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修饰TiO2薄膜真空紫外光催化降解甲醛及分解臭氧研究

2020-12-08阅读(1017)

修饰TiO2薄膜真空紫外光催化降解甲醛及分解臭氧研究

论文摘要

真空紫外光（VUV）催化技术是一种条件温和的污染物去除技术,它在水和空气净化方面具有很大的应用前景。同时,纳米贵金属修饰的TiO2作为一种新型高效的光催化剂是近年来国内外研究的热点,但尚未报道应用于真空紫外光催化体系。本文制备了Au、Pd、Pt等纳米贵金属修饰的TiO2薄膜催化剂以及不同种类的Mn修饰的TiO2薄膜,并用于真空紫外光催化体系下分解室内空气中低浓度甲醛,考察不同催化剂对甲醛降解以及VUV副产物—臭氧的同步分解效果,这对于促进真空紫外光催化在室内空气净化中的应用具有重要的意义。首先,采用低温静电吸附法在TiO2薄膜表面负载了Au、Pt和Pd等纳米贵金属颗粒,贵金属粒径<5nm,均匀分散在TiO2薄膜表面。催化剂表面Au和Pt颗粒均以0价态存在,Pd则以PdO形式存在。TiO2表面负载贵金属颗粒后,可提高甲醛的去除率,同时还能显著降低VUV系统中的臭氧浓度,并且催化剂性能在测试的35h内保持稳定。同时考察了催化剂在暗态下的反应,结果表明不同纳米贵金属颗粒与臭氧反应的机理不同。研究了相对湿度和Pd负载量对Pd/TiO2真空紫外光催化降解甲醛和分解臭氧的影响。在实验范围内,甲醛的去除率随相对湿度的增加逐渐增大;尾气中臭氧的去除率随相对湿度的增加而达到一个最大值并保持稳定。Pd负载量过大不利于甲醛的去除;臭氧去除率随Pd负载量的增大先增加后降低。考察了负载Mn的TiO2催化剂对真空紫外光催化降解甲醛和分解臭氧的效果。Mn离子掺杂方式不利于甲醛和臭氧去除的同步提高。MnOx/TiO2、MnOx/Pd/TiO2和纳米MnO2/Pd/TiO2在对甲醛保持很高的降解率的同时可显著提高臭氧的分解效率,其中纳米MnO2/Pd/TiO2对臭氧的去除性能最为稳定,而MnOx/TiO2和MnOx/Pd/TiO2在反应20h后趋于稳定。MnOx/TiO2和MnOx/Pd/TiO2在暗态下对臭氧有明显去除,但催化剂会逐渐失活,而VUV可抑制MnOx催化剂的失活。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 文献综述
  • 1.1 室内空气中挥发性有机污染物研究进展
  • 1.1.1 室内空气中主要污染物种类及浓度
  • 1.1.2 室内挥发性有机物的来源
  • 1.1.3 室内挥发性有机物间的反应与二次释放
  • 1.1.4 室挥发性有机物对人体健康的危害
  • 1.2 室内挥发性有机物污染控制研究现状
  • 1.2.1 制定室内空气质量相关的标准
  • 1.2.2 源头控制
  • 1.2.3 室内挥发性有机物净化技术
  • 1.3 真空紫外光催化降解室内气相 VOCs 研究综述
  • 1.3.1 光催化降解气相有机物的基本原理
  • 1.3.2 气相光催化研究进展
  • 1.3.3 室内空气 VOCs 真空紫外（VUV）光催化降解研究
  • 1.4 光催化分解臭氧研究综述
  • 1.4.1 贵金属负载型臭氧分解催化剂
  • 1.4.2 过渡金属氧化物臭氧分解催化剂
  • 第2章 实验部分
  • 2.1 真空紫外光催化实验系统
  • 2.1.1 实验装置
  • 2.1.2 分析方法
  • 2.1.3 催化剂的制备和表征
  • 2.2 真空紫外光催化降解实验内容及步骤
  • 2.2.1 实验内容
  • 2.2.2 实验步骤
  • 2和Pt/TiO2 薄膜真空紫外光催化降解甲醛及分解臭氧研究'>第3章 纳米Au/TiO2和Pt/TiO2薄膜真空紫外光催化降解甲醛及分解臭氧研究
  • 3.1 催化剂表征
  • 2 复合薄膜表征'>3.1.1 Au/TiO2复合薄膜表征
  • 2 复合薄膜表征'>3.1.2 Pt/TiO2复合薄膜表征
  • 2 复合薄膜对甲醛和臭氧的同步去除'>3.2 Au/TiO2复合薄膜对甲醛和臭氧的同步去除
  • 2 紫外光催化与真空紫外光催化降解甲醛的比较'>3.2.1 Au/TiO2紫外光催化与真空紫外光催化降解甲醛的比较
  • 2 真空紫外光催化降解甲醛及臭氧'>3.2.2 Au/TiO2真空紫外光催化降解甲醛及臭氧
  • 2 复合薄膜对甲醛和臭氧的同步去除'>3.3 Pt/TiO2复合薄膜对甲醛和臭氧的同步去除
  • 2 真空紫外光催化与臭氧/紫外光催化降解甲醛的比较'>3.3.1 Pt/TiO2真空紫外光催化与臭氧/紫外光催化降解甲醛的比较
  • 2 真空紫外光催化降解甲醛及臭氧'>3.3.2 Pt/TiO2真空紫外光催化降解甲醛及臭氧
  • 2和Pt/TiO2 在暗态下的催化作用'>3.4 Au/TiO2和Pt/TiO2在暗态下的催化作用
  • 3.5 本章小结
  • 2和Mn 负载TiO2薄膜真空紫外光催化降解甲醛及分解臭氧研究'>第4章 纳米Pd/TiO2和Mn 负载TiO2薄膜真空紫外光催化降解甲醛及分解臭氧研究
  • 4.1 催化剂表征
  • 2 复合薄膜表征'>4.1.1 Pd/TiO2复合薄膜表征
  • 2 薄膜薄膜表征'>4.1.2 Mn 负载TiO2薄膜薄膜表征
  • 2 复合薄膜对甲醛和臭氧的同步去除'>4.2 Pd/TiO2复合薄膜对甲醛和臭氧的同步去除
  • 2 真空紫外光催化与臭氧/紫外光催化降解甲醛的比较'>4.2.1 Pd/TiO2真空紫外光催化与臭氧/紫外光催化降解甲醛的比较
  • 2 真空紫外光催化降解甲醛及臭氧'>4.2.2 Pd/TiO2真空紫外光催化降解甲醛及臭氧
  • 4.2.3 湿度对真空紫外光催化降解甲醛及臭氧的影响
  • 4.2.4 Pd 负载量对真空紫外光催化降解甲醛及臭氧的影响
  • 2 薄膜对甲醛和臭氧的同步去除'>4.3 Mn 负载TiO2薄膜对甲醛和臭氧的同步去除
  • 2 催化剂真空紫外光催化降解甲醛及臭氧的比较'>4.3.1 不同Mn 负载TiO2催化剂真空紫外光催化降解甲醛及臭氧的比较
  • 2 和含Mn 催化剂暗态反应'>4.3.2 Pd/TiO2 和含Mn 催化剂暗态反应
  • 4.4 本章小结
  • 第5章 结论与建议
  • 5.1 结论
  • 5.2 建议
  • 插图索引
  • 表格索引
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

    • 相关论文文献

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