納米TiO-,2-光催化材料凈化汽車排放污染物研究.pdf

1、本文在研究汽車主要排放污染物的組分及生成機(jī)理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了模擬汽車排放物理仿真環(huán)境與測(cè)控系統(tǒng)原理的研究，并研制了用于汽車排放污染物凈化的測(cè)控系統(tǒng)。試驗(yàn)表明，該測(cè)控系統(tǒng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試精度優(yōu)于2％，適用于汽車排放污染物的瞬態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。其計(jì)算機(jī)測(cè)控軟件除實(shí)現(xiàn)汽車排放污染物中各測(cè)試因子的在線測(cè)試，還可完成實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集與分析。 納米TiO2光催化效率的提高途徑之一是縮小TiO2粒子的粒徑，制備納米TiO2粉體時(shí)，往往會(huì)

2、發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象致使粒徑變大，為減輕團(tuán)聚現(xiàn)象，分析了納米TiO2的光催化機(jī)理和分散機(jī)理，對(duì)分散劑法、高剪切攪拌、超聲波處理等物理和化學(xué)方法進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究。研究結(jié)果表明經(jīng)三種分散方法同時(shí)處理的試件催化效率最高，證明三種方法具有協(xié)同效應(yīng)機(jī)制。經(jīng)透射電鏡證明，納米TiO2在基料材料中的分散性良好，達(dá)到了理想的納米級(jí)尺寸。 針對(duì)選定的納米TiO2光催化材料體系，采用正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案對(duì)其組成和協(xié)同分散處理工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)合透射電

3、鏡對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，得出了納米TiO2摻量為4％；SBDS摻量為2％；機(jī)械攪拌時(shí)間為10min、轉(zhuǎn)速為2800r/min；超聲波處理溫度為50℃、超聲波處理時(shí)間20min、超聲頻率為28KHz等為最佳配比和工藝參數(shù)。試驗(yàn)表明：研究的納米TiO2光催化材料體系對(duì)汽車排放物中的NOx具有明顯的凈化效果，凈化效率高達(dá)83.92％，對(duì)HC、CO2等亦有一定的凈化作用。 在道路環(huán)境下，直接利用納米TiO2粉末凈化汽車排放物，不利于催

4、化劑的回收，且容易造成流失，難以實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用。本文則利用了自制的滲透劑研究了納米TiO2光催化材料的復(fù)合滲透固化技術(shù)，采用上述優(yōu)化的配方和工藝參數(shù)研究的具有滲透功能的納米TiO2光催化材料體系，實(shí)現(xiàn)了納米TiO2光催化材料在道路混凝土標(biāo)樣中的滲透與固化。試驗(yàn)表明，試樣表層在打磨2mm厚度后對(duì)NOx仍具有一定的凈化效果，滲透劑可以作為載體“攜帶”納米TiO2滲入并固化于道路混凝土表層。 提出了在道路和工程環(huán)境下的納米TiO2凈化