2020.新型光電催化材料的制備及其去除nox的性能研究

1、學(xué)校代碼：10270分類(lèi)號(hào)：O643學(xué)號(hào)：142200746碩士學(xué)位論文新型光（電）催化材料的制備及其去除NOx的性能研究學(xué)院：生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院專(zhuān)業(yè)：物理化學(xué)研究方向：光催化環(huán)境治理研究生姓名：張會(huì)強(qiáng)指導(dǎo)教師：張蝶青副教授完成日期：2017年3月上海師范大學(xué)碩士畢業(yè)論文摘要I摘要摘要隨著中國(guó)的工業(yè)化程度的不斷提高，近幾年霧霾天氣的長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)以及PM2.5的爆表，大氣污染已經(jīng)引起了中國(guó)政府的高度重視。作為大氣污染物之一的氮氧化物(NOx

2、)，能夠直接或間接地對(duì)環(huán)境和人類(lèi)造成嚴(yán)重危害由于氮氧化物的分解在低溫時(shí)受到熱力學(xué)限制，其反應(yīng)速度十分緩慢，所以需要研發(fā)出有效的催化劑降低反應(yīng)活化能，才能使反應(yīng)順利進(jìn)行。光催化氧化技術(shù)去除氮氧化物具有反應(yīng)條件溫和、能耗低、二次污染少，且最終產(chǎn)物易于被植物、微生物等吸收的優(yōu)點(diǎn)，因此被認(rèn)為是去除NOx的一種極具應(yīng)用前景的環(huán)境友好型技術(shù)。但目前光催化氧化處理氮氧化物依然存在著光催化效率不高、光利用率不高、催化劑易失活等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響了光催化劑在

3、實(shí)際中的應(yīng)用。如今多數(shù)催化劑都是粉體催化劑，粉體催化劑會(huì)面臨不易回收而且容易氣體反應(yīng)中吹走的情況，設(shè)計(jì)薄膜催化劑可以解決這個(gè)問(wèn)題。將薄膜催化劑和電催化結(jié)合的話(huà)，利用電輔助光催化技術(shù)進(jìn)一步提高氮氧化物去除效率，光催化和光電催化技術(shù)將在環(huán)境污染控制技術(shù)中具有廣闊的應(yīng)用前景。因此，主要的研究?jī)?nèi)容如下：1.氨基酸輔助合成介孔多層氧化鋅微球及其光催化去除NO性能的研究采用醇熱法利用氨基酸輔助合成了介孔多層氧化鋅微球材料，通過(guò)調(diào)節(jié)釜熱時(shí)間，隨著時(shí)間

4、增加，材料從實(shí)心到核殼到多層核殼再到空心的轉(zhuǎn)變。考察了其利用紫外光去除NOx的活性，多層結(jié)構(gòu)的氧化鋅具有最好的去除活性。多層結(jié)構(gòu)的氧化鋅不僅具有更大比表面積，增加反應(yīng)活性位點(diǎn)而且可以對(duì)光進(jìn)行多級(jí)反射，從而提高了光的利用率。2.Freesting光電極薄膜的制備及其光電催化去除NO的研究利用微波高濃度堿溶液合成鈦酸鈉納米線(xiàn)以及摻碳納米管的復(fù)合材料，利用酸洗得到鈦酸納米線(xiàn)，管式爐氬氣焙燒得到二氧化鈦碳納米管復(fù)合納米線(xiàn)材料。在水溶液中超生分散

5、后抽濾可以得到Freesting薄膜材料，將其利用在光電催化氧化NOx上，調(diào)變碳納米管含量得到了最優(yōu)活性的光電薄膜材料。解決了光催化與電催化結(jié)合以及回收困難等問(wèn)題。3.不銹鋼基底柔性光電極薄膜的制備及其光電催化去除NO的研究利用微波高濃度堿溶液合成鈦酸鈉納米線(xiàn)以及摻碳納米管的復(fù)合材料，利用酸洗得到鈦酸納米線(xiàn)，管式爐氬氣焙燒得到二氧化鈦碳納米管復(fù)合納米線(xiàn)材料。將在水溶液中超生分散后的二氧化鈦碳納米管復(fù)合納米線(xiàn)材料抽濾到不銹鋼網(wǎng)上后，不僅解