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多波段光催化协合材料

颜学武

  为了解决光催化反应量子效率低和太阳能利用率低的问题,同时使材料具有产生空气负离子、抗菌等健康环境功能,本文用溶胶-凝胶法制备出稀土掺杂纳米TiO_2溶胶,再与电气石粉体复合,经过凝胶化、干燥、煅烧等过程,得到了一种新型的功能材料——多波段光催化协合材料。多波段光催化协合材料不仅使光催化反应的光谱响应范围扩展到紫外、可见光、微波等多个波段,提高了光催化效率,从而具有较好的净化空气功能,还具有较好的抗菌、产生空气负离子等健康功能。本文用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、电子自旋共振、紫外可见分光光度计等手段对多波段光催化协合材料进行了表征。结果表明:纳米TiO_2为锐钛矿型,颗粒粒径为8~10nm,比较均匀的复合在电气石颗粒表面,电气石颗粒分散较好,没有出现正负电极首尾相连的现象;铈元素掺杂纳米TiO_2复合而成的多波段光催化协合材料比镧、钕等稀土元素掺杂的产生·OH自由基能力强;不同铈掺杂量(Ce/Ti摩尔比为0.5%、0.8%、1.0%)相比较,Ce/Ti摩尔比为0.8%时材料的光催化效果最佳。本文还研究了多波段光催化协合材料的净化空气、抗菌、产生空气负离子等功能。多波段光催化协合材料具有光催化作用能产生·OH自山基,·OH自由基与氮氧化物、甲醛等污染性气体反应,从而达到净化空气的目的。多波段光催化协合材料属于无机抗菌材料,具有强耐高温性、广谱抗菌性等优点,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的杀抑率超过99%。多波段光催化协合材料具有较强的产生负离子的能力,产生的空气负离子量超过700~1000个/cm~3,对人体具有健康效应。将多波段光催化协合材料分别应用到无机涂料、有机涂料及中国建筑材料科学研究院自行研制配方的净化空气外墙涂料中后涂料也将具有净化空气、抗菌、产生空气负离子等功能。多波段光催化协合材料具有优异的性能,可广泛应用于建筑装饰装修材料,应用璥发前景广阔。……   
[关键词]:光催化;协合材料;净化空气;抗菌;空气负离子
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:中国建筑材料科学研究院2004年