TiO2基光催化礦化室內(nèi)甲苯及其失活再生研究.pdf

1、近年來，室內(nèi)空氣污染治理已逐漸引起人們的重視，光催化凈化技術(shù)作為一種新型高效的污染物降解技術(shù)在室內(nèi)空氣治理領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。本文以P25為基礎(chǔ)光催化劑，采用光還原法制備貴金屬負載光催化劑Pt/TiO2、微波水熱法制備二氧化鈦納米管(TNT)以及浸漬法制得了異質(zhì)結(jié)光催化劑SnO2/TiO2，并通過X射線衍射(XRD)、配有能量色散X射線光譜儀(EDX)的透射電鏡(TEM)以及電化學(xué)等表征手段對幾種光催化劑的物化性能進行了對比研究。選

2、取甲苯作為目標污染物，利用GC-FID對光催化降解過程中甲苯、礦化不完全產(chǎn)物CO和最終產(chǎn)物CO2進行跟蹤分析，從甲苯降解率、光催化反應(yīng)速率、完全礦化率以及CO2選擇性幾方面，考察P25及3種改性后的TiO2基催化劑在不同光源下光催化凈化甲苯的性能。
　　研究表明，單純P25光催化活性并不理想，經(jīng)改性后的TiO2基催化劑均能明顯提高甲苯降解率、完全礦化率以及光催化降解速率。其中SnO2/TiO2可分別提高甲苯降解率和完全礦化率至10

3、0％和52.1％，具有良好的光催化降解和礦化甲苯的能力。另一方面，波長為254+185nm的真空紫外光(VUV)比波長為254nm的紫外光(UV)更有助于光催化反應(yīng)的進行，這得益于VUV的光解和TiO2基催化劑的光催化氧化的聯(lián)合作用產(chǎn)生更多的活性氧物質(zhì)，促進光催化反應(yīng)，進而提高光催化效率。
　　在上述研究基礎(chǔ)上，選取P25和SnO2/TiO2兩種光催化劑，研究它們不同光源下的失活過程，并嘗試使用UV和VUV光照兩種方法對光催化劑進

4、行再生。結(jié)果表明，經(jīng)5輪降解甲苯活性測試，P25在UV和VUV下均出現(xiàn)失活現(xiàn)象，但兩種光源相比VUV可以將吸附在催化劑表面的部分中間產(chǎn)物進一步分解，更有助于甲苯的礦化。SnO2/TiO2在UV持續(xù)光照20 h后，CO2產(chǎn)率下降了近50％，催化劑逐漸失活，但經(jīng)VUV照射再生后，其產(chǎn)生的·OH、·O2-和大量的O(1D)、O(3P)和O3等活性氧物質(zhì)，能將占據(jù)催化劑活性位的中間產(chǎn)物快速降解，SnO2/TiO2完全恢復(fù)光催化活性。UV和VUV