木质活性碳纤维负载Mn掺杂纳米TiO2复合材料的制备及其吸附-光催化活化机理的研究

基本信息
批准号:31270607
项目类别:面上项目
资助金额:70.00
负责人:马晓军
学科分类:
依托单位:天津科技大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:于丽丽,陈蕴智,杨红梅,刘辛燕,袁澄,李冬娜,张凡
关键词:
吸附Mn掺杂木质活性碳纤维光催化活性机理二氧化钛
结项摘要

Photo-catalysis oxidation technology has become the most effective way in preventing indoor air pollution. It is the key for the surface modification of photocatalyst and the choice of the carrier in photo-catalysis oxidation technology. In the project, Mn doped nano-TiO2 prepared by the hydrothermal synthesis as the photocatalyst, wood-based activated carbon fibers prepared from biomass resources as the carrier, which will be prepared adsorption-photocatalytic materials by loading technology. The main content including: study on micro-mechanisms of the variation of electronic structure, optical coefficient and lattice parameter of nano-TiO2 composites because of Mn doped factors; investigate on pore control and activition mechanism of wood activated carbon fibers; analysis on adsorption-photocatalytic activity mechanism of Mn-doped nano-TiO2 loaded on wood-based activated carbon fibers; simulate on the dynamic adsorption degradation process of formaldehyde in order to establish the effective pattern of adsorption-photocatalysis composite materials for indoor air purification. The research could achieve double adsorption-catalytic degradation function of the composite photocatalyst under visible and UV light, improve the biomass resource utilization and value-added, create news application fields and the way of the biomass resource, and also provide theory foundation and scientific basis on research and its application in adsorption-photocatalytic composite material aspects of functional wood carbon materials.

光催化氧化技术作为解决室内空气污染最有效的手段,其光催化剂表面修饰及其载体的选择已成为该项技术进行室内空气净化的关键。本课题以水热合成Mn掺杂纳米TiO2作为光催化剂,以木材等生物质资源为主要原料制备的木质活性碳纤维作为载体,以负载工艺将二者复合成吸附-光催化材料。项目将主要研究Mn掺杂因素对纳米TiO2复合材料电子结构、光学系数和晶格常数变化的微观机制;探究载体木质活性碳纤维的孔隙调控机制和活化反应机理;分析木质活性碳纤维负载Mn掺杂纳米TiO2的吸附-光催化活性机理;模拟吸附-光催化复合材料对甲醛的动态吸附降解过程,建立其进行室内空气净化的有效模式。项目的研究实现了光催化复合材料在可见光及紫外光的双重吸附催化降解功能,提高了生物质资源的利用率和附加值,开创了生物质资源的应用领域和途径,也为功能化木质碳材料的研究及其在吸附-光催化复合材料方面的应用提供理论基础和科学依据。

项目摘要

光催化氧化技术作为解决室内空气污染最有效的手段,其光催化剂表面修饰及其载体的选择已成为该项技术进行室内空气净化的关键。光催化剂性能的充分发挥及其可再生性都有赖于具有较强吸附性能载体材料的支撑。炭材料对催化剂的光催化活性良好的协同效应,成为目前光催化氧化技术采用的主要载体。项目以木材液化物活性炭纤维为载体,金属-非金属共掺杂纳米TiO2为光催化剂,溶胶凝胶-浸渍法制备出紫外-可见双光源下光催化复合材料。项目主要研究了木材液化物活性炭纤维的制备及结构性能;高比表面积介孔型木质活性炭纤维的制备与表征;Mn掺杂纳米TiO2光催化剂的制备及其结构性能;Mn掺杂TiO2负载木质活性炭纤维光催化复合材料;Mn、N共掺杂TiO2负载木质活性炭纤维光催化复合材料;Mn掺杂纳米TiO2负载木质活性炭纤维复合材料对甲醛动态吸附降解性;揭示了Mn 掺杂、Mn、N共掺杂纳米TiO2负载木质活性炭纤维复合材料吸附-光催化活性机理。项目集合了木材液化物技术、生物质活性炭纤维制备技术、光催化技术等多个的基础研究理论,成功获得具有较高甲醛净化功能的双光源生物质吸附-光催化复合材料,为功能化木质炭材料的研究以及生物质资源制备吸附-光催化复合材料方面提供强有力的理论基础和技术支撑。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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