标题
  • 标题
  • 作者
  • 关键词

TiO_2/木材复合材料光催化降解甲醛性能

2023-04-21分类号:TB332;O643.36;O644.1

【作者】吕志强  马燚  贾闪闪  卿彦  李蕾  陈洋羊  吴义强  
【部门】中南林业科技大学材料科学与工程学院  
【摘要】【目的】光催化氧化法被认为是去除室内空气中甲醛最有效的方法之一。二氧化钛(TiO_2)作为经典光催化半导体,因具有物理化学性质稳定、无毒无害的优点被广泛关注,但由于TiO_2的吸附能力低、聚集倾向强,限制了其应用。本研究旨在解决TiO_2吸附能力弱、易团聚使其比表面积减小的问题。【方法】以杨木为基底,采用水热法在其表面负载二氧化钛制备得到TiO_2/木材复合材料,探讨不同TiO_2溶液浓度对TiO_2/木材复合材料光催化降解甲醛性能的影响。【结果】与不同基底对比,木材的多孔结构及丰富的官能团能使TiO_2与木材间具有更好的结合力,使其具有优越的机械稳定性。锚定在木材上的TiO_2以锐钛矿型为主并带有少量的金红石型。随着TiO_2溶液浓度的增大,TiO_2/木材复合材料的光催化降解甲醛性能呈现先增大后减小的趋势。当配置制备的TiO_2溶液浓度为0.1 mol/L时,尺寸大小为500 nm~1μm的球状纳米颗粒在木材表面均匀分散且不团聚,此时在2 h紫外-可见光照射下,TiO_2/木材复合材料光催化降解甲醛效率是38.47%,50 min内的光催化反应速率常数为0.009 3 min-1,在反复5次循环使用后,仍有30.12%的降解率。【结论】将光催化剂与木材复合,具有以下优势:光催化剂稳定性高,利用木材表面丰富的羟基官能团,让光催化剂在木材表面均匀生长,不易脱落;光催化剂活性提高,利用木材的三维多孔结构,赋予光催化剂较高的比表面积,使光与反应物充分接触,促进溢出气体的扩散。这将对降低室内甲醛污染、营造健康安全人居环境具有重要意义。
【关键词】TiO_2/木材复合材料  甲醛  光催化降解  水热法  循环稳定性
【基金】国家自然科学基金项目(31870552)
【所属期刊栏目】中南林业科技大学学报
文献传递