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作者：

惠世恩，朱新伟，王登辉，刘长春

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摘要：

甲醛污染日益严重,有效降解甲醛是亟需解决的现实问题.以生物质材料,不同变质程度的煤,石油焦等为原料制得的活性炭具有比表面积大,吸附效率高等优点,在吸附,分离甲醛污染物方面具有显著优势.综述了活性炭吸附机理及改性机理,TiO_(2)光催化反应原理,提高光催化活性的途径,TiO_(2)负载等,分析比较了活性炭和TiO_(2)/AC对甲醛的吸附降解性能,并对活性炭改性,TiO_(2)/AC吸附-光催化的未来方向进行了展望.活性炭以物理吸附为主,在一定压力,温度条件下会发生脱附,造成二次污染.通过酸化改性可改变活性炭的孔径分布和表面酸性官能团含量,将物理吸附转变为物理-化学联合吸附,可有效提高甲醛分子在活性炭表面的吸附.除了活性炭吸附甲醛外,TiO_(2)无毒无害,安全绿色,光催化效率较高,是公认的较理想光催化降解甲醛等污染物的材料,根据TiO_(2)光催化原理,通过—OH和—O_(2)^(-)两种氧化能力极强的活性物种,甲醛等污染物能被催化降解为CO_(2),H_(2)O或其他无机小分子.然而,TiO_(2)量子效率低,可见光吸收范围窄,重复利用率低等问题限制其大规模工业应用.金属离子掺杂进TiO_(2)后形成电子,空穴的浅捕获势阱,非金属阴离子取代TiO_(2)氧位后,改变结构的畸变程度,一定程度上减少了电子-空穴对的复合.通过复合敏化可将禁带宽度不同的半导体组合形成一个异质结,拓宽复合催化剂的光谱响应范围.将TiO_(2)负载在活性炭上制得TiO_(2)/AC吸附催化协同材料,有利于解决催化剂难以回收利用的问题,通过活性炭对甲醛的吸附与浓缩,为光催化提供良好的反应环境,提高降解速率.通过控制活化与炭化过程,开发出具有特异吸附能力的活性炭;随着对TiO_(2)机理的深入探究,制备去除效率高,吸附容量大,能耗低,具有选择性的TiO_(2)/AC材料,提升吸附催化协同材料的制备水平,有利于实现高效清洁降解甲醛的技术目标.

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关键词：

甲醛 活性炭 TiO2 光催化 孔径分布 表面官能团 降解速率

DOI：

10.13226/j.issn.1006-6772.VOCs21090701

年份：

2022