纳米TiO2光催化降解甲醛的影响因素

纳米二氧化钛涂料降解甲醛的研究杨秀军1，魏秀菊21烟台安德利果胶有限公司，山东烟台（264100）2中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，北京（100083）E-mail:xiujun1024@摘要：由于室内装修引起的甲醛污染日益严重，引起了人们的普遍关注。

用作污染物深度净化的光催化氧化法是近年来的研究热点。

本文在阐述室内环境污染的来源和危害的基础上，利用自行设计的空气净化实验装置，将制得的 TiO2涂膜放置于自制的光催化反应器中，研究纳米二氧化钛涂料对甲醛的光催化降解作用。

通过试验发现：（1）甲醛的浓度随光照时间的延长而降低（2）甲醛的降解率随光照时间的延长而增大（3）二氧化钛涂膜的厚度对甲醛的降解率没有影响（4）二氧化钛涂料对降解甲醛具有可重复性。

结果表明所制得的纳米二氧化钛涂料对甲醛的降解率达到80%以上，即对甲醛具有很强的催化降解能力同时具有很好的环保性能。

关键词：涂料；纳米二氧化钛；光催化；甲醛1.文献综述1.1室内空气污染通常我们指的空气污染是指室外的空气受到污染。

实际上，室内环境污染往往比室外污染的危害更为严重，空气中的微粒、细菌、病毒和其他有害物质日积月累地损害着人们的身体健康，特别是长期处于封闭室内环境的人尤其如此。

因此，室内空气污染[1]可以定义为：由于室内引入能释放有害物质的污染源或室内环境通风不佳而导致室内空气中有害物质无论从数量上还是种类上不断增加，并引起人的一系列不适症状，称为室内空气受到了污染。

随着社会发展和人们生活水平的提高，环境污染越来越受到人们的关注，据世界卫生组织（WHO）调查结果显示[2]，世界上30％的新建和重修的建筑物中发现室内空气有害健康，这些被污染的室内空气已经导致全球性的人口发病率和死亡率的增加，室内空气污染已被列入对公众健康危害的五种环境因素之一。

国际上一些室内环境专家[3]提醒人们，在经历了工业革命带来的“煤烟型污染”和“光化学烟雾型污染”之后，现代人已经进入了以“室内空气污染”为标志的第三个污染时期。

TiO2光催化降解甲醛的数值模拟中期报告
数值模拟是一种通过计算机进行数值计算或仿真来解决工程或科学
问题的方法。

在TiO2光催化降解甲醛方面，数值模拟可以用来预测反应过程的动力学参数和优化反应条件。

本中期报告将介绍关于TiO2光催化降解甲醛数值模拟的研究进展。

1. TiO2光催化降解甲醛的机理
TiO2光催化降解甲醛是一种复杂的反应过程。

在光照的作用下，
TiO2表面会产生活性氧物种，如羟基自由基、超氧自由基和过氧化氢等。

这些活性氧物种可以与吸附在TiO2表面的甲醛分子发生反应，产生羰基自由基和CO2等。

2. 数值模拟方法
数值模拟方法包括连续介质模型和分子动力学模型。

连续介质模型
可以对反应过程进行宏观描述，但是无法考虑分子间相互作用和局部场
的简并效应。

分子动力学模型可以考虑分子间相互作用和局部场的简并
效应，但是计算量大，难以对大规模反应进行模拟。

3. 模拟结果
已有研究使用连续介质模型对TiO2光催化降解甲醛进行了数值模拟。

模拟结果表明，光照强度、甲醛浓度、反应温度和TiO2反应器设计等因素均会对反应速率和降解效率产生影响。

此外，TiO2颗粒的形态和大小，以及底物的物理和化学性质也会对反应产生影响。

4. 结论与展望
TiO2光催化降解甲醛的数值模拟为优化反应条件提供了一种快速、
低成本的方法。

未来的研究可以探究分子动力学模型对TiO2光催化降解甲醛的模拟效果，并将数值模拟结果与实验结果进行比较，进一步提高
模拟精度。

同时，可以使用数值模拟来研究其他光催化降解甲醛催化剂
的反应机理和优化反应条件。

TiO2纳米颗粒光催化降解甲醛的条件优化张红美;孔德国;罗华平【期刊名称】《湖北农业科学》【年(卷),期】2013(52)12【摘要】In view of the formaldehyde pollution,anatase TiO2 nanoparticals were used as photocatalyst to degradate formaldehyde.The effects of illuminative time,dilution ratio of formaldehyde and the concentration of H2O2 on the degradation rate of formaldehyde were studied.The results indicated that the relationship between the degradation rate of formaldehyde and the illuminative time was linear.When the dilution ratio of formaldehyde was 2 000 and H2O2 was 330 mg/L,the degradation rate of formaldehyde was the highest.%针对甲醛污染的问题,以锐钛矿型TiO2纳米颗粒为催化剂对甲醛进行光催化降解,主要研究了光照时间、甲醛稀释倍数及H2O2浓度对甲醛降解率的影响.结果表明,甲醛的降解率随时间增加而增加,二者表现为近似线性的关系;当甲醛稀释倍数为2 000,H2O2浓度为300 mg/L时,甲醛的降解率最高.【总页数】3页(P2800-2802)【作者】张红美;孔德国;罗华平【作者单位】塔里木大学机械电气化工程学院,新疆阿拉尔843300;塔里木大学机械电气化工程学院,新疆阿拉尔843300;塔里木大学机械电气化工程学院,新疆阿拉尔843300【正文语种】中文【中图分类】X788【相关文献】1.TiO2纳米颗粒光催化降解甲醛的影响因素 [J], 杨丽珍;周震;郝燕萍;谢芬艳2.TiO2纳米颗粒的制备及光催化降解甲醛的研究 [J], 杨丽珍;周震;谢芬艳3.负载TiO2的泡沫镍网光催化降解甲醛的膜厚优化 [J], 杨莉萍;刘震炎;施建伟;胡海;上官文峰4.环境条件对氟、氮共掺杂TiO2光催化降解甲醛活性的影响 [J], 朱百鸣;江元;彭绍琴;李越湘5.活化条件对TiO2光催化降解甲醛反应的影响 [J], 肖新颜;万彩霞;张会平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

纳米钛溶胶除甲醛
纳米钛溶胶除甲醛的原理是，利用TiO2光触媒分解甲醛等有害物质。

但是普通的纳米TiO2需要紫外线才能激发，所以需要配合光照才能有效除甲醛。

而目前技术已经有自发光的“光触媒”，不需要光照，只需要有水分子和氧离子就能开始分解甲醛等有害物质。

纳米钛溶胶具有极强的吸附力，可以吸附和分解各种异味，尤其是甲醛。

不过，甲醛的释放是一个缓慢而持久的过程，所以纳米钛溶胶需要一段时间才能看到明显的效果。

同时，需要注意选择正规的产品，避免使用含有过量重金属和有害添加剂的产品。

纳米钛溶胶本身是无毒无害的，安全环保，经得起时间的考验。

使用纳米钛溶胶除甲醛时，可以将其喷洒在室内各个角落，或放置在抽屉、柜子内部等甲醛聚集的地方。

此外，需要注意产品是否容易粘附在物体表面，如果可以，可以经常更换粘附部位，以提高甲醛的去除效果。

总的来说，纳米钛溶胶是一种高效、环保的除甲醛方法，可以有效地吸附和分解室内的甲醛等有害物质，为室内环境提供清新空气。

TiO2结合纳米光催化治理甲醛的研究【摘要】笔者首先介绍了目前室内空气污染的现状，后重点分析了甲醛污染物的来源及对人体的危害。

分析了目前主流的各种处理技术：吸附过滤净化技术、新型等离子体技术、臭氧技术及光催化技术并系统的分析了其各自优缺点。

光催化技术是经济可行，效率高、副危害系数小的处理技术。

TiO2结合纳米光催化技术在处理甲醛方面具有不可忽视的良好效果，是具有良好发展前景的处理技术。

【关键词】TiO2 甲醛纳米光催化1室内空气状况随着社会经济的发展以及人们生活水平的提高，环境保护越来越受到人们的关注。

虽然大气污染物主要存在于室外，但是由于人们长期生活在室内空间。

因此人们主要受到源于室内的空气污染。

目前城市空气中的年平均浓度大约是0.005mg/m3-0.012mg/m3之间，通常不超过0.03mg/m3。

目前室内甲醛的来源一是来自于燃料的不完全燃烧，二是来自装饰材料及家用化学品、建筑材料的释放。

其中室内装饰材料及家具的污染是目前造成室内空气污染的主要来源。

油漆、胶合板、泡沫填料、内墙涂料、塑料贴面等装修材料中含挥发性有机化合物高达350多种。

由于甲醛与其它树脂具有较强的粘合性特性，同时还具有加强板材的强度及防虫、防腐的功能。

因此目前装修用人造板大多使用以甲醛为主要成分的脲醛树脂作为胶粘剂。

板材中残留以及未参与反应的甲醛会逐渐向外界环境释放是形成室内空气中甲醛污染的主要渠道与来源。

日常生活用品如：消毒剂、液化石油气、清洗剂等也是室内甲醛污染的途径。

另外室内有机物污染对人体健康的影响主要为以下3种：气味等感觉效应；粘膜刺激及基因毒性；致癌性。

2室内空气污染净化技术为了改善室内空气质量，创造健舒适健康的室内生活环境。

目前已发展了多种空气净化技术用来去除室内空气中的颗粒物、微生物和气体污染物。

下面就其中主要技术简单介绍一下。

（1）吸附过滤净化技术：属于物理处理方法。

针对室内pmx物质主要采用静电除尘、机械过滤以及离子除尘等技术进行处理。

舰船舱室环境对分子筛负载纳米TiO2分解甲醛性能的影响杜毅;刘军【摘要】采用密闭实验舱模拟舰艇舱室环境.以分子筛负载纳米TiO2的分解效率为依据,考察了其对甲醛的催化分解性能.结果表明,纳米TiO2的分解效率随着温度的上升而显著提高,随湿度的升高而降低,光照强度对纳米TiO2的催化效能影响不大,而过高的甲醛初始浓度也会降低纳米TiO2的分解效率.%Simulated vessel cabin environment using closed JEM. The decomposition efficiency of nano-TiO2 Zeolites was chosen as criterion to determine the performance of catalytic decomposition to formaldehyde. The results showed that the decomposition efficiency of the nano-TiO2 increased significantly as temperature rised, reduces with the rise of humidity. And the light intensity had little effect on the decomposition efficiency. However, too high initial concentration of formaldehyde could also reduce the decomposition efficiency of nano-TiO2.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2012(034)010【总页数】4页(P123-126)【关键词】纳米TiO2;甲醛;分解效率【作者】杜毅;刘军【作者单位】海军潜艇学院训练部,山东青岛266042;海军潜艇学院训练部,山东青岛266042【正文语种】中文【中图分类】TQ031.3甲醛是舰艇舱室特别是军用舰艇密闭舱室中经常出现的有害气体。

光催化剂除甲醛研究报告
光催化剂除甲醛研究报告
摘要：
甲醛是一种常见的室内空气污染物，对人体健康有害。

光催化剂除甲醛是一种有效的净化空气的方法。

本研究从选择适宜的光催化剂入手，通过比较不同光催化剂对甲醛的降解效果，探究了光催化剂对甲醛去除的影响因素。

实验方法：
选择了几种常用的光催化剂，包括二氧化钛（TiO2）、二氧化锌（ZnO）和硫化铁（FeS），比较了它们在去除甲醛方面的效果。

在实验中，将光催化剂溶液喷洒到玻璃表面，并在不同光照条件下放置一定时间后，采用气相色谱法测试甲醛浓度的变化。

结果分析：
实验结果显示，三种光催化剂在光照条件下均可以有效降低甲醛浓度。

其中，二氧化钛的降解效果最好，再次是二氧化锌，硫化铁的效果相对较弱。

不同光照条件下，光催化剂的去除效率也有所差异。

在强光照射下，光催化剂的去除效果更好。

讨论：
光催化剂去除甲醛主要是通过光催化反应生成活性氧物种进而降解甲醛分子。

二氧化钛具有较好的光催化性能，能够吸收可见光和紫外光，对甲醛具有良好的降解效果。

二氧化锌和硫化铁在降低甲醛方面的效果相对较差，可能是由于其光催化活性
较弱的原因。

结论：
本研究表明，光催化剂可以有效降低室内空气中甲醛的浓度。

二氧化钛是一种较为优良的光催化剂，可以用于甲醛的去除。

未来的研究可以进一步探讨光催化剂的优化和应用于实际空气净化设备中的可行性。

光触媒质量决定除甲醛效果青岛奥因光触媒有限公司1、二氧化钛晶体类型二氧化钛具有多种晶体结构，市场上常见的有锐钛矿型和金红石型。

其中锐钛矿型适用于光触媒，氢氧自由基饱和度高，氧化分解能力强。

2、二氧化钛晶体粒径大1、二氧化钛晶体类型二氧化钛具有多种晶体结构，市场上常见的有锐钛矿型和金红石型。

其中锐钛矿型适用于光触媒，氢氧自由基饱和度高，氧化分解能力强。

2、二氧化钛晶体粒径大小光触媒是在表面上进行作用，表面积越大，处理能力越强；同样的处理面，颗粒粒径越小，相对表面积越大（比表面积越大），氧化分解能力越强。

国际上通常将粒径100纳米以下的材料统称为纳米材料；不同的粒径所需要的生产工艺不同，粒径越小，工艺要求越复杂，生产成本越高。

而粒径每下降一个数量级，价格就不是简单的一倍两倍的事情。

除实验室外，目前国际上在规模化生产中能达到10纳米以下的还很少。

3、粘合技术粘合技术是光触媒的关键技术之一。

如果粘合技术不过关，二氧化钛就容易脱落，就不可能具备长期有效性。

另外，粘合技术不过关，二氧化钛将会将粘合剂分解掉，而造成脱落。

技术含量高的光触媒甚至可以不添加黏结剂而保持长期性。

4、分散技术光触媒的专利技术之一。

纳米二氧化钛粒子容易团聚，如果分散技术不好，将会形成较大个体的二氧化钛颗粒，这与光触媒技术要求的纳米技术（大比表面积）相违背，处理能力急剧下降。

5、可见光技术光触媒的专利技术之一。

光触媒在紫外线的作用下才能充分发挥作用，光照条件限制了光触媒的应用，如果想发挥大的效果，必须添加紫外灯；普通光触媒没有紫外线不能发挥效能！可见光技术是光触媒研究方向之一，目前效果并不理想，如有的产品，添加银或铜的方式，实现可见光作用。

但是，银或铜容易被氧化，氧化后就会失去原有性能，所以无长期性。

由于以上各种原因，造成了市场上各种光触媒产品性能差异，价格相差很大。

我们知道，在技术上的点滴差距都会使产品性能产生质的不同！例如，有的厂家只是购买100纳米左右的二氧化钛粉末，再加上水、酒精等简单方法，根本无工艺可言。

光触媒分解甲醛原理
光触媒是一种利用光照下催化剂的化学反应原理来分解甲醛的方法。

它的原理是通过在催化剂表面吸附并激发电子，产生活化能，使甲醛分子发生化学反应。

在光触媒中，常用的催化剂是二氧化钛(TiO2)。

当二氧化钛暴
露在紫外光照射下时，它的能带结构会发生变化，导致它的电子被激发到导带上，形成导电带。

此时，空穴由于电子的激发流入了价带，产生活化态的二氧化钛。

在甲醛分解过程中，光触媒表面的活化态二氧化钛可以吸附甲醛分子，并通过光催化反应将甲醛分解成无害的二氧化碳和水。

在这个过程中，活化态二氧化钛的电子和空穴可与甲醛分子中的碳氧键和氢氧键发生化学反应，将其断裂并形成二氧化碳和水分子。

光触媒的分解甲醛原理可以通过以下反应来说明：
甲醛 + 活化态二氧化钛 -（光照）-> 二氧化碳 + 水
需要注意的是，光触媒分解甲醛的效果受到多种因素的影响，如光照强度、催化剂的负载量、甲醛浓度等。

此外，甲醛分解需要一定时间，而且光触媒对于其他空气污染物的降解效果也可能存在差异。

因此，在实际应用中，需要针对具体情况进行优化和调整。