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首页纳米TiO2/聚糠醛复合物涂布纸:光催化性能提升研究
"纳米TiO2/聚糠醛复合物涂布纸的光催化性能 (2011年) - 天津科技大学学报" 本文详细探讨了纳米二氧化钛(TiO2)与聚糠醛复合物在光催化领域的应用,特别是在涂布纸上的表现。研究者通过在纳米TiO2表面进行糠醛的聚合反应,在一定的酸性催化条件下制备了纳米TiO2/聚糠醛复合物。这种复合物的应用旨在提升纸张对甲醛的光催化分解效率。 实验中,研究人员对比了单纯纳米TiO2和纳米TiO2/聚糠醛复合物涂布纸对甲醛的光催化去除效果。结果显示,涂覆了复合物的纸样在光催化分解甲醛的过程中表现出显著的提升,尤其是在自然光照射的条件下,其光催化效率的提升更为明显。这表明,聚糠醛的加入增强了纳米TiO2的光催化活性,可能是因为聚糠醛的存在改善了TiO2的光吸收能力或增加了对甲醛分子的吸附能力。 论文中还提到,这项工作得到了天津市制浆造纸重点实验室开放基金的支持。作者之一的刘泽华是该研究的通讯作者,他是一名副研究员,与苗冉冉和贾成成共同完成了这项研究。研究团队的工作为环境净化和造纸工业的可持续发展提供了新的思路,尤其是在利用可再生能源(如自然光)去除有害气体方面。 论文关键词包括纳米TiO2、纳米TiO2/聚糠醛复合物以及光催化降解,这些关键词揭示了研究的核心内容。根据中图分类号TS76,我们可以推断该研究属于造纸科技领域,而文献标志码A则表示这是一篇原创性的科研论文。 这篇2011年的研究展示了纳米材料与生物基聚合物结合在环保技术中的潜力,尤其是在光催化处理挥发性有机化合物(VOCs)如甲醛方面的应用。这对于环境保护和室内空气质量的改善具有重要意义,并为未来的相关研究提供了理论基础和技术参考。
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第 26 卷 第 4 期
2011 年 8 月
天津科技大学学报
Journal of Tianjin University of Science & Technology
Vol.26 No. 4
Aug. 2011
收稿日期:2011–01–10;修回日期:2011–02–25
基金项目:天津市制浆造纸重点实验室开放基金资助项目(200915)
作者简介:苗冉冉(1986—),女,河南人,硕士研究生;通信作者:刘泽华,副研究员,zehual@tust.edu.cn.
纳米 TiO
2
/聚糠醛复合物涂布纸的光催化性能
苗冉冉,刘泽华,贾成成
(天津市制浆造纸重点实验室,天津科技大学材料科学与化学工程学院,天津 300457)
摘 要:在一定酸催化条件下,将糠醛聚合于纳米 TiO
2
表面,分别对基于纳米 TiO
2
和纳米 TiO
2
/聚糠醛复合物的涂
布纸进行甲醛的光催化分解去除研究.结果表明,涂覆 TiO
2
/聚糠醛复合物纸样的光催化分解效率比单纯 TiO
2
有较大
程度提高,尤其是在自然光照射条件下,光催化效率提高更明显.
关键词:纳米 TiO
2
;纳米 TiO
2
/聚糠醛复合物;光催化降解
中图分类号:TS76 文献标志码:A 文章编号:1672-6510(2011)04-0026-05
Photocatalytic Properties of the Nano-TiO
2
/Furfural Polymer
Composite Coated Paper
MIAO Ran-ran,LIU Ze-hua,JIA Cheng-cheng
(Tianjin Key Laboratory of Pulp and Paper,College of Material Science and Chemical Engineering,
Tianjin University of Science & Technology,Tianjin 300457,China)
Abstract:With acid catalyst,furfural was polymerized on the surface of nano TiO
2
. The photocatalytic decomposition o
f
formaldehyde with nano TiO
2
and nano TiO
2
/furfural coated papers were studied respectively. The results showed that the
photocatalytic decomposition efficiency of nano-TiO
2
/furfural polymer composite coated paper has been improved greatly
compared with that paper coated with pure TiO
2
. Especially in natural light conditions,the improvement of photocatalytic
efficiency was more prominent.
Keywords:nanoTiO
2
;nano-TiO
2
/furfural polymer composite;photocatalytic degradation
利用光催化作用降解并消除环境中的污染物已
成为令人关注的研究方向,其中以纳米 TiO
2
为代表
的光催化剂能够完全降解废水、废气中的无机或有机
毒物
[1–2]
,使得纳米 TiO
2
在环保领域中得到了越来越
广泛的应用.纳米 TiO
2
涂层在紫外线照射下可分解
室内新建材、黏接剂等产生的甲醛
[3]
、甲苯
[4]
,吸烟产
生的乙醛,家庭灰尘产生的硫醇等有机异臭,还可分
解油分和表面的有机污染物.
然而光催化技术仍难以实现高效廉价地转化和
利用太阳能,主要原因
[5]
是:宽带隙半导体光催化剂
仅在紫外光范围有响应,而紫外光部分的能量不足太
阳光总能量的 5%,太阳光能量主要集中在 400~
800
,nm 的可见光范围,达总能量的 50%;量子产率
低,大约在 4%,总反应速率较慢,难以处理浓度高且
量大的工业废气和废水;光催化剂的负载技术,难以
在既保持高活性又满足特定材料的理化性能要求的
前提下,在不同材料表面均匀、牢固地负载催化
剂.所以,长期以来半导体光催化氧化技术研究的中
心问题一直是如何进一步提高光催化剂的光谱响应、
光催化量子效率及光催化反应速度.研制可见光响
应,具有高量子的催化剂是提高太阳能利用率,最终
实现光催化技术产业化应用的关键.
共扼高分子具有可调的能带结构和较宽的可见
光响应范围,是强供电子体和优良的空穴传输材
料
[6]
,与 TiO
2
形成强的相互作用后,在自然光照射
下,共轭高分子中由 π→π*跃迁产生的电子极容易迁
移到 TiO
2
的导带上.而 TiO
2
价带上的电子则迁移到
共轭高分子中,从而使电子空穴对得到有效的分
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