论文部分内容阅读
纳米TiO2催化活性高、稳定性好、氧化能力强、廉价无毒、制备简单，可将大部分有机物、微生物、细菌、真菌、藻类及癌细胞等完全降解为CO2、H2O及无害无机物，在环境治理领域中有广泛的应用前景。但TiO2粉末易凝聚、易失活、使用后难回收，致使其应用范围受到了限制。本文采用溶胶-凝胶法和水热法相结合的方式制备活性炭负载Ag/TiO2纤维复合催化杀菌剂，重点研究所制备复合催化杀菌剂光催化性能和杀菌性能。（1）分别采用模板法和水热法制备TiO2纤维。用模板法制备的TiO2纤维都为微米级，很难得到纳米纤维。水热法制备TiO2纤维的最佳条件为：NaOH浓度为10mol/L，反应时间为72h，反应温度为170℃反应产物，填充料系数为0.6，600℃煅烧，退火冷却，得到的TiO2纤维直径约为30-100nm，长度约为3-8μm，长径比可达100。以甲基橙的脱色降解为模式反应，考察样品的光催化性能。结果表明：用模板法所制备的TiO2纤维的降解率略高于TiO2粉末的降解率，用水热法制备的TiO2纤维要高于用不同模板制备的TiO2纤维，光照120min，对甲基橙的催化效率达到91％，重复使用三次之后用水热法制备的TiO2纤维降解率最高，可达81％。（2）以钛酸四丁酯为前驱体，采用水热法和溶胶-凝胶法相结合的方式，制备Ag/TiO2纤维，其直径为30-100nm。研究不同掺银量对TiO2纤维催化活性的影响，并测试其杀菌性能，得出：当Ag含量为0.5％时，其催化效果最优，光照60min，对甲基橙降解率达95％，当掺银量为1％时，样品的抗菌性最强，抑菌圈达到18mm.（3）以钛酸四丁酯为前驱体，分别以活性炭颗粒（GAC）和活性炭纤维毡（ACF）为载体，采用水热法和溶胶-凝胶法相结合的方式，制备GAC/TiO2纤维和ACF/TiO2纤维。当TiO2纤维的负载量为50％时，GAC/TiO2纤维和ACF/TiO2纤维降解甲基橙的降解率都达到最大值，并且ACF/TiO2纤维对甲基橙的降解率明显高于GAC/TiO2纤维对甲基橙的降解率，重复使用三次后，ACF/TiO2纤维对甲基橙的降解率也远高于GAC/TiO2纤维。当TiO2纤维的负载为25％时，GAC/TiO2纤维的抗菌性最强，当TiO2纤维的负载量为50％时，ACF/TiO2纤维的抗菌性最强。（4）以钛酸四丁酯为前驱体，活性炭纤维（ACF）为载体，采用水热法和溶胶-凝胶法相结合的方式，制备ACF负载Ag/TiO2纤维复合催化杀菌剂。通过对甲基橙的降解得出当TiO2纤维的负载量为50％，掺银量为0.5％时，ACF/Ag/TiO2纤维的催化效率最优，30min对甲基橙的催化效率为97％，重复使用3次之后其降解率有所下降，但仍可达到90％。通过抑菌圈测试得出，ACF/Ag/TiO2纤维复合催化杀菌剂的抗菌性能明显增加，当掺银量为1％时，样品的抗菌性最强，抑菌圈达到23mm。