杨辉
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申乾宏
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高基伟
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蔡振钱
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宁海水
稀有金属材料与工程
采用溶胶-凝胶法制备了具有光催化性能的锐钛矿型TiO2溶胶,并研究了溶胶光催化罗丹明B的反应动力学,发现溶胶的光催化反应过程可分为两个阶段:第一阶段为速度较慢的打散罗丹明B分子聚集体的一级反应,第二阶段为速度较快的破坏罗丹明B分子结构的复杂反应.溶胶中锐钛矿晶体的量子效应、比表面积和布朗运动,导致光催化反应体系中同时存在多个不同反应进程的分反应及其后续反应,因此溶胶光催化反应过程较为复杂,可用Boltzmann公式进行数学拟合;而常见的粉体和薄膜的光催化反应过程大多较简单,为零级或一级反应.
关键词:
锐钛矿溶胶
,
光催化动力学
,
Boltzmann拟合
,
溶胶-凝胶
高如琴
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郝丹迪
,
耿悦
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150522.005
以四氯化钛为初始反应物,采用水解沉淀法合成纳米TiO2薄膜.结合XRD、TEM以及FTIR等手段对TiO2/硅藻土基多孔陶瓷复合材料的晶体结构和形貌进行了表征;以复合材料为空气净化器芯体,甲醛为降解对象,对光催化降解动力学进行了探讨.结果表明:纳米TiO2经600℃煅烧后为锐钛矿型,平均粒径约10.6 nm,纳米TiO2薄膜牢固包覆于载体表面(膜厚300～450 nm).包覆层与TiO2薄膜之间的界面上形成了Si-O-Ti键.甲醛初始浓度为1.302 mg/m3,紫外光照240 min,甲醛去除率达到94.6％.动力学研究表明:可用Lang-muir-Hinshelwood动力学方程来描述甲醛光催化降解反应,该气相光催化一级反应时的反应速度常数为0.576 mg/(m3·min),吸附系数为0.048 m3/mg.并建立了甲醛的气相光催化动力学方程.
关键词:
多孔陶瓷
,
水解沉淀法
,
纳米TiO2薄膜
,
甲醛
,
光催化动力学
