论文部分内容阅读
本课题以活性炭纤维作为载体，分别采用浸渍-提拉法制备负载量为8.35%、15.67%、24.08%的P25TiO2/ACF光催化剂和溶胶凝-胶法制备离子掺杂量为0.1%-0.7%的改性负载Fe/TiO2/ACF和Fe/Ce/TiO2/ACF光催化剂，并对其进行BET、TG-DTA、UV-Vis、XRD、SEM等结构表征。以恶臭气体H2S作为目标气体，在自制的光催化反应器中，进行吸附光解H2S的实验研究，通过基础实验优选出最佳光催化后，进一步探讨各种因素对实验的影响，并对反应产物进行直观图像、XRD、EDS观察分析，进而推到反应机理，为光催化吸附降解H2S提供理论基础。结构表征显示，溶胶-凝胶法的改性光催化剂负载均匀，形成稳定致密薄膜，比表面积较大，在煅烧温度为500℃下显示为活性较高的锐钛矿晶型的二氧化钛，改性离子的掺杂扩大了光谱响应范围，共掺浓度为0.3%时，吸收边最大。基础实验结果表明，无光照时只起到活性炭纤维的吸附作用，有光照条件下效率明显提高，且溶胶-凝胶法的有光照较浸渍-提拉法和空白ACF效率分别提高了4.2%和33.4%。通过不同负载量和离子掺杂量的实验对比，优化出确定最佳光催化剂为效率达到78.1%和82.1%的溶胶-凝胶法制备的2层镀膜的Fe/TiO2Fe/Ce/TiO2改性光催化剂。在确定最佳光催化剂的基础上，选取气体初始浓度、气体流量和光催化剂装填量为影响因素，探讨与硫化氢吸附光解效率的关系，进而设计了3因素3水平的正交实验，结果显示，吸附光解H2S的最佳工艺组合为初始浓度为89.56mg/m3，光催化剂的装填量为两层、气体流量为10L/h下硫化氢的吸附光解效率最高。正交实验R值表明气体流量对硫化氢的吸附光解效率影响最大，其次是初始浓度、光催化剂的装填量对其影响最小。反应产物分析表明，在ACF上形成了黄色物质，EDS图谱显示出S元素占有一定比例，XRD出现S衍射峰，由此可以说明反应产物为硫单质，机理主要为吸附、催化氧化反应。