3]、催化剂[4]、颜料[5]、化妆品、过滤陶瓷二氧化钛纳滤膜[6]、吸附等领域。尤其在自然环境日趋恶化、污染十分严重，水资源不断减少的今天，TiO2光催化剂的应用研究具有非常重要的意义。虽然TiO2光催化剂在光催化反应的应用已取得不少成绩。在研究和应用中却依然存在很多问题需要解决。二氧化钛光催化剂的催化活性受到各方面因素的影响：首先TiO2是宽禁带材料，仅能吸收太阳光谱的紫外光部分，通常需要用紫外光源来激发，太阳能利用效率低，这限制了其实际的应用：其次在制备和回收过程中，超细纳米粒子的过滤极为困难；第三纳米粉体在存放过程中容易团聚。都在一定程度上限制TTiO2光催化剂的广泛应用。 1 TiO2光催化原理 锐钛型TiO2，的禁带宽度为3．2 eV，在波长小于400 nm的光照射下，价带电子被激发到导带形成空穴电子对。在电场的作用下，电子与空穴发生分离，迁移到粒子表面的不同位置。热力学理论表明，分布在表面的空穴h可以将吸附在TiO2表面的H2O分子氧化成OH·自由基。OH·自由基氧化能力是水体中存在的氧化剂中最强的，能氧化大部分有机污染物及部分无机污染物，将其最终降解为CO2、H2O等无害物质，而且OH·自由基对反应物几 某某空气净化器项目 投资分析报告 目录 一、项目概况及简要评估意见 二、行业概况 二、空气净化器产业发展历程 三、空气净化器产业的技术分类 四、行业内竞争对手分析 五、空气净化器市场调研报告 六、某某空气净化器的优势 风险分析 七、某某项目操作的主要思路 八、结论 一、行业概况 空气既是人类赖以生存的必要条件，也是传播疾病的重要媒介。在居室当中，适宜的温度和湿度环境更是微生物滋生的温床，因此对空气的灭菌消毒对于防止感冒等疾病的发生具有很重要的意义。 空气净化器具有滤去尘埃、消除异味及有害气体、双重灭菌、释放负离子等功能。它通过电机使室内空气循环流动，被污染的空气通过机内的空气过滤器后将各种污染物清除或吸附，然后经过装在出风口的负离子发生器，将空气不断电离，产生大量负离子，被微风送出，形成负离子气流，达到清洁、净化空气的目的。 随着环境污染日益严重，加上许多室内装修和装饰材料的污染，空气源已成为影响人体健康的隐形杀手。人类68%的疾病与空气污染有关；世界卫生组织把室内空气污染列为18类致癌物质之首。室内空气污染超过室外5倍；全球污染最严重的20个城市，有16个在中国。随着人们环境意识的增强和生活水平的提高，越发认识到清洁空气对人身健康的重要性。因此，空气净化器正逐渐走入家庭和各种办公场所。在欧美发达国家，空气净化产品已经普遍用于家居、办公生活空间。调查数据显示，空气净化器在美国的普及率达到27%，日本17%，欧洲42%，韩国70%，而中国却不到1%，可见，空气净化器在我国市场还具有非常大的潜力。长期来看，空气净化器在我国的市场前景是较乐观的。 我国空气净化器在办公场所和家庭的使用刚刚起步，处在市场导入的起步阶段，普及率不到1%。根据预测，目前国内室内空气治理产业规模达300亿人民币，但是主要是各类加湿器产品。未来几年内，国内室内空气环境治理产业将处于快速成长期，空气净化器行业在国内还有巨大的增长空间。在我国，近些年来随着各类流行性传染疾病，如SARS、禽流感、甲型H1N1等病毒的频繁来袭，人们对室内空气质量越来越关注，从政府、企业到消费者都开始非常注重空气质量，购买空气净化器成了人们预防病毒传播的方法之一。空气净化器在中国的市场前景看好，这一点不容置疑。精明的商家早已嗅到了这块市场的价值，国内外各路厂商不遗余力地要挤进空气净化器市场。 二氧化钛光催化剂研究进展 工业催化张春明 摘要：催化是工业生产中追求高效率、高纯度、低耗能的有效手段。纳米TIO2以光催化凭着可以利用可见光进行催化反应而受到催化领域的亲昧，就纳米TIO2光催化剂目前的研究状况展开论述，并列举了TIO2光催化剂应用领域和目前的制备方法。讨论了光催化剂的发展前景，揭示了目前光催化技术对当代化工事业的影响，并对未来的发展发表了预期的倡想。 关键词：二氧化钛光催化剂纳米材料研究进展 前言 通俗意义上讲触媒就是催化剂的意思，光触媒顾名思义就是光催化剂。催化剂是加速化学反应的化学物质，其本身并不参与反应。光催化剂就是在光子的激发下能够起到催化作用的化学物质的统称。 光催化技术是在20世纪70年代诞生的基础纳米技术，在中国大陆我们会用光触媒这个通俗词来称呼光催化剂。典型的天然光催化剂就是我们常见的叶绿素，在植物的光合作用中促进空气中的二氧化碳和水合成为氧气和碳水化合物。总的来说纳米光触媒技术是一种纳米仿生技术，用于环境净化，自清洁材料，先进新能源，癌症医疗，高效率抗菌等多个前沿领域。 目前光催化反应已经在废水处理这一领域逐渐成效。光催化氧化具有很强的氧化能力，在环境污染治 理等方面显示出了巨大的应用潜力，是近年来国内外的一个热点研究领域。由于TiO2半导体光催化具有生物降解所无可比拟的速度快、无选择性、降解完全等优点，又在价廉、无毒、可以长期使用等方面明显优于 传统的化学氧化方法，在环境污染治理方面具有广阔的应用前景。另外最新研究成果显示将TIO2 光催化分子负于磁性，可有效的进行分离回收和再生循环使用。因此，可磁分离的技术的研究成果更为TIO 2 光催剂的应用进展画上了光辉的一笔。 作为高新技术纳米材料。纳米TiO2的制备方法主要分为气相法和液相法，前者包括氢氧火焰水解法、气相氧化法、钛酸盐气相水解法和气相分解法等，后者则包括溶胶一凝胶法、微乳法、水解法、水热合成法 和一步合成法等。尽管气相法制备的TiO2粉体粒度小、纯度高、分散性好，但工艺复杂、成本高且对设备和原料的要求较高。相比而言，液相法制备TiO2的工艺简单、成本低廉、设备投资小，已成为国内研究纳米Ti O2常用的方法。现主要列举有关制备TiO2 光催化剂的研究进展。 光催化技术在室内空气净化中的应用 发表时间：2019-03-07T11:28:50.453Z 来源：《知识-力量》2019年5月下《知识-力量》2019年5月下作者：高山黄贝贝 [导读] 由于人们生活环境的改变和提高，现在无论是工作还是生活，绝大多数人都在室内进行活动，所以室内的空气净化对人体健康是十分重要的，人们的生活水平越来越高，对空气质量的要求也越来越严格。但与此同时，高质量的生活意味着各种新型家电的引入，这些用品会给室内带来很多污染源，对人体造成伤害，因此为了人们的身体健康，室内空气净化是亟待解决的问题。关键词： （武汉东湖学院15级生命科学与化学学院，430212） 摘要：由于人们生活环境的改变和提高，现在无论是工作还是生活，绝大多数人都在室内进行活动，所以室内的空气净化对人体健康是十分重要的，人们的生活水平越来越高，对空气质量的要求也越来越严格。但与此同时，高质量的生活意味着各种新型家电的引入，这些用品会给室内带来很多污染源，对人体造成伤害，因此为了人们的身体健康，室内空气净化是亟待解决的问题。 关键词：光催化技术；室内空气净化；现状 引言 随着世界科技状况的不断发展，各种污染也随之而来，人们开始越来越重视环境问题，对于室内空气净化这一问题也尤为重视。比如人们在装修房子的过程中，材料的挥发会产生大量甲醛，变成致癌物，伤害人的身体。很多传统的净化方式已经完全不能满足人们的需要，研究者们开始研究空气净化的新方法，光催化技术是目前空气净化问题上普遍使用的技术，由于光催化技术时间段，效果好，所以受到了人们的普遍关注。本文将通过对光催化技术的概述，目前对于光催化的现状研究，如今最常用的几种净化方式，来分析光催化技术在室内空气净化中的应用，以此来对如何有效利用光催化实现室内空气净化提供借鉴。 一、光催化技术概述 （一）光催化原理 光催化原理是通过自身非常强大的氧化能力来实现对空气的净化，光催化的过程中可以分解掉很多的有机物，半导体的光催化技术就是通过太阳光的独特性来完成对空气的净化，非常的环保，效果显著。 （二）光催化技术的优点 光催化技术的实施不需要依附于太多外界的因素，在常温状态下，光催化就能就能正常进行。光催化剂一般都是以半导体作为主导，如果工作时间够长，那么那么污染物就会发生氧化还原反应，降解污染物的有害气体将不再是难题；光催化技术的反应很迅速，用时很短，由于空气污染会在短时间对人体造成巨大伤害，所以光催化技术在空气净化的运用上，一定要保证时间；光催化的降解技术非常强大，对甲醛的净化率高达98%，有效的完成了对室内空气净化的贡献。 二、光催化技术在室内空气净化中的研究现状 （一）降解机理 运用溶胶凝胶法制备了先进的纳米材料，运用光催化的技术来对污染物进行降解，在这一过程中，光催化技术会迅速的找到有害气体，并且加速氧化成二氧化碳和水，完成对空气的净化。 （二）降解效果 有许多有机污染物可以通过光催化的作用进行降解，研究者们为了提升降解速度，将光催化技术和活性炭技术相互结合起来，两者相结合来提高反应速度，使污染源能够迅速的降解。 三、现如今社会上所应用的净化方式 （一）利用空气清新剂 现在人们在进行装修，或者想清除室内异味的时候，最常用、最便捷、最传统的方式就是使用空气清新剂，这就是掩蔽法的使用方法。用空气清新剂的香味掩盖室内空气里的不良气味儿，但是这种方法的使用并不能清除空气中的有害气体，人们现在对于环境意识越来越强烈，所以，这种传统的方法已经逐渐被人们摒弃，人们开始寻找更有效的方法。 （二）物理吸附法 物理吸附法是通过活性炭等活性多孔类吸附剂来对室内的有害气体进行吸附，还可以通过静电的作用来进行室内的净化，这种方法相对于空气清新剂来说确实是优化了很多，使用方法也非常的便捷，但是在吸附之后应该怎样处理，怎么样才能知道吸附能量是否用完，这对于家庭来说是一个困难，所以这种方法在运用之前也要多加考虑。 （三）化学催化法 化学催化是目前所有催化方法中清除有害气体最明显、最彻底的方式，光催化就是化学催化当中最实用，最热门的方式。光催化的反应速度快，效果好，二次污染小，但是这种方法的成本问题让很多企业望而却步，在大批量的工业生产中运用次数并不多。 四、光催化在空气净化中的具体应用 （一）光催化技术和活性炭相结合 通过研究发现，光催化技术和活性炭相结合的净化方式可以更快速度的对污染物进行降解，对于甲醛的消除也有了很大程度的提高，在处理甲醛时，如果比例调试好，那么效果将会非常显著，这种方法非常的环保实用。 （二）应用于内墙涂料 由于现在科技水平的进步，很多装修所用的材料都采用纳米技术，这对于污染气体的降解具有非常明显的作用。现在国外已经发明出了一种可以自动降解的油漆，不需要再进行二次净化，就可以达到降解的效果。现在很多研究结果都表明利用光催化原理来进行室内净化已经不再是难题，重点在于应该如何应用，如何投入到实际生活中去。 （三）反应器研究 我国目前的科研水平已经达到了世界前沿的水平，我国很多的研究者已经研制出光催化技术在单独使用的情况下很实用的反应器。在TiO2光催化剂的制备与研究概况
空气净化器项目分析报告
二氧化钛光催化剂研究进展
光催化技术在室内空气净化中的应用