環(huán)境因素對(duì)甲苯光氧化-光催化凈化過(guò)程及機(jī)理研究.pdf

1、隨著人們生活水平的提高，室內(nèi)空氣質(zhì)量(IAQ)的高低已經(jīng)逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。甲苯是室內(nèi)空氣污染濃度較高的一種VOCs污染物，因其檢測(cè)方法簡(jiǎn)便，毒性低，所以國(guó)內(nèi)外研究較為廣泛。目前，國(guó)內(nèi)外以甲苯為對(duì)象研究室內(nèi)污染物去除方面的報(bào)道很多，主要都集中在高效光催化劑的研發(fā)方面，而有關(guān)環(huán)境因素（溫度、濕度、光強(qiáng)）及反應(yīng)介質(zhì)對(duì)氣相甲苯在光氧化和光催化中的比較性研究，以及擴(kuò)散傳質(zhì)過(guò)程對(duì)甲光催化過(guò)程的影響等方面的研究較少，本文主要針對(duì)以上三方面展開(kāi)了

2、研究。
　　以低壓汞燈作為光源，采用石英管連續(xù)流動(dòng)態(tài)反應(yīng)系統(tǒng)和特氟龍氣袋靜態(tài)反應(yīng)系統(tǒng)，研究了環(huán)境因素(濕度、溫度、光照強(qiáng)度、有氧（空氣）/無(wú)氧（氮?dú)猓夥諚l件）對(duì)低濃度(10～20 mg/L)氣相甲苯光氧化過(guò)程的影響。結(jié)果表明:1）環(huán)境濕度對(duì)甲苯光氧化反應(yīng)影響顯著。干燥條件(RH為0％～5％)下甲苯的去除率在8％～9％之間;當(dāng)環(huán)境中有水汽存在（RH為20％）后，甲苯的去除率降至7％左右，其后去除率隨著RH的進(jìn)一步增加逐漸增大，在R

3、H為60％時(shí)達(dá)到最大值(9％～12％);但當(dāng)RH繼續(xù)增至80％時(shí)，去除率迅速降至4％～6％。2）甲苯光氧化去除率隨著環(huán)境溫度(T)、光照強(qiáng)度(I)的增加而提高。3）無(wú)論是干燥（RH為0％～5％）還是濕潤(rùn)(RH為60％）環(huán)境下，甲苯在有氧氣氛下的光氧化去除效率均高于無(wú)氧氣氛;甲苯在有氧氣氛下光氧化產(chǎn)物主要是苯和苯甲醛，在無(wú)氧氣氛中的產(chǎn)物主要是苯。4）在干燥、有氧條件下，O(1D)應(yīng)是甲苯光氧化的活性物種;在濕潤(rùn)、有氧條件下，甲苯的光氧化主

4、要是通過(guò)·OH氧化降解;在無(wú)氧條件下，甲苯的光氧化過(guò)程主要是通過(guò)甲苯的直接光解完成。
　　以浸漬法制得的TiO2/ACF(活性炭纖維)為光催化劑，研究了環(huán)境因素對(duì)甲苯光催化降解過(guò)程的影響。使用GC-FID對(duì)甲苯光催化過(guò)程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物進(jìn)行了定量和定性的分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:甲苯光催化去除率隨著環(huán)境溫度、光照強(qiáng)度的增加而提高;隨著濕度的提高，甲苯光催化去除率逐漸增加，當(dāng)濕度增加到80％時(shí)，甲苯去除率達(dá)到最大，即在濕度為0～80％范圍

5、內(nèi)，濕度對(duì)甲苯光催化降解的影響起到了促進(jìn)作用。RH=0～5％時(shí)甲苯的光催化中間產(chǎn)物只有苯甲醛，RH=20％～80％時(shí)積累在催化劑表面的中間物是苯甲醛和苯甲醇，隨環(huán)境相對(duì)濕度的增大，苯甲醛和苯甲醇在光催化劑表面的積累量增加。
　　以吸附劑為載體負(fù)載光催化劑是近年來(lái)光催化劑負(fù)載技術(shù)的主流方式之一。對(duì)于這類(lèi)負(fù)載型光催化劑，VOCs擴(kuò)散至催化劑表面是VOCs光催化降解的重要條件，但至今對(duì)光催化過(guò)程的中可能存在的擴(kuò)散問(wèn)題研究很少。本文以自制