【摘要】：光催化二氧化鈦材料因?yàn)槠鋬?yōu)良的性能而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)催化、空氣凈化、湖泊凈水、環(huán)境抗菌等領(lǐng)域。但傳統(tǒng)二氧化鈦光催化材料的催化效率低,故其在工業(yè)催化領(lǐng)域應(yīng)用不廣。通過改進(jìn)的St?ber法制備了不同尺寸的納米SiO_2微球(SiO_2 nanosphere,簡稱SNS),從中選取尺寸和分散性最好的微球作載體,采用液相沉淀法制備了一種性能穩(wěn)定,催化活性高的SiO_2納米微球負(fù)載TiO_2的復(fù)合氧化物(簡稱TSNS);并通過不同方法表征了該復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和性能,具體研究該復(fù)合催化劑對甲基橙有機(jī)物的降解效率;并通過在內(nèi)墻涂料中加入此復(fù)合光催化劑制備了一種新型的可凈化室內(nèi)甲醛污染物的內(nèi)墻涂料,并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)和理論研究。本論文的研究工作得出了以下的結(jié)論:(1)二氧化硅微球的粒徑以及形貌受催化劑氨水濃度和原料正硅酸乙酯含量的影響,隨著加入的催化劑或正硅酸乙酯含量增多,反應(yīng)形成的二氧化硅微球的尺寸會逐步增大,均一性也逐漸變好;(2)不管是無機(jī)類的分散劑KCl、(NaPO_3)_6、Na_5P_3O_(10),還是高分子類的分散劑Span-80對二氧化硅微球的分散效率各不相同,在KCl為7%,(NaPO_3)_6為3%,Na_5P_3O_(10)為7%,Span-80為8%時,各自對二氧化硅微球的分散效率最好。四種分散劑中對二氧化硅微球分散效果最好的是(NaPO_3)_6,在最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%時,分散效率最高可以達(dá)到90.34%,而其他分散劑的分散效率最高低于90%;(3)制備的Ti-Si復(fù)合氧化物中二氧化硅為無定形,TiO_2主要以銳鈦礦相為主,粒徑約為11 nm,其中含有雜質(zhì)相;在600℃焙燒后,TiO_2銳鈦礦相變得完整,粒徑增加至16 nm;由FTIR和XPS分析證實(shí):Ti-O-Si鍵在940 cm~(-1)附近有特征吸收峰,SiO_2/TiO_2聚合主要靠范德華力和Ti-O-Si鍵,經(jīng)過600℃煅燒后TSNS中的Ti-O-Si鍵減少但沒有消失;(4)在175 W紫外燈下光催化300 min后,600°C煅燒后的Ti-Si復(fù)合氧化物對甲基橙有機(jī)物(20.0 mg/L)的降解效率可達(dá)96%。因此,煅燒后的TSNS是一種很有應(yīng)用前景的光催化降解劑;(5)光催化型內(nèi)墻涂料涂膜的透明度、光照強(qiáng)度、甲醛的初始濃度值、涂抹層數(shù)都會對室內(nèi)甲醛的降解結(jié)果有一定的影響。固定其他條件時,苯丙乳液作基體時透明度比VAE乳液作基體時要好,光催化甲醛效率較高;隨著光照強(qiáng)度增強(qiáng)時,光催化型內(nèi)墻涂料對室內(nèi)甲醛污染物的凈化率逐漸增加,反應(yīng)涂膜與光源的間隔為20 cm時對甲醛的降解率為89%,60 cm時對甲醛的降解率只有66%,凈化效率相差23%;甲醛的初始含量值分別為0.2 mg/m~3、0.35 mg/m~3、0.56 mg/m~3時對甲醛的降解效率各不相同,當(dāng)值為0.35 mg/m~3時,光催化型內(nèi)墻涂料的凈化效果最好,凈化率達(dá)到89%;當(dāng)改變涂抹層數(shù)為1、2、3時,光催化型內(nèi)墻涂料凈化甲醛性能最佳的為2層,凈化率達(dá)到89%。
【圖文】：

外的德國 Evonik IndustriesAG 公司生產(chǎn)的 P-25 組合型見。其生產(chǎn)條件是在有氧和氫氣的條件下利用 1200-25 的主要晶體結(jié)構(gòu)為銳鈦礦型，占 70 %，其他成分催化原理 所示，顯示了金紅石型（Rutile，簡稱 R 型）和銳鈦礦型種二氧化鈦晶體結(jié)構(gòu)的晶胞圖，其中圖 1-1 中大紅球指原子。對于 R 型和 A 型兩種晶體結(jié)構(gòu)的二氧化鈦來說 TiO6八面體組合而成，兩者晶胞結(jié)構(gòu)的差異導(dǎo)致兩者決定其性質(zhì)，正是由于構(gòu)造上的不同導(dǎo)致了 R 型和 A電常數(shù)、折光指數(shù)以及電子能帶結(jié)構(gòu)上的區(qū)別[40]。具格比 A 型 TiO2小，故 R 型 TiO2原子沉積的密度更為不透明度都高于 A 型。其中 R 型的 TiO2和 A 型的 T 和 2.52[41]。

圖 1-2 建筑涂料的分類方法.2.1 建筑涂料的各組分介紹（1）建筑涂料首要成膜物質(zhì)組分：又叫基料或固化劑，是涂料的根基膜物質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械性能一般都較高。它的機(jī)理是將一個涂料組物質(zhì)緊密連接在一起，最后形成性質(zhì)穩(wěn)定的基礎(chǔ)保護(hù)膜。合成樹脂、是我國建筑類涂料常用的首要成膜組分。(2) 建筑涂料次級成膜組分:主要是指涂料體系中添加的顏填料和溶劑。人造和天然顏料。顏料的裝飾效果明顯，一般彩色涂料的顏色其實(shí)就顏色。填料種類很多如硅酸鹽、鎂鋁酸鹽、重晶石粉、重碳酸鈣、膨潤土、，其主要作用是提高涂膜抗老化作用，改善涂膜機(jī)械強(qiáng)度等。建筑用品種繁多，常用的有汽油、二甲苯、丙酮等等，在配制建筑涂料時，劑的閃點(diǎn)、著火點(diǎn)、毒性。比如酒精的閃點(diǎn)只有 16 ℃，使用時要特別注（3）建筑涂料輔助成膜組分:常見的助劑有很多種：硬化類、干燥類、
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O643.36;O644.1;TQ637

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本文編號：2696004