论文部分内容阅读
TiO2是目前最具开发前途的催化剂,但对可见光的利用率低,本文的研究是对TiO2进行掺杂改性,提高催化剂对可见光的利用率及其甲醛的降解率,同时对催化剂进行负载,解决粉末催化剂易被带走,难以回收的问题.。以钛酸丁酯为前驱体,冰醋酸为水解抑制剂,乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备沸石负载铁、锌共掺杂纳米二氧化钛催化剂。探讨负载掺杂工艺对催化室内污染气体甲醛的效果和性能的影响,并进行动力学分析。结果表明:本文为0.005Zn,0.1Fe-TiO2-沸石催化净化室内甲醛气体制备提供了理论支持。1.以沸石为载体,采用凝胶溶胶法制备出了TiO2-沸石催化剂,探讨了1:8,1:20,1:30,1:40,1:60不同负载量、煅烧温度、Zn、Fe掺杂量对催化降解效果的影响,得出最佳负载量为1:20,最佳煅烧温度为500℃,最佳的Zn、Fe、Ti的掺杂摩尔比为0.005、0.1、1,此时降解甲醛效率最高可达92%。2.为了进一步研究操作变量对催化剂的催化降解效果的影响,利用0.005Zn,0.01Fe-TiO2催化剂处理室内低浓度甲醛气体,研究了包括催化剂用量、甲醛初始浓度、相对湿度、催化剂重复利用次数对甲醛气体降解的影响。结果表明:取2、5、8g催化剂做对比实验,催化剂用量越多甲醛降解速率越大,越能在短时间内快速的降解甲醛。3.本文采用动态气路和静态气路系统处理室内低浓度甲醛,研究了动态气路中沸石负载催化剂的负载量和重金属的掺杂量、初始浓度、相对湿度、催化剂重复使用次数对甲醛降解的影响,仅在1h内0.005Zn,0.01Fe-TiO2-沸石催化剂对甲醛气体的降解率就达到81%,比未掺杂和只掺杂Zn的降解效率54%和67%提高了将近20%。4.本文对实验中最佳的负载量和掺杂量的催化剂进行了SEM扫描和XRD测试。结果显示:用溶胶-凝胶法制备的TiO2颗粒负载到吸附剂沸石上,其分散性较好,沸石本身具有多孔结构,形成了一定的空隙,增加了沸石表面的比表面积,有利于对有机物的吸附与降解。由XRD图谱中:主要以锐钛矿为主要矿相,同时存在少量比例的金红石矿相和板钛矿相。由于Zn、Fe的掺杂,使得沸石负载TiO2的表面缺陷位增多,提高了催化剂性能。5.通过对甲醛不同初始浓度和不同负载掺杂量对甲醛降解影响的反应动力学,分析表明甲醛吸附作用和催化反应协同作用符合一级反应动力学模型。