改性纳米二氧化钛在净化汽车尾气中的应用研究.pdf

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1、·18·材料导报B：研究篇2014年1O月(下)第28卷第l0期改性纳米二氧化钛在净化汽车尾气中的应用研究况栋梁，裴建中，李蕊，马伟思，欧阳华。，倪志军。(1长安大学交通铺面材料教育部工程研究中心，西安710064；2长安大学公路学院，西安710064；3湖北长江路桥股份有限公司，武汉430000)摘要为了研究光催化材料TiOz对隧道内汽车尾气的净化效果，首先采用溶胶一凝胶法制备纳米二氧化钛光催化剂，采用不同掺量的Fe。改性纳米Ti()2，并在500℃焙烧得到样品，然后利用自制尾气净化设备进行净化试验，接着对其进行X衍射(XI)测定

2、和红外光谱(IR)分析。结果显示，掺杂Fe3能够同时捕获电子和空穴，从而降低电子空穴对的复合几率，提高纳米二氧化钛的光催化性能，弱紫外光条件下对CO、C02、HC、N的净化效率比未掺杂的纳米Ti0分别能提高0．6、0．6、2．3、8．2。关键词Fe3+溶胶一凝胶法纳米二氧化钛光催化净化尾气中图分类号：TB321；U41文献标识码：ADOI：10．11896／j．issn．1005—023X．2014．2O．005TheApplicationResearchofModifiedNanoTitaniumDioxideinAutomobi

3、leExhaustPurificationKUANGDongliang，PEIJianzhong，LIRui，MAWeisi，OUYANGHua。，NIZhijun。(1EngineeringResearchCentralofPavementMaterialsofMinistryofEducation，Chang’anUniversity，Xi’an710064；2HighwaySchool，Chang’anUniversity，Xi’an710064；3HubeiChangjiangRoad&BridgeCo．，Ltd．，Wuha

4、n430000)AbstractInordertorevealthegaspurificationefficiencyofnanoTiO2intunne1．thesol—gelmethodwasem—ployedtopreparenanometertitaniumdioxidephotocatalystmodifiedbydifferentdosageofFe”．Thegaspurificationefficiencyofthesampleswastestedbytheexhaustgaspurificationequipment，

5、themodificationofFe。onthegaspu-rificationefficiencyofnanoTi02wasinvestigatedbyXRDandIRcharacterization．TheresultsindicatedthatdopingFe抖cancapturetheelectronsandholes。whichcanreducetherecombinationprobabilityofelectronholepairsandim—provethephotocatalyticperformanceofna

6、no-Ti02．ComparedwithundopednanoTi02，thepurificationefficiencyim—provementofnanoTi02containing0．1wtFe什onNO，HC，COandC02canbeupto0．6％，0．6，2．3and8．2respectively．KeywordsFes，sol—gelmethod，nano-TiO2，photocatalytic，exhaustpurification公路隧道中存在着大量的汽车尾气，这些尾气中含有大杂还可以减小TiO。的禁带宽度，扩大

7、其光吸收范围，提高对量气态相的一氧化碳(CO)、氮氧化物(N)、碳氢化合物太阳光的利用率]。目前，关于Fe什掺杂TiO提高水中难(HC)等，还有部分固态相的铅(Pb)、萘、苊烯、苊、蒽、菲、荧降解有机污染物和大气中氮氧化物(N()j)的光催化性能的葸、芘、苯并(a)蒽。这些有害气体经过汽车排出在隧道内聚研究较多[8，而对汽车尾气净化方面研究较少，尤其是在集，造成污染浓度越来越大，影响行车安全及人员健康l_】]。隧道内汽车尾气净化方面。本实验采用溶胶一凝胶法制备了半导体光催化剂是2O世纪7O年代出现的氧化技术，对有机掺Fe。的纳米Ti

8、02，以汽车尾气中最主要的4种成分HC、污染物具有良好的催化降解作用[2]。目前纳米TiO。光催化CO、CO、N为研究对象，讨论了制得的掺Fe。的纳米降解污染物成为其中较为活跃的一个研究方向，TiO。的光催TiO：的光催化活性，并根据