可見光催化降解氯苯和甲苯的研究.pdf

1、揮發(fā)性有機污染物對人類造成的威脅越來越受到人們的重視，氯苯和甲苯是重要的揮發(fā)性有機物，其危害更為突出。同其它苯系物一樣，由于苯環(huán)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，一般方法很難將其分解，氣相光催化是比較有效的方法。研究表明可見光下K2La2Ti3O10(KLTO)在催化有機物降解方面具有較高的活性。本文通過制備了KLTO，并進行金屬離子交換改性，還制備了其他若干金屬氧化物(其中包括粉體超導(dǎo)材料)催化劑，在可見光下對氯苯和甲苯進行光催化降解研究。
　　研

2、究發(fā)現(xiàn)，在可見光照射下，KLTO金屬離子(M)交換改性產(chǎn)物催化降解氯苯的活性順序為Co-KLTO>Zn-KLTO>Mn-KLTO>Cu-KLTO>Cr-KLTO≥Ni-KLTO≥Fe-KLTO，其中Co-KLTO的催化降解率可以達到50.2％；對甲苯的催化降解活性順序為Ni-KLTO>Cu-KLTO>Mn-KLTO>Zn-KLTO≥Co-KLTO>Fe-KLTO≥Cr-KLTO，其中Ni-KLTO的催化降解率可以達到45.3%。其他幾種

3、金屬氧化物催化劑，對氯苯的降解，F(xiàn)eVO4的催化效率最高，可以達到45.9%；對甲苯的降解，則CoAl2O4的催化效率最高，可以達到48.7%。將超導(dǎo)材料用于氯苯的光催化，其催化效率可以達到48.5%。
　　通過XRD對催化劑進行表征，研究了各種催化劑的組成以及晶體結(jié)構(gòu)。通過對各種催化劑的UV-VisDRS表征，研究了其吸收光譜的紅移情況，然后和實驗中得到的結(jié)論進行對比分析，結(jié)果表明，兩者得到的結(jié)論基本相同，進一步證實了實驗數(shù)據(jù)的

4、正確性。通過BET表征確定了KLTO金屬離子交換產(chǎn)物的比表面積比KLTO都有所增加。
　　最后對各種不同類型的催化劑降解氯苯和甲苯的反應(yīng)速率進行動力學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)大部分催化劑對氯苯和甲苯的降解速率符合一級反應(yīng)方程。一級反應(yīng)說明降解過程中，某一反應(yīng)是降解的決定步驟，這與反應(yīng)機理是一致的，也解釋了金屬離子交換后兩組不同序列的催化活性的差異。通過對氯苯和甲苯具有最高催化活性的Co-KLTO、Ni-KLTO進行紅外分析，沒有發(fā)現(xiàn)其他有機物，