TiO2机能性粉末除臭实验

合集下载

TiO2基光催化材料净化室内空气中苯和甲苯的性能开题报告

TiO2基光催化材料净化室内空气中苯和甲苯的性能开题报告

TiO2基光催化材料净化室内空气中苯和甲苯的性能开题报告题目:TiO2基光催化材料净化室内空气中苯和甲苯的性能一、研究背景和意义室内空气污染已经成为目前城市居民面临的常见问题之一。

环境污染会严重影响人体健康和生活质量,因此加强室内环境治理显得非常重要。

苯和甲苯作为常见的室内污染源之一,已经引起了广泛的重视。

这两种有机物具有强烈的刺激性、毒性和臭味,且易于挥发和吸入,对人体的健康影响极大。

因此,如何有效地去除室内苯和甲苯是解决室内不良空气质量的重要问题。

光催化技术是一种可行的方法。

因其具有操作简单、效率高、无需化学物质等优点,已经成为最受欢迎的空气净化技术之一。

此外,TiO2光催化材料也因其良好的化学稳定性、光稳定性和成本效益而广泛应用于光催化领域。

二、研究内容和目的本文旨在研究TiO2基光催化材料在净化室内空气中苯和甲苯的效果,并探究不同条件下其光催化反应的影响因素。

通过实验,获取TiO2基光催化材料的表面形貌、晶型结构、光学性能、光电子能谱、吸附性能等相关信息,并探究光照时间、光照强度、反应温度和湿度等因素对其催化性能的影响,为优化材料性能提供理论依据。

三、研究方法(1)实验材料:TiO2基光催化材料、苯和甲苯(2)实验设备:光催化反应器、高压汞灯、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、紫外-可见分光光度计(UV-vis)等。

(3)实验步骤:①制备TiO2基光催化材料,表征其形貌、晶型结构、吸附性能等;②设置实验组和对照组,将苯和甲苯溶液注入反应器中,通过调整反应条件,探究光照时间、光照强度、反应温度和湿度等因素对催化效果的影响;③获取样品处理前后的残留浓度,并进行对比分析。

四、研究预期结果通过实验,本文预计获得以下结果:(1)制备TiO2基光催化材料,表征其晶型结构、表面形貌、吸附性能等;(2)探究不同因素对TiO2基光催化材料催化效果的影响;(3)确定最优实验条件,用于治理室内空气中苯和甲苯。

纳米TiO2光催化降解在灭菌、除臭、治病方面的应用

纳米TiO2光催化降解在灭菌、除臭、治病方面的应用

书山有路勤为径,学海无涯苦作舟纳米TiO2 光催化降解在灭菌、除臭、治病方面的应用经过研究认为,纳米TiO2 作为光催化剂的理论基础在于:通过量子尺寸限域造成吸收边的迁移;由散射的能级和跃迁造成光谱吸收及发射行为结构化;与半导体材料相比,量子阱中的热载流子冷却速度下降,量子产率提高;纳米TiO2 所具有的量子尺寸效应使其导电和价电能级变成分立的能级,能隙变宽,导电电位变得更负,而价电电位变得更正。

这使其获得了更强的氧化还原能力,这对催化反应是十分有利的。

在人类生活的空间中,生息着各种各样的微生物,在这些微生物中有大量的致病菌,可直接使人发病,也可以使人体、牲畜代谢产物分解出各种低级脂肪酸和胺类等有臭味的挥发性化合物,加上细菌本身的分泌物和残骸腐烂挥发的气体,释放出令人厌恶的臭味。

如何杀灭空气中的有害细菌、除去恶臭,也是空气净化的一个重要任务。

由于细菌是由有机物等组成的,因此利用纳米TiO2 光催化剂,在光的作用下具有非常强的氧化能力,就可直接氧化破坏细胞壁、细胞膜或细胞内的组成成分,生成CO2、H2O,从而在短时间内杀死细菌、消除恶臭。

实验证明,纳米TiO2 的光催化作用,对绿脓杆菌、大肠杆菌、金黄葡萄球菌、沙门菌、牙枝菌和曲霉等都具有很强的杀灭能力。

可将其用于医院手术台和墙壁、浴缸、瓷砖及卫生间等地方。

日本已将纳米TiO2 的杀菌性能应用到餐具上,使得餐具带菌传染疾病的可能性大大减少。

纳米TiO2 抗菌、防霉的机理是:由于TiO2 电子结构所具有的特点,使其受光照时生成化学活泼性很强的超氧化物阴离子自由基和氢氧自由基,攻击有机物,达到降解有机污染物的作用。

当遇到细菌时,直接攻击细菌的细胞,致使细菌细胞内的有机物降解,以此杀死细菌,并使之分解。

一般常用的杀菌剂如银、铜等能使细菌细胞失去活性,但细菌被杀死后,尸体释放出内毒素等有害的组分。

纳米TiO2 不仅能影响细菌繁殖力,而且能破坏细。

tio2的实验报告

tio2的实验报告

纳米TiO2的制备及其光催化性能的检验实验报告一、实验目的:1、了解纳米TiO2的性质及应用。

2、掌握制备纳米TiO2的原理和方法,并比较不同方法的优缺点。

3、掌握检验纳米TiO2光催化性能的一般方法。

4、掌握离心机、分光光度计等仪器的使用方法。

二、性质:(1)基本化学性质:纳米TiO2化学性能稳定,常温下几乎不与其它化合物反应,不溶于水、稀酸,溶于氢氟酸和热浓硫酸。

不与空气中CO2 ,SO2 ,O2等反应,具有生物惰性。

纳米TiO2具有热稳定性,无毒性。

与硫酸氢钾或与氢氧化碱或碳酸碱共同熔融成钛酸碱后可溶于水。

相对密度约4.0。

熔点1855℃。

(2)光催化:纳米TiO2是一种n型半导体材料,禁带宽度较宽,其中锐钛型为3.2eV,金红石型为3.0eV,当它吸收了波长小于或等于387.5nm 的光子后,价带中的电子就会被激发到导带,形成带负电的高活性电子e-,同时在价带上产生带正电的空穴h+,吸附在TiO2表面的氧俘获电子形成•O2-,而空穴则将吸附在TiO2表面的OH-和H2O氧化成具有强氧化性的•OH,反应生成的原子氧、氢氧自由基都有很强的化学活性, 氧化降解大多数有机污染物,同时空穴本身也可夺取吸附在半导体表面的有机物质中的电子,使原本不吸收光的物质被直接氧化分解,这两种氧化方式可能单独起作用也可能同时起作用,对于不同的物质两种氧化方式参与作用的程度有所不同。

这些原子氧、氢氧自由基和空穴还能与细菌内的有机物反应,生成CO2、H2O 及一些简单的无机物,从而杀死细菌,清除恶臭和油污。

此外,半导体表面产生的高活性电子具有很强的还原能力,电子受体可直接接受光生电子而被还原, 故也可用来还原去除环境中的某些特定污染物,如: Cu2+等有毒离子。

另外,光催化效率与激发态电子、空穴到达表面的时间有关, 纳米TiO2粒子作为光催化剂, 其粒径越小,电子、空穴到达反应表面的数量越多,光催化效率越高但是,由于TiO2本身禁带宽, 产生的电子-空穴对不仅极易复合而且寿命较短, 光响应范围较窄, 使光催化活性受到了一定的限制,且利用的光谱范围受到一定的限制。

低浓度有机废气纳米tio2光催化处理技术

低浓度有机废气纳米tio2光催化处理技术

低浓度有机废气纳米tio2光催化处理技术随着工业化进程的不断加快,有机废气排放问题逐渐突显。

有机废气含有高浓度的有机物质和其他有害物质,对环境和人类健康都造成了很大的威胁。

为了有效解决这一问题,人们不断探索新的治理技术。

本文将介绍一种新型的有机废气处理技术——低浓度有机废气纳米TiO2光催化处理技术。

一、概述纳米TiO2光催化技术被广泛应用于废水处理中。

其主要原理是利用光激发TiO2产生的电子和空穴对有害物质进行氧化降解,最终分解为无害物质。

近年来,随着纳米材料在催化领域中的广泛应用,纳米TiO2光催化技术也被人们用于有机废气净化。

二、技术实现过程该技术主要包含四个步骤:废气预处理、光催化反应、光催化停止和废气后处理。

1.废气预处理废气经过处理后,将低浓度的有机废气与空气混合,以使废气浓度降低到适合使用该技术的浓度范围。

这个步骤的目的是为了降低废气中有害物质的浓度,以确保纳米TiO2可以完全降解有机物质。

2.光催化反应该步骤是整个过程的核心。

在反应器中加入纳米TiO2,通过紫外光辐射激活纳米TiO2,使其表面形成活性位点。

在TiO2表面活性位点的作用下,有机废气中的有害物质被氧化分解成CO2、H2O等无害物质。

3.光催化停止当废气经过光催化反应后,必须停止光照才能停止反应。

此时,在反应器中加入适当浓度的乙醇或柠檬酸等还原剂,将TiO2表面氧化态电荷还原为还原态电荷。

这有助于减少TiO2的脱除率和提高TiO2的长期稳定性。

4.废气后处理废气经过光催化反应后,还需要进行一定的后处理,如过滤、吸收、脱除等处理,以确保废气的排放符合相应的排放标准。

三、技术优势1.高效纳米TiO2光催化技术具有高度的反应速率,可在短时间内将有机废气中的大部分有害物质分解成无害物质。

此外,该技术还具有选择性,只对有机物质进行降解,不对其他气体成分产生影响。

2.低成本纳米TiO2光催化技术相对于其他技术具有较低的成本,不需要添加化学药品进行处理,只需使用紫外光和纳米TiO2即可实现有机废气的高效处理。

等离子体放电催化纳米TiO_2降解甲醛的实验分析_王鹏

等离子体放电催化纳米TiO_2降解甲醛的实验分析_王鹏

为了 符 合 国 家 标 准,人 们 研 制 了 多 种 空 气 净 化 器 来 净 化 居 室 环 境 ,净 化 器 采 用 了 物 理 吸 附 、化 学 吸 收、静电除尘等方法来 降 解 室 内 的 甲 醛 气 体 ,但 [4-10] 每种方法都存在 着 各 自 的 局 限 性。 近 年 来,随 着 纳 米技 术 的 日 臻 成 熟,采 用 光 催 化 纳 米 TiO2 降 解 甲 醛的方法 逐 [11-15] 渐 被 人 们 所 关 注,将 这 种 方 法 应 用 于空气净化器,与 其 他 方 法 相 比,具 备 成 本 低、可 再 生 、易 推 广 等 优 点 。
甲 醛 对 人 体 健 康 的 影 响 包 括 嗅 觉 异 常 、刺 激 、过 敏、肺功能异常、肝 功 能 异 常 等,其 中 最 主 要 的 危 害 表现为对粘膜的刺 激 作 用,在 低 质 量 浓 度 下 最 初 刺 激眼粘膜,质 量 浓 度 稍 高 时 刺 激 上 呼 吸 道,引 起 咳 嗽 、胸 闷 、并 使 粘 膜 溃 烂 ,进 而 在 肺 部 引 起 炎 症 ,高 质 量 浓 度 吸 入 时 ,会 出 现 呼 吸 道 严 重 的 刺 激 和 水 肿 、呼 吸频 率 下 降、眼 刺 激、头 痛 等。 针 对 甲 醛 的 危 害,我 国卫生部门早有规 定:居 室 内 空 气 中 甲 醛 质 量 浓 度 应≤0.1mg/m3,而 国 外 许 多 国 家 也 针 对 甲 醛 质 量 浓度提出了≤0.15 mg/m3 的要求 。 [1-3]
由于分散性的好坏直接决定了在相同电泳条件 下电泳成膜的质量 和 均 匀 程 度,因 此 通 过 对 比 电 泳 成膜的优劣,可以看 出 溶 液 质 量 浓 度 对 分 散 性 的 影 响 ,如 表 2 所 示 。

TiO2基自清洁粉末涂料的制备与性能研究

TiO2基自清洁粉末涂料的制备与性能研究

TiO2基自清洁粉末涂料的制备与性能研究赵玥【摘要】The author of this paper has made self-cleaning powder coating materials containing TiO2 by the evaporation method and studied the influence of various conditions on the their self-cleaning effect.The results show that with the increase of TiO2 ,the drying time of coating grad-ually increases,the water contact angle also increases,that the photocatalytic capacity of coating is the greatest when the proportion of TiO2 is 15%,and that coating with TiO2 has good self-cleaning effect on dust,oil,and coffee,and the mechanical performance can meet the general re-quirements for coating application.%利用蒸发法制备了含有 TiO2的自清洁涂料,考察了相关条件对涂层材料自清洁效果的影响。

结果显示:随着 TiO2含量的增加,涂层干燥时间逐渐提高,涂层的水接触角增大;TiO2含量为15%时涂层的光催化性能最强;含 TiO2的涂层对灰尘、油污、咖啡都具有较好的自清洁效果,其机械性能满足涂料应用的一般性要求。

【期刊名称】《唐山学院学报》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】4页(P57-60)【关键词】二氧化钛;自清洁涂料;制备;性能【作者】赵玥【作者单位】唐山学院环境与化学工程系,河北唐山 063000; 唐山市微纳米材料制备及应用重点实验室,河北唐山 063000【正文语种】中文【中图分类】TQ635.55随着空气和粉尘污染的日益严重,城市中的建筑外墙、玻璃展示窗以及广告展示牌等正在遭受着越来越严重的侵蚀。

光触媒除臭技术的研究与应用

光触媒除臭技术的研究与应用

光触媒除臭技术的研究与应用光触媒除臭技术是一种利用光触媒材料催化氧化有害气体、挥发性有机物(VOCs)和异味分子的技术。

该技术具有高效、环保、无二次污染等优点,广泛应用于室内空气净化、废水处理、厨房油烟净化、汽车内饰净化等领域。

光触媒除臭技术的研究主要涉及光触媒材料的制备和催化机理的研究。

常用的光触媒材料包括二氧化钛(TiO2),钨酸钡(BaWO4),促进剂如金属银(Ag)等。

制备光触媒材料的方法主要有溶胶-凝胶法、水热法、共沉淀法等。

研究人员通过调控制备方法和材料结构,提高光触媒的催化性能,提高催化剂的活性和稳定性。

光触媒除臭技术的应用领域非常广泛。

在室内空气净化领域,光触媒可以有效降解装修材料和家具散发的有害气体和异味,改善室内空气质量。

在厨房油烟净化领域,光触媒可以催化油烟中的有机污染物和异味分子,减少油烟对人体的危害。

在汽车内饰净化领域,光触媒可以降解汽车内部散发的甲醛、苯、TVOC等有害气体,改善车内空气环境。

光触媒除臭技术的优点主要有以下几个方面。

首先,光触媒除臭技术具有高度的选择性,可以选择性催化有害气体和异味分子,而对人体无害的气体不会被催化。

其次,光触媒除臭技术具有高效的降解能力,可以快速将有害气体和异味分子催化氧化为无害的物质。

再次,光触媒除臭技术是一种环保的技术,催化反应过程不产生二次污染物,对环境友好。

最后,光触媒除臭技术具有长效性,催化剂可反复使用,无需频繁更换。

尽管光触媒除臭技术具有很多优点,但也存在一些挑战和限制。

首先,光触媒除臭技术对光照强度和波长敏感,需要在光源条件下才能发挥催化作用,因此在暗处或光照不足的环境中效果较差。

其次,光触媒除臭技术在处理高浓度、高温、高湿度的废气时效果不理想,催化剂易失活。

此外,光触媒除臭技术对光照条件的依赖使其在室外环境中应用受到限制。

纳米TiO2自清洁性及其应用

纳米TiO2自清洁性及其应用

纳米TiO2自清洁性及其应用201240720221刘婷应化2班摘要:由于自洁净材料具有光催化、自清洁、抗菌等功能,人们对光催化自洁净材料的研究日益关注,市场对于自清洁薄膜产品的需求也日益增加,其发展前景非常乐观。

本文主要概述了纳米二氧化钛自清洁材料的机理及应用。

关键词:光催化;TiO2;自清洁;应用1 引言随着人类社会的发展,环境污染问题受到人们越来越多的关注,如何消除或减少工业生产对环境造成的污染已成为一个全球性的问题。

TiO2能直接利用包括太阳光在内的各种途径的紫外光,在室温下对各种有机的或无机的污染物进行分解或氧化,从空气中清除这些污染物。

该项技术具有能耗低、易操作、除净度高等特点,尤其对一些特殊的污染物具有比其他方法更突出的去污效果,而且没有二次污染等,成为多相光催化领域的研究热点,具有广泛的应用前景。

2 自清洁机理2.1 光催化机理TiO2是一种n型半导体材料,有强的氧化性和还原性。

在光化学反应中,以TiO2作催化剂,在太阳光,尤其是在紫外线的照射下,使TiO2固体表面生成空穴(h+)和电子(e-)。

空穴(h+)使H2O氧化,电子(e-)使空气中的O2还原,使有机物氧化为CO2、H2O等简单的无机物[1]。

光催化反应的机理模式如下:TiO2 + hγ→ e- + h+h+ + H2O →·OH+ H+e- + O2→·O2-·O2-+ H+→HO2·2HO2·→O2+H2O2H2O2+·O2-→·OH +OH-1.2亲水性机理在紫外光照射的条件下,氧化钛表面的超亲水性是由于其表面的结构变化:在紫外光的照射下,氧化钛价带的电子被激发到了导带,电子和空穴向氧化钛表面迁移,在表面形成电子空穴对,电子与Ti4+反应,空穴则同薄膜表面的桥氧离子反应,分别生成Ti3+和氧空位,空气中的水分子与氧空位结合形成表面羟基,形成物理吸附水层,其表面就会有极强的亲水性,与水的接触角减小到5°以下,甚至水滴可以完全浸润二氧化钛薄膜表面,薄膜具有的这种性质称为超亲水性。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

粉末。同时 , 在两个容器 的一侧壁上钻一个直径为 5m ¥ ̄ , m L 以方便将烟注入容器 中并能方便仪器测 量 。然后 , 隔相 同时 间 间隔测 量 一 次 容 器 内 的烟 浓 度, 将所测浓度作为纵坐标 , 时间作为横坐标 , 得到
浓 度与 时间 的关 系 曲线 图。
1 光催化原理


对制作球 状光触媒 TO 材 料过程 中所产 生的机能性粉末进行 了研究 , i: 并进行 了密闭空 间内的香烟烟 味的除臭实验 。
从所得臭味浓度与所经时间的曲线图看 出, 有机 能性粉末 的除臭效果非 常明显 , 具 除臭时间很短且 除臭彻底。
关键词
光触媒
纳米 TO 机 能性粉末 i: 0 5. ; 文献标识码 523 B
附在 TO i 表 面 的 O 和 H O氧 化 成 H H一 O。O 和 H O有 很 强 的 氧 化 能力 , 机 物 可 被 其 氧 化 , 成 有 生
的一个容器 的烟浓度下 降很 快 , 7 i 在 0mn几乎 降
到 0, 终除 去 烟 味 ; 而 , 有 机 能 性 粉 末 的 一个 最 然 没
@ 2 0 SiT c. nn . 07 c . eh E gg
TO i 2机能性粉末除 臭实验
齐 海 朱 月红 文继华 臼田昭司
( 河北科技大学教务处 , 石家庄 00 1 石家庄经济学院光电技术研究所。石家庄 0 0 3 ; 5 0 8; , 50 1
日本大阪工业大学系统与控制工程学院 日 大阪 5 2 5 2 ,本 787 )
10 0 4@ sn .c m. n。 ia o c

究方向 : 物理应用 。E m i qhJ - al ia :
维普资讯
7 期
\ 艇

J r
海 ,等 :TO 机能性粉末 除臭实验 i:
l2 49
机能性粉末进行除臭实验, 得到很好的实验结果 , 说
C H O 致使在很短的时间内能杀灭细菌 、 O和 , 消臭
和除去油 污 。其 反应 过程如 下 :
20 0 6年 1 1月 l 日收到 7
容器的烟浓 度在 10 mn时仅 降 到 4 % , 0 i 0 并趋 于
稳定 。
第一作者简介 : 齐
海 ( 90一) 男 , , 18 , 汉 河北 石家庄 人 , 教 , 助 研

l 6
2 S rh Kls k,Da il atr. Viil ih rv n V-d p d Ti aa oe ne R f y e s e lg tdie b o e O2
维普资讯
第 7卷 第 7期 20 0 7年 4月 17 —89 20 ) -4 80 6 11 1 (0 7 7 12 - 2







Vo. No 7 Ap . 0 7 17 . r2 0
S in e T c n l g n n i e rn ce c e h oo y a d E gn ei g
能。
e + o 一 o 三 HO.
2 O O +H O H 2・ 2 2 2 H O + ・ H ・+O 22 O O H一+O 2
() 3
() 4 () 5
2 实验描述
首先 准备 两个 相 同 的密 闭塑 料容 器 , 其 中一 在
个 里面放 置一 个小 盘 子 , 面均 匀 的铺一 层 机 能 性 上
TO 的禁带宽度为 32e 在水 和空气 中吸收 i . V, 波长小于或等于 3 75n 8. m的光子后 , 产生带负电的 电子和带正电的空穴 , 形成空 电子对。吸附溶解
在 TO i 表 面 的氧俘 获 电子形 成 O 而 空穴 则 将 吸 ,
3 实验结果
通过 测 量 得 到 烟 浓 度 与 时 间 的 关 系 曲 线 图 如 图 1 示 。从 图 1中 可 以看 出 , 机 能 性 粉 末 所 有
中图法分 类号
纳 米 TO i 由 于具 有 强 的 光 氧 化 还 原 性 , 氧 能
TO + _H i 2 } + +e 一 H +H O HO・+H 2
() 1 () 2
化分解各种有机化合物和部分无机物 , 能破坏细菌
的细胞 膜 和 固 化 病 毒 的 蛋 白 质 Байду номын сангаас 而 具 有 极 强 的 从 防污 、 菌 和 除 臭 功 能 ; 以 , 到 越 来 越 多 的重 杀 所 受 视 ¨ 。因为 它 的催 化 反 应 只 是 发生 在 表 面 , 为充 分利 用 它 的催 化 作 用 , 需 要 增 大 二 氧 化 钛 的 表 就 面 积 , 是就 出现 了制 做二 氧化钛 陶瓷球 。同时 , 于 由 于纳米级 的二氧 化 钛制 做 工艺 复 杂 J二 氧 化钛 的 , 价格 昂贵 , 就 要 求 尽 最 大 限度 地 利 用 二 氧 化 钛 。 这 本文就 针对 制做 二氧化 钛 陶瓷球过 程 中所 产生 的粉 末进行 实验研 究 , 现这 种 粉 末具 有 很 好 的 除臭 功 发
c a a trz t n o a o ie /T x d p o o a ay L h r cei ai fa n n -sz d Mo imi e h t tl s Ap l d o c pi e S ra e S i n e, 0 2; 6 2 9 u fc c e c 2 0 1 5: 0
明该粉 末具有 很好 的除 臭 功能 , 为充 分利 用 TO 这 i: 以及节 省资源 提供 了有 利 的依据 。
参 考 文 献
lo 0 8o o
1 My n S o e n, W o a Y o , Hy n u o. e aain n u g ek J o o S g of i u k Jo Prp rt a d o
相关文档
最新文档