中华人民共和国国家标准
GB/T30452-2013
Measurement method for photolysis performance index ofphotocatalytic nano-materials
中国国家标准化管理委员会 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布
前言
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草.
本标准由中国科学院提出.
本标准由全国纳米技术标准化技术委员会(SAC/TC279)归口.
本标准主要起草单位:中国建筑材料科学研究总院、中国建材检验认证集团股份有限公司、宣城品瑞新材料有限公司、北京中科赛纳(玻聘)技术有限公司、冶金工业信息标准研究院.
张丛丛. 本标准主要起草人:庞世红、张继军、韩松、徐勇、张珩、张庆华、戴石锋、王润梅、王立闯、张平、
光催化纳米材料光解指数测试方法
1范围
本标准规定了光催化纳米材料光解指数测试涉及的术语和定义、测试的原理、测试环境、测试装置及步骤、光解指数计算以及试验报告等.
本标准适用于评价板片状材料表面的光催化性能,即光解指数,如表面涂(镀)光催化剂的玻璃、陶瓷等,
下列文件对于本文件的应用是必不可少的.凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件.凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括的修改单)适用于本文件.
GB/T6682-2008分析实验室用水规格和试验方法 GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T14683硅酮建筑密封胶GB/T19619纳米材料术语
3术语和定义
GB/T19619界定的以及下列术语和定义适用于本文件.
表面具有光催化性能或涂镀光催化剂的材料.
3.2光催化性能photolysis performance
光催化纳米材料氧化分解有机物的能力.
'
光解指数photolysis performance index
表征光催化纳米材料光催化性能的数值,即光催化纳米材料在单位时间内分解有机物能力的特征值,
4安全提示
本实验方法中使用的紫外光源对于人眼和皮肤具有伤害性,操作者必须小心谨慎,并做好必要的防护!注意光反应器必须密闭,当光源打开时不要用肉眼直接观察,
5原理
在能量大于或等于光催化纳米材料带原能量的光照射下,附着在光催化纳米材料表面上的有机物
会被氧化分解.
本方法中,用亚甲基蓝水溶液作为待测有机物,将其覆盖在光催化纳米材料表面.在紫外光(UV)照射条件下,由于材料的光催化作用,亚甲基蓝将因氧化分解而减少,从而使亚甲基蓝水溶液的浓度降 低.在稀薄溶液和光照前吸附饱和的条件下,亚甲基蓝水溶液浓度随光照时间的增加而指数下降,见式(1):
.(1)
式中:
亚甲基蓝水溶液的初始浓度,单位是毫摩尔每升(mmol/L); 亚甲基蓝水溶液浓度,单位是毫摩尔每升(mmol/L);C 一级反应速率常数;f -光照时间,单位为分钟(min).
1-光照强度,单位是毫瓦每平方厘米(mW/cm²);
在光照强度和时间都不大的条件下,即:
溶液浓度和光照时间近似于直线关系,如式(2):
**( 2 )
式中:
a=cb=-ck;[
光解指数等于溶液浓度随光照时间变化线性关系斜率的绝对值,如式(3):
6试剂
6.1亚甲基蓝,分析纯.6.3丙酮,分析纯. 6.2蒸馏水,符合GB/T66822008要求的三级水.6.4无水乙醇,分析纯.6.5硅酮密封胶,符合GB/T14683的要求.
7试验设备
7.1紫外光照射装置:照射装置如图1所示,由1支8W的365nm黑光灯和4支8W的254nmUV灯、样品台、时间继电器、冷却风扇构成,其中365nm黑光灯在灯架中间,两侧各有2支254nmUV灯.样品台应能够旋转,旋转速度为5r/min~10r/min,且样品台与灯管间垂直距离可以调节.
说明:
1-光源:2--石英玻璃;3--甲基蓝溶液;4-光催化纳米材料样品; 5--旋转台:6--开关及时间继电器;7--冷却风扇(功率3W).
图1紫外光照射装置
7.2紫外照度计:传感器选择UV365,测定范围0.1pW/cm²~199mW/cm²精度5%.7.3分光光度计:能够测量溶液在600nm~700nm的吸光度.吸光度能精确到小数点后三位,波长7.4比色Ⅲ:光程为10mm,在600nm~700nm范围内的透过率大于80%. 分辨率≤1nm,7.5移液管:容量25mL和10mL.7.6容量瓶:500 ml.7.7溶液池:玻璃管,内径40 mm±1mm,高40mm±1mm.7.8溶液池盖板:石英玻璃片,在254nm~365nm范围内透过率大于70%,尺寸应大于溶液池直径,
8试验环境
实验室温度为23℃士2C,相对湿度(50)%
6
9.1样品制备
9.1.1样品准备
在光催化纳米材料的表面(具有光催化作用的表面)选平整部分,切裁成(60mm土2mm)×(60mm土2mm)的方形,共制备3块样品.在制备过程中,光催化表面不得受损.将溶液池粘贴在样品具有光催化作用的表面,并用硅酮密封胶密封.如图2.