基于光熱協(xié)同作用的TiO-,2-高效催化降解苯的研究.pdf

1、近年來，室內(nèi)外的揮發(fā)性有機(jī)物已經(jīng)造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。對揮發(fā)性有機(jī)物的治理已經(jīng)成為研究的熱點，它們不僅對人體健康有極大的危害，而且也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。在各種有機(jī)污染物中，苯由于其致癌性與難降解的特性成為人們研究的重點，而且苯也是在我們大氣污染中存在最多的有機(jī)污染物之一。在過去的幾十年中，TiO2催化劑因其較高的活性、穩(wěn)定性、價廉和無毒等被認(rèn)為是最具應(yīng)用前景的光催化材料。然而，當(dāng)TiO2光催化劑用于揮發(fā)性有機(jī)污染物(如：苯)的光催化降

2、解時，因在催化反應(yīng)過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物沉積在光催化劑表面，從而導(dǎo)致TiO2光催化劑的快速失活。
　　 本文研究了熱效應(yīng)對TiO2光催化降解苯的影響，發(fā)現(xiàn)光熱協(xié)同作用極大地提高了TiO2催化降解苯的催化活性和催化穩(wěn)定性，采用紅外光譜、光電流測試、XRD、XPS以及原位拉曼等手段對光熱協(xié)同催化、光催化及熱催化反應(yīng)進(jìn)行了表征，研究了TiO2光熱協(xié)同催化的本質(zhì)，其主要內(nèi)容及結(jié)論如下：⑴研究發(fā)現(xiàn)TiO2光熱協(xié)同催化降解苯的活性遠(yuǎn)高于單一的

3、TiO2光催化和熱催化活性，且TiO2的催化穩(wěn)定性得到顯著改善。TiO2光熱催化反應(yīng)機(jī)理研究發(fā)現(xiàn)，TiO2對苯的光熱氧化降解符合Mars-van Krevelen的氧化還原機(jī)理。在該TiO2光熱催化反應(yīng)中，TiO2催化劑中的晶格氧參與苯的催化氧化，而產(chǎn)生的TiOx(x<2)被氧氣重新氧化成TiO2。光熱催化反應(yīng)不是光催化與熱催化過程的簡單結(jié)合，而是存在一種光熱協(xié)同作用，這種光熱協(xié)同作用大大降低了TiO2的晶格氧氧化苯所需要的活化能，從而