催化氧化法处理甲苯废气的实验研究

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1、摘要摘要随着环境污染的日益突出，空气质量问题也越来越受到人们的关注。人们大量而且大范围地使用挥发性有机化合物(volatileorganiccompounds，VOCs)，使得水、土壤和空气中都有VOCs的存在，并且它们中的很多是有毒的，有些还能够诱发疾病、致癌或致畸。目前，常用的VOCs控制技术有吸附法、吸收法、冷凝法和燃烧法等，这些方法控制和去除VOCs的效果较好，但也仍存在许多不足。而光催化氧化法几乎可以分解所有的有机化合物，并且反应条件温和，操作便利，最终产物通常只有C02和H20。因此，光催化降解技术以其高效、深度降解和无二次污染等特点而广受重视，并成为处理空气中Voc

2、s一种非常有效的方法。．本文拟采用溶胶．凝胶法制备负载纳米Ti02的泡沫镍网作为光催化剂，利用自制的间歇式光催化反应装置对Ti02光催化降解甲苯及另两种苯系物(苯和二甲苯)进行研究，考察了光源、反应物初始浓度、催化剂面积、湿度、含氧量等环境因素对Ti02光催化降解甲苯效率的影响，并得至lJTi02光催化降解甲苯的最佳条件；接着，对苯系物中苯、甲苯和二甲苯的光降解和光催化降解效果进行比较，并测试了光催化剂的失活与再生效果。结果表明：苯、甲苯和二甲苯达到吸附平衡的时间分别为40rnin、40rain和50mill；负载Ti02泡沫镍网对甲苯的光催化降解率初始阶段急剧上升，当反应到60

3、0rain时，光催化降解效率则缓慢增大到89．1％，随后便趋于稳定；当甲苯初始浓度为52mg／m3的光催化降解率达到最大，但当初始浓度升高到104mg／m3时，其降解率反而下降到81．2％；在湿度为25％"-'65％的范围内，随着湿度的增加，甲苯的降解率升高到最大为89．7％，则实验最佳湿度值为65％；而当含氧量在5％之1％的范围内，随着含氧量的增加，甲苯的光催化降解效果也随之增大，因此实验最佳含氧量为21％，即为标准空气条件下；当开启185姗和254nm两支灯时，比开启其他两种结合形式的灯的光催化降解效率要高；随着泡沫镍网面积的增大，其光催化降解率也随之升高，即催化剂含量、光照

4、面积与光催化降解效果成正对应关系；反应96h后的泡沫镍负载Ti02光催化剂样品较反应24h后的样品光催化降解率下降了近30％；而经过紫外光照射再生3h广东工业大学硕士学位论文后的样品其活性已恢复了70％左右，当紫外光照射再生12h后其活性能完全恢复。关键词：光催化氧化；纳米Ti02：泡沫镍网；挥发性有机物；甲苯AbstractABSTRACTAlongwiththeenvironmentalpollutionisbecomingincreasinglyextrude，peoplepaymoreandmoreattentiontotheairqualityproblem．Thenv

5、olatileorganiccompounds(VOCs)isusednumerouslyandextensivelybypeople，whichmakesitsresiduesexistinginthewater,soilandair．MostofVOCsarepoisonous，SomeoftheseCanbrmgillnessandcarcinogenicorteratogenesis．Currently，thecommontechniquesofdisposingVOCscontainadsorptionmethod，absorptionmethod，condensati

6、onmethodandcombustionmethodandetc，AlthoughthesemethodscoulddisposeVOCsverywelLbuttherealsoexistanumberofshortage．Then,photocatalyticdegradationcandecomposealmostalltheorganiccompoundsmoderalyandfacilitiy,andthefinalproductususllyarejustC02andH20．Theefore，photocatalysistechnologycomeinforimpor

7、tanceallcountryintheworldbecauseofitscharacterofhighlyactive，profunditydegreduationandnosecondarypollution,andbeingaefficiencymeasureofdealingwithVOCsintheair．ThistextisabouttoadoptthefoamnickelboardofloadingtheNano-Ti02preparedbySol-gelmetho