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作者：

王韶昱

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摘要：

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TiO2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著的优良性能。

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关键词：

光催化技术 室内空气净化器 二氧化钛 甲苯 溶胶凝胶法 环境舱