光催化复合材料在木质材料上的应用前景

纳米二氧化钛作为一种光催化材料,可以通过光催化反应将多种有害气体污染物降解为CO2、H2O等物质.介绍了TiO2的光催化机理,对纳米TiO2复合材料的研究现状及其在空气净化领域的应用进行了归纳总结,并就光催化复合材料在木质材料上的应用前景进行了可行性分析.     

离子液体中制备纳米TiO2/纤维素复合纤维及产物的光催化性能

纳米TiO2/纤维素的复合纤维可以用于纺织、材料和催化等领域.在1-丁基-3-甲基咪唑氧盐([ BMIM] Cl)离子液体中,将纳米TiO2粉末与纤维素浆柏共混,采用湿法成型技术制备不同含量的纳米TiO2/纤维素纤维复合纤维.通过力学测试、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)对所得复合纤维的力学性能、形貌和结构等进行表征;以亚甲基蓝为模型物,对其光催化性能进行测试.结果表明,TiO2质量分数对复合纤维的形貌和性能影响显著,随TiO2质量分数由2％增大至16.7％,复合纤维的断裂强度降低,初始模量由0.139 cN/dtex降至0.077 cN/dtex,光催化性能先降低而后增强,其中含TiO216.7％的复合纤维催化性能较强.以[BMIM] Cl离子液体为介质,温法纺丝制备有光催化活性纳米TiO2/纤维素纤维的方法是可行的;综合考虑,含TiO2 2.0％的复合纤维性能较佳.     

掺铁纳米TiO2光催化性能研究

应用超临界流体干燥技术,采用溶胶-凝胶法制备了掺铁的纳米TiO2粉体材料,使用TG-TDA、XRD、激光粒度分析仪、扫描电镜对粉体进行表征.通过甲基橙溶液光催化降解实验,发现掺入质量分数为0.05%Fe的TiO2比纯TiO2催化效率提高了1.58倍.     

纳米二氧化钛光催化剂的制备方法

专利号:200810234383.3纳米TiO2是一种高效节能的光催化功能材料,因其无毒、光催化活性高、稳定性高、氧化能力强等优点而被广泛应用于废水处理、贵金属回收、空气净化等领域。微波加热技术目前已用于陶瓷的烧结、纳米材料的制备及催化剂的制备等方面,TiO2属于低损耗物质,在室温和低温时几乎不吸收微波,只有达到一定     

抗菌自洁性纳米日用瓷

本项目为一种新型的抗菌自洁性纳米日用瓷,即采用纳米技术的方法将纳米TiO2为基本组分的光学半导体纳米薄膜固定于陶瓷、玻璃和卫生洁具等物品或商业产品的表面,从而赋予它们具有杀菌和自清洁表面的功能,使得这些产品得以提升档次和更新换代。目前,在多相光催化反应所应用的光化学半导体纳米催化剂中,TiO2以其无毒、催化活性高、稳定性好     

纳米TiO2改性脲醛树脂中游离甲醛的光催化降解研究

如何降低游离甲醛含量一直是脲醛树脂研究的热点之一。采用锐钛矿型纳米二氧化钛(TiO2)改性脲醛树脂,探索在紫外光(波长λ=365nm)照射下,纳米TiO2对脲醛树脂中游离甲醛的催化降解效果。通过分析脲醛树脂中游离甲醛的含量,研究了光照类型、时间以及纳米TiO2的含量对光降解甲醛的影响。使用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、同步热分析(TG)表征了光催化降解游离甲醛对脲醛树脂化学结构及热性能的影响。结果表明:在脲醛树脂的降醛处理中,加入尿素质量1%的锐钛矿型纳米TiO2,室温下紫外光照时长48h,可以获得36.7%的游离甲醛降解率。紫外光照可以促进脲醛树脂的固化,使其固含量和粘度上升,固化时间缩短,但对脲醛树脂的化学结构和热性能没有明显影响。     

负载纳米TiO2光催化材料涂料的试验研究

为改善空气质量,降解大气中的NOX,采用纳米TiO2光催化材料对涂料进行改性,然后喷洒在沥青道路表面。制备分散性及稳定性良好的纳米TiO2浆料,采用高速剪切与超声波震荡相接合的方法,通过正交试验得到最佳配比。考虑到涂料喷涂在沥青表面上的特殊环境,改性涂料应具备抗滑、耐水、冻融循环及良好的附着力等性能。经过一系列测试,结果表明:3%含量的纳米TiO2具有良好的分散性,用其制备的改性涂料能和沥青很好的结合,结合后其抗滑性、耐水性、冻融循环和附着力等均优于其他含量的涂料,适用于作为沥青路面表面喷涂的负载涂料。     

纳米TiO_2改性竹炭吸附与降解空气中苯的研究

采用纳米TiO2对竹炭进行改性,并结合FT-IR、EPR图谱及SEM对其性能和结构进行表征,通过气相色谱法研究了改性竹炭对空气中苯的净化效果。结果表明,TiO2既负载到竹炭孔隙的边沿和表面,又没有堵塞竹炭的特殊孔隙,且改性竹炭的自旋数由8.7×1013增加到8.9×1017。结果显示,纳米改性竹炭可将空气中的苯污染物降解为无毒、无害的二氧化碳和水,且在紫外灯照射下的降解效果最好;当纳米TiO2含量为3%时,改性竹炭降解苯12h的净化率可达93.50%。     

-活性炭复合材料吸附及光催化净化甲醛的研究

超临界乙醇条件下制备的TiO2- 活性炭(Sc-TiO2-AC)复合材料,表征了所制备样品的结构,且对样品的吸附及光催化净化甲醛的性能进行了分析.实验表明,在超临界乙醇条件下可快速有效地制备出具很好的光催化与吸附协同效应的Sc-TiO2-AC复合材料.而且协同效应优于活性炭与Sc-TiO2样品的简单混合样品.研究表明产生这一协同效应时,光催化甲醛降解速率加快,同时光催化作用促使被活性炭吸附的污染物向TiO2表面迁移,使活性炭的吸附能力得以恢复,实现原位再生.实验表明,在300 ℃制备的Sc-TiO2-AC复合材料的甲醛去除率最高.300、350和400 ℃时的甲醛去除率在实验进行240 min后分别达到100 %、96 % 和93 %.     

竹炭／TiO2复合体改性杨木单板的胶合性能

采用加压浸渍法将负载型光催化材料--竹炭/TiO2复合体渗入杨木单板中,运用正交试验方法对纳米TiO2改性杨木单板的胶合性能进行了研究,探讨涂胶量、热压压力与浸渍压力等因素对材料胶合性能的影响,并结合扫描电镜分析给出了制板的最佳工艺条件:热压压力为1.2 MPa,浸渍压力为1.6 MPa,涂胶量250 g/m2.     

活性竹炭负载TiO_2及其对苯酚的吸附降解

以活性竹炭(ABC)为基体,通过溶胶浸渍的方法获得了TiO2/ABC材料,并研究了对苯酚的吸附降解。结果表明:活性竹炭上负载的TiO2的物相和晶粒大小跟热处理温度有关。活性竹炭负载TiO后吸附能力变化不大,但赋予了其一定的光催化能力。     

TiO2/核桃壳炭复合材料的制备及光催化降解苯酚研究

为提高TiO2的回收性能,促进农林废弃物的资源化利用,以核桃壳为炭源,采用溶胶 凝胶法制备TiO2/核桃壳炭复合材料。通过傅里叶红外光谱、X射线衍射、比表面积和电镜扫描等手段对复合材料的化学和晶相结构、比表面积和微观形貌进行表征,并测试其对苯酚的吸附 光催化性能。物相表征结果显示,TiO2/核桃壳炭(400℃,2 h)中TiO2以锐钛矿相颗粒分散在核桃壳炭表面,炭的固载提高了TiO2的分散性能,使其晶粒尺寸由15.7 nm降低至11.6 nm,增强了可见光吸收能力。活性分析结果表明:当TiO2含量为80%,催化剂用量为2 g/L,苯酚初始质量浓度为10 mg/L,紫外光照射240 min时,TiO2/核桃壳炭(400℃,2 h)对苯酚的降解率为97.7%,化学需氧量降解率为92.36%,优于TiO2(分别为71.55%和63.34%)和商业购买的平均粒径为25 nm的锐钛矿晶和金红石晶混合相的TiO2(降解率88.56%),且几乎完全矿化,符合一级反应动力学方程。TiO2和TiO2/核桃壳炭光催化降解苯酚的主要活性中心分别为·OH和·O-2,核桃壳炭的负载提高了TiO2吸附 光催化苯酚性能和回收效率。     

/BAC的制备及其性能研究

采用竹活性炭(BAC)作为载体,以尿素为氮源,采用溶胶-凝胶法掺杂了N元素的TiO2/BAC,然后通过等体积浸渍法负载Pt,制备了铂、氮共掺杂型光催化剂(Pt/N/TiO2/BAC)。样品的N2吸附、XRD、FT-IR、XPS等分析结果表明:掺杂后BAC的比表面积、比孔容积等均有所下降,对中孔及大孔影响更明显;Pt、N共掺杂不改变TiO2的晶型类型,有利于TiO2在活性炭表面分散,N掺杂使晶粒粒径减小,Pt掺杂对晶粒粒径影响不明显;N、Pt通过化学键与TiO2相结合,实现了晶格掺氮,在催化剂表面形成了表面活性位Pt0。样品TiO2/BAC、Pt/TiO2/BAC、N/TiO2/BAC、Pt/N/TiO2/BAC在紫外光、氙灯照射下对水溶液中甲醛的降解研究结果表明:N掺杂拓宽了催化剂的光吸收范围,Pt掺杂增强了TiO2的光催化活性;Pt/N/TiO2/BAC的甲醛去除率达到TiO2/BAC的2.6倍,并且具有良好的分离性能。     

TiO2在木材工业中的应用与展望

介绍TiO2光催化性能的基本原理,并在综合分析文献的基础上,总结国内外木材工业中TiO2的应用研究现状,指出:TiO2优异的环境特性和使用性能尚未被木材工业很好地研究和利用,在制备多功能型环保材料、抗紫外线材料和性能增强型材料等方面应用前景广阔.     

固定膜双层薄板反应器去除苯酚研究

将顶盖能透紫外光的盒子内部分隔成多个互连廊道,廊道侧壁和底部装填以采用溶胶－凝胶法制备的TiO2／玻璃纤维网高活性催化剂,研制成结构简单新型固定膜双层薄板光催化反应器。对低浓度苯酚的研究结果表明,该装置具有良好的传质效果,当循环流量大于24mL/s时,即可有效克服传质限制作用。苯酚的降解呈表观一级反应,表观动力学常数随着初始浓度的增加而变小,随着光强的增强而增大。固定膜光催化反应速率可以达到1g／L TiO2悬浆催化体系的1／2。     

复合光催化材料降解气相中甲苯和二甲苯中间产物的评价

将Sol-Gel法制得的二氧化钛(TiO2)负载到活性碳纤维(ACF)上,利用超临界干燥手段和高温真空煅烧工艺,获得了具有气凝胶特性和高光催化活性的复合材料(TiO2-ACF)。由于该材料在降解空气中甲苯和二甲苯的过程中降解速度逐渐变缓,因此通过提取反应物并利用色谱—质谱联用分析方法,确定该光催化复合材料在降解甲苯和二甲苯720 min后是否有中间产物产生。试样结果证明,只有还未参加反应的甲苯和二甲苯而不存在中间产物。     

Ag／TiO2-PVA复合膜的光降解性能研究

分别采用抗坏血酸还原法和光化学沉积法，将Ag掺杂到TiO2中，以聚丙烯无纺布为基膜，制备了Ag／TiO2—PVA复合膜以减少TiO2的流失和提高对太阳光的吸收，并对Ag／TiO2-PVA复合膜进行了SEM和XRD表征，以紫外光、模拟太阳光为光源，分别研究了Ag／TiO2-PVA复合膜对有机染料活性翠兰、甲基橙的光催化降解效果，以考察Ag／TiO2-PVA复合膜的催化作用。SEM和XRD的分析结果表明：上述两种方法均能有效地在聚丙烯无纺布表面形成Ag／TiO2-PVA复合膜，抗坏血酸法制备的Ag／TiO2—PVA复合膜的Ag／TiO2负载量高于光化学沉积法。染料废水处理实验结果表明：TiO2／Ag—PvA复合膜对活性翠蓝废水及甲基橙废水的紫外光降解，具有很好的催化作用；对活性翠蓝废水的自然光降解的催化作用不明显，但是对甲基橙废水的自然光降解催化作用较明显。     

Ag/TiO2-PVA复合膜的光降解性能研究

分别采用抗坏血酸还原法和光化学沉积法,将Ag掺杂到TiO2中,以聚丙烯无纺布为基膜,制备了Ag/TiO2-PVA复合膜以减少TiO2的流失和提高对太阳光的吸收,并对Ag/TiO2-PVA复合膜进行了SEM和XRD表征,以紫外光、模拟太阳光为光源,分别研究了Ag/TiO2-PVA复合膜对有机染料活性翠兰、甲基橙的光催化降解效果,以考察Ag/TiO2-PVA复合膜的催化作用。SEM和XRD的分析结果表明:上述两种方法均能有效地在聚丙烯无纺布表面形成Ag/TiO2-PVA复合膜,抗坏血酸法制备的Ag/TiO2-PVA复合膜的Ag/TiO2负载量高于光化学沉积法。染料废水处理实验结果表明:TiO2/Ag-PVA复合膜对活性翠蓝废水及甲基橙废水的紫外光降解,具有很好的催化作用;对活性翠蓝废水的自然光降解的催化作用不明显,但是对甲基橙废水的自然光降解催化作用较明显。     

纳米TiO2与活性炭纤维复合降解空气中甲醛

通过Sol—Gel法和超临界干燥手段制备具有网络结构和纳米级粒径的TiO2气凝胶,并使之与活性炭纤维（ACF）复合,经过450℃高温煅烧,即可获得具有较高光催化活性和强吸附性的TiO2／ACF复合材料,用以降解目标污染物甲醛。以钛酸丁酯（Ti（OC4H9）4为原料,乙醇、乙酸和乙酰丙酮为水解催化剂制备醇凝胶,溶胶反应液的配比为Ti（OR）4：EtOH：H20：AcOR：ACACH：20：40：5：0．2：2（体积比,mL）。经超临界流体干燥后,在扫描电镜（SEM）下观察,TiO2在ACF的每根纤维上负载均匀,其粒径大小均匀,尺寸均在40—50nm范围内,具有网络结构,空隙率大。在紫外光的作用下,可在25min内使游离甲醛从6．58mg／m^3降至0．99mg／m^3;甲醛的降解效果依次为：TiO2／ACF1〉TiO2／ACF0〉ACF。     

Ag掺杂Ti02催化降解活性印染废水

以钛酸四丁酯、硝酸银为原料,采用溶胶-凝胶（sol-gel）法制备了掺杂不同含量银的TiO。纳米粉体,并将其应用于活性染料一活性红195、活性黄145及活性蓝19的印染废水的光催化降解。结果表明：适量的银掺杂可有效提高TiOz对活性染料光催化降解活性;当pH值为6～8、银掺杂量为0．6％（Ag／TiOz摩尔比）、活化温度为500~C、催化剂用量为0．1g／L时,光催化降解效率最高,分别为92．5％（活性红195）、90．8％（活性黄145）、83．6％（活性蓝19）。