二氧化鈦光催化技術(shù)控制豬舍氨氣污染的研究.pdf

1、近年來(lái)養(yǎng)殖業(yè)向空氣中排放出大量氨氣，嚴(yán)重阻礙養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展，本研究旨在探討納米二氧化鈦（TiO2）光催化技術(shù)對(duì)氨氣的處理，為該技術(shù)在畜禽場(chǎng)使用提供理論依據(jù)。本研究首先在保育豬舍內(nèi)采用 AIR-DAC在線多點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)氨氣進(jìn)行了檢測(cè)，搭建了靜態(tài)光催化反應(yīng)裝置，在反應(yīng)器內(nèi)模擬所檢測(cè)豬舍的氨氣濃度，探討負(fù)載 TiO2的木板和瓷磚兩種基材在相同時(shí)間內(nèi)對(duì)氨氣的降解效果；然后經(jīng)使用浸漬—提拉法制備納米TiO2負(fù)載活性炭，采用掃描電鏡（SEM）方法

2、對(duì)活性炭基材負(fù)載不同濃度TiO2的效果進(jìn)行觀察，在此基礎(chǔ)上搭建了動(dòng)態(tài)光催化反應(yīng)裝置，并對(duì)其影響光催化反應(yīng)裝置降解氨氣效果的光照強(qiáng)度、空氣流量等參數(shù)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：
　?。?）保育豬舍內(nèi)的氨氣濃度最高時(shí)達(dá)到了32.005±2ppm，最低為5.732±1ppm。根據(jù)變化曲線，將氨氣的變化范圍確定為相對(duì)經(jīng)濟(jì)的光催化降解氨氣濃度，即10~30ppm之間。木板和瓷磚負(fù)載TiO2兩種基材光催化在120min內(nèi)對(duì)氨氣的最終降解效率分別為7

3、8±2％、37.3±2%。因此，木板負(fù)載TiO2光催化在密閉的環(huán)境中對(duì)氨氣的降解效果優(yōu)于瓷磚負(fù)載TiO2的。
　?。?）TiO2濃度對(duì)活性炭基材負(fù)載TiO2效果有一定的影響，納米TiO2濃度為0.5%時(shí)，所制備的納米TiO2/活性炭（AC）表面納米TiO2顆粒邊界清晰可見(jiàn)，在活性炭表面擴(kuò)散均勻，團(tuán)聚現(xiàn)象不明顯。納米TiO2濃度在1.0%和2.0%時(shí)，TiO2/AC表面擴(kuò)散的不均勻，有明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象。所以，TiO2濃度0.5%時(shí)負(fù)載

4、效果優(yōu)于1.0%和2.0%。
　?。?）搭建的紫外光化反應(yīng)裝置包括模擬氨氣源發(fā)生系統(tǒng)、光催化反應(yīng)器、AIR-DAC在線檢測(cè)系統(tǒng)以及供氣系統(tǒng)，其中關(guān)鍵部分是反應(yīng)器，主要包括負(fù)載TiO2活性炭基材、紫外燈構(gòu)成。在其它條件相同時(shí)，光照強(qiáng)度為60μW/m2對(duì)納米TiO2負(fù)載活性炭光催化降解NH3效率高于30μW/m2；同時(shí)其它條件相同的情況下，不同空氣流量對(duì)NH3降解效率大小依次為2L/min（90%）＞3L/min（88%）＞4L/mi