本發(fā)明屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種固載二氧化鈦的方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

自發(fā)現(xiàn)TiO₂光催化分解水的現(xiàn)象以來，TiO₂因?yàn)槠渚哂袃?yōu)異穩(wěn)定的光物理、光化學(xué)性質(zhì)而被廣泛運(yùn)用到材料、化學(xué)、光催化降解領(lǐng)域。隨著經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，環(huán)境污染問題越來越引起人們的重視，光催化的發(fā)現(xiàn)為解決環(huán)境污染的問題提供了一條重要途徑。光催化的原理是光催化劑在光的照射下，當(dāng)光子的能量高于光催化劑的吸收闕值，半導(dǎo)體的電子從禁帶躍遷到倒帶形成光生電子和空穴，光生電子的強(qiáng)還原性和空穴的強(qiáng)氧化性能夠?qū)ξ廴疚镞M(jìn)行降解。近年來，對二氧化鈦納米材料光催化降解污染物的研究是最為廣泛和深入的領(lǐng)域，并一定程度上被運(yùn)用在空氣凈化、污染物處理等實(shí)際運(yùn)用中。但在實(shí)際工程領(lǐng)域中，光催化并沒有被廣泛運(yùn)用，主要的原因在于工業(yè)生產(chǎn)二氧化鈦光催化劑為粉末狀，在液相水條件下二氧化鈦不易收集，難以重復(fù)利用；在氣相條件下，風(fēng)速較大時催化劑易流失。因此，光催化劑的固載顯得至關(guān)重要。

諸多公開文獻(xiàn)和專利也介紹采用有機(jī)物作為粘結(jié)劑的涂層的制備，但是采用有機(jī)粘結(jié)劑對二氧化鈦進(jìn)行固載時有著較大的缺點(diǎn)，一方面有機(jī)粘結(jié)劑會較大程度的對催化劑的活性位點(diǎn)進(jìn)行遮蓋，另一方面二氧化鈦可能會對粘結(jié)劑進(jìn)行分解而使催化劑容易流失。與有機(jī)粘結(jié)劑相比，無機(jī)粘結(jié)劑不僅可以提供更大的比表面積，而且具有良好的耐光降解的能力。然而，硅溶膠固載二氧化鈦的面會出現(xiàn)裂痕，會影響催化劑的牢固度，容易造成催化劑脫落，影響使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對以上技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種固載二氧化鈦的方法及其應(yīng)用，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有更好的光催化效果，而且解決了催化劑表面的裂痕問題，另外，延長了催化劑的使用壽命。

對此，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種固載二氧化鈦的方法，其包括以下步驟：

步驟S1：將硅溶膠與硅烷偶聯(lián)劑混合均勻后，加酸調(diào)節(jié)pH值至1~4，再加入二氧化鈦攪拌均勻，其中，所述二氧化鈦與硅溶膠中二氧化硅的質(zhì)量比為（0.6~2）：1；即3：5 ~ 2：1；

步驟S2：加入分散劑，混合攪拌得到混合物，將所述混合物噴涂在預(yù)處理過的載體上，150~170℃條件下干燥0.5~5 h，得到硅溶膠固載的二氧化鈦催化劑。其中，所述載體優(yōu)選鋁合金網(wǎng)。

此技術(shù)方案中，采用硅溶膠作為粘結(jié)劑固載二氧化鈦具有最優(yōu)的光催化效果，采用此技術(shù)方案，解決了裂痕問題，同時對甲苯具有更好的催化降解活性。

優(yōu)選的，當(dāng)硅溶膠與二氧化鈦的質(zhì)量比為3:4、分散劑為六偏磷酸鈉、六偏磷酸鈉的相對二氧化鈦的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時，催化劑表現(xiàn)出最好的光催化效果，在3 h內(nèi)對甲苯的降解率為98%，礦化率為87%。另外，優(yōu)選的，采用硅烷偶聯(lián)劑對催化劑表面的裂痕具有改善作用，且改性的催化劑效果最好，當(dāng)硅烷偶聯(lián)劑對二氧化鈦的質(zhì)量比為3:10時，pH為2時，表現(xiàn)出最好的光催化效果，在3 h內(nèi)對甲苯的降解率為94%，礦化率為87%。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟S1中，所述二氧化鈦與硅溶膠中二氧化硅的質(zhì)量比為（1~1.35）：1。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟S1中，所述二氧化鈦與硅溶膠中二氧化硅的質(zhì)量比為4：3。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟S1中，加酸調(diào)節(jié)pH值至2。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述二氧化鈦與硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為10：(2~4)。優(yōu)選的，所述二氧化鈦與硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為10：3。所述硅烷偶聯(lián)劑優(yōu)選為KH-570。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述分散劑為六偏磷酸鈉、聚乙二醇或九合硅酸鈉中的至少一種。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述分散劑為六偏磷酸鈉，所述分散劑的用量為二氧化鈦的質(zhì)量的1~3%。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述分散劑的用量為二氧化鈦的質(zhì)量的2%。

本發(fā)明還公開了一種固載二氧化鈦的應(yīng)用，所述固載二氧化鈦采用如上任意一項(xiàng)所述的固載二氧化鈦的方法得到的硅溶膠固載的二氧化鈦催化劑，其應(yīng)用于光催化降解污染物中。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述固載二氧化鈦的應(yīng)用條件為：所述污染物包括甲苯，所述甲苯的停留時間為30~90s，相對濕度為45~75%。優(yōu)選的，所述甲苯的停留時間為50~90s，相對濕度為45~60%。

隨著停留時間的增加，催化劑對甲苯的降解率和礦化率都增加；隨著相對濕度的增加，催化劑對甲苯的礦化率先增加后減少，當(dāng)催化劑用量的增加時，催化劑對甲苯的降解率緩慢增加，礦化率快速增加；隨著初始濃度的增加，催化劑對甲苯的降解率和礦化率都較快下降。催化劑對醛、酸、醇、醚等等揮發(fā)性有機(jī)物的降解較好，對酯類物質(zhì)的效果相對要差。

在催化劑連續(xù)使用3星期后依然對甲苯有88%的降解率，表現(xiàn)出較為良好的使用壽命。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

采用本發(fā)明的技術(shù)方案，提高了固載的催化劑的牢固度，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案固載的催化劑具有更好的光催化效果，對甲苯具有更好的催化降解活性，而且催化劑表面的裂痕問題得到解決，另外，延長了催化劑的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發(fā)明采用不同粘結(jié)劑固載的二氧化鈦對甲苯的降解曲線圖。

圖2是本發(fā)明采用不同粘結(jié)劑固載的二氧化鈦催化劑流失率隨時間的變化圖。

圖3是本發(fā)明采用不同二氧化鈦與二氧化硅的質(zhì)量比固載的催化劑降解甲苯的影響曲線。

圖4是本發(fā)明采用不同二氧化鈦與二氧化硅的質(zhì)量比固載的催化劑對甲苯的礦化曲線圖。

圖5是本發(fā)明采用不同二氧化鈦與二氧化硅的質(zhì)量比固載的催化劑隨時間的流失率。

圖6是本發(fā)明采用不同的分散劑制備催化劑的降解甲苯的影響曲線。

圖7是本發(fā)明添加不同分散劑比例固載的催化劑的降解甲苯的影響曲線。

圖8是本發(fā)明添加不同分散劑比例固載的催化劑對甲苯的礦化率圖。

圖9是本發(fā)明實(shí)施例2的二氧化鈦與硅溶膠中二氧化硅的質(zhì)量比為4：3固載的催化劑的顯微鏡圖，其中，圖9a為放大30倍的形貌，圖9b為放大80倍的形貌。

圖10是本發(fā)明采用氟碳乳液改性的固載的催化劑的顯微鏡圖，其中，圖10a為放大30倍的形貌，圖10b為放大80倍的形貌。

圖11是本發(fā)明采用不同氟碳乳液加入量的催化劑降解甲苯的影響曲線。

圖12是本發(fā)明采用不同硅丙乳液加入量的催化劑降解甲苯的影響曲線。

圖13是本發(fā)明采用不同的KH-570硅烷偶聯(lián)劑添加量改性的催化劑對甲苯的降解曲線。

圖14是本發(fā)明采用不同pH條件下固載的催化劑對甲苯的降解率。

圖15是本發(fā)明實(shí)施例8的催化劑在不同停留時間的甲苯的降解曲線圖。

圖16是本發(fā)明實(shí)施例8的催化劑在不同停留時間的甲苯的礦化率曲線。

圖17是本發(fā)明實(shí)施例8的催化劑在不同相對濕度下的甲苯的降解曲線。

圖18是本發(fā)明實(shí)施例8的催化劑在不同相對濕度下的甲苯的礦化率曲線。

圖19是本發(fā)明實(shí)施例8的催化劑在不同甲苯的初始濃度下的甲苯的降解曲線。

圖20是本發(fā)明實(shí)施例8的催化劑在甲苯的初始濃度下的甲苯的礦化率曲線。

圖21是本發(fā)明實(shí)施例8的催化劑在不同催化劑的數(shù)量下的甲苯的降解曲線。

圖22是本發(fā)明實(shí)施例8的催化劑在不同催化劑的數(shù)量下的甲苯的礦化率曲線。

圖23是本發(fā)明實(shí)施例8的催化劑對不同的典型的揮發(fā)性有機(jī)物的降解曲線。

圖24是本發(fā)明實(shí)施例8的催化劑在對不同的典型的揮發(fā)性有機(jī)物降解的礦化率曲線。

圖25是本發(fā)明實(shí)施例9的催化劑的每隔一星期對催化劑對甲苯的降解率的統(tǒng)計(jì)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的較優(yōu)的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

將粘結(jié)劑硅溶膠與P25按硅溶膠的二氧化硅與二氧化鈦的質(zhì)量比為3：4進(jìn)行混合，加入10 mL的水，攪拌10 min，加入二氧化鈦的質(zhì)量2%的分散劑六偏磷酸鈉，混合攪拌3 h，用噴槍噴涂在預(yù)處理過的鋁合金網(wǎng)上，160 ℃條件下烘箱中干燥1 h，得到硅溶膠固載的二氧化鈦催化劑。

對比例1

與實(shí)施例1不同，本對比例采用氟樹脂作為粘結(jié)劑，氟樹脂與二氧化硅的質(zhì)量比為9：4，其他同實(shí)施例1。

對比例2

與實(shí)施例1不同，本對比例采用水玻璃，水玻璃與二氧化鈦的質(zhì)量比為3：4，其他同實(shí)施例1。

對比例3

與實(shí)施例1不同，本對比例采用鋁溶膠，鋁溶膠中氧化鋁與二氧化鈦的質(zhì)量比為3：4，其他同實(shí)施例1。

將實(shí)施例1與對比例1~3得到的固載的催化劑的催化活性進(jìn)行測試，測其對甲苯的降解情況，結(jié)果如圖1所示。

圖1為采用不同粘結(jié)劑固載的二氧化鈦對甲苯的降解曲線圖。從圖1中可以看出，氟樹脂、水玻璃和鋁溶膠作為粘結(jié)劑是催化劑的活性較差，3 h對甲苯的降解率分別為6% 、10%和29.7%。硅溶膠作為粘結(jié)劑表現(xiàn)出較好的活性，在3 h對甲苯的降解率達(dá)到94%。

圖2為采用不同粘結(jié)劑固載的二氧化鈦催化劑流失率隨時間的變化圖?？梢?，氟樹脂作為粘結(jié)劑的牢固度最好，基本沒有流失，但是從圖1可見，其催化活性不高。硅溶膠固載的催化劑累積流失率為0.83%，3 h基本保持穩(wěn)定。

從催化劑活性上看硅溶膠粘結(jié)法固載二氧化鈦的效果最佳，從牢固度的上看，硅溶膠粘結(jié)劑法固載的催化劑流失率不高，選擇以硅溶膠作為粘結(jié)劑粘結(jié)法固載二氧化鈦，并進(jìn)行下一步的條件優(yōu)化的研究。

實(shí)施例2

一種固載二氧化鈦的方法，其包括以下步驟：

步驟S1：將25g硅溶膠與硅烷偶聯(lián)劑KH-570混合均勻后，用鹽酸調(diào)節(jié)pH為2，加入二氧化鈦，加入10 mL的水，攪拌10 min，攪拌均勻；其中，所述二氧化鈦與硅溶膠中二氧化硅的質(zhì)量比按照1:2、3：5、1：1、4：3、2：1分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，固載二氧化鈦；

步驟S2：加入六偏磷酸鈉，六偏磷酸鈉的用量為二氧化鈦的質(zhì)量的2%，混合攪拌1 h，用噴槍將其噴涂在預(yù)處理過的鋁合金網(wǎng)上，160℃條件下烘箱中干燥1 h，得到硅溶膠固載的二氧化鈦催化劑。

圖3為不同二氧化鈦與二氧化硅的質(zhì)量比固載的催化劑降解甲苯的影響曲線。從圖3中可以看出，隨著二氧化硅與二氧化鈦質(zhì)量比的增加，催化劑對甲苯的降解率先增大后減小，當(dāng)二氧化鈦與二氧化硅的質(zhì)量比為4:3時，催化劑表現(xiàn)出最好的活性，3 h對甲苯的降解率達(dá)到98%。原因可能在于當(dāng)硅的含量太小時，催化劑團(tuán)聚較多，催化劑的活性下降；當(dāng)硅的含量太大時，二氧化鈦的量太少，催化劑的活性位點(diǎn)減少，催化劑的活性下降。且所述二氧化鈦與硅溶膠中二氧化硅的質(zhì)量比為（0.6~2）：1；即3：5 ~ 2：1固載的催化劑沒有裂痕，且固載的催化劑具有很好的催化活性。

在降解甲苯的過程中可能會有較多的中間產(chǎn)物產(chǎn)生，因而，催化劑將甲苯的完全氧化成二氧化碳的能力是考察催化劑活性的一個重點(diǎn)，對催化劑對甲苯的礦化能力進(jìn)行了考察。圖4為不同二氧化鈦與二氧化硅的質(zhì)量比固載的催化劑對甲苯的礦化曲線圖，即催化劑降解甲苯過程中CO_x濃度隨時間的變化。從圖4中可以看出，隨著時間增加，二氧化碳一氧化碳濃度明顯增加，起始階段增長，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，二氧化碳一氧化碳濃度增長較慢。此外，從圖4中可以看出，光催化降解甲苯主要的產(chǎn)物為CO_x，而不是中間產(chǎn)物。當(dāng)二氧化鈦與二氧化硅的質(zhì)量比為4:3時，催化劑對甲苯的礦化率為87%，表現(xiàn)出了較好的光催化效果，能夠?qū)⒓妆酱蟛糠值V化，表面不會有大量的副產(chǎn)物的積累，有利于光催化活性的保持。

同時，對不同二氧化鈦與二氧化硅的質(zhì)量比固載的催化劑隨時間的流失率進(jìn)行考察，結(jié)果如圖5所示。由圖5可見，當(dāng)二氧化鈦與二氧化硅的質(zhì)量比越小催化劑的牢固度越好，當(dāng)二氧化鈦與二氧化硅的質(zhì)量比為4:3時，3 h催化劑的累積流失率為3.78%，在吹掃3小時以后催化劑基本不再流失。

實(shí)施例3

光催化劑的粒徑大小對催化劑的影響較大，較小的粒徑一般能夠使催化劑表現(xiàn)出更好的光催化效果。在粘結(jié)法固載催化劑的過程中，二氧化鈦顆粒在粘結(jié)劑中的分散性對光催化劑的影響較大。

因而在采用粘結(jié)法制備光催化劑的過程中，加入了不同分散劑，包括六偏磷酸鈉、九合硅酸鈉、十六烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇。具體催化劑固載的實(shí)驗(yàn)方法同實(shí)施例2。

圖6是加入不同分散劑固載的催化劑的降解甲苯的影響曲線。從圖6中可以看出，加入了分散劑一定程度上提高了光催化劑的效果。從綜合的效果看，以六偏磷酸鈉作為分散劑有著最好的光催化效果，因而，采用六偏磷酸鈉作為分散劑進(jìn)行下一步的研究。

實(shí)施例4

在實(shí)施例5的基礎(chǔ)上，考察不同分散劑比例的影響，分散劑采用六偏磷酸鈉，所述六偏磷酸鈉的添加量分別占二氧化鈦的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%、2%、3%、4%，具體催化劑固載的實(shí)驗(yàn)方法同實(shí)施例2。

圖7為添加不同分散劑比例固載的催化劑的降解甲苯的影響曲線。從圖7中可以看出，隨分散劑的量的增加，甲苯的降解率出現(xiàn)先增大后減小的趨勢。所述分散劑的用量為二氧化鈦的質(zhì)量的1~3%時，甲苯的降解率均較好，其中，2%時為最佳分散劑濃度。

圖8為添加不同分散劑比例固載的催化劑對甲苯的礦化率圖，當(dāng)分散劑比例為2%時，催化劑對甲苯的礦化能達(dá)到90%，表明催化劑能夠?qū)⒓妆酱蟛糠值V化，而不是中間產(chǎn)物，表現(xiàn)出較好的光催化活性。

實(shí)施例5

將實(shí)施例2的二氧化鈦與硅溶膠中二氧化硅的質(zhì)量比為4：3固載的催化劑通過顯微鏡觀察其表面形貌，如圖9所示，其中，圖9a為30倍顯微鏡條件下的形貌，圖9b為80倍顯微鏡條件下的形貌圖。從圖中可以看到，改性后的催化劑表面沒有明顯的裂痕。

對比例2

與實(shí)施例5不同，本對比例采用氟碳乳液替換其中的硅烷偶聯(lián)劑，其他同實(shí)施例2，將得到的催化劑采用顯微鏡其表面形貌，如圖10所示，圖10a為氟碳乳液改性表面催化劑后表面的30倍條件下顯微鏡的形貌圖，圖10b為80倍顯微鏡下改性表面后的催化劑的表面形貌圖。從圖中可以清楚的看到，加入氟碳乳液以后，催化劑表面的裂痕明顯得到了改性，沒有明顯的裂痕表面較為更加的平整光滑。

同時對氟碳乳液加入量對催化劑的影響進(jìn)行研究，采用氟碳乳液的添加量分別為：二氧化鈦與氟碳乳液的質(zhì)量比為10：1、10：3、10：5和10：7分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，考察氟碳乳液加入量對催化劑的影響，結(jié)果如圖11所示。由圖11可見，隨著氟碳乳液加入量的增加，催化劑的活性下降。當(dāng)加入氟碳乳液的質(zhì)量與二氧化鈦的質(zhì)量比為1:10時，催化劑對甲苯的降解率為70%，比不加入氟碳乳液的降解率下降26%，主要原因可能在于氟碳乳液的粒徑較大，二氧化鈦的粒徑較小，與二氧化鈦混合的過程中，氟碳乳液容易包裹住二氧化鈦，容易遮擋住表面的光催化活性位點(diǎn)，在紫外照射發(fā)生光催化反應(yīng)的過程中，氟碳乳液對二氧化鈦的遮擋導(dǎo)致光催化活性的下降，同時，氟碳乳液與二氧化鈦的混合容易使二氧化鈦粘結(jié)在一起，形成的粒徑較大，不利于光催化的進(jìn)行。因而，氟碳乳液的加入雖然能夠一定程度改性表面的裂痕，但催化劑的活性下降較多，需要進(jìn)行其他方法的研究。

對比例3

與實(shí)施例5不同，本對比例采用硅丙乳液替換其中的硅烷偶聯(lián)劑，其他同實(shí)施例2，并考察不同硅丙乳液的添加量對對催化劑降解甲苯的影響，結(jié)果如圖12所示，發(fā)現(xiàn)隨著硅丙乳液加入量的增加，催化劑的活性下降。當(dāng)加入硅丙乳液的質(zhì)量與二氧化鈦的質(zhì)量比為1:10時，催化劑對甲苯的降解率為87%，比不加入硅丙乳液的降解率下降10%。

實(shí)施例6

在實(shí)施例2和實(shí)施例5的基礎(chǔ)上，考察不同的KH-570硅烷偶聯(lián)劑添加量改性的催化劑對甲苯的降解的影響，采用二氧化鈦與硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為10：2、10：3、10：4分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，考察硅烷偶聯(lián)劑加入量對催化劑的影響，結(jié)果如圖13所示。由圖13可見，隨著硅烷偶聯(lián)劑的用量的增加，催化劑對甲苯的降解率先增加后減少，當(dāng)加入硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量達(dá)到二氧化鈦與硅烷偶聯(lián)劑質(zhì)量比為10：3時，催化劑對甲苯的降解最好，在3 h內(nèi)對甲苯的降解率為92%，當(dāng)KH-570的質(zhì)量與二氧化鈦質(zhì)量比為3:10時催化劑具有最好的光催化效果。

將實(shí)施例5、6與對比例2~3進(jìn)行對比可見，采用硅烷偶聯(lián)劑處理的催化劑，沒有明顯的裂痕，而且與其他處理劑相比，硅烷偶聯(lián)劑對甲苯有很好的催化降解活性，在硅烷偶聯(lián)劑的用量為二氧化鈦與硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為10：(2~4)，當(dāng)硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量達(dá)到二氧化鈦與硅烷偶聯(lián)劑質(zhì)量比為10：3時，降解效果最好。原因可能為，在硅烷偶聯(lián)劑改善表面裂痕性能的同時，硅烷偶聯(lián)劑的基團(tuán)還與待處理的甲苯等有機(jī)物發(fā)生相似相溶的作用，使甲苯聚集在催化劑的表面，從而提高了催化劑的催化活性，提高了甲苯等有機(jī)物的降解率。

實(shí)施例7

考察在硅烷偶聯(lián)劑加入硅溶膠后，用鹽酸調(diào)節(jié)不同pH值條件下固載的催化劑對甲苯的降解率，分別采用pH值為1、2、3、4；結(jié)果如圖14所示，由圖可見，隨著pH值的增加，催化劑對甲苯的降解率先增加后減少。當(dāng)pH值為2時，催化劑表現(xiàn)最好的光催化活性，在3 h內(nèi)對甲苯的降解率為96%。

實(shí)施例8

本實(shí)施例為實(shí)施例2中采用二氧化鈦與硅溶膠中二氧化硅的質(zhì)量比為4：3固載的催化劑的應(yīng)用，其中KH-570的質(zhì)量與二氧化鈦質(zhì)量比為3:10。

（1）考察固載的催化劑在不同停留時間對甲苯的降解效果。

不同停留時間30s、60s、90s和空白光解對甲苯的降解曲線圖如圖15所示，圖16為其對應(yīng)的礦化率曲線。由圖15和圖16所示，加了固載的催化劑以后，對甲苯的降解率明顯提高。且隨著時間的增加對甲苯的降解率和礦化率都升高。在空白光解時，對甲苯的降解率為42%，礦化率為0，在停留時間為90 s時，對甲苯的降解率為89%，礦化率接近70%，顯示了加入催化劑以后能夠大幅提高對甲苯的礦化效果。

（2）考察固載的催化劑在不同相對濕度條件下對甲苯的降解效果。

不同相對濕度30%、45、60%和75%條件下對甲苯的降解曲線如圖17所示，圖18為其對應(yīng)的礦化率曲線。由圖17和圖18所示，催化劑對甲苯的降解在10 min左右達(dá)到反應(yīng)平衡，隨著相對濕度的增加，催化劑對甲苯的降解率和礦化率都呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢，在相對濕度為60%時達(dá)到最大，對甲苯的降解率達(dá)到89%，礦化率達(dá)到65%，在相對濕度為30%，對甲苯的降解率最小，為70%，礦化率為42.5%。

（3）考察固載的催化劑在不同甲苯初始濃度條件下對甲苯的降解效果。

不同的初始濃度條件10ppm、20ppm和30ppm下對甲苯的降解曲線如圖19所示，圖20為其對應(yīng)的礦化率曲線。

從圖19和圖20可見，甲苯的初始濃度對催化劑降解甲苯有著較為明顯的影響，當(dāng)甲苯的初始濃度的增加時，催化劑對甲苯的降解率減小。在甲苯濃度為10 ppm時，催化劑對甲苯的降解率為89%，礦化率為59.65%，20 ppm時對甲苯的降解率為58.1%，礦化率為31%，在30 ppm時對甲苯的降解率為39.7%，礦化率為21%。

（4）不同催化劑的數(shù)量對催化劑降解甲苯的影響

不同催化劑的數(shù)量5片、10片、15片和20片對催化劑降解甲苯的影響曲線如圖21，圖22為其對應(yīng)的礦化率曲線。

從圖21和圖22可以看出催化劑的量對甲苯的降解率的影響相對較小，隨著催化劑的量增加，催化劑對甲苯的降解率增加，當(dāng)催化劑的量為5片時，催化劑對甲苯的降解率為77.2%，當(dāng)催化劑增加到20片時，催化劑對甲苯的降解率提高到91.5%，有升高但升高不明顯。

從圖22可以看到，催化劑的量對甲苯的礦化率影響很大，基本呈線性增長。當(dāng)催化劑的量只有5片時，催化劑對甲苯的礦化率為15.1%，當(dāng)增加大20片時，催化劑對甲苯的礦化率可以達(dá)到70.1%。

（5）對不同有機(jī)物的降解性能

采用不同的有機(jī)物乙醇、乙酸、乙酸乙酯、乙醚、甲醛，考察本例的催化劑對這些有機(jī)物的降解情況。光催化劑對不同的典型的揮發(fā)性有機(jī)物的降解情況如圖23所示，圖24為其對應(yīng)的礦化率曲線。

從圖23和圖24可以看出，催化劑對乙醇、乙酸、乙酸乙酯、乙醚、甲醛的降解率分別為92.2%、95.2%、85.1%、93.2%、95.7%，礦化率分別為92%、91%、70%、89%、93%。

實(shí)施例9

本實(shí)施例為實(shí)施例2中采用二氧化鈦與硅溶膠中二氧化硅的質(zhì)量比為4：3固載的催化劑的壽命評價試驗(yàn)，其中二氧化鈦與KH-570質(zhì)量比為10：3。

每隔一星期對催化劑對甲苯的降解率進(jìn)行評價，結(jié)果如圖25。從圖25中可以看出，催化劑隨著使用次數(shù)的增加，對甲苯的降解率會減小，從最初的94%下降到88%，催化活性有一定的下降，在催化劑連續(xù)使用3星期后依然對甲苯有88%的降解率，表現(xiàn)出較為良好的使用壽命。下降的原因可能為一定的表面副產(chǎn)物的積累。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。