载铈分子筛的制备及其在空气净化涂料中的应用研究
本文关键词：载铈分子筛的制备及其在空气净化涂料中的应用研究 出处：《西南科技大学》2017年硕士论文 论文类型：学位论文
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【摘要】：本研究采用液相离子交换法制备载Ce~(3+)分子筛、载Ce~(4+)分子筛,试验其与纳米二氧化钛协同光催化降解甲醛的作用,研究其在甲醛净化涂料中的应用。结果表明:反应液浓度、p H、温度及反应时间等对分子筛载铈具有一定影响,反应液浓度为0.2 mol/L、p H为5左右、室温条件下、反应时间4h条件下,分子筛负载铈离子效率较高,约为15.990 mg/g,将其复配纳米二氧化钛用于制备空气净化涂料,其甲醛净化率可达82%,高于纯纳米二氧化钛涂料62%的净化效率,铈离子是电子的有效接受体,能够捕获二氧化钛导带中的电子,从而降低二氧化钛表面的电子和空穴的复合率,延长空穴对的寿命,提高二氧化钛的光催化能力;不同配比的载Ce~(3+)分子筛和载Ce~(4+)分子筛的加入对二氧化钛光催化降解甲醛的性能有不同的影响,经试验对比研究发现:载Ce~(3+)分子筛浆体和载Ce~(4+)分子筛浆体的质量掺杂比例为8/1或1/8时,涂料降解甲醛的性能最佳;掺杂比例为8/1的载Ce~(3+)分子筛和载Ce~(4+)分子筛混合浆体的加入量为1.0%时,涂料降解甲醛的性能最佳,对甲醛的净化率可达82%;而掺杂比例为1/8的载Ce~(3+)分子筛和载Ce~(4+)分子筛混合浆体的加入量为1.25%时,涂料降解甲醛的的效果最好,甲醛净化率可达83%;为模拟涂料p H8~9碱性环境,在硫酸铈、硝酸铈溶液中滴加氢氧化钠溶液方式调节溶液p H,铈离子形成氢氧化物沉淀,试验其对纳米二氧化钛光催化介质涂料甲醛净化效果影响,甲醛降解率分别为40%、8%左右,远低于空白涂料的62%,氢氧化铈化合物中的氢氧根能够中和掉铈离子正电荷从而使其丧失掠夺电子的能力,使光生电子和空穴对更易复合,降低了纳米二氧化钛光催化净化甲醛的效果;研究了载银分子筛、载铈分子筛的加入对甲醛净化率为95%的本课题组和合作单位联合开发的瓷面全效空气净化涂料甲醛净化效果的影响,甲醛降解率分别提高到96%、98%,当载铈分子筛与载银分子筛共同加入时,其甲醛净化率仍保持在98%,载铈分子筛比载银分子筛效果更好,共同加入与单独使用载铈分子筛效果相当。载铈催化剂能有效提高纳米二氧化钛的光催化降解甲醛作用,并可应用于室内空气净化涂料的制备,有较好的应用前景。
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ630.1
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