人的一生有80～90％的时间是在室内环境中度过的。室内空气质量（Indoor Air Quality）的好坏直接关系到人体的健康。由于近年来生活水平的提高，人们对室内装修和室内密闭性的要求越来越高，导致了以挥发性有机物（Volatile Organic Compounds，VOCs）为主要污染物的室内空气污染问题（Indoor Air Pollution）。传统的VOCs净化技术只是将VOCs转移到吸附剂上而不能完全去除，而光催化净化技术因其可在常温常压下将VOCs分解为CO2和H2O等无机小分子成为研究热点。 本文以室内环境的典型VOCs污染物——芳香烃甲苯作评价气，以甲苯降解率为评价指标，选用ACF（Activated Carbon Fiber， ACF）作载体（也作吸附剂），纳米TiO2作光催化剂，探讨了纳米TiO2/ACF光催化净化甲苯的性能。一方面，ACF具大的比表面积可吸附空气中大量的污染物质，为光催化反应提供高浓度的净化环境；另一方面，吸附在ACF表面上的污染物可被TiO2最终降解为CO2和H2O，不易产生二次污染，又使ACF得到再生。 纳米TiO2/ACF光催化剂的制备选用两种方法——浸渍—提拉法和溶胶—凝胶法。浸渍—提拉法采用P—25纳米TiO2作光催化剂，羧甲基纤维素钠作粘合剂，100℃烘干3h制得；溶胶—凝胶法采用钛酸丁酯作前躯体，无水乙醇作溶剂，冰醋酸作催化剂，400℃煅烧2h，一次性完成TiO2的制备和负载过程。通过BET、XRD、SEM等表征手段和选取有无光照和催化剂负载量两个因素，考察两者与甲苯降解率的关系，确定最佳光催化剂为溶胶—凝胶法制得的2层镀膜的纳米TiO2/ACF复合材料，甲苯降解率达68.97％。 在确定最佳光催化剂的基础上，选取光照强度、装填量和污染物初始浓度为影响因素，考察三者与甲苯降解率的关系，结果表明，提高光照强度和增加装填量有利于甲苯光降解率的提高，而在低初始浓度范围内，甲苯的光降解率随浓度的增加而降低，进而设计了3因素3水平的正交实验，确定净化甲苯的最佳工艺组合为光照强度为15w，装填量为2片，初始浓度为3.6 mg·m—3。 在实验的基础上，选用Langmuir—Hinshelwood方程进一步研究了几种不同浓度下纳米TiO2/ACF光催化降解甲苯动力学方程及光催化净化甲苯的光催化反应方程。实验结果符合一级反应动力学方程，光催化氧化过程的反应速率遵循L—H方程，速率常数k为0.038 mg·m—3·min-1，吸附平衡常数K为0.353 m3·mg-1。动力学方程表达式为：r=0.013c/1+0.353c。