室内VOC的来源及治理途径：
VOC是挥发性有机化合物（volatile organic compounds）的英文简称，主要包括苯、甲苯、二甲苯、甲醛、氨、乙二醇等物质。甲醛的安全阈值为0.08mg/m3。
室内VOC治理途径：开窗通风稀释，化学试剂反应，强氧化剂氧化，多孔材料吸附、化学催化反应
多孔材料用于室内VOC吸附的选择
如果要吸附上述尺度分子，材料孔径一定大于或远大于气体分子直径，才能实现；
一些材料在堆积过程中会形成许多不规则的孔，这种孔不具备吸附的典型特征；
材料本身具备规则的空岛，并且孔径大小合适。
硅藻泥多孔性用于室内VOC吸附
硅藻土孔径分布：小孔5~30nm；打孔200~400nm
保持硅藻土的多孔性是硅藻泥在应用于室内VOC吸附的关键。
硅藻泥专用材料的选择
标准状态下，非煅烧硅藻土、煅烧硅藻土吸附等温线
根据以上数据及显微镜下图片，可以得到以下结论：
1）选择非煅烧硅藻土，避免孔道破坏；
1）选择非煅烧硅藻土，避免孔道破坏；
2）尽量选择无机胶凝材料；
3）添加一定量的负压调节剂；
4）硅藻泥本身不能引入有害物质。
硅藻泥用于室内VOC去除的优势与难点
硅藻土表面结构微观示意图
硅藻土作为无机矿物材料，具有的优势是：比表面积较大、丰富的活性基团、孔结构发达、大小合适。
未添加负压调节剂 添加负压调节剂
从图上可以看出，气体分子与硅藻土接触时无明显的能量变化，硅藻土不具备降解功能！
光催化材料及反应机理
光催化材料（光触媒）：TiO2 、ZnO 、WO3 、SnO2 、V2O5 、Fe2O3 、Ceo2 、C3N4，针对低浓度、难降解环境毒素
常温常压下进行，无需额外提供能量。
TiO2光催化材料介绍及改善途径
TiO2分类：金红石，对紫外线具有强屏蔽作用，白色涂料和防紫外线材料 ；
板钛矿， 稳定性差，在自然界中很少存在；
锐钛矿，具有良好的光催化活性，常用作光催化材料。
P25属于纳米级的混晶结构，是目前商用的最好的光催化二氧化钛。
优势：高效、稳定、廉价、安全
不足之处：TiO2催化效率＞420nm时，1%-0.1！ 只有在紫外光下才具有高效催化能力
可见光影响改善途径：元素（Fe、N、S等）掺杂、半导体复合、贵金属表面修饰
TiO2光催化效率的提高——半导体复合
TiO2-RGO：促进光生载流子分离和迁移
负载结构
负载结构：效率提升空间有限3-5倍，吸附贡献大40-50%；
核壳结构
核壳结构：效率大幅提高，光催化贡献大。因此选择壳核结构。
高效光催化材料研制—核壳结构TiO2-RGO
通过氧化程度来控制结构，如图：
性能评价——气态污染物
NO催化氧化
NO催化氧化分析
催化产物分析：
HCHO光催化氧化
HCHO催化氧化分析
HCHO催化氧化分析:
1)整套装置利用气象色谱在线检测：
1)整套装置利用气象色谱在线检测：
2)对甲醛的瞬间降解率可以达到70%；
3)商用P25对甲醛的降解率仅为4%。
性能评价——水溶液悬浮体系
高效UV光催化效率，见下图：
稳定的循环降解性能，100次循环无衰减
性能评价——水溶液负载体系
光负载催化材料测试
本研究技术性能特点
应用原则评价
高效——高出商用TiO2一个数量级
稳定——循环100次无衰减
廉价——引用廉价元素C，成本相对低廉
安全——环境友好，生物安全
TiO2光催化效率的提高——贵金属表面修饰
从上图可知：1）TiO2费米能级＜Pt费米能级；
2）能级发生弯曲，激发能量降低；
3）电子迁移，光催化效率提高。
以上资料来源：北京工业大学材料与工程学院 中国非金属矿工业协会硅藻土专业委员会 ，中国新型涂料网编辑整理。TiO2/Pt性能评价——NO降解
结论：无光照射下NO分解率为7%；
本研究技术性能特点
应用原则评价
1）无光照射下也可以有一定催化降解功能；
2）性能稳定，使用寿命长，不易发生光腐蚀；
3）用量少、制备成本低廉。
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SS-Ti/RGO |
TiO2/Pt |
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制备成本较高 |
制备成本较低 |
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原材料成本低 |
原材料成本高 |
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材料新颖 |
汽车尾气应用 |
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生物安全性 |
使用寿命长 |
硅藻泥专用材料未来发展方向
1）施工工艺简单；
2）用量少，喷涂于表面；
3）保持一定的空气湿度。
