P25-MnCO3系列可見光催化降解NMHC污染物的應(yīng)用研究.pdf

1、近些年來,環(huán)境問題給人類造成的危害日趨明顯，這是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式與環(huán)境保護(hù)已有些不和諧，例如霧霾、水體的污染事件日趨嚴(yán)重。其中大氣污染和水體污染中的有機(jī)物污染已成為人類亟需解決的重大環(huán)境問題。TiO2因具備無毒害、來源廣成本低、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)深受很多研究者的青睞，并被廣泛應(yīng)用于光催化降解水和大氣污染物中有機(jī)物的研究。由于TiO2的禁帶寬度3.2 eV，其光響應(yīng)范圍在紫外區(qū)，對(duì)太陽光的利用比較低僅有5％左右，此外光生電子—空

2、穴對(duì)復(fù)合率較高，嚴(yán)重限制其在生產(chǎn)實(shí)際的應(yīng)用和商業(yè)化的推廣。研究出一種新型高效可見光催化劑是目前光催化技術(shù)研究的重點(diǎn)。
　　本文采用簡(jiǎn)單的化學(xué)沉淀法和加熱分解法，制備可見光催化劑兩個(gè)系列P25-MnCO3和 P25-MnCO3/MnOx。通過紫外-可見漫反射光譜、X射線粉末衍射、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、X射線光電子能譜（XPS）、熱重分析（TG）、傅立葉變換紅外光譜（FTIR）對(duì)催化劑進(jìn)行表征分析其組成成

3、分、結(jié)構(gòu)形貌和吸收性能。通過可見光照射光催化劑降解模擬廢氣的實(shí)驗(yàn)來評(píng)價(jià)樣品光催化活性，通過改變不同的反應(yīng)條件研究其對(duì)光催化降解模擬廢氣活性的影響，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到的主要結(jié)論如下:
　　1：透射電鏡數(shù)據(jù)顯示:P25-MnCO3中的MnCO3有兩種形狀，大部分是球形，少部分是管狀的結(jié)構(gòu)。DRS和XPS數(shù)據(jù)結(jié)果表明MnCO3和TiO2基體之間存在強(qiáng)的相互作用?？梢姽獯呋到饽M廢氣實(shí)驗(yàn)顯示P25-MnCO3復(fù)合材料的活性遠(yuǎn)高于單獨(dú)的P2

4、5和MnCO3。三種不同比例（10:1,10:1.5和10:2）的P25-MnCO3光催化活性數(shù)據(jù)表明P25:MnCO3的質(zhì)量比為10:2時(shí)的活性最高，可達(dá)到75%。通過改變循環(huán)水溫度，考察反應(yīng)溫度對(duì)光催化活性的影響。對(duì)P25：MnCO3質(zhì)量比為10:1、10：1.5、10：2進(jìn)行循環(huán)實(shí)驗(yàn)，循環(huán)實(shí)驗(yàn)看其穩(wěn)定性?？傊甈25-MnCO3體系是一種新型的性能良好的可見光催化降解NMHC（非甲烷總烴）污染物的催化劑。
　　2：對(duì)P25-M

5、nCO3進(jìn)行不同溫度（100℃,150℃,200℃,250℃）煅燒2 h得到的P25-MnCO3/MnOx系列，P25-MnCO3/MnOx系列的XPS的Mn2p峰表明P25-MnCO3在250℃以下焙燒處理，會(huì)有少量MnCO3發(fā)生緩慢分解生成MnOx（Mn的價(jià)態(tài)不確定）?？疾觳煌褵郎囟葘?duì)催化劑活性的影響發(fā)現(xiàn)：P25-MnCO3在200℃煅燒2 h其活性最高?？疾熨|(zhì)量比對(duì)催化劑的影響發(fā)現(xiàn)：P25與MnCO3的比例為10:1時(shí)，催化劑活