ACF负载TiO2光催化降解甲醛效率研究

"该研究探讨了ACF(活性炭纤维)负载的TiO2纳米薄膜光催化剂在降解室内甲醛污染中的效能，通过溶胶-凝胶法制备了TiO2薄膜，并利用XRD和SEM进行表征。研究了TiO2涂膜次数、甲醛初始浓度、湿度、温度和光源对甲醛降解效率的影响。实验结果显示，TiO2为锐钛矿结构，平均粒径约20nm，3层涂膜时效果最佳，甲醛浓度高则降解效率低，温度升高能提高降解效率，相对湿度48%时效率最高，需要λ<387nm的紫外光照射才能有效催化降解甲醛。" 在这篇2008年的自然科学论文中，研究者深入研究了ACF担载的TiO2光催化材料在处理室内甲醛污染时的关键影响因素。首先，他们采用溶胶-凝胶法制备了纳米级TiO2薄膜，这种方法是一种常见的制备纳米材料的技术，能够得到均匀且可控的薄膜。通过X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对薄膜的物相和微观结构进行了分析，证实了所制备的TiO2为锐钛矿型，这是一种在光催化中表现出高效活性的晶体结构，其平均粒径约为20纳米，具有较大的比表面积，有利于提高光催化效率。 在实验部分，研究者关注了五个主要因素对甲醛降解效率的影响： 1. TiO2涂膜次数：实验发现，TiO2涂层在ACF上的层数对催化性能有显著影响，当涂层达到3层时，甲醛的降解效率达到最高。这可能是因为过多的涂层可能会阻碍光的穿透，而过少的涂层则可能导致催化活性不足。 2. 甲醛初始浓度：随着甲醛初始浓度的增加，降解效率下降。这是因为高浓度的甲醛会竞争吸附位点，降低单位面积的TiO2的催化活性。 3. 相对湿度：相对湿度为48%时，甲醛的降解效率最高。水分子在光催化过程中起着关键作用，它可以促进化学反应并增强光催化剂的活性。 4. 温度：甲醛降解效率随温度升高而增加，这可能是由于高温可以加速化学反应速率，提高光催化活性。 5. 光源：实验指明，只有在λ<387nm的紫外光照射下，TiO2光催化薄膜才能有效地降解甲醛。这说明了光催化过程对特定波长的光有选择性，主要是因为TiO2对紫外光有较好的吸收能力。 这篇论文的关键词包括大气污染防治工程、光催化、纳米TiO2和活性炭纤维，揭示了在环保领域中，利用光催化技术处理室内空气污染的潜力，特别是对于甲醛这种常见有害气体的处理。这些研究成果对于优化光催化材料的设计、提升室内空气质量以及理解环境科学中的光催化过程具有重要意义。