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吸附-光催化法因其高效、便捷、无污染等特点,在室内挥发性有机物(VOC)治理领域拥有广阔的应用前景。其中,活性碳纤维(ACF)和TiO2分别是性能优良的吸附剂和光催化剂,将TiO2以一定形式负载至ACF表面形成TiO2/ACF复合光催化材料,可以综合利用ACF的强吸附性和TiO2的高光催化活性,有效降解室内VOC。然而,关于TiO2/ACF吸附-光催化降解室内VOC的研究常存在下列问题:实验系统与实际气体净化环境相差较大;TiO2/ACF复合光催化材料的牢固性欠佳;关于VOC降解率影响因素的探讨不很完善等。基于此,为了模拟更接近实际的空气净化环境,设计、搭建了闭式循环实验系统,适当对环境舱和光催化反应器进行了放大,选用小功率黑光灯为光源,并为系统配置了模拟污染源、变频装置、自动启闭装置、调温调湿装置、测量装置等。然后以AlPO4为粘结剂,采用胶粘法将P25纳米TiO2负载至粘胶基ACF表面,制得了TiO2/ACF滤网,利用XRD、TG、BET等手段对其进行了表征。最后以甲醛、二甲苯等典型室内VOC为模型污染物,在闭式循环系统中比较了不同吸附基材制备的复合光催化材料的降解效果,同时考察了初始浓度、迎面风速和相对湿度对TiO2/ACF吸附-光催化降解气相二甲苯的影响,并进行了相应的光催化反应动力学分析。对实验结果进行分析讨论后,得出以下结论:(1)ACF、TiO2、TiO2/ACF等样品的XRD图谱表明,P25纳米TiO2已通过AlPO4的粘结作用较好地负载到ACF表面;复合光催化材料中的TiO2及纯TiO2的平均晶粒尺寸分别为15.6nm和19.7nm;AlPO4为粘结剂时未对P25纳米TiO2的晶型结构产生明显影响。(2)ACF、TiO2/ACF等样品的热重图谱表明,粘胶基ACF的热分解温度在550℃左右,且TiO2/ACF复合光催化材料滤网有着较高的热稳定性。(3)ACF、TiO2、TiO2/ACF等样品的N2吸附脱附等温线表明,ACF及TiO2/ACF内部存在较大数量的微孔结构,复合光催化材料孔结构类似于由层状结构产生的狭缝孔,说明ACF的复合使自身的层状结构对TiO2粒子起到了有效的担载作用。BET比表面积分析结果表明,TiO2/ACF的比表面积较ACF有所下降,但胶粘法制得的复合光催化材料仍具有相当的比表面积(SBET=672.843m2/g)。(4)通过比较木质蜂窝状活性炭、椰壳活性炭、粘胶基ACF三种吸附基材与TiO2的复合光催化材料对低浓度甲醛和二甲苯气体的降解情况发现:无论对极性分子甲醛,还是非极性分子二甲苯,TiO2/ACF的降解效果均为最佳,2h降解率均可达到80%左右。(5)不同风速下,初始浓度对TiO2/ACF吸附-光催化降解气相二甲苯的影响规律不同。V=0.15m/s时,二甲苯降解率随初始浓度的增加先上升后下降;V=0.3m/s时,初始浓度变化对二甲苯的降解影响较小。通过对V=0.15m/s、不同初始浓度下的光催化反应动力学分析后发现:闭式循环系统中,TiO2/ACF对二甲苯气体的光催化降解过程基本符合L-H一级反应动力学模式。(6)C0=24mg/m3、T=24℃、RH=30%条件下,在吸附段,迎面风速的增加导致二甲苯吸附率先上升后下降,V=0.3m/s时吸附率达到最大;在光催化反应段,通过对不同迎面风速下的反应动力学分析后发现,风速对光催化降解率的影响与吸附率保持一致,并通过线性拟合得到了相应的降解方程、表观一级反应速率常数等动力学参数。总体上,V=0.3m/s时,TiO2/ACF对二甲苯气体的吸附-光催化降解效果最佳。(7)C0=38mg/m3、V=0.3m/s、T=24℃条件下,在吸附段,RH=30%时的二甲苯吸附效果最好,此后随着相对湿度增加,二甲苯吸附率逐渐下降;在光催化反应段,通过对不同相对湿度下的反应动力学分析后发现,湿度过低或过高均不利于光催化反应的进行,RH=50%时,二甲苯光催化降解速率达到最大,相应的表观一级反应速率常数k’=0.347h-1。总体上,RH=30%50%时,TiO2/ACF对二甲苯气体的吸附-光催化降解效果较好,5h降解率均达到了90%以上。