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本研究工作分为四大部分:
第一部分:利用一种含纳米TiO2的有机硅涂料对NOx进行光催化氧化降解研究
利用含TiO2的有机硅涂料对NOx进行了气相光催化氧化净化研究。在一定反应条件下,NOx光催化氧化降解率很高,最高降解率达97%。考察了氧气、水含量等对NOx光催化氧化的影响,同时对NOx的吸附、光催化氧化动力学行为及机理进行了研究。利用FTIR分析确定反应产物,催化剂失活是由于反应产物硝酸吸附在催化剂表面所致。利用太阳光在室外进行了现场研究,表明该涂料对NOx净化效果良好。结果显示,光催化空气净化涂料在空气污染治理方面有着潜在的应用前景。
第二部分:一种新颖的制备纳米TiO2材料方法及其光催化氧化活性研究:
通过控制TiCl4水解及水热法制备出单分散、颗粒小、比表面积大、光催化活性高的TiO2纳米材料。对NO2-降解率随着热处理温度的升高i增加,温度为500℃时,光催化活性最高。温度超过500℃时,活性随之降低。晶化程度与比表面积适当平衡使得500℃时光催化活性最高。
第三部分:固熔体Ti1-xFexO2制备及其对亚硝酸根光催化氧化降解
固熔体Ti1-xFexO2光催化活性比纯TiO2要高,最佳搀杂量为x=0.005。光催化活性的提高与吸附增加及电荷载流子复合速率降低有关。NO2-在Ti1-xFexO2表面光催化氧化动力学符合零级反应,反应速率随体系pH增加t呈线性降低,而在纯TiO2表面属于一级反应。
第四部分:搀杂稀土离子TiO2纳米材料制备、表征及其光催化氧化活性研究
以稀土盐和钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备掺杂稀土离子光催化剂RE/TiO2(RE=La、Ce、Er、Pr、Gd、Nd、Sm),利用XRD、DRS、IR等手段对RE/TiO2进行了表征,并以NO2-作为目标降解物,考察其光催化氧化活性。结果表明:适量RE的掺入,可有效扩展TiO2光谱响应范围,同时有利于NO2-的吸附,因此光催化活性均有不同程度的提高,其中掺杂Gd样品的光催化活性在所有掺杂样品中最好。掺杂量是影响光催化活性的重要因素,一般最佳掺杂量为0.5wt%左右。