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Fe_3_TiO_2改性竹炭催化降解甲醛_张文标

第48卷第4期2012年4月

SCIENTIA

业科

SILVAE

SINICAE

No.4Vol.48,

Apr.,2012

Fe/TiO2改性竹炭催化降解甲醛

张文标

(浙江农林大学工程学院

临安311300)

3+*

摘要:3+3+

以竹炭为载体,采用溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶,并掺杂Fe,经浸渍过滤和高温焙烧制备Fe/TiO2

Fe3+掺杂量、改性竹炭,并用SEM和XRD进行表征。采用单因素和正交组合试验探究焙烧温度、负载层数三因子

3+

从而确定制备Fe/TiO2改性竹炭的最优工艺。从SEM和XRD图谱表征可知,对改性竹炭去除甲醛效果的影响,

TiO2溶胶和Fe3+三者之间能够较好地复合在一起。三因子中焙烧温度因子最为显著,竹炭、其次是负载层数和Fe3+掺杂量。制备Fe3+/TiO2改性竹炭最佳工艺参数为焙烧温度450℃、Fe3+掺杂量1%,负载层数2层、其对甲醛均高于单一竹炭或TiO2/竹炭复合对甲醛的去除率,表明三者复合具有协同促进作用。的去除率达到61%,关键词:

3+

竹炭;TiO2;Fe;溶胶-凝胶法;甲醛

中图分类号:S781.7文献标识码:A文章编号:1001-7488(2012)04-0113-06

CatalyticDegradationofFormaldehydewithFe3+/TiO2ModifiedBambooCharcoal

ZhangWenbiao

(SchoolofEngineering,ZhejiangA&FUniversity

Lin'an311300)

3+

Abstract:Inthisstudy,bamboocharcoalwasmodifiedwithFe

/TiO2throughpercolationandhigh-temperature

3+

andthefinalproductwascharacterizedbySEMandXRD.Intheabove-mentionedprocess,bambooroastingtreatments,

charcoalpowderwasusedascarrier,andTiO2solwaspreparedbyasol-gelmethodandthenintermingledwithFetheFetemperature,

3+

.Both

asinglefactortestandanorthogonalexperimentwereappliedintheinvestigationtoexploretheeffectsofthebaking

contentandthenumberofloadinglayersontheremovalrateofformaldehyde.Basedonthedata

3+

analysis,anoptimumprocessofFebamboocharcoal,TiO2solandFe

3+

/TiO2modifiedbamboocharcoalwasthendetermined.Theresultsshowedthat

canbewellcompoundedaccordingtoSEMobservationandXRDanalysis.Amongthe

bakingtemperaturehadthemostsignificanteffectontheformaldehyderemovalrate.Theoptimalthreechosenfactors,

thenumberpreparationparametersforthemodifiedbamboocharcoalwereasfollows:thebakingtemperaturewas450℃,andtheFeofloadlayerswere2,charcoal,Fe

3+

3+

contentwas1%toachievethehighestformaldehyderemovalrateof61%.Thisrateis

higherthanthoseofbamboocharcoalitself,andmodifiedbamboocharcoalwithTiO2only,whichindicatesthatbamboo

andTiO2haveasynergisticreactiondrivingthedegradationofformaldehyde.bamboocharcoal;TiO2;Fe

3+

Keywords:;sol-gelmethod;formaldehyde

甲醛是室内空气最主要的污染物之一,室内装饰装修中常用的胶合板、细木工板、中密度纤维板等木质人造板中存在残留的和未参与反应的游离甲醛,在一定的温湿度环境条件下会逐渐向室内释放,极易对人体健康造成危害。当空气中甲醛含量达到30mg·m-3时可致人死亡,且甲醛释放周期长,一般为3~15年,是一种潜在致癌物(朱迪迪等,2010)。

竹炭是一种多孔性物质,具有吸附室内甲醛效能(杨磊等,2005;张文标等,2006;Asadaetal.,2002;江泽慧,2001),但普遍存在吸附饱和问题,

收稿日期:2011-08-30;修回日期:2011-10-20。

使用一段时间后其吸附活性慢慢降低,还易出现脱附,造成二次污染。如何提高竹炭的吸附效率和使用寿命,日渐成为研究的焦点,许多学者相继开展了

利用光触媒TiO2和竹炭、活性炭、活性炭纤维等多孔材料复合吸附甲醛的研究。黄彪等(2005)发现超临界乙醇条件下制备的TiO2光催化剂-活性炭复合材料具有很好的光催化活性与吸附作用,而且具有的协同效应优于活性炭与Sc-TiO2样品的简单混合形式;朱文炎等(2007)利用竹炭负载TiO2进行吸附甲醛研究,发现TiO2负载次数对甲醛吸附有

基金项目:国家科技部农业科技成果转化项目(2010GB2C200175);浙江省科技厅重大专项(2006C13052)。*徐一飞、张杨洋、闫国祺、章敏为本试验做了部分工作,特此致谢。

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