纳米氧化锌光催化动态灭菌及降解甲醛效果的研究

摘要

随着经济、社会的发展，人们在室内工作生活的时间变长。因此，室内空气是否洁净，也即室内空气品质是否达到要求受到广泛的关注。微生物和甲醛作为室内重要的污染物，对其的治理受到人们越来越多的关注。目前针对细菌污染、甲醛污染，光催化氧化技术是一种较为有效的手段。纳米氧化锌具有良好的催化性能和选择性，被认为是极具应用前景的高活性光催化剂。不过目前针对光催化技术灭菌、降解甲醛的实验多是在静态实验或极低流速下进行的，其距离实际应用还有一定距离。因此研究纳米氧化锌光催化技术动态灭菌及降解甲醛的效果对于提升室内空气品质具有更大现实意义。
　　本课题以实验结合理论分析的方法研究了纳米氧化锌在功率为8W的紫外灯照射下动态杀灭细菌及降解甲醛的效果。并研究分析了风速、污染物与纳米氧化锌接触面积等环境因素对灭菌、降解甲醛效果的影响。
　　首先对紫外灯的光谱进行测试，得到紫外灯主波长约为253nm。对实验用纳米氧化锌的结构进行了表征，其粒径约为100nm。
　　针对白色葡萄球菌的纳米氧化锌动态杀灭实验表明，在室内温度为24±1℃、相对湿度为50％及单位风量污染物与纳米氧化锌接触面积为6m2/(m3/s)条件下，纳米氧化锌光催化平均动态灭菌效率可达到71.2%。而纳米氧化锌光催化动态灭菌效果随着风速的增加而降低，随着污染物与纳米氧化锌接触面积的增加而增加，随着相对湿度的增加而降低。此外通过分析可发现，纳米氧化锌光催化并不会对某一粒径范围的细菌粒子产生选择杀灭性。
　　纳米氧化锌动态降解甲醛的实验表明，动态降解甲醛的单通效率随着风速的增加而降低，随着甲醛与纳米氧化锌的接触面积的增加而增加，随着甲醛初始浓度的增加而降低。不过实验条件下，纳米氧化锌动态降解甲醛的单通效率低于20%，因此需要寻找有效手段提高其降解甲醛效果。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 纳米氧化锌灭菌、降解可挥发性有机物研究现状

1.3 课题的研究意义和研究内容

1.4 论文框架结构

第2章 纳米氧化锌光催化灭菌及降解甲醛的理论基础

2.1 纳米氧化锌的基本性质及用途

2.2 纳米氧化锌的灭菌原理及影响因素

2.3 纳米氧化锌光催化降解甲醛原理及影响因素

2.4 本章小结

第3章 实验系统

3.1 实验系统设计

3.2 实验设备

3.3 紫外灯主要参数及其光谱

3.4 纳米氧化锌主要参数

3.5 本章小结

第4章 纳米氧化锌光催化灭菌效果实验

4.1 实验设备及相应试剂

4.2 实验方法

4.3 实验误差的消除

4.4 实验预试

4.5 实验结果与数据分析

4.6 本章小结

第5章 纳米氧化锌光催化降解甲醛效果实验

5.1 实验设备及相应试剂

5.2 实验方法

5.3 实验误差的消除

5.4 纳米氧化锌光催化降解甲醛实验结果及讨论

5.5 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢