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活性炭纤维负载TiO_2光催化降解甲醛研究
摘要
本文通过制备活性炭纤维负载TiO_2复合材料，研究其在降解甲醛方面的应用。结果表明，制备的复合材料在紫外光照射下具有优异的光催化活性，对甲醛的降解率可达到80%以上，具有广泛的应用前景。
关键词：活性炭纤维，TiO_2，光催化，甲醛
引言
甲醛是一种常见的室内有害物质，对人体健康有严重影响。因此，如何快速有效地降解甲醛成为了亟需解决的问题。传统的甲醛治理技术主要包括吸附、氧化和生物降解等方法，但存在吸附容量有限、处理周期长、成本高等问题。而光催化技术则具有处理周期短、成本低等优点，因此受到了越来越广泛的关注。
活性炭纤维是一种优秀的催化载体材料，其具有比表面积大、吸附能力强等特点，所以受到了广泛的应用。而TiO_2则是一种广泛应用于光催化领域的半导体材料，其光催化活性较强，因此将活性炭纤维与TiO_2组装制备复合材料，将有望实现更高效的甲醛降解。
实验方法
制备活性炭纤维负载TiO_2复合材料的步骤如下：
1.制备活性炭纤维：将原料活性炭通过高温碳化和磷酸活化处理，制备成活性炭纤维。
2.制备TiO_2溶胶：将钛酸酯、异丙醇和水混合，并在稀酸溶液的存在下进行水解反应，制备TiO_2溶胶。
3.沉淀制备TiO_2纳米颗粒：将TiO_2溶胶滴加入氨水中，在连续搅拌加热的条件下，使其逐步形成TiO_2纳米颗粒。
4.将TiO_2纳米颗粒负载于活性炭纤维上：将步骤3中制备的TiO_2纳米颗粒按照一定比例混合活性炭纤维，在85℃下反应12小时，制备负载复合材料。
5.对复合材料进行光催化降解甲醛实验：将制备的复合材料放置于紫外光下，实验参数为甲醛初始浓度100μg/m³，光照强度为20W/m²。
结果与分析
将制备的复合材料置于紫外光下，发现复合材料能够显著提高甲醛的降解率。在光照12小时后，甲醛的降解率可达到80%以上。与单独使用活性炭纤维和TiO_2相比，复合材料的光催化降解效果明显更优，说明复合材料中的活性炭纤维和TiO_2的相互作用效果明显。
其中，活性炭纤维的吸附能力可有效地去除甲醛分子，而复合材料中的TiO_2纳米颗粒则具有较强的光催化活性，该活性可将吸附在活性炭纤维表面的甲醛分子协同降解。因此，活性炭纤维负载TiO_2复合材料的光催化降解甲醛效果优异。
结论
本文成功制备了活性炭纤维负载TiO_2复合材料，并对其在光催化降解甲醛方面的应用进行了研究。结果表明，制备的复合材料具有较强的光催化活性，对甲醛的降解效果达到了80%以上。因此，活性炭纤维负载TiO_2复合材料在室内环境治理和净化方面具有重要的应用前景。