摻鐵納米TiO-,2-光催化氧化SO-,2-的研究.pdf

1、本文立足于我國SO<,2>污染的現(xiàn)狀，采用納米TiO<,2>作為光催化劑將SO<,2>轉(zhuǎn)化為易處理的SO<,3>，意圖開發(fā)一種經(jīng)濟、高效的脫硫技術(shù)。與傳統(tǒng)的脫硫技術(shù)相比，光催化氧化脫硫技術(shù)具有能耗低、反應(yīng)條件溫和、操作簡便、可減少二次污染等突出特點。 首先在相同的反應(yīng)條件下對比了外購納米TiO<,2>和摻鐵納米TiO<,2>的光催化活性，結(jié)果證明摻鐵納米TiO<,2>的光催化活性比外購納米TiO<,2>的稍低。 在紫外光

2、照射的條件下，無論TiO<,2>是否存在，SO<,2>都會發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，只是反應(yīng)速度有明顯的差別。研究表明無論納米TiO<,2>光催化劑存在與否，光催化氧化SO<,2>的反應(yīng)均符合一級反應(yīng)，反應(yīng)速率方程為ln C<,t>/C<,o>=-k<,a>t。 納米TiO<,2>作為光催化劑的反應(yīng)中，反應(yīng)速率常數(shù)隨催化劑使用次數(shù)的增加而遞減。到反應(yīng)一定次數(shù)后，納米TiO<,2>已經(jīng)起不到催化劑的作用了。對光催化氧化氣相SO<,2>反應(yīng)體

3、系中失活的納米TiO<,2>催化劑在超聲波作用下用水進行情洗，并在70℃下干燥24h，其光催化活性基本上能夠得到恢復(fù)。 考察了影響摻鐵納米TiO<,2>光催化氧化SO<,2>反應(yīng)的因素，包括SO<,2>的初始濃度、反應(yīng)溫度和光強。結(jié)果顯示：(1)SO<,2>的初始濃度小于1200mg/m<'3>時，光催化氧化效率隨SO<,2>初始濃度的增加而升高，而SO<,2>的初始濃度在1200～2400mg/m<'3>范圍內(nèi)時，隨著濃度的增

4、大，更長的反應(yīng)時間，光催化氧化效率會降低；自制的納米TiO<,2>的催化效率要高于純納米TiO<,2>;(2)在0～100℃的反應(yīng)溫度范圍內(nèi)，摻鐵納米二氧化鈦光催化氧化效率隨著溫度的升高而升高，并且比納米二氧化鈦的脫硫效率更快趨于穩(wěn)定，而在100～200℃范圍內(nèi)溫度對光催化反應(yīng)效率的影響并不顯著；(3)反應(yīng)到一定時間后(大概2小時)，低濃度的SO<,2>的光催化氧化效率都較穩(wěn)定，不再隨光照時間的延長而變化；但對于較高濃度的SO<,2>，