納米TiO-,2-光催化技術(shù)對(duì)氮氧化物去除的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、如何有效地去除氮氧化物是目前空氣污染治理的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)，催化還原和催化分解時(shí)目前研究得比較多的去除氮氧化物的方法，但是這些方法普遍存在工程投資大，運(yùn)行費(fèi)用高、能耗高等缺點(diǎn)。已有研究表明：納米二氧化鈦是一種重要的無(wú)機(jī)物，具有無(wú)毒、價(jià)廉、光催化性能高等優(yōu)點(diǎn)，能在紫外光的激發(fā)下對(duì)氮氧化物污染物進(jìn)行光催化氧化作用從而將其轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害的物質(zhì)。利用納米二氧化鈦進(jìn)行的光催化技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)在研究的主要方向，這對(duì)于今后解決大氣氮氧化物污染，改善人類的

2、生存環(huán)境有著非常深遠(yuǎn)的意義。 本文對(duì)TiO2及Zn2+/TiO2納米薄膜涂敷在載玻片上的制備方法及它們的光催化性能進(jìn)行了研究。以鈦酸四丁酯或者鈦酸四丁酯和硝酸鋅同為前驅(qū)物，利用溶膠凝膠法制備了TiO2以及Zn2+/TiO2溶膠，并采用溶膠體系，以浸漬提拉法對(duì)載玻片涂膜，制得均勻透明的TiO2及Zn2+/TiO2薄膜光催化劑。 針對(duì)氣相光催化氧化反應(yīng)，我們自主設(shè)計(jì)了一套氣固相的光催化反應(yīng)裝置。通過(guò)該套反應(yīng)裝置，在反應(yīng)過(guò)

3、程中NO氣體能夠充分的與光催化劑相接觸，并且紫外光能很好的照射進(jìn)反應(yīng)裝置內(nèi)部，使得在紫外光的激發(fā)下，制備的薄膜光催化劑能充分的與反應(yīng)裝置內(nèi)部的NO氣體發(fā)生光催化氧化反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)條件考慮的比較充分。 本文通過(guò)在不同的煅燒溫度下（300℃-800℃）制備的TiO2薄膜光催化劑，對(duì)NO進(jìn)行光催化氧化實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明，不同的煅燒溫度能很大程度的影響TiO2薄膜的光催化活性，其中500℃時(shí)，TiO2薄膜光催化活性最好，NO去除率為43.2％

4、，之后隨著煅燒溫度的增加對(duì)NO的光催化氧化效果逐漸減弱。對(duì)以上不同溫度下制備的TiO2薄膜進(jìn)行XRD檢測(cè)，從晶型上分析光催化活性差異的原因。 為了進(jìn)一步提高TiO2光催化活性，我們加入硝酸鋅作為Zn2+的前驅(qū)物，在500℃下煅燒制備出不同Zn2+摻雜濃度的Zn2+/TiO2薄膜光催化劑(2％、4％、6％)，并考察了不同Zn2+摻雜濃度的對(duì)NO光催化氧化實(shí)驗(yàn)影響，通過(guò)研究結(jié)果表明，Zn2+的加入能較大程度的提高TiO2光催化活性

5、，并且當(dāng)Zn2+摻雜濃度為4％時(shí)對(duì)NO的去除率最高。通過(guò)SEM以及XRD方法的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)Zn2+的加入能很好的改善TiO2顆粒之間的團(tuán)聚現(xiàn)象，起到較好分散作用，從而減小粒徑尺寸。 我們還考慮了薄膜制備過(guò)程中的鍍膜次數(shù)，以及反應(yīng)過(guò)程中氧氣含量對(duì)NO光催化氧化反應(yīng)得影響，從而進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件。通過(guò)對(duì)這兩個(gè)因素的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：我們分別以1次-6次的鍍膜次數(shù)制備出的4％Zn2+/TiO2薄膜光催化劑進(jìn)行NO去除實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)鍍