二氧化鈦光催化降解惡臭氣體研究.pdf

1、二氧化鈦光催化技術(shù)在空氣凈化領(lǐng)域具有較高的應(yīng)用價(jià)值，然而光催化脫除含硫或含氮惡臭氣體時(shí)面臨催化劑易失活以及二氧化硫或氮氧化物的二次污染等問題。因此有必要對(duì)二氧化鈦的失活速率和利用率進(jìn)行研究，對(duì)光催化反應(yīng)體系的氧化性、吸附能力和催化活性等進(jìn)行強(qiáng)化，提高光催化空氣凈化工藝的穩(wěn)定性。
　　本文采用致密不銹鋼網(wǎng)負(fù)載二氧化鈦(TiO2)薄膜作為光催化劑，研究了光催化連續(xù)脫除硫化氫或二氧化硫的穩(wěn)定性。分析了光催化氧化反應(yīng)的機(jī)理，以催化劑的失活

2、速率和利用率衡量光催化作用的穩(wěn)定性，考察了氧氣體積分?jǐn)?shù)、目標(biāo)污染物的初始體積分?jǐn)?shù)、反應(yīng)溫度、相對(duì)濕度等因素對(duì)催化劑的失活速率和利用率的影響。結(jié)果表明:無氧條件下光催化氧化硫化氫或二氧化硫的穩(wěn)定性較低，隨著氧氣體積分?jǐn)?shù)的增大，光催化脫除硫化氫或二氧化硫的穩(wěn)定性均呈先升高后降低趨勢(shì)，同時(shí)H2S的主要氧化產(chǎn)物由單質(zhì)硫變成SO2和SO42-;隨著目標(biāo)污染物的初始體積分?jǐn)?shù)的增加，催化劑的利用率逐漸降低;相對(duì)濕度為20％左右時(shí)光催化作用的穩(wěn)定性最高

3、。
　　為了提高光催化作用的穩(wěn)定性，將臭氧引入光催化體系，分析了臭氧和光催化協(xié)同脫除硫化氫或二氧化硫的機(jī)理，考察了臭氧-光催化體系的穩(wěn)定性與臭氧投入量、相對(duì)濕度、反應(yīng)溫度的關(guān)系。結(jié)果表明:隨著臭氧投入量的升高，臭氧-光催化作用的穩(wěn)定性先升高后降低;反應(yīng)氣的相對(duì)濕度為40％左右，反應(yīng)溫度為70℃左右時(shí)，臭氧-光催化脫除硫化氫或二氧化硫的穩(wěn)定性最高。
　　為了改變TiO2的形貌，進(jìn)一步提高光催化作用的穩(wěn)定性，以水熱離子摻雜法制備

4、了改性TiO2，包括CuSO4/TiO2、Cu(NO3)2/TiO2、ZnSO4/TiO2、NH4VO3/TiO2。通過X射線衍射、X射線光電子能譜、掃描電鏡等表征方法分析了改性催化劑的表面形貌，考察了改性TiO2的吸附性能及其光催化脫除硫化氫或二氧化硫的穩(wěn)定性。結(jié)果表明:適當(dāng)比例的Cu2+摻雜可有效提高TiO2光催化作用的穩(wěn)定性;Cu(NO3)2/TiO2脫除硫化氫或二氧化硫的穩(wěn)定性比臭氧-光催化作用更高。
　　為了考察TiO2