研究目的
研究在紫外光照射下使用TiO2纳米线对气态甲醛进行光催化降解动力学，重点关注反应动力学、影响降解速率的因素以及催化剂性能。
研究成果
通过水热法制备的TiO2纳米线在紫外光下对甲醛降解表现出高光催化活性，其动力学遵循LHHW模型而非一级反应。降解速率受光照强度、流速及催化剂特性影响。该催化剂随时间推移展现出良好稳定性。未来工作应探索可见光激活及实际应用规?；?。
研究不足
该研究仅限于365纳米的紫外光照射，在可见光下可能效率不高。自制反应器装置可能无法扩展至工业应用。动力学模型假设了特定的吸附条件，这些条件在所有环境中可能并不成立。潜在的优化方向包括扩展至可见光催化剂以及改进反应器设计以提高流速。
1：实验设计与方法选择：
本研究通过水热法合成TiO?纳米线以增加表面积和活性位点，从而提升光催化效率。采用自制管式反应器实时监测紫外LED照射下甲醛的降解过程，并运用Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson（LHHW）模型进行动力学分析。
2：样本选择与数据来源：
TiO?纳米线由二氧化钛（P25）制备，并在不同温度（600°C、650°C、700°C）下退火处理。选用低浓度（0.5 mg/m3）甲醛气体作为污染源。
3：5 mg/m3）甲醛气体作为污染源。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括水热反应器、超声搅拌器、X射线衍射仪（XRD，岛津XRD7000）、透射电子显微镜（TEM，蔡司Libra 200FE）、场发射扫描电子显微镜（FESEM，日本电子JSM-7800F10100）、X射线光电子能谱仪（XPS，VG ESCALAB 250）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR，珀金埃尔默Frontier）、紫外-可见-近红外分光光度计（安捷伦Cary 5000）、光致发光光谱仪（PL，日立F-7000）、氮气吸附仪（Quadrasorbevo 2QDS-MP-30）、电化学工作站（瑞士万通AUTOLAB PGSTAT 302N）、气相色谱仪（岛津GC-2018）及紫外LED灯（365 nm）。材料包含二氧化钛（Aeroxide P25）、氢氧化钠、盐酸、甲醛气体及石棉纤维。
4：0）、透射电子显微镜（TEM，蔡司Libra 200FE）、场发射扫描电子显微镜（FESEM，日本电子JSM-7800F10100）、X射线光电子能谱仪（XPS，VG ESCALAB 250）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR，珀金埃尔默Frontier）、紫外-可见-近红外分光光度计（安捷伦Cary 5000）、光致发光光谱仪（PL，日立F-7000）、氮气吸附仪（Quadrasorbevo 2QDS-MP-30）、电化学工作站（瑞士万通AUTOLAB PGSTAT 302N）、气相色谱仪（岛津GC-2018）及紫外LED灯（365 nm）。材料包含二氧化钛（Aeroxide P25）、氢氧化钠、盐酸、甲醛气体及石棉纤维。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：通过水热法合成TiO?纳米线，经洗涤、退火及表征后，于可控流速与光照强度的石英管反应器中进行光催化降解测试，利用气相色谱仪监测降解前后甲醛浓度变化。
5：数据分析方法：
动力学数据采用LHHW模型拟合，通过线性拟合确定反应级数进行统计分析。未注明仪器操作与数据处理的软件工具。
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X-ray diffractometer
XRD7000
Shimadzu
Analyzing the crystal structure of TiO2 nanowires using Cu Kα irradiation.
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Transmission electron microscope
Libra 200FE
Zeiss
Characterizing the morphology and lattice fringes of TiO2 nanowires.
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Fourier transform infrared spectrometer
Frontier
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Analyzing the vibration state of chemical bonds in TiO2 nanowires using KBr pellets.
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UV-Vis-NIR spectrophotometer
Cary 5000
Agilent
Obtaining UV-Vis diffuse reflection spectra of TiO2 nanowires.
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Photoluminescence spectrometer
F-7000
Hitachi
Measuring photoluminescence spectra of TiO2 nanowires with xenon light excitation.
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Electrochemical workstation
PGSTAT 302N
AUTOLAB
Carrying out electrochemical tests in a three-electrode system for photocurrent response and impedance.
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Gas chromatography
GC-2018
Shimadzu
Monitoring formaldehyde concentration in the gas path using molecular sieve columns and TCD detector.
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Field emission scanning electron microscope
JSM-7800F10100
Characterizing the surface morphology of TiO2 nanowires.
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X-ray photoelectron spectrometer
VG ESCALAB 250
Analyzing the chemical state and composition of TiO2 nanowires using Al Kα radiation.
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Nitrogen adsorption apparatus
Quadrasorbevo 2QDS-MP-30
Conducting nitrogen adsorption-desorption isotherms at 77 K to characterize specific surface area and pore size.
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UV LED lamp
Irradiating the photocatalyst with 365 nm light for photocatalytic degradation.
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Titanium(IV) oxide
Aeroxide P25
Used as a precursor for synthesizing TiO2 nanowires.
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