納米TiO-,2-光催化技術(shù)對氮氧化物去除的實驗研究.pdf

1、如何有效地去除氮氧化物是目前空氣污染治理的一個重點和難點，催化還原和催化分解時目前研究得比較多的去除氮氧化物的方法，但是這些方法普遍存在工程投資大，運行費用高、能耗高等缺點。已有研究表明：納米二氧化鈦是一種重要的無機物，具有無毒、價廉、光催化性能高等優(yōu)點，能在紫外光的激發(fā)下對氮氧化物污染物進行光催化氧化作用從而將其轉(zhuǎn)化為無毒無害的物質(zhì)。利用納米二氧化鈦進行的光催化技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)在研究的主要方向，這對于今后解決大氣氮氧化物污染，改善人類的

2、生存環(huán)境有著非常深遠(yuǎn)的意義。 本文對TiO2及Zn2+/TiO2納米薄膜涂敷在載玻片上的制備方法及它們的光催化性能進行了研究。以鈦酸四丁酯或者鈦酸四丁酯和硝酸鋅同為前驅(qū)物，利用溶膠凝膠法制備了TiO2以及Zn2+/TiO2溶膠，并采用溶膠體系，以浸漬提拉法對載玻片涂膜，制得均勻透明的TiO2及Zn2+/TiO2薄膜光催化劑。 針對氣相光催化氧化反應(yīng)，我們自主設(shè)計了一套氣固相的光催化反應(yīng)裝置。通過該套反應(yīng)裝置，在反應(yīng)過

3、程中NO氣體能夠充分的與光催化劑相接觸，并且紫外光能很好的照射進反應(yīng)裝置內(nèi)部，使得在紫外光的激發(fā)下，制備的薄膜光催化劑能充分的與反應(yīng)裝置內(nèi)部的NO氣體發(fā)生光催化氧化反應(yīng)，實驗條件考慮的比較充分。 本文通過在不同的煅燒溫度下（300℃-800℃）制備的TiO2薄膜光催化劑，對NO進行光催化氧化實驗，實驗表明，不同的煅燒溫度能很大程度的影響TiO2薄膜的光催化活性，其中500℃時，TiO2薄膜光催化活性最好，NO去除率為43.2％

4、，之后隨著煅燒溫度的增加對NO的光催化氧化效果逐漸減弱。對以上不同溫度下制備的TiO2薄膜進行XRD檢測，從晶型上分析光催化活性差異的原因。 為了進一步提高TiO2光催化活性，我們加入硝酸鋅作為Zn2+的前驅(qū)物，在500℃下煅燒制備出不同Zn2+摻雜濃度的Zn2+/TiO2薄膜光催化劑(2％、4％、6％)，并考察了不同Zn2+摻雜濃度的對NO光催化氧化實驗影響，通過研究結(jié)果表明，Zn2+的加入能較大程度的提高TiO2光催化活性

5、，并且當(dāng)Zn2+摻雜濃度為4％時對NO的去除率最高。通過SEM以及XRD方法的檢測，發(fā)現(xiàn)Zn2+的加入能很好的改善TiO2顆粒之間的團聚現(xiàn)象，起到較好分散作用，從而減小粒徑尺寸。 我們還考慮了薄膜制備過程中的鍍膜次數(shù)，以及反應(yīng)過程中氧氣含量對NO光催化氧化反應(yīng)得影響，從而進一步優(yōu)化實驗條件。通過對這兩個因素的實驗研究發(fā)現(xiàn)：我們分別以1次-6次的鍍膜次數(shù)制備出的4％Zn2+/TiO2薄膜光催化劑進行NO去除實驗，實驗結(jié)果表明當(dāng)鍍