光催化纸孔隙结构对VOC分解的影响

TiO，具确光促催化能力，特别是锐钛矿型Tio， 受近uv照射时，最示出极强的氧化能力。过去20 年r卜，由于有机物的Ti0：光催化氧化是节能化学过 程而极具吸引力。水合TiO：表面产生的羟基能将接 触Tio，的有机物氧化分解为cO，和H，o，幽此，针 对有机污染物的Ti0：光氧化分解进行了大量伽f究。 针对环境清洁，人们开发了-些以TiO，为基材的 实Hj刑产品．例如TiO，涂布瓷砖、Tio，玻璃、TjO! 膜或薄片材料和含TiO：纸。在各种以TiO，为基材 的材料rh含光活性Ti0，粉末的纸状复合物被称为 TiO：纸或光催化纸。因为纸质材料在室内有广泛的应 用，Ti02纸前景很好。先前已报道了可用于环境污 染处理的沸石和Ti02填充纸复台物的制备。利用造 纸技术，成功制备的纸基”O：复合物，具有极高的 光催化性和耐久性。这种光催化纸是以陶瓷纤维作为 TiO，粉末的支撑体，大部分的光活性Tio，颗粒优先 固定在兀机纤维上，然后‘j层状纤维网络合成一体， 与有机浆料纤维无接触，导致纸张具有极强的耐久性。 就结构特性和光催化现象而青，这种光催化纸极其独特。 本文研究了TjO，纸的孔隙结构及其对乙醛气体 分解的光催化效应，．实验中采用纸浆和陶瓷纤维制 备具响4i同孔隙结构的TjO：纸，比较其光催化性能， 探讨TiO，纸的总孔隙体积与光分解效果之间的关系。 1材料和方法 ll材料 锐钛矿型n02粉末(sT_oj)昀J’fsllihamsangyo Kaisha公司；商品针叶木BKP，根据TAPPI检测方 法(T200和T227)，使用 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 打浆机打浆至加拿大标 准游离度(cSF)460mL或700mL，供纸样制备； 陶瓷钎维(1sOwoOL1260BuLK，Is0LITEindustry 公司)，二刃铣刀七JJ断至平均长度为05mm。在舣 重聚电解质系统中，使用聚二烯丙基-二甲基氯化铵 (PDADMAc，相对分子质量3×10’，电荷密度55meq，g， Al“ch，Ltd)和阴离子聚丙烯酰胺【A_PAM，I皿I-351， 相对分子质量4×】o。，电荷密度o．64meq堙，Kurjta， Ltd)2种凝聚剂作为助留剂． 1 2 Ti02纸的制备 按照TAPPI检测方法T205制备定昔为60g／m2 的各种光催化纸，女u图1所示。加入TlO，粉_术干J浆 至csF460mL或700mL的纸浆悬浮液(浆浓o15％)， 不含絮凝剂的Tio'纸采用抄纸网为200日(O．074 mm)的标准纸页成形器抄造。通过控制TiO，粉末的 用量，将手抄片中的Tio：含量凋至浆的125％(质 量比)。将湿纸张在350kPa下压5min，然后在105 ℃烘箱内干燥10min。原始的锐钛矿型TiO，杠热山 干燥III保持小生。浆／Ti0，混合物通过桨料的冷冻干 燥获得，浆料巾含csF460mL的纸浆和定量的TiO， 粉末。陶瓷纤维／Ti0，纸按如下步骤静』备：存O．15％ 纤维悬浮液(陶瓷纤维与浆料的质量比为9：】)中 浆料悬浮液(015％) l冷冻干燥 浆／T1n憾台物 纸浆和陶瓷纤维悬浮液f015％ l PDADMAC T102糟束 A-BW l 手抄片制备 TiO】纸 陶瓷{}维，rIo，纸 图l Ti仉纸的制备 WorldPulPandPaPcrv0I26，No5 ll黼11 ．．．．．．．．．．．1 r．．．．．．．．．．．．I 一 万方数据 依次混入阳离f絮凝剂pDADMAc(纤维组分的 O．1％)、TiO，粉末(纤维组分的125％)和A．PAM(纤 维组分的0．1％)，时间间隔为3min。混合后的悬浮 液脱水形成纸幅。制备的光催化纸在温度23℃、相 对湿度50％的环境中放置24h。 1，3 TiO，和陶瓷纤维含量 光催化纸在700屯rn熔炉中煅烧20mjn，按蕈量 分析测定灰分含量。存本研究采用的抄纸条件下，确 定陶瓷纤维的留着率大于98％。考虑到含水TiO，和 陶瓷纤维在700屯的失重分别是13％和微量，从灰分 含量If·减去陶瓷纤维含量即可计算jI}TiO，含量。 1．4 乙醛气体的光催化分解 在365nm弱uv照射下，研究TiO，粉末和TjO， 纸对气态乙醛的光分解作用。光催化样品表而实际 uv强度设定为3．Ow抽2。TiO，粉末、”Q纸(25 mm×25mm×o．15mm)或棉浆／TiO，混合物放人1 个圆桶型反应器(直径80mm，高40mm)巾，该反 应器装有1个石英玻璃盖和1个4叶片螺旋搅拌。标 准乙醛气体通过1个微量注射器注人反应器，TiO，粉 末和TiO：／浆混合物充分地分散牲反应器底部，并把 反应器中乙醛气体的反应初始体积分数讽至2．5×104。 在光催化反应过程中，uV光透过石英玻璃盖照射在 Tio，光催化剂上，注入lmL气体并不断搅拌。通过 Gc-17A气相色谱(shimadZu公司)定量测量反应器 中残留的乙醛浓度。该气相色谱备有热传导检测器和 1个30m×O．53mm的supel．QPLOT干丰(SuPELco 公司)。所有实验都在室温(20±1托F重复3次以上， 每次光分解实验的标准偏差都在5％以内。 l5其他分析 啊O：纸样表面涂覆碳后，在JEOL公司产的JsM一 5600仪器·h进行扫描电镜(sEM)观察。电f加 速电压设置为10kv，在高真空度下获得sEM图像。 采用PofeMaster33P进行压汞分析(YuAsAIONIcs 公司)，根据压力一累积汞浸人体积曲线来评估TiO， 纸的彳L隙体积和尺寸分布。 2结果和讨论 2．1 Ti02纸表面的sEM分析 按照先前研究中报道的相似方法，杠等量TiO：下， 成功制备r具有不同孔隙结构的Tio：纸。每张纸的 Ti02含量为o．15g。南打浆至csF460mL或700mL 国际造纸2007年第26卷第5期 的纸浆制备的TiO：纸和陶瓷纤维／TiO：纸的sEM图 像如图2所不，纸浆和陶瓷纤维形成独特的网络结构， 而细TiO：颗粒分散在纤维结构中。 泣 fa)csF=460mI的浆抄制的Ti02纸；仆)csI-唧00mL的浆抄制的 ¨0^纸；(c)陶瓷纤维用o^纸， 图2各种nO：纸的sEM图 22 Ti02纸对乙醛气体的光分解作用 白次比较了csF460mL的浆制备的TiO，纸、 Tio。粉末和浆／矸O：混合物的光催化性能。图3显示 ruV照射下经3种不同类刑TiO，样品处理的气态 乙醛光分解图。在uV照射r，乙醛浓度随时间的延 长而下降，但是不同类型TiO：样品的光降解趋势是 不同的。在这种情况F，证实乙醛既没有光分解也没 有发生简单的吸附。当TiO，样品放人反应器时，没 有uV照射时通常会观察到，乙醛浓度在5mIn内迅 速F降。经证实，乙醛几乎没u及附在纤维组分上，也 没有发生光分解，凶此，乙醛浓度降低主要是由于乙 醛在TiO：表面的简单吸附。5min后，像这样的吸附 减少，因此乙醛气体注入反应器5min，将uv灯打开。 4l 万方数据 在这3种样品中，由于TiO，粉末具有最大的比表面 积，所以具有最高的光催化效能。uv照射前乙醛物 理吸附在粉末上的量血可以推断出这个结果。换言 之，”O!纸和浆／TiO：混合物的可接触比表面积较小， 因此认为这些混合物的光催化性能较粉末低。然而， 1iO，纸显示了非常高的光催化性能，而且能快速地分 解乙醛，uv照射80111in后，乙醛的浓度低于检测限。 在实验过程中，TiO：粉末可能因为开始的voc吸附 而中毒。所有实验使用等量的TjO：光催化荆，TlO： 纸与浆／Tio，混合物都有相同的组分。然而，纸张成 形前后的光催化性能存在显著的差异。Tiq纸有着由 层状纸浆纤维网络结构形成的特有孔隙结构，认为泼 孔隙结构是其具有高光催化效率的原冈之一。 250 200 ≥ 量150 越 誊m q 50 0 20 40 60 80 l∞ 时间胁 阁3 i种不同的TiO=!样品对乙醛气体的光分降解作用 23不同形态TiO，样品的孔隙结构 图4是通过压汞分析获得的TiO，纸和浆／TiO，混 合物的iL隙尺寸分布。只有TiO：纸在10斗m附近有 清楚的峰值，浆／”O，混合物的孔隙尺寸分布特点不 明显，就像串大球。1iO：纸的平均孔隙尺寸与图2的 sEM观察结果几乎一致。TiO，纸和纸浆广riO，混合物 在8nm附近都可观察到另一峰值，这些微孔大概是 来自于TjO，颗粒表面的间隙。这2种样品含有等量 的TiO，光催化剂，并且在uv照射前有着相似的乙 醛吸附性能。然而，uv照射下，尽管2种样品的组 分一致，TiO：纸的voc分解效率显著高于浆厂rlO： 混合物。微孔分析表明，Tio，表面的纳米结构几乎 保持不变，但孔径约为10陆m的大孔结构变化显著。 因此，TiO，纸的大孔隙结构对voc分解的影响显著。 2．4纸张孔隙结构对己醛光分解的影响 用不同游离度的浆和陶瓷纤维制备}B不I-j大孔隙 42 10 3 1盯2 】0“ l 【0 1I }L径／¨m 圈dTiO。纸和浆／T10。混☆物的孔隙结构 结构的TiO，纸。游离度是纤维细纤维化的衡量指标。 低游离度意味着纸浆纤维柔韧且被很好地细纤维化， 可以形成紧密的纤维网络结构。反之，高游离度的纸 浆纤维挺硬，使成纸松厚。尢机陶瓷纤维细而挺硬， 冈此陶瓷纤维／TiO，纸的孔隙较cSF700mL的浆纤 维制备的Ti0，纸多，见图2。图5为不同孔隙Tio， 纸处理的乙醛气体光分解图。显然，Ti02纸的光催化 行为受浆游离度的影响，与csF460mL的浆制备的 TiO：纸相比，csF700mL的浆制备的TiO：纸能更有 效地分解乙醛；多孔的陶瓷纤维／TiO，纸也显示了较 高的催化效率，与csF700H】L的浆抄造的Tio，纸相当。 经证实，不仅乙醛在陶瓷纤维上没有吸附，且uv照 射前吸附乙醛的量【i王无显著差异。故TiO，纸的高效能 与纤维类型无关，而与Tio，纸的大孔隙结构有关。 250 200 曩 善150 剖 弹 鬻¨m (} 20 40 60 80 100 时间，m¨1 陌5各种TiO：纸对乙醛气体的光分解 TiO：纸的总孔隙体积和具初始光分解率之间的 关系如图6所示。较高游离度的浆和陶瓷纤维的配合 使用可以提供更大的总孔腺体积，见圉2。5~25min WorldPulPandPaperv01．26，No5 物^口混黯 万方数据 30 k 名 篚 基l5 锺 晶 啪 00 A IU0 5 E 旦 50斜 倒 胜 避 尼 00 的新型催化材料的制备进行了广泛研究，提⋯催化 性毹与固体型催化剂微米级孔隙之间存存密切的关 系。Tjo，纸的微米级半封闭孔隙结构是纸材料的特有 性质，可能为乙醛TjO：光催化分解提供适宜的环境。 从实际来看，纸张结构的光催化-降能的提高是很有意 义的。通过控制打浆度和不同纤维组分的配合使用， 可以较容易地控制纸张的孔隙结构，因此在实际应用 中，纸状结构的光催化材料很具发展前景。 沣垂直条为纸样的总fL隙体积；-为乙醛幸JJ降解率；A为csF460mL浆制 ． 备的Tio：纸，B为fsF700mL浆制备的Tjo，纸，c为陶瓷纤维，r．o，纸。3 结{仑 图6UV照射下T{0。纸样的总孔隙体积与乙醛钊降解率 的初始分解率随着州O：纸总孔隙体积的增加而增加． 因为所有样品使用等量的TiO，催化剂，所以该结果 表明TIO，纸的}L隙结构极大地影响voc分解的光催 化性能。Tio，纸催化性能的差异，表明催化效牢取 决于TjO，的周围环境。近来，人们对微米级孔结构 利用造纸技术可以成功地将不同纤维鲥分和Tio： 粉末制成纸复合材料。具有微米级7L隙的特有纸张结 构能提高vOC分解的光催化效卒，纸基光催化材料 由于其方便和件能将会很有用途。 (责任编辑：郭彩云) ·消息· 中国造纸学会、中国造纸协会、中国制浆造纸研究院联合通告 新中国成立以来，特别是改革开放近30年以来．我国的造纸工业发生了翻天覆地的变化。积极参与 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 和 策划 活动策划ppt下载游戏策划下载民宿策划下载游戏策划shu下载英文歌曲大赛策划免费下载 并努力推动这一变化的正是以余贻骥老先生为代表的一大批老一辈造纸工作者。2008年是我国造纸行业资深专家余 贻骥高工(教授级)，留美回国，连续致力于发展中国造纸工业62周年，且适逢余老总九十大寿。为此，中国造纸 学会、中国造纸协会和中国制浆造纸研究院研究决定联合举办座谈会和庆祝活动。现将有关事宜 通报 工作完成情况通报公司开除员工通报员工辞退通报事故处理决定的通报监督检查情况通报 如下： 初步定于2008年下半年举办座谈会和庆贺会，套议的规模、具体时间和地点另行商定。欢迎造纸行业内各位老 前辈和同行报名参加。届时还将举行余总论文集和自传的发布仪式。 为了办好此次活动，经研究决定成立活动筹备领导小纽。领导小组由中国造纸学会理事长陈思亮任纽长；成员 有：中国造纸协会常务副理事长，中国造纸学会副理事长曹朴芳；中国造纸协会副理事长兼秘书长赵伟；中国造纸 学会常务副理事长兼秘书长，中国制浆造纸研究院院长，中国造纸协会副理事长曹振雷；中国制浆造纸研究院顾问 总工程师，中国造纸杂志社总编邝仕均。在领导小组的领导下成立筹备工作办公室，曹振雷博士任主任，成员有： 中国造纸学会副秘书长李玉华、中国造纸杂志社社长杜荣荣，《纸扣造纸》编辑部负责人吴开圻。 欢迎国内外同行业同仁、朋友参加庆贺活动。 联系人：李玉华liyuhua876@sinacom电话：010一65830216传真：010．65812653 Vacon精彩亮相北京“第十五届中国国际纸浆造纸、林业展览会及会议” 芬兰vac帅公司参加了在北京举办的“第十五届中国国际纸浆造纸、林业展览会及会议”，并在会议期间召开了 媒体见面会，Vacon公司向与会记者介绍了他们的变频器系列产品及其在制浆造纸行业的应用状况。 Vacon公司1999年进入中国．迄今已在全国范围内建立起完善的销售和服务网络，业务领域遍及各行各业。2005年 初，Ⅵcon苏州工厂正式投入生产。此外，va00n设在苏州的技术支持干口服务中心将为亚太地区用户提供仝天候的服务。 vkon有面向制浆造纸行业的全面解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ．vicon在制浆造纸行业的成功案例是vacon变频器在uPM常熟纸厂的 应用，?uPM常熟纸厂的来涂布文化纸机是目前世界上最大、车速最快的纸机，该纸机安装使用了超过300台VaconNx 系列变频嚣，所有的Vacon变颊器都是通过PronbusDP连接到美卓的自动化和控制系统。系统界面应用和NcD—ve工具 能够在最多255台电机的条件下同时监控8台变频器，检测取样间隔仅为1毫秒。 Vacon致力于发展独立的多渠道、多品牌市场体系，在通过自身的销售组织开展业务的同时，枳极发展分销商， OEM厂商和打标客户。迄今为止，vacon产品已通过各种渠道广泛销售到世界100多个国家和地区，2006年销售额迭 到2亿欧元。此次展会为vacon公司提供了一个与广大中国制装造纸用户面对面交流的平台，通过与用户的交流与沟 通，可以更加了解客户的切实需求。、，acon公司凭借其高品质的变频器产品、专业的团队以及灵活的市场策略。必将 会为中国的制浆造纸客户提供更加快捷和完善的服务， 国际造纸2007年第26卷第5期 43 万方数据 光催化纸孔隙结构对VOC分解的影响 作者： 齐宏升， 刘忠， Qi Hongsheng， Liu Zhong 作者单位： 刊名： 国际造纸 英文刊名： WORLD PULP AND PAPER 年，卷(期)： 2007，26(5) 被引用次数： 0次 本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_gjzz200705010.aspx 授权使用：万方学位会员卡用户(WFONH08578)，授权号：89358f98-cb4e-4435-b5d8-9dfe008ee2b0 下载时间：2010年9月27日