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纳米二氧化钛在降解甲醛和聚氨酯片材抗菌防霉方面的应用研究

作　者: 牛曦婷
导　师: 张鹏
学　校: 北京化工大学
专　业: 制药工程
关键词: 纳米TiO2 环境净化甲醛聚氨酯片材抗菌
分类号: X51
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

自20世纪90年代以来,室内空气污染对健康的危害成为各国政府和公众关注的重要环境问题之一,其中甲醛问题尤为突出。随着人们环保意识的加强,以及对室内环境质量要求的提高,加强室内空气污染源的控制与治理显得尤为重要。利用二氧化钛作为催化剂降解甲醛,可使其迅速氧化分解为稳定且无害的物质（水、二氧化碳）,达到净化空气的作用。纳米二氧化钛在自然光下也能促进反应,若在紫外线的照射下,其活性会加强。近来,纳米二氧化钛被誉为未来产业之一的纳米技术产品。本文对纳米二氧化钛的性能进行了研究。在体积为1M³的空气舱内进行,实验选择以甲醛气体为研究对象,考察了二氧化钛喷液对甲醛的实际降解率的影响。结果表明:0.8%纳米二氧化钛在自然条件下对甲醛具有较好的降解能力,在温度12℃,湿度20%,12小时后降解率达到79.0%。在高浓度纳米二氧化钛降解甲醛气体的批次实验中,第3次重复后,3小时内甲醛降解率达到88.3%。同时考察了搅拌速度、纳米二氧化钛用量、溶液pH、甲醛初始浓度、自然光和紫外光、通空气对甲醛溶液降解效果的影响。所以作为新型的环境污染治理产品,在环境净化领域具有巨大的发展潜力和应用前景。本文还对纳米二氧化钛在聚氨酯片材抗菌防霉方面的应用进行了研究。采用将纳米粉体、助剂、添加剂等材料制备的纳米抗菌聚氨酯树脂母液,进一步制成抗菌防霉涂饰剂,用于聚氨酯片材表面涂饰。确定了纳米TiO₂的最佳用量,在聚氨酯片材表面油墨中添加1～2%的纳米抗菌剂,可以取得较好的抗菌防霉效果。进行了研磨设备选择实验,研究了并讨论了使用抗菌防霉涂饰剂对聚氨酯片材物理机械性能的影响,实现了抗菌纳米涂饰剂在聚氨酯片材中较好的应用。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-13
第一章绪论  13-29
  1.1 甲醛的性质及危害  13-14
  1.2 室内空气中甲醛的主要来源  14
  1.3 我国室内甲醛浓度标准和空气质量标准  14-16
  1.4 室内甲醛污染治理的方法  16-21
    1.4.1 吸附净化技术  16-17
    1.4.2 甲醛的催化氧化  17
    1.4.3 纳米光催化技术  17-19
    1.4.4 臭氧(O_3)氧化  19
    1.4.5 吸附催化技术  19-20
    1.4.6 甲醛的植物净化  20
    1.4.7 非平衡等离子体技术  20-21
  1.5 纳米二氧化钛光催化降解甲醛的机理  21-22
  1.6 纳米二氧化钛涂料的抗菌防霉作用  22-27
    1.6.1 纳米TiO_2抗菌涂料的抗菌原理  22-24
    1.6.2 纳米二氧化钛涂料在皮革表面的抗菌防霉作用  24-25
    1.6.3 纳米TiO_2在抗菌防霉聚氨酯片材方面应用  25-27
  1.7 选题意义及研究内容  27-29
    1.7.1 选题的意义  28
    1.7.2 研究内容  28-29
第二章纳米二氧化钛光催化降解甲醛研究  29-45
  2.1 甲醛限量标准  29
  2.2 常用的甲醛检测方法  29-30
  2.3 实验试剂、仪器及设备  30-32
    2.3.1 实验试剂  30-31
    2.3.2 实验仪器  31
    2.3.3 实验设备  31-32
  2.4 实验方法  32-34
    2.4.1 光催化反应实验方法  32-33
    2.4.2 甲醛标准曲线测定实验  33-34
  2.5 实验结果与讨论  34-42
    2.5.1 纳米二氧化钛降解气体甲醛的实验  34-37
      2.5.1.1 0.8%的纳米二氧化钛喷液在12小时内降解气体甲醛的实验  34-35
      2.5.1.2 高浓度纳米二氧化钛喷液在3小时内降解气体甲醛的重复性实验  35-37
    2.5.2 纳米二氧化钛粉末对甲醛溶液的降解实验  37-42
      2.5.2.1 搅拌速度对甲醛降解效果的影响  37-38
      2.5.2.2 TiO_2用量对甲醛降解效果的影响  38
      2.5.2.3 溶液pH对甲醛降解效果的影响  38-39
      2.5.2.4 甲醛初始浓度对其降解效果的影响  39-40
      2.5.2.5 自然光和紫外光对甲醛降解效果的影响  40-41
      2.5.2.6 通空气对甲醛降解效果的影响  41-42
  2.6 本章小结  42-45
第三章纳米二氧化钛在抗菌防霉聚氨酯片材方面的应用研究  45-59
  3.1 纳米TiO_2用于聚氨酯片材抗菌防霉研究  45
  3.2 实验材料和设备  45-46
    3.2.1 实验材料  45
    3.2.2 实验设备  45-46
  3.3 实验方法  46-50
    3.3.1 纳米分散母液的制备方法  46-47
    3.3.2 分散研磨设备的选择方法  47
    3.3.3 抗菌防霉聚氨酯片材制备方法  47-48
      3.3.3.1 抗菌防霉藕状纤维聚氨酯片材制备工艺路线  47
      3.3.3.2 抗菌防霉超细纤维聚氨酯片材制备工艺路线  47-48
    3.3.4 抗菌防霉检测方法  48-49
    3.3.5 湿热老化实验方法  49-50
  3.4 实验结果与讨论  50-57
    3.4.1 纳米母液分散研磨设备选择及分散研磨效果  50-51
    3.4.2 抗菌性能检测结果  51-53
    3.4.3 湿热老化实验对聚氨酯片材物理变形性能的影响  53-54
    3.4.4 老化实验对抗菌性能的影响  54
    3.4.5 纳米抗菌剂添加量对防霉性能的影响  54-55
    3.4.6 添加纳米抗菌剂聚氨酯片材对其物理机械性能的影响  55-57
  3.5 本章小结  57-59
第四章结论与展望  59-61
  4.1 本课题结论  59-60
  4.2 本课题展望  60-61
参考文献  61-65
致谢  65-67
攻读学位期间发表的学术论文目录  67-69
作者和导师简介  69-70
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  70-71

纳米二氧化钛在降解甲醛和聚氨酯片材抗菌防霉方面的应用研究

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