光催化法去除室內(nèi)空氣中有機(jī)污染物的研究.pdf

1、采用四氯化鈦水解法制備了超細(xì)TiO<,2>光催化劑,并對(duì)其進(jìn)行表征和活性評(píng)價(jià).實(shí)驗(yàn)中考察了制備過程中的pH值和焙燒溫度對(duì)催化劑的粒徑、晶型及相變溫度的影響,通過用乙醇熱浸膠狀沉淀和采取冷凍干燥方式,改善了超細(xì)粉體的團(tuán)聚性,避免了硬團(tuán)聚體的形成.制備過程中的加水量、pH值和加堿方式對(duì)TiO<,2>光催化活性有影響,通過正交實(shí)驗(yàn)確定了TiO<,2>的最優(yōu)的制備條件.利用過渡金屬鈷和稀土元素鈰制備了摻雜的超細(xì)TiO<,2>,并進(jìn)行了表征和活性

2、評(píng)價(jià).鈷摻雜和鈰摻雜都可以抑制TiO<,2>晶粒長(zhǎng)大,使樣品的粒徑減小,比表面積增大.而鈷摻雜對(duì)晶粒的長(zhǎng)大有更強(qiáng)的抑制作用.摻雜光催化劑的活性高于純TiO<,2>,光催化性能變化與摻雜方法和摻雜物有關(guān),共沉淀法的摻雜光催化劑光反應(yīng)活性高于機(jī)械混和法.而其中鈷摻雜光催化劑的活性又優(yōu)于鈰摻雜光催化劑.鈷摻雜能促進(jìn)銳鈦礦向金紅石型的轉(zhuǎn)變,而摻鈰對(duì)相變影響不大.采用溶膠-凝膠法分別制備了玻璃板上的TiO<,2>負(fù)載膜、活性炭和麥飯石上的TiO<

3、,2>負(fù)載催化劑,并做了電鏡表征和反應(yīng)性能評(píng)價(jià).活性評(píng)價(jià)結(jié)果證明,玻璃板上負(fù)載的TiO<,2>膜由于吸附能力差,所以不能用于氣相光催化系統(tǒng).麥飯石和活性炭負(fù)載的TiO<,2>由于有較好的吸附性能,能使負(fù)載催化劑表面上反應(yīng)物分子的濃度增大,所以對(duì)氣相中苯的光催化降解活性都好于未經(jīng)負(fù)載的TiO<,2>.以苯為模型反應(yīng)物,考察了催化劑用量、催化劑接觸面積、光強(qiáng)度、苯的初始濃度和系統(tǒng)中水分量對(duì)苯的氣相光催化降解反應(yīng)的影響.紅外檢測(cè)到苯光降解反應(yīng)

4、的中間產(chǎn)物是一個(gè)六元環(huán)醇,據(jù)此推測(cè)了苯的氣相光催化降解可能的反應(yīng)歷程.通過實(shí)驗(yàn)并結(jié)合參考文獻(xiàn)的結(jié)論,證明苯的氣相光催化過程在不同的反應(yīng)條件下遵循不同的反應(yīng)歷程.建立了苯的氣相光催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程,并通過實(shí)驗(yàn),采用初始濃度法確定了動(dòng)力學(xué)方程中的反應(yīng)速度常數(shù)k和Langmuir吸附平衡常數(shù)kL.利用所推測(cè)的動(dòng)力學(xué)方程建立了氣相光催化反應(yīng)器的數(shù)學(xué)模型,并得到了非穩(wěn)態(tài)條件下模型的解析解和數(shù)值解.比較了模型參數(shù)λ對(duì)模型結(jié)果的影響.由于真實(shí)地考慮了