CN1621844A - 二氧化钛薄膜自洁净玻璃光催化活性检验方法 - Google Patents
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Abstract
一种二氧化钛薄膜自洁净玻璃光催化活性检验方法，它包括玻璃试样制备；光催化反应器2与光声红外多种气体监测仪1连接，近紫外灯6置于光催化反应器2内顶部，微型电风扇7置于光催化反应器2内，干燥器4与光催化反应器2相连，微型真空泵5与干燥器4相连；试样置于光催化反应器内，模拟污染化合物注入光催化反应器2中；均衡光催化反应器内的组分浓度，调节并控制模拟污染化合物、水蒸汽的初始浓度及实验温度；调节光照强度；被降解介质的浓度及降解产物的浓度用光声红外多种气体监测仪1进行连续在线监测，测定结果显示并输出；计算降解率。本发明采用光声红外多种气体监测仪测定光催化活性，具有可操作性强，检验方便的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种玻璃及其制品降解模拟污染化合物的检验方法。
背景技术
用溶胶-凝胶方法是制备高活性二氧化钛薄膜自洁净玻璃的有效方法，在紫外光的照射下，二氧化钛薄膜自洁净玻璃的光滤化活性能降解很多种类的污染物，但是目前国家标准中尚未有二氧化钛薄膜自洁净玻璃光催化活性的检验方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作性强、实用方便的一种二氧化钛薄膜自洁净玻璃光催化活性检验方法。
本发明的目的是这样实现的：一种二氧化钛薄膜自洁净玻璃光催化活性检验方法，它包括：
a.玻璃试样制备：玻璃试样清洗、擦净、烘干；
b.将计算机3与光声红外多种气体监测仪1连接，光催化反应器2与光声红外多种气体监测仪1连接，近紫外灯6置于光催化反应器2内顶部，微型电风扇7置于光催化反应器2内顶部，干燥器4与光催化反应器2相连，微型真空泵5与干燥器4相连；
c.取试样水平放置于光催化反应器内试样架上，调节近紫外灯6与试样的距离为10cm±0.5cm；
d.取模拟污染化合物，注入光催化反应器2中，静置20分钟；
e.开启电风扇7，均衡光催化反应器内的组分浓度；
f.开启微型真空泵5，调节并控制模拟污染化合物的初始浓度为50±5ppm，水蒸汽的初浓度为1.20±0.01vol％，实验温度为25℃±1℃；
g.开启近紫外灯6照射，调节光照强度为540uw/cm2；
h.被降解介质的浓度及降解产物的浓度用光声红外多种气体监测仪1进行连续在线监测，测定结果在计算机3显示屏上显示并输出；
i.试验时间为3小时，取上述结果计算降解率
j.根据试验取两个平行测定结果的算术平均值，两个测定结果之间的允许误差不应超过平均值的10％，若超过10％，则应进行第三次测定，并计算两次测定相近结果的算术平均值。
玻璃试样为120mm×120mm或面积为140cm2，不可磨边。
玻璃试样的制备为：将试样用去离子水清洗；同脱脂纱布擦净；再用无水乙醇清洗；用脱脂纱布擦净；最后用去离子水清洗。
光声红外多种气体监测仪的型号为INNOVA-1312。
清洗的试样置于干燥箱中在100℃±2℃温度下烘干。
本发明采用光声红外多种气体监测仪测定光催化活性，可操作性强，检验方便，是目前二氧化钛薄膜自洁净玻璃的较好的检验方法。
附图说明
图1是本发明原理方框图。
图中：1、光声红外多种气体监测仪，2、光催化反应器，3、计算机，4、干燥器，5、微型真空泵，6、近紫外灯光，7、微型电风扇。
具体实施方式
样品来源：湖北三峡新型建材股份有限公司年产10万平方米自洁净玻璃生产线现场取样。
丙酮是一种普通溶剂，广泛应用于各种工业和民用产品中。例如，丙酮作为一种溶剂常常应用于印刷工业和分析实验室；它也是许多普通家用化学品的主要成分。所以，我们选择它作为一种模拟污染化合物。丙酮的光催化氧化基于下列化学反应：
二氧化钛薄膜自洁净玻璃在空气中对于降解丙酮的光催化活性实验利用7000毫升的光催化反应器在常温常压下进行。每次实验二氧化钛薄膜光催化剂的面积保持在大约140cm2。薄膜光催化剂放入反应器后，将少量的丙酮注入反应器中。反应器与一个含有CaCl2的干燥器直接相连，以便控制反应器内的初始湿度。反应器内丙酮、二氧化碳和水蒸气的浓度用光声红外多种气体监测仪(Photoacoustic IR Multigas Monitor，INNOVA Air TechInstruments Model 1312)进行在线监测分析，并设定每分钟读取一套数据。光催化实验前让丙酮与反应器内的二氧化钛薄膜自洁净玻璃达到吸附平衡。达到吸附平衡后反应器内丙酮的初始浓度大约为400±2ppm，在紫外灯开之前此浓度一直保持常数，紫外灯为15-W365nm UV lamp(Cole-Parmer Instrument Co)。水蒸气的初始浓度为1.20±0.01vol％，反应器内装有一小电风扇起搅拌作用。光催化反应过程中，降解丙酮和生成二氧化碳的浓度几乎保持在1∶3的比例。随着反应的进行，丙酮的浓度逐渐下降，二氧化碳和水蒸气的浓度逐渐增加。
一定面积的试样在一定近紫外光、常温常压的被降解介质中，在一定的降解时间内，测定其降解率。
1、试验设备、材料和试剂
光声红外多种气体监测仪：精度±5％。
计算机：与光声红外多种气体监测仪配用。
光催化反应器(7000ml)：与光声红外多种气体监测仪配用。
干燥器(放CaCl2)：与微型真空泵连接；与光催化反应器配用。
微型真空泵(充电式)：与干燥器连接；与光催化反应器配用。
近紫外灯：15W，365nm；置于光催化反应器内顶部。
微型电风扇(Φ＝8cm)：置于光催化反应器内顶部。
干燥箱：控温精度±2℃。
微型注射器：20ul。
脱脂纱布。
无水乙醇。
去离子水。
模拟污染化合物：丙酮、甲醛、甲烷、甲基紫、氨、二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、苯等。
可选择一种或一种以上以及其它模拟污染化合物。
2、试样要求
试样为120mm×120mm规格或面积为140Cm2：不可磨边。
将试样用去离子水清洗，用脱脂纱布擦净；再用无水乙醇清洗；用脱脂纱布擦净；最后用去离子水清洗。
净洗的试样置于干燥箱中在100℃±2℃温度下烘干。
3、试验步骤
将计算机、光声红外多种气体监测仪及光催化反应器的管线联接，接通电源。
将干燥器与微型真空泵用管线接好，并与光催化反应器联接。
取试样水平放置于光催化反应器内试样架上，调节近紫外灯与试样的距离为10cm±0.5cm。
用微型注射器取模拟污染化合物20ul，并注入光催化反应器中。静置20min。
开启微型电风扇，均衡光催化反应器内的组分浓度。
开启微型真空泵，调节并控制模拟污染化合物的初始浓度为50±5ppm，水蒸汽的初始浓度为1.20±0.01Vol％，实验温度为25℃±1℃。
开启紫外灯，调节光照强度为540uw/cm2。
被降解介质的浓度及降解产物的浓度用光声红外多种气体监测仪进行连续在线监测分析，分析结果在计算机显示屏上显示并打印。
试验时间为3h。取试验3h的分析结果计算降解率。
4、结果处理
自洁净玻璃对某种模拟污染化合物的降解率按式(1)计算：
式中：
X—降解率，％；
P1—试验前模拟污染化合物的浓度；
P2—试验后模拟污染化合物的浓度。
根据试验取两个平行测定结果的算术平均值，这两个测定结果之间的允许误差不应超过平均值的10％。
若指标超过10％，则应进行第三次测定，并计算两次测定相近结果的算术平均值。
Claims (7)
1、一种二氧化钛薄膜自洁净玻璃光催化活性检验方法，其特征在于：它包括
a.玻璃试样制备：玻璃试样清洗、擦净、烘干；
b.将计算机(3)与光声红外多种气体监测仪(1)连接，光催化反应器(2)与光声红外多种气体监测仪(1)连接，近紫外灯(6)置于光催化反应器(2)内顶部，微型电风扇(7)置于光催化反应器(2)内顶部，干燥器(4)与光催化反应器(2)相连，微型真空泵(5)与干燥器(4)相连；
c.取试样水平放置于光催化反应器内试样架上，调节近紫外灯(6)与试样的距离为10cm±0.5cm；
d.取模拟污染化合物，注入光催化反应器(2)中，静置20分钟；
e.开启电风扇(7)，均衡光催化反应器内的组分浓度；
f.开启微型真空泵(5)，调节并控制模拟污染化合物的初始浓度为50±5ppm，水蒸汽的初浓度为1.20±0.01vol％，实验温度为25℃±1℃；
g.开启近紫外灯(6)照射，调节光照强度为540uw/cm2；
h.被降解介质的浓度及降解产物的浓度用光声红外多种气体监测仪(1)进行连续在线监测，测定结果在计算机(3)显示屏上显示并输出；
i.试验时间为3小时，取上述结果计算降解率
j.根据试验取两个平行测定结果的算术平均值，两个测定结果之间的允许误差不应超过平均值的10％，若超过10％，则应进行第三次测定，并计算两次测定相近结果的算术平均值。
2、根据权利要求1所述的二氧化钛薄膜自洁净玻璃光催化活性检验方法，其特征在于：玻璃试样为120mm×120mm或面积为140cm2，不可磨边。
3、根据权利要求1所述的二氧化钛薄膜自洁净玻璃光催化活性检验方法，其特征在于：玻璃试样的制备为：将试样用去离子水清洗；同脱脂纱布擦净；再用无水乙醇清洗；用脱脂纱布擦净；最后用去离子水清洗。
4、根据权利要求1所述的二氧化钛薄膜自洁净玻璃光催化活性检验方法，其特征在于：光声红外多种气体监测仪的型号为INNOVA-1312。
5、根据权利要求1所述的二氧化钛薄膜自洁净玻璃光催化活性检验方法，其特征在于：清洗的试样置于干燥箱中在100℃±2℃温度下烘干。
6、根据权利要求1所述的二氧化钛薄膜自洁净玻璃光催化活性检验方法，其特征在于：模拟污染化合物是丙酮或甲基紫或苯或甲醛或氨或二氧化硫或硫化氢或氮氧化物。
7、根据权利要求1所述的二氧化钛薄膜自洁净玻璃光催化活性检验方法，其特征在于：一次可测定1-6种被降解介质。
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