纳米光催化技术在室内空气净化器中的应用研究

纳米光催化技术在室内空气净化器中的应用研究

尹雪云[1]2003年在《纳米光催化技术在室内空气净化器中的应用研究》文中研究表明纳米二氧化钛光催化剂在紫外光照射下,能将绝大多数污染物彻底氧化分解,且不产生二次污染。人们在用光催化治理环境方面做了很多研究。由于光催化反应在室温和常压下即可进行,因此可用于开发新型通风和空调系统。本论文介绍了一些典型的光催化反应实例,光催化技术的国内外发展现状、纳米TiO_2光催化反应的原理、TiO_2纳米粒子的结构与性质及水蒸气对光催化作用的影响,气相法、液相法等常用光催化剂的制备方法,纳米TiO_2负载所用的载体及其在载体上的固定方法。本课题受“十五”国家医学科技攻关项目的资助。论文包括两方面内容:纳米TiO_2涂料的光催化性能实验和本实验引进的叁种空气净化器的性能测试实验。在4m3的密封仓内测试了纳米TiO_2光催化涂料对二氧化氮、二氧化硫的氧化及对甲醛的降解效果,结果发现应用自制的纳米TiO_2颗粒制成的光催化涂料对叁种典型的空气污染物有较好的降解效果。对叁种室内空气净化器进行详细的性能检验及结构分析。掌握了目前市场上销售的光催化空气净化器存在的技术问题,为后期光催化空气净化器的研制奠定了技术基础。

王韶昱[2]2013年在《光催化技术在室内空气净化器中的应用研究》文中进行了进一步梳理室内空气净化器应用前景广阔。但传统空气净化器所使用的过滤和吸附装置存在容量饱和的问题,需要频繁更换组件,这对购买者的使用带来了一定的麻烦。光催化技术是新兴的污染治理技术,具有效率高、反应条件温和等优点。本文基于光催化技术的特点,制备了适用于室内空气污染治理的净化装置,并形成净化器样机,研究了样机运行的影响因素及整机性能,为后续净化器的改进及推广提供了丰富的实践数据及理论依据。具体如下:(1)制备了光催化材料及组件并考察了其性能。以溶胶凝胶法制备了Ti02纳米材料,采用浸渍负载法将其负载在SiC泡沫陶瓷上,通过光催化降解低浓度连续流甲苯实验考察组件的光催化性能。结果表明,PEG400和P25的添加有效提高了组件的光催化氧化性能,延长了组件的使用寿命。PEG添加量为10%、P25添加量为50%时,组件对甲苯有最佳光催化效果。此外,采用光照同时通入氧气的活化方法有效地对催化剂进行了再生。(2)考察了光催化组件在实际应用中的效果,尤其是在高流速、低浓度和低光强情况下的光催化性能。将组件与风机结合,在3m3环境舱内模拟室内空气净化器的实际工况,研究了气体流量、初始浓度和光照强度对组件光催化降解甲苯性能的影响。结果表明,气体流量越小、甲苯浓度越高,组件光催化降解甲苯能力越好;光强对性能也有较大影响,当光强在25μW/cm2以下时,组件去除甲苯效率与光照强度成正比,随后上升趋势逐渐减缓,当光强大于31μW/cm2后,去除效率基本不随光强的变化而变化。(3)考察了光催化净化器整机性能。将光催化组件与活性炭、HEPA高效滤网、负离子发生器、风机组合,作为完整的空气净化器原型机,在环境舱内进行光催化降解甲苯能力测试,并与市售几种空气净化器的效果进行比较。结果表明,样机相较于其他市售产品具有非常显着的优良性能。

孙国鑫[3]2016年在《水泥基光催化材料及其空气净化器研究》文中研究说明光催化技术是实现大规模大气污染治理和室内空气净化的重要途径之一,研制水泥基光催化材料(PCM)可有力地推动光催化技术在环保领域的应用进程。光催化剂在与载体复合时,如何保证催化性能的充分发挥以及复合效果的稳定性是应用光催化技术的研究难点。本文选择多孔氯氧镁水泥(PMOC)作为水泥基体,Degussa P25-TiO_2作为光催化剂,系统分析了两者复合过程中负载微环境对负载效果的影响规律,并根据吸附剂增效机理实现了光催化剂与水泥基体复合时的复合结构优化,同时对光催化技术的实际应用途径进行了较深入的探索。主要工作内容和成果如下:在分析氯氧镁水泥(MOC)水化机理和晶体生成发育规律的基础上,确定了控制晶体发育程度从而构造不同复合微结构的方法。研究分析了不同基体微结构下,纳米TiO_2光催化剂与基体的复合效果差异及机理。负载过程中,PMOC基体对TiO_2颗粒具有分散作用,在不同水化进程下完成TiO_2光催化剂与基体的负载,得到的复合效果不同。随着PMOC基体中5相晶体发育,5相晶体持续向外生长至成熟,晶须与纳米TiO_2颗粒的搭接作用促进了基体表面对光催化剂的分散。负载效果的差异会影响PCM的TiO_2负载量、孔结构和比表面积,进而影响催化效率。基于吸附剂增效机理,确定了吸附剂传质增效提高PCM净化能力的路线。选用活性炭(AC)作为吸附剂,确定了活性炭与光催化剂的复合工艺参数并分析其复合机理。系统研究了TiO_2/AC复合光催化剂引入PMOC基体后的复合结构和协同净化机制,确定了最佳的复合结构参数。确定了活性炭破碎、酸洗、真空负压-超声分散复合TiO_2、热处理的光催化功能工艺流程。TiO_2与AC的最佳质量比例为4:25,最佳的热处理温度为350℃。活性炭负载TiO_2后,TiO_2在活性炭表面高度分散,但同时也堵塞了活性炭表面的孔。合适的热处理温度可在一定程度上促进表面TiO_2团聚,进而提高协同净化能力。采用一次成型工艺将TiO_2/AC引入PMOC基体,最佳的工艺参数为基体密度0.35g/cm~3,TiO_2/AC掺量为4wt.%,系统分析结果表明TiO_2/AC掺量、基体密度、稳定孔结构叁个因素的相互协调才能实现吸附、催化性能的最大化发挥。过高的TiO_2/AC掺量会带来TiO_2/AC颗粒的过度聚集和基体孔结构的破坏,进而抑制PCM的净化能力。在对PCM进行系统研究的基础上,本文设计了叁种PCM净化片结构和四种净化器结构,确定了PCM净化片和净化器结构的最佳组合。研究表明气体传质效率和反应吸附过程对光催化技术空气净化器的影响显着,可以通过改进净化器结构改善气体传质效率,并通过增强净化材料吸附性能促进反应吸附过程。另一方面,光催化反应面积的提高可以通过增加PCM层来实现,但是要以不影响气体传质吸附过程为前提。所设计的净化材料和空气净化器送至国家建筑材料测试中心(北京)进行了叁方认证测试,验证了其高效空气净化能力。

丁国瑞[4]2013年在《光催化技术在建筑环境与设备中的应用及研究现状》文中进行了进一步梳理简要概括了光催化方法运用在建筑和设备里的应用与探究,如今进行研究最重要的就是怎么使用光催化措施对室内空气的质量进行改善、使用光催化的材料进行杀菌、使用光催化的自洁与防雾的作用、使用光催化的材料对空调制冷传热性能的强化作用;仔细的研究了其状况,同时对其接下来需要研究的问题进行分析。

杨华明, 崔森[5]2004年在《光触媒净化技术的研究及其应用》文中提出由于全球自然环境和生态环境的变化 ,诸多新的传染病不断出现 ,加之很多建筑材料和装修材料挥发物造成对生活环境污染。因此 ,改善环境卫生状况 ,减少环境污染对人体健康的影响 ,提高抗病能力是目前预防医学工作者应当高度关注的问题。虽然有了现代空气过滤洁净技术

白俊红[6]2014年在《居室空气净化器设计研究》文中研究说明随着我国社会经济的发展,城市化进程日益加剧,带来了环境污染等一系列社会问题。近年来,我国人民的生活水平不断提高,人们对室内装饰的要求也越来越高。各大城市人口急剧膨胀,城市建筑的密度越来越大且密封性越来越好,人们对汽车等交通工具依赖程度日益增大,导致室外和室内污染物来源和种类日益增多。由于人们对健康和环保越来越关注,对空气质量的要求也越来越高,这就催生了空气净化器的设计和开发。本项目主要以居室空气净化器研究为目标,设计出高效、简约、时尚、易用、占地空间小、与家居环境相融合的空气净化器产品。本文对市售多款空气净化器产品的设计进行了调研,并通过问卷调查、观察和用户访谈等研究方法,主要以青年人群和家庭为目标用户,结合以人为本、用户为中心的设计理念,较为全面地分析了用户生理和心理等方面的设计要求,并利用人机工程学方法,确定了居室空气净化器的设计概念。本文的主要研究内容包括居室空气净化器的整体造型、内部功能结构、关键净化技术、色彩搭配、产品尺寸、操作易用性、使用环境等方面。居室空气净化器主要由外面板、粗滤层、精滤层、杀毒灭菌功能模块、风机、进出风口、各类传感器、加湿装置、污物收纳装置、操作显示面板及各个功能按钮等部分组成。各功能模块以卡槽形式安装,可根据不同人群的实际需求自主搭配,用户适用性良好。本项目在产品设计调研、用户需求调研统计数据分析的基础上,针对用户的主要需求确定了产品内部的功能结构,并设计了一款较为理想的小型台式居室空气净化器产品造型,是能够融入现代家居的装饰品,且节省使用空间。居室空气净化器产品的配色方案以白色为主,时尚、现代而大气,减少体积感。考虑到产品的使用环境,产品造型圆润、光滑、稳重,既不突兀,又不保守,使用户感觉产品亲切有加、易用舒适。新颖的外形设计与简单的色彩搭配结合,使得居室空气净化器与居室内环境很好地融合。设计从每个角度看上去都很完整,丝毫不受摆放位置的限制,很适合青年目标人群使用。在设计中赋予产品气质和品质感,使之更好地体现自身价值。

杨世光[7]2002年在《纳米材料光催化技术在荧光灯灯具上的实验研究》文中研究说明本文通过紫外线与纳米级TiO2 材料进行光催化的试验研究 ,然后将该项技术应用到相应的灯具上 ,使常用的照明灯具在室内起到了空气净化的作用 ,改善了生活环境和工作环境

胡秀峰, 梅博, 韦丽红, 李占臣, 康晓鸥[8]2015年在《室内空气净化技术应用效果研究进展》文中研究指明综述了过滤技术、吸附技术、静电技术、催化技术、等离子体技术等室内空气净化技术净化颗粒及有害气体效果的研究进展,并统计分析了北京市主流市场上国内外知名空气净化器应用各类净化技术的净化效果。同时,说明了各类技术在实际应用时的不足。最后展望了各类净化技术应用于室内空气净化器的发展趋势。

丁润柏, 史文学[9]2003年在《光催化空气净化器拒绝“非典”》文中研究表明您居住的空间健康吗 随着人们的生活水平不断提高,社会经济实力不断增强,越来越多的高档住宅、公寓、写字楼走进了人们的生活。这些建筑大都形式多样、装饰豪华,往往令人流连忘返,然而这些高档建筑的背后也同时存在颇多不容忽视的问题:封闭的空间,较少的空气流动,极易在受到病毒侵入、空气污染甚至遭受生物、化学恐怖袭击时难逃厄运。

参考文献:

[1]. 纳米光催化技术在室内空气净化器中的应用研究[D]. 尹雪云. 北京工业大学. 2003

[2]. 光催化技术在室内空气净化器中的应用研究[D]. 王韶昱. 浙江大学. 2013

[3]. 水泥基光催化材料及其空气净化器研究[D]. 孙国鑫. 武汉理工大学. 2016

[4]. 光催化技术在建筑环境与设备中的应用及研究现状[J]. 丁国瑞. 科技创新与应用. 2013

[5]. 光触媒净化技术的研究及其应用[J]. 杨华明, 崔森. 中国消毒学杂志. 2004

[6]. 居室空气净化器设计研究[D]. 白俊红. 清华大学. 2014

[7]. 纳米材料光催化技术在荧光灯灯具上的实验研究[J]. 杨世光. 照明工程学报. 2002

[8]. 室内空气净化技术应用效果研究进展[J]. 胡秀峰, 梅博, 韦丽红, 李占臣, 康晓鸥. 安全与环境学报. 2015

[9]. 光催化空气净化器拒绝“非典”[J]. 丁润柏, 史文学. 建设科技. 2003

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