《中国理化研究所》201705刊    

纳米二氧化硅作为一种新型环保光催化材料，以其所具有的众多优越性能而受到广泛关注，应用研究延伸至能源、环保、建材、医疗卫生等多个优先域。本课题主要基于纳米TiO2在气相光催化优先域的应用，针对室内环境中长期严重影响人体健康的有机污染物-甲醛，开展了一系列相关实验研究，内容涉及JR05纳米TiO2光催化剂的制备、负载、光催化降解甲醛以及吸附-光催化净化甲醛的性能研究，本课题的开展对光催化及吸附-光催化净化空气技术的应用具有一定的参考价值。受到本课题前期研究的启发，在本实验研究开展初期JR05纳米二氧化钛光催化剂制备环节，引入分散液粒子粒度分析、液膜状态、甲醛释放性及甲醛降解性等4项指标对分散液效果进行综合考核。实验结果表明，阴离子表面活性剂B配制而成的2＃分散液具有TiO2粒径小且分布均匀，液膜光滑度、牢度、透明度高，甲醛释放性小及甲醛降解率高等优点，作为该项研究开展的基础。

降解净化甲醛的性能研究涉及两大部分：

(1) 单纯纳米TiO2负载状态下光催化降解甲醛性能研究。①单因素分析法就不同纳米TiO2负载量、不同光强对纳米TiO2光催化性能产生的影响予以分析，结果表明，随TiO2负载量的增加，甲醛降解率略有提高；较低光照强度下，纳米TiO2对甲醛的降解率随时间延长而不断提高，当光强较高时，特别是在300μw/cm2，纳米TiO2分解分散液成分使其产生甲醛；②纳米TiO2负载量、光照强度和反应时间3因素作用下开展正交实验以探讨工艺参数，结果表明，纳米TiO2分散液量为5mL、800μW/cm<'2>光照强度下作用48小时，TiO2对甲醛的光催化降解率可达63.6％，其净化效率为23.1μg/g。

(2) 纳米TiO2和吸附材料共同负载状态下吸附-光催化净化甲醛性能研究。①光催化参数方案下，纳米TiO2/ACF复合材料配比方案的优化，结果表明，当ACF负载量为5.8g/m2时，纳米TiO2/ACF复合材料对甲醛的净化率达97.5％；②单纯ACF负载和TiO2/ACF共同负载两种状态下重复使用性能的研究，结果表明，后者5次20小时使用后仍能保持88.3％的甲醛净化率，同时从理论上分析了纳米TiO2与ACF在净化甲醛的过程中所产生的协同作用；③利用毛织物对气相物质优越的吸附性能，考察以其作为基材负载纳米TiO2对甲醛的吸附-光催化净化性能，结果表明，毛织物本身对甲醛的吸附率可达到75.4％～78.3％，负载纳米TiO2后对甲醛的净化率达到96.4％。