TiO-,2--膨潤(rùn)土吸附光催化降解氣相甲苯及機(jī)理研究.pdf

1、本文介紹了室內(nèi)VOCs的濃度水平、健康危害以及VOCs的治理技術(shù)。重點(diǎn)闡述光催化的相關(guān)內(nèi)容。包括光催化的原理，納米TiO2的制備方法，TiO2光催化VOCs的影響因素、存在問題以及吸附光催化降解水體有機(jī)污染物的研究，并對(duì)室內(nèi)VOCs治理領(lǐng)域的研究作了展望。 本課題以膨潤(rùn)土作為吸附劑，制備了TiO2與膨潤(rùn)土復(fù)合型或混合型催化劑。研究了溶膠法的工藝條件對(duì)催化劑光催化甲苯的性能的影響，重點(diǎn)探討了環(huán)境濕度對(duì)不同比表面積的TiO2柱撐膨

2、潤(rùn)土活性的影響；研究了有機(jī)膨潤(rùn)土與光催化劑組成的混合物的催化活性及降解機(jī)理，初探了催化劑降解甲苯的中間產(chǎn)物。主要得到以下結(jié)論： (1)在溶膠法制備TiO2柱撐膨潤(rùn)土的過(guò)程中，鈦酸丁酯與乙醇的體積比以及層間的陽(yáng)離子類型會(huì)對(duì)催化劑的活性產(chǎn)生較大的影響。另外，與酸性溶膠法相比，酸性溶膠法制各催化劑時(shí)，需嚴(yán)格控制溶膠的pH值，制備方法較繁瑣。而采用溶膠法，不僅簡(jiǎn)化了制備過(guò)程，而且制備的催化劑的活性也沒有降低。 (2)采用溶膠

3、法制備了TiO2柱撐膨潤(rùn)土作為光催化劑，探討了濕度對(duì)污染物的活性影響與催化劑的自身結(jié)構(gòu)、催化劑的載體、污染物性質(zhì)之間的關(guān)系。研究表明，在相對(duì)濕度為25％~75％的范圍內(nèi)，氣相中的水分子與甲苯競(jìng)爭(zhēng)TiO2柱撐膨潤(rùn)土光催化劑的吸附點(diǎn)位，因此水蒸氣抑制了催化劑的活性。催化劑的比表面積越大，對(duì)甲苯的吸附性越強(qiáng)，因而表現(xiàn)為對(duì)水蒸氣的吸附常數(shù)越小，抵抗?jié)穸扔绊懙哪芰υ綇?qiáng)；將催化劑負(fù)載在不同的載體上，相同濕度條件下，得到不同的降解活性；可能是因?yàn)橄鄬?duì)

4、于甲苯中的水分子，催化劑更容易吸附丙酮中的水分子，因而對(duì)甲苯的吸附力比丙酮的更強(qiáng)，造成丙酮的降解受濕度的影響更大。 (3)研究陽(yáng)離子表面活性劑(CPC)改性的有機(jī)膨潤(rùn)土與光催化劑的混合物在高濕度條件下的降解特性。在催化降解的初始階段，可能是因?yàn)槌跏茧A段納米TiO2(P25)表面的污染物含量較多，降解速率主要取決于P25的含量，有機(jī)膨潤(rùn)土的促進(jìn)作用不明顯。隨著光催化反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，催化劑對(duì)甲苯的吸附性會(huì)影響催化劑對(duì)甲苯的降解率。