光熱降解室內(nèi)空氣污染物的研究.pdf

1、現(xiàn)今，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活水平逐漸提高，對自身的健康越來越關注。呼吸是人類生存的必須反應之一，因此越來越多的人關注空氣的質(zhì)量問題?？墒牵F(xiàn)如今，由于工業(yè)的發(fā)展和人為的破壞，空氣的質(zhì)量每況愈下，因此如何有效的治理空氣凈化空氣，尤其是人們長期生存的室內(nèi)空氣，已經(jīng)成為了現(xiàn)代人逐漸關注的問題。以TiO2為代表的半導體光催化劑作為有效的治理不同類型的污染物漸漸得到人們的關注，它無毒無污染廉價可有效利用太陽光，但是它也有一些缺點，如太陽光利用

2、率低，不能有效的捕獲和降解低濃度流動的污染氣，因此，研究人員提出通過多技術手段即將光催化與其他治理技術相結合，從而彌補和發(fā)揮各自的優(yōu)點。其中，吸附光催化研究的較為廣泛，但是吸附劑在吸附的過程中僅僅起到吸附的作用，不能在吸附的同時達到降解的目的，因此這種催化劑在無光的時候僅僅依靠吸附劑的物理吸附作用，很容易達到吸附飽和進而脫附并造成環(huán)境的二次污染。熱催化氧化技術近年來在低溫無光催化氧化氣HCHO，CO上已經(jīng)得到了越來越多的研究，主要是由于

3、其反應可以滿足室內(nèi)的環(huán)境的要求并能夠達到去除污染物的目的。因此我們提出將熱催化技術與光催化技術相結合，有光的條件下，實現(xiàn)光催化，無光的條件下進行熱催化，以期可實現(xiàn)全天候的反應。如何選擇熱催化劑，如何有效的將熱催化劑與光催化劑相結合以及如何在實驗室中實現(xiàn)對HCHO的模擬降解等都是需要研究和解決的問題，基于此，我們開展了以下幾部分工作。
　　(1)Au基催化劑光熱去除空氣中乙醛的研究
　　先負載貴金屬Au于不同的氧化物載體上，通

4、過降解乙醛的研究篩選出ZrO2為最優(yōu)的熱催化劑載體。通過調(diào)變制備Au/ZrO2過程中溶液的pH以及后期焙燒溫度，發(fā)現(xiàn)pH=10，焙燒溫度為500℃的Au/ZrO2對乙醛的吸附降解效果最佳。通過XRD,TEM以及粒徑分布統(tǒng)計等的表征，主要是由于這個條件下合成的催化劑Au顆粒尺寸較小而使活性較好。最后通過醇熱法合成TiO2并與熱催化劑Au/ZrO2相結合，發(fā)現(xiàn)這種光熱催化劑可以很好的實現(xiàn)無光條件下的降解和有光時的光催化。通過這種光熱催化劑的

5、制備，可以部分解決吸附光催化的缺點，具有潛在的應用價值。
　　(2)蛋殼型光催化劑的制備及其去除有機污染物的研究
　　通過一步醇熱的方法合成了蛋殼型ZrO2/TiO2催化劑，合成步驟簡單。通過XRD，F(xiàn)ESEM，TEM，XPS等表征手段表明該催化劑結構為蛋殼型結構，大小均一。此催化劑表面具有適量的羥基群，可有效捕獲光生空穴并生成羥基自由基，ZrO2/TiO2之間形成復合物，不會相互覆蓋活性位點，并且蛋殼型的催化劑具有大的比表

6、面積即多的活性位點以及對光的多次反射作用，因此對有機物的降解具有良好的作用，具有潛在的室內(nèi)空氣污染物降解的應用價值。
　　(3)光熱催化劑的制備及其降解甲醛性能的研究
　　自主成功搭建了甲醛降解及檢測一體化的實驗裝置，通過國標GB/T18204.2-2014酚試劑分光光度法來檢測所降解的甲醛的濃度。通過對檢測降解一體化裝置的調(diào)節(jié)，最終控制該裝置可以穩(wěn)定運行。通過浸漬還原的方法在蛋殼型催化劑ZrO2/TiO2上負載貴金屬Pt，