光催化清除室內(nèi)醛類有毒氣體的研究.pdf

1、清除室內(nèi)醛類有毒氣體對保護(hù)人類健康具有重要意義。本文將氣-固多相光催化反應(yīng)技術(shù)應(yīng)用于醛類氣體降解反應(yīng)體系，設(shè)計(jì)和制備了THAP-x系列復(fù)合材料，并對材料的表面組成、能帶結(jié)構(gòu)、吸光性能、化學(xué)吸附性能和光催化反應(yīng)性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。 ⑴利用水熱合成法在合適的溫度下制備了羥基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2，HAP)載體，再利用水熱合成和離子交換法相結(jié)合將不同含量的Ti4+離子以不同形式負(fù)載于HAP之上，制得所需的系列光催化劑

2、THAP-x。XRD、FT-Raman、FT-IR、ICP、BET、TEM和UV-vis DRS等表征結(jié)果表明：這些材料的比表面積均在100 ㎡/g以上；在合適的Ti/(Ti+Ca)比下，TiO2以納米晶的形式存在于復(fù)合材料的表面，TiO2與HAP間發(fā)生了復(fù)合和鍵聯(lián)，形成了Ti-O-P鍵，得到有效的復(fù)合。 ⑵UV-vis DRS實(shí)驗(yàn)及利用K-M函數(shù)對復(fù)合材料能隙Eg估值結(jié)果說明：基元組分間復(fù)合作用引起其吸光強(qiáng)度增加；根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3、，得出了組合活性基元的能帶結(jié)構(gòu)及其Eg間的匹配關(guān)系，并由此探討了它們對光生載流子的分離性能和與之相關(guān)的催化氧化還原反應(yīng)能力。 ⑶TPD-MS實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：HAP是HCHO和CH3CHO的主要吸附位，其對HCHO和CH3CHO具有較強(qiáng)的化學(xué)吸附能力，合適量Ti4+取代后材料的HCHO和CH3CHO吸附量比單純TiO2吸附量仍有顯著增加；在紫外光的激發(fā)下，O2分子在催化劑表面發(fā)生光吸附形成具有較高活性的·O2-:H2O分子在Ti/(

4、Ti+Ca)=0.2時，在Ti-O-P鍵的作用下得到很好的活化，產(chǎn)生解離吸附態(tài)-OH，并隨光激發(fā)產(chǎn)生·OH。 ⑷光催化反應(yīng)性能評價結(jié)果表明：所制備的材料對光催化氧化醛類氣體的目標(biāo)反應(yīng)都有一定的光催化活性，其反應(yīng)性能與材料的吸光性能、化學(xué)吸附性能和反應(yīng)條件緊密相關(guān)，其中以THAP-0.2的降解效果最為理想。在常壓、35℃、氣體停留時間1.5 min、原料比V(HCHO or CH3CHO)/V(78％N2+22％02)=0.003