吸收光譜拓展對光催化氧化NO的性能影響研究.pdf

1、氮氧化物(NOx)是大氣主要污染物之一，煙氣中的NOx濃度較高，主要采用選擇性催化還原脫硝(SCR)技術(shù)脫除，但隧道、地下車庫等場所的NOx濃度較低，SCR技術(shù)并不適用。光催化氧化NO是一種反應(yīng)條件溫和且成本低的處理技術(shù)，在低濃度NOx治理方面具有良好的應(yīng)用前景。為提高NO光催化氧化的效率，本文通過引入光熱劑Fe3O4@SiO2、制備Bi/BiOI/black TiO2異質(zhì)結(jié)和La/BiOI等，拓展光催化劑的吸收光譜范圍，從而提高光催化

2、劑對太陽光譜的利用率和NO光催化氧化性能，并在此基礎(chǔ)上對催化劑光催化性能提升的機(jī)理進(jìn)行了探索。
　　首先，通過固混法制備了P25/Fe3O4@SiO2，考察了SiO2包裹層、Fe3O4@SiO2用量、Fe3O4@SiO2對近紅外光的吸收以及光熱效應(yīng)對光催化活性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化后的P25/Fe3O4@SiO2活性比P25提高36％; SiO2包裹層可在光催化反應(yīng)過程中對Fe3O4起到保護(hù)作用。基于表征分析結(jié)果，提出了光熱效應(yīng)促

3、進(jìn)光催化的機(jī)理:Fe3O4@SiO2吸收近紅外光，通過光熱效應(yīng)產(chǎn)生熱量以促進(jìn)P25的光催化性能。此外，F(xiàn)e3O4@SiO2光熱效應(yīng)的性能提升作用還可推廣到ZnO、g-C3N4和BiOI等典型光催化劑。
　　其次，通過煅燒還原的方法制備了Bi/BiOI/black TiO2異質(zhì)結(jié)，優(yōu)化了前驅(qū)體P25和BiOI的用量。研究顯示，在模擬太陽光照射下，優(yōu)化后的Bi/BiOI/blackTiO2光催化氧化NO效率可達(dá)到70％，且穩(wěn)定性測試結(jié)

4、果顯示催化劑性能穩(wěn)定。從表征分析可知:由于Bi的SPR效應(yīng)和異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，Bi/BiOI/black TiO2的吸收光譜得到有效拓展且其光生電子和空穴能夠有效分離;同時(shí)，Bi/BiOI/blackTiO2可產(chǎn)生·O2-和·OH兩種自由基參與NO的光催化氧化過程，從而提高光催化性能。
　　最后，用一步溶劑熱法和浸漬法制備了La摻雜的3D BiOI，考察了制備方法和鑭源類型的影響，并優(yōu)化了La的用量。研究表明，一步溶劑熱法制備的La/B