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近年来由室内建筑装饰装修所致的室内空气污染,以及由此引起的人体健康问题已成为人们关注的焦点之一,因此各种用于室内空气净化的净化器应用而生。但是,作为日常生活的家居用品,目前市场上存在的空气净化器在使用过程中存在不同程度的缺陷,有的甚至会产生对人体不利的其他影响。由于多孔陶瓷具有流体通过压力损失小、表面积大和流体接触效率高、能够有效吸附催化剂等特点,本文选择多孔陶瓷作为净化器元件并在陶瓷体上涂覆催化剂从而进行新型空气净化器的开发和研究。
本文主要进行了净化器元件—多孔陶瓷的制备、催化剂在陶瓷体上的涂覆、净化器装置的设计以及净化效果的评定等试验和研究。采用颗粒堆积法以及有机泡沫浸渍法分别制备具有催化剂载体孔结构的多孔滤球以及网眼多孔陶瓷,并经过对比后最终选择多孔滤球作为催化剂载体;催化剂选用具有光催化作用的TiO<,2>,采用溶胶凝胶法进行制备并在陶瓷体上涂覆,以一定的温度进行热处理得到具有光催化活性的膜层;在净化实验部分,自行设计了甲醛输入、净化空间、净化器以及测定取样等一系列的装置,按照国家标准进行结果测定,并评价净化器的净化效率。
在以上实验的基础上,利用各种微观检测手段对滤球表面和涂覆膜层进行观测并对实验结果进行分析。通过压汞法对陶瓷的孔结构测定和扫描电镜对陶瓷基体以及催化剂涂覆后的陶瓷表面进行观测,分析了陶瓷成孔原理以及表面孔结构对TiO<,2>成膜的影响;使用xRD对催化剂的成分进行测定,结合相关机理分析了TiO<,2>制备以及热处理过程中各因素对其催化性能的影响,并确定最佳实验条件;最后通过净化效果得出:以多孔陶瓷为催化剂载体及净化元件所设计的空气净化器对甲醛的净化效果明显,净化后空气中甲醛含量符合国家室内空气质量标准。