室内甲醛光电耦合催化净化效果研究
本文研究了催化剂催化氧化气相污染物的性能,制备性能良好的催化材料,并设计新型易于实际应用的反应器来降解净化气态污染物,是空气净化领域的重要内容。为研发高效和实用的整套空气催化净化系统,本文选择甲醛这种常见的室内污染物,以其高效净化和去除为目标,通过制备几种新型的催化剂组合,尝试对光电耦合多种方法提高降解效率的实验研究。<br>  本研究主要内容包括:⑴利用银离子和磷酸根离子反应得到Ag3PO4、利用水热法制备BiVO4、溶胶凝胶(Sol-gel)法制备TiO2、同时对商品Cu2O的光催化性能进行研究。对催化材料进行了表征:用SEM观察光电催化材料表...
本文研究了催化剂催化氧化气相污染物的性能,制备性能良好的催化材料,并设计新型易于实际应用的反应器来降解净化气态污染物,是空气净化领域的重要内容。为研发高效和实用的整套空气催化净化系统,本文选择甲醛这种常见的室内污染物,以其高效净化和去除为目标,通过制备几种新型的催化剂组合,尝试对光电耦合多种方法提高降解效率的实验研究。
  本研究主要内容包括:⑴利用银离子和磷酸根离子反应得到Ag3PO4、利用水热法制备BiVO4、溶胶凝胶(Sol-gel)法制备TiO2、同时对商品Cu2O的光催化性能进行研究。对催化材料进行了表征:用SEM观察光电催化材料表面形貌和尺寸、通过EDS能谱图分析催化剂的元素组成及占比、分析CV曲线探讨催化剂的氧化还原性、UV-Vis分析催化剂对可见光吸收的强弱。SEM观测表面形貌可知,催化剂颗粒的尺寸是纳米级别,达到了制备纳米材料的目的。EDS能谱可看出各元素的分配比例,跟相应制备方法所得到的结果相同。UV-Vis表明了掺杂之后的钒酸铋吸收可见光的能力大大提高,是没有掺杂的3倍。几种材料在可见区都有很好的吸光性能。⑵在模拟室内空气单室净化器和双室反应器中,进行可见光照射光催化反应;在负载催化剂的导电基质两端加一个电压,形成光电催化耦合系统。在模拟室内空气净化器实验中,设定气体流速1000 mL/min,零时刻甲醛浓度定为0.45 mg/m3。光电耦合的效果要比单纯光和单纯电的效果好。碳布做载体,BiVO4作催化剂的光电耦合降解效率可达57.3%;而不锈钢为载体,Ag3PO4、BiVO4为催化剂时光电降解效率分别可达64.3%、77.9%;锰氧化物做载体,Cu2O、BiVO4、Pt/TiO2做催化的光电降解效果分别为83.3%、85.2%、89.9%。实验证明光电耦合是最佳降解条件。⑶在双室反应器实验中,设定气体速度为1000 mL/min,甲醛浓度0.45 mg/m3,不锈钢网为载体,负载催化剂Cu2O、BiVO4、Pt/TiO2的系统的光电降解效率分别为79.2%、79.2%、75.1%;锰氧化物为载体,继续负载催化剂Cu2O、BiVO4、Pt/TiO2的光电降解效率分别为88.3%、84.6%、86.5%。证明光电耦合是最佳反应条件。⑷研究光电催化降解甲醛的过程,进行动力学分析,光电耦合条件下的反应速率常数最大。
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作者: 安文杰
学科专业: 环境工程
授予学位: 硕士
学位授予单位: 大连理工大学
导师姓名: 柳丽芬
学位年度: 2017
语 种: chi
分类号: X511 X131.1
在线出版日期: 2018年3月21日