光催化法去除室內(nèi)空氣中有機污染物的研究.pdf

1、采用四氯化鈦水解法制備了超細TiO<,2>光催化劑,并對其進行表征和活性評價.實驗中考察了制備過程中的pH值和焙燒溫度對催化劑的粒徑、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,改善了超細粉體的團聚性,避免了硬團聚體的形成.制備過程中的加水量、pH值和加堿方式對TiO<,2>光催化活性有影響,通過正交實驗確定了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TiO<,2>,并進行了表征和活性

2、評價.鈷摻雜和鈰摻雜都可以抑制TiO<,2>晶粒長大,使樣品的粒徑減小,比表面積增大.而鈷摻雜對晶粒的長大有更強的抑制作用.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,共沉淀法的摻雜光催化劑光反應活性高于機械混和法.而其中鈷摻雜光催化劑的活性又優(yōu)于鈰摻雜光催化劑.鈷摻雜能促進銳鈦礦向金紅石型的轉變,而摻鈰對相變影響不大.采用溶膠-凝膠法分別制備了玻璃板上的TiO<,2>負載膜、活性炭和麥飯石上的TiO<

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

4、的中間產(chǎn)物是一個六元環(huán)醇,據(jù)此推測了苯的氣相光催化降解可能的反應歷程.通過實驗并結合參考文獻的結論,證明苯的氣相光催化過程在不同的反應條件下遵循不同的反應歷程.建立了苯的氣相光催化反應動力學方程,并通過實驗,采用初始濃度法確定了動力學方程中的反應速度常數(shù)k和Langmuir吸附平衡常數(shù)kL.利用所推測的動力學方程建立了氣相光催化反應器的數(shù)學模型,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對模型結果的影響.由于真實地考慮了