光催化技术降解室内甲醛的研究综述

综述甲醛对室内空气污染的现状及其对人体健康的影响,介绍光催化降解甲醛的基本原理、反应动力学、反应器以及光催化降解甲醛的催化剂的制备方法,讨论甲醛光催化降解研究方向和应用前景。     

光催化降解室内气相甲醛的光强研究

分析了光催化过程中的光能损失,基于羟基自由基是降解挥发性有机物的主要氧化物种的假设提出了确定合适的光强来节约光能的方法,在假设电子空穴对完全利用的基础上定义了过量系数,并根据负载TiO2的玻璃平板反应器和泡沫镍反应器降解甲醛的实验数据确定了所需合适的光强和过量系数。结果表明:该方法能确定合适的光强,其降解性能好和光能利用率高。对于负载在玻璃平板上的TiO2,降解85.89μmol/m3(2.1ppm)的甲醛所需合适的光强为0.33mW/cm2(352nm),过量系数为1.33;对于负载在泡沫镍网上的TiO2,降解81.8μmol/m3(2ppm)的甲醛所需合适的光强为0.25mW/cm2(254nm),过量系数为1.39。     

Pt／TiO2膜光催化氧化降解高聚物的研究

以250W高压泵灯为光源,通过光化学沉积法在TiO2表面上担载1％Pt制备的催化剂对难降解高聚物PVA具有很好的光催化活性,固定相活性提高后的该类催化剂在用量为30g/m∧2时,光照60min,PVA的光解率可达78．3％。研究发现,PVA的光催化氧化可分为两个阶段,前一阶段PVA主要生成中间产物,后一阶段,PVA被彻底氧化分解,1％Pt/TiO可以明显地缩短前阶段反应时间,增强后阶段PVA的矿化作用,增加矿化阶段反应级数与反应速度常数。     

室内污染物甲醛的光催化氧化降解研究

采用溶胶-凝胶法制备了负载锐钛矿型TiO2蜂窝陶瓷膜,通过X衍射谱粒径分析及透射电子显微镜的电镜分析,结果表明400℃焙烧条件下得到的纳米TiO2粒径分布在10-20nm之间。以此纳米TiO2陶瓷膜进行室内主要污染物甲醛的光催化降解分析。结果发现,流速和湿度对于甲醛的光催化降解具有较大影响,不同污染物浓度条件下流速对光催化降解的影响是不同的,湿度对甲醛光催化的降解的影响存在一临界值。     

碳黑改性二氧化钛对气相中甲苯的光催化降解

研究了碳黑改性TiO2对甲苯的吸附和光催化降解性能。并与普通TiO2光催化剂和铝板基材对甲苯的吸附和光催化降解性能相比。结果表明，碳黑改性对甲苯吸附性能与普通TiO2相似，但是其光催化降解性能却有较大提高，并且改性的TiO2光催化剂的催化活性比普通TiO2持续更长的时间。     

反应物流速和湿度对室内污染物甲醛的光催化氧化影响的实验研究

为了分析流速和湿度对室内污染物甲醛的光催化氧化影响,在搭建光催化氧化分析动态实验台的基础上,利用浸渍涂膜法制得TiO2光催化剂薄膜进行甲醛的光催化实验。实验结果表明,随着流速的增加,污染物的光催化氧化逐步由传质控制过程过渡到光催化氧化控制过程;而湿度对甲醛的光催化氧化则存在一最佳范围。     

Pt/TiO_2膜光催化氧化降解高聚物的研究

以 2 5 0W高压汞灯为光源 ,通过光化学沉积法在TiO2 表面上担载 1%Pt制备的催化剂对难降解高聚物PVA具有很好的光催化活性 ,固定相活性提高后的该类催化剂在用量为 30g/m2 时 ,光照 6 0min ,PVA的光解率可达78 3%。研究发现 ,PVA的光催化氧化可分为两个阶段 ,前一阶段PVA主要生成中间产物 ,后一阶段 ,PVA被彻底氧化分解 ,1%Pt/TiO2 可以明显地缩短前阶段反应时间 ,增强后阶段PVA的矿化作用 ,增加矿化阶段反应级数与反应速度常数。     

TiO_2-SnO_2纳米粒子超声波光催化降解尤丽特蓝的动力学研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO_2-SnO_2催化剂,以尤丽特蓝为研究对象,研究了超声波光催化降解尤丽特蓝的动力学。结果表明:在所研究的范围内,SnO_2的最佳掺杂量为0.05,TiO_2-SnO_2催化剂的最佳投加量为2g/L;超声波光催化降解尤丽特蓝符合一级动力学反应,可用L-H动力学方程描述,且反应速率常数K∝C_0~(0.85)·(DO)~(3.91);超声光催化协同降解要比单独超声波或光催化处理效果显著,证实了声光联合技术具有明显的协同效应。     

TiO_2光催化氧化对染料降解脱色行为的研究

在以紫外光为光源的TiO2悬浮光催化反应体系中,以RB、AG和MG三种染料作为模型污染物,对染料光催化氧化的脱色行为进行了研究。研究结果表明:①染料在TiO2表面上的吸附是进行光催化反应的前提条件之一,而染料在TiO2表面吸附能力的大小直接影响着光催化反应效率的高低;②OHg的主要来源是由TiO2表面光生空穴进行离子反应提供的;溶解O2主要是抑制TiO2表面光生电子—空穴的复合;染料主要是通过TiO2表面光生空穴直接氧化分解的或由光生空穴产生的OHg氧化分解的。     

多相光催化反应中太阳光与电光源效率比较

报道了利用电光源和太阳光源三种光化学反应系统的特性，以及在甲基橙溶液光催化脱色反应中的运行效果，并将实验结果进行综合评价比较。说明在多相光催化反应中，太阳光可以代替电光源，能够得到更好的污染物去除效果。利用太阳能可以大幅度降低运转费用，电光源可以作为太阳光的辅助手段。     

太阳光-TiO2催化氧化法处理棉浆粕黑液

先用酸地对棉浆粕黑液进行预处理，然后用太阳光－TiO2法进行催化氧化。文章研究了催化剂的投加量，pH值，光照时间，光强及搅拌速度对光解作用的影响。结果表明，在适宜的条件下，废水的COD和色度去除率分别可达92．4％和99％，制得的负载型TiO2具有较高的机械强度和化学稳定性，可重复使用，出水用石灰乳中和后可直接排放。     

太阳光TiO2薄层光催化降解有机磷农药的研究

研究了在太阳光的照射下，ＴｉＯ２薄层光催化降解有机磷农药的可行性。结果表明，０．６５×１０－４ｍｏｌ·Ｌ－１的久效磷、甲拌磷农药光照他可完全降解至ＰＯ４３－；加入微量的Ｈ２Ｏ２或通入空气可大大提高光解率；有机磷农药初始浓度增加，其光解率下降；光照１２０ｈ后ＴｉＯ２薄层的光催化活性没有减弱，可以连续使用。初步探讨了有机磷农药光催化降解的机理，认为·ＯＨ和Ｏ２２－是最主要的氧化剂。     

太阳光光催化降解弱酸性大红的动力学研究

采用自制的反应装置,研究了负载型TiO2膜太阳光光催化降解弱酸性大红的动力学.结果表明:在所研究的范围内,太阳光光催化降解弱酸性大红符合一级动力学反应,可用L-H动力学方程描述,且反应速率常数(K)与C0-1.50、pH-1.147和V成正比;太阳光光催化对染料的降解无选择性且弱酸性大红染料能够被完全矿化为CO2和H2O;一年四季降解实验中,由于冬季太阳光光强太弱,应考虑人工光源作为补偿.     

太阳光TiO_2多孔纳米薄膜光催化降解有机磷农药的研究

锐钛矿型 Ti O2 多孔纳米薄膜可以从含聚乙二醇的钛醇盐溶胶前驱体中通过浸渍提拉法制备 ;涂层的形貌如孔的大小和孔的分布可以通过聚乙二醇的加入量来控制 ,当聚乙二醇的加入量为 0— 2 .0 g时 ,孔径大小在 0— 40 0 nm范围内变化。可见光透过光谱分析表明 :随着 Ti O2 薄膜中孔径增大 ,光的散射增强 ,透光率减小 ,该 Ti O2 镀膜玻璃对于紫外线具有吸收作用。有机磷农药水溶液的太阳光催化降解实验表明 :在 Ti O2 薄膜中引入气孔增强了光催化活性 ,孔的大小和薄膜厚度对光解率有显著的影响。当孔径大小为 1 0 0— 2 0 0 nm,镀膜次数为 1 0— 1 5次时 ,Ti O2 薄膜显示光催化效率高。     

不同类型染料化合物太阳光催化降解研究

针对四大类八种水溶性染料和一种化学指示剂，在相同实验条件下，进行了ＴｉＯ２悬浆体系太阳光催化氧化降解规律的研究。在ＵＶ辐照度２１．２８Ｗ／ｍ２的晴天，染料初始浓度均为２０ｍｇ／Ｌ，催化剂投加量１ｇ／Ｌ，溶液平均温度２０℃，经太阳光照射４ｈ，各料染料脱色和总有机碳去除明显。根据表观速率常数算出不同染料光催化降解的难易程度，实验证实了多相光催化氧化技术用于染料废水处理工艺的可行性。     

光催化法在环境保护方面的研究进展

光催化氧化技术是一种新兴的高效节能现代污水处理技术,从半导体光催化氧化方法、反应机理、各类污染物光催化降解的现状、提高半导体光催化剂活性的途径、光催化技术发展中存在问题等方面分别论述了半导体光催化氧化技术在环境保护领域中的应用。     

玉米秸秆燃烧过程及燃烧动力学分析

采用TG-DTA-DTG热分析联用技术对玉米秸秆在不同升温速率下进行了燃烧实验.考察了着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度等燃烧特征参数.根据对不同升温速率下玉米秸秆燃烧过程的分析,用双组分分阶段反应模型能够很好的描述玉米秸秆的燃烧过程.建立了玉米秸秆反应动力学方程,得到了在不同温度区间的燃烧动力学方程和表观活化能、频率因子等燃烧动力学参数,并提出了相应的燃烧机理.