光催化氧化降解甲醛影响因素
摘要：本文通过做甲醛降解实验，来分析光催化氧化降解甲醛的影响因素，本文只对四个因素进行分析，即浓度、温度、湿度、气体流速。
关键词：光催化氧化；甲醛；因素
引言
本实验所有试剂都为分析纯，气固相光催化间歇反应器示意图如图1所示，其有效容积9.34L，内径200mm，长300mm。反应器材质为不锈钢，光源固定在反应器轴线上，将催化剂薄膜紧贴内壁环绕放置底部，中央放置10W风扇用于反应器内气体的混合。检测系统采用气相色谱进行分析。光催化是一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进化学反应的物质，光催化是利用自然界存在的光能转换成为化学反应所需的能量，来产催化作用，使周围之氧气及水分子激发成极具氧化力的自由负离子。
其甲醛降解的反映速率k随初始质量浓度的变化可用方程k=12.92来表示。实验表明，当甲醛浓度增加到一定值时，光催化反应的级数将由一级经过分数级而下降为零级。在甲醛浓度为500-2500mg/m3的范围内，随着甲醛初始浓度的降低甲醛的降解率升高。
2．温度对甲醛降解的影响
温度对光催化氧化降解不同有机物具有促进、抑制、先促进后抑制等不同作用。目前，对甲醛光催化氧化降解的研究多数都是在室温下进行的。但是在光催化氧化技术降解甲醛并不是在室温下进行，因此，高温下研究光催化氧化甲醛反应是非常有必要的。
3.湿度对甲醛降解效率的影响
在光催化氧化反应中，水分子起着重要作用，从理论上讲，只要半导体吸收的光能大于其禁带宽度，价电带上的电子就可以被激发到导电带，在价电带上产生相应的空穴，随后空穴与电子与水和氧气发生作用，生成极强氧化还原能力的高活性基团，对有机物起到降解的作用。在催化剂活性一定的条件下，湿度对光催化降解效率的影响主要是湿度大小决定着与污染物发生光催化作用的羟基官能团产生量，光催化作用机理表明，水分子的存在是光催化反应的必要条件。
二氧化钛光催化分解甲 醛原理 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
纳米二氧化钛光催化分解甲醛原理 1. 光催化剂的发现历史 自从1972年Fujishima和Honda[2]发现TiO2在受到紫外光照射时可以将水氧化还原生成氢，光催化材料就引起了科研人员的关注。而1976年Carey等[3]将TiO2的光催化作用应用于水中多氯联苯化合物脱氯去毒并取得了成功，从此TiO2作为一种去除有机物的一种有效方法应用到了水和空气的清洁净化领域。1985年，日本科学家Tadashi Matsunaga等[4]第一个发现了TiO2在紫外光下有杀菌作用。近年来科学家们又对TiO2进行了深入的研究，并取得了很大的进步。但是以前的研究多数是用溶胶凝胶负载在基材上，这样的负载量有限，所以对空气的净化的速率较慢。如何能够快速、便捷、安全、有效的除去室内的各种污染物及病菌成为一个亟待解决的问题。纳米TiO2良好的光催化性能使它成为了解决这一问的热点研究方向。纳米TiO2以其催化活性高、化学稳定性好、使用安全， 2. 纳米TiO2光催化机理 纳米TiO2是一种n型半导体氧化物，其光催化原理可以用半导体的能带理论来解释[5]。由于TiO2纳米粒子的粒径在1~100 nm，所以其电子的Fermi能级是分立的，而不是像金属导体中的能级是连续的，在纳米TiO2半导体氧化物的原子或分子轨道中具有一个空的能量区域，它介于导带与价带之间，称为禁带[6]，其宽度为 eV，当纳米TiO2接受波长为 nm以下的光线照射时，其内部价带的电子由于吸收光子跃迁到导带，从而产生空穴-电子对，即光生载流子，然后迅速迁移到其表面并激活被吸附的O2和H2O，产生高活性羟基自由基(·OH)和超氧离子自由基(·O2- )[7]，当污染物以及细菌吸附其表面时，会发生两个步骤：
甲醇制甲醛过程中催化剂失活的原因 以甲醇为原料，结晶银作催化剂制取甲醛，催化剂寿命短的原因很多，有外在因素，也有内在因素，根据生产经验，总结出主要的原因有以下几点： 1、反应温度高 结晶银催化制取甲醛，反应温度较高(一般控制在 630-650 ℃)，催化剂长期处于高温状态，导致催化剂的晶相、晶粒分解度逐渐发生变化，破坏了原有的组织和结构，这是结晶银催化剂寿命短的主要原因。有时反应器温度波动过大或出现超温运行，催化剂的物理结构便会逐渐发生变化，其孔隙率相应减少，温度再升高，就会出现催化剂选择性下降，副产物增多的问题，直接影响了催化剂的活性。 2 、有害杂质影响 结晶银催化剂由于受到原料气夹带的外来物质污染和反应 物结焦，其活性表面容易被覆盖，催化剂孔隙被堵塞。使催化剂粘聚在一起，造成床内局部阻力上升，反应气走短路，直接导致催化剂利用率降低，寿命缩短。比如原料气中含有挥发性硫、氯化物，会与结晶银生成硫化银和氯化银而使催化剂中毒，如含有醛、酮等有机物，则会因其树脂化作用而堵塞银粒表面的孔隙，导致催化剂活性的降低；如含有挥发性铁化合物，会在催化剂上分解成氧化铁，覆盖在表面而破坏其活性，而且催化剂表面覆盖
了氧化铁细粒，将会加快甲醇的完全燃烧反应，使尾气中CO2含量增加，同时放出大量热，使反应温度迅速升高甚至失控，从而影响触媒的选择性，导致副反应增多。因此反应原料气中硫、氯化物、醛、酮、铁杂质等有害杂质的存在可导致催化剂中毒。此外，如果电解银催化剂本身带有氯化物、铁等杂质，在反应条件下有可能与有效成分银作用，使催化剂的催化效能受到破坏，从而发生催化剂中毒现象。 3 、生产过程不稳定 甲醛生产中，由于各种因素的影响，生产的稳定性有可能会受到破坏。比如，工作不正常引起的临时停车；生产过程操作不得当，使蒸发温度或氧化反应温度产生较大的波动；蒸发器液位控制不好(过高或过低)等等都会对催化剂活性造成一定的影响，从而缩短其使用寿命。 4 、催化剂床层破坏 甲醛生产中，如果催化床层厚薄松紧不均，催化剂与氧化器器壁有缝隙存在或出现床层裂缝、塌陷都会加剧甲醛的深度氧化，从而影响催化剂的活性。 5、旧催化剂所含杂质 由催化剂失活的原因可以总结出旧催化剂所含的主要杂质 成分，如下： 1）催化剂床层底部为铜网，旧催化剂取出时会带出大量铜杂质。
二氧化钛光催化降解甲醛废气及动力学研究毕业
二氧化钛光催化降解甲醛废气及动力学研究 前言 随着生活和工作条件的现代化,人们大量使用有机材料进行装修,而它们会不断散发出一些有毒的气体。在众多的室内污染物中，甲醛以其来源广，毒性大，污染时间长等特点，已成为主要的室内污染物之一[3]。甲醛是一种无色易溶于水的刺激性气体,当室内空气中含量为0.1 mg/m3时就有异味和不适感;当大于65 mg/m3可以引起肺炎、肺水肿等损伤,甚至导致死亡。 室内甲醛的污染来源主要为建筑材料和家具。板材中残留和未反应的甲醛会逐渐向周围环境释放，这是形成室内空气中甲醛的主体[4]。部分装饰、装修材料及用品或含有有害化学物质，或因使用不当，导致某些污染物如甲醛，苯、氡等进入室内环境，造成室内空气污染，严重者甚至危害居住者健康，引起装修纠纷，室内空气污染已引起政府和公众的高度重视。甲醛为高毒性的物质，在我国有毒化学品优先控制名单上，甲醛高居第二位。 甲醛已被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质[5]，是公认的变态反应源，也是潜在的强制突变物之一。所以寻求有效的治理方法以清除室内空气中的甲醛已成为关系到人们身体健康而亟待解决的问题，同时也成为环境污染物治理研究中的热点之一。
一、文献综述 1当前状况 1.1课题研究的背景 20世纪是人类高速发展的世纪。世界各国投入了大量的人力、物力和财力环境污染进行治理和预防，并且已经取得了卓有成效的成绩。一提到环境问题，人们似乎更关注较易感觉到的室外空气和水的污染，认为只要降染源的排放量，净化了空气和水源就能从根本上解决环境污染问题。其实则不然，人们生活水平的提高，室内空气质量对人体健康的影响已成为引起社会普遍关注的重要环境问题之一。随着对室内环境保护意识的不断增强，人们迫切希望有一个安全、健康的生活空间。 据世界卫生组织(WHO)调查结果显示，世界上30％的新建和重修的建筑物中发现室内空气有害健康，这些被污染的室内空气已经导致全球性的人口发病率和死亡率增加，室内空气污染已被列入对公众健康危害的五种环境因素之一[1]。国际上一些室内环境专家提醒人们，在经历了工业革命带来的“煤烟型污染”和“光化学烟雾型污染”之后，现代人已经进入了以“室内空气污染”为标志的第三个污染时期[2]。 部分装饰、装修材料及用品或含有有害化学物质，或因使用不当，导致某些污染物如甲醛，苯、氡等进入室内环境，造成室内空气污染，严重者甚至危害居住者健康，引起装修纠纷，室内空气污染已引起政府和公众的高度重视。甲醛为高毒性的物质，在我国有毒化学品优先控制名单上，甲醛高居第二位。 甲醛已成为关系到人们身体健康而亟待解决的问题！ 1.2室内甲醛的污染现状 20世纪90年代末，北京大学对其校园园区内的室内空气质量进行了一次调查，表1.1反映了此次调查中甲醛的测定值及我国和其他国家已有的室内空气中甲醛平均水平。
纳米二氧化钛光催化分解甲醛原理 1. 光催化剂的发现历史 自从1972年Fujishima和Honda[2]发现TiO2在受到紫外光照射时可以将水氧化还原生成氢，光催化材料就引起了科研人员的关注。而1976年Carey等[3]将TiO2的光催化作用应用于水中多氯联苯化合物脱氯去毒并取得了成功，从此TiO2作为一种去除有机物的一种有效方法应用到了水和空气的清洁净化领域。1985年，日本科学家Tadashi Matsunaga等[4]第一个发现了TiO2在紫外光下有杀菌作用。近年来科学家们又对TiO2进行了深入的研究，并取得了很大的进步。但是以前的研究多数是用溶胶凝胶负载在基材上，这样的负载量有限，所以对空气的净化的速率较慢。如何能够快速、便捷、安全、有效的除去室内的各种污染物及病菌成为一个亟待解决的问题。纳米TiO2良好的光催化性能使它成为了解决这一问的热点研究方向。纳米TiO2以其催化活性高、化学稳定性好、使用安全，2. 纳米TiO2光催化机理 纳米TiO2是一种n型半导体氧化物，其光催化原理可以用半导体的能带理论来解释[5]。由于TiO2纳米粒子的粒径在1~100 nm，所以其电子的Fermi能级是分立的，而不是像金属导体中的能级是连续的，在纳米TiO2半导体氧化物的原子或分子轨道中具有一个空的能量区域，它介于导带与价带之间，称为禁带[6]，其宽度为eV，当纳米TiO2接受波长为nm以下的光线照射时，其内部价带的电子由于吸收光子跃迁到导带，从而产生空穴-电子对，即光生载流子，然后迅速迁移到其表面并激活被吸附的O2和H2O，产生高活性羟基自由基(·OH)和超氧离子自由基(·O2- )[7]，当污染物以及细菌吸附其表面时，会发生两个步骤：（1）吸收相波长为nm以下的光能，使表面发生光激发而产生光致电子和正的空穴。 （2）在受光照射而产生的电子-空穴中，电子消耗于空气中氧的还原，空穴则将吸附物质氧化，分解这些吸附物质的作用。如下图1： 导带 O2
个人收集整理-ZQ 纳米二氧化钛光催化净化甲醛 纳米二氧化钛光催化参数及净化甲醛性能地研究 作为一种新型环保光催化材料，纳米二氧化钛(<>)以其所具有地众多优越性能而受到广泛关注，应用研究延伸至能源、环保、建材、医疗卫生等多个领域.本课题主要基于纳米<>在气相光催化领域地应用，针对室内环境中长期严重影响人体健康地有机污染物甲醛，开展了一系列相关实验研究，内容涉及纳米<>光催化剂地制备、负载、光催化降解甲醛以及吸附光催化净化甲醛地性能研究，本课题地开展对光催化及吸附光催化净化空气技术地应用具有一定地参考价值.受到本课题前期研究地启发，在本实验研究开展初期纳米<>光催化剂制备环节，引入分散液粒子粒度分析、液膜状态、甲醛释放性及甲醛降解性等项指标对分散液效果进行综合考核.实验结果表明，阴离子表面活性剂配制而成地<'＃>分散液具有<>粒径小且分布均匀，液膜光滑度、牢度、透明度高，甲醛释放性小及甲醛降解率高等优点，作为该项研究开展地基础.文档来自于网络搜索 降解净化甲醛地性 能研究涉及两大部分：()单纯纳米<>负载状态下光催化降解甲醛性能研究.①单因素分析法就不同纳米<>负载量、不同光强对纳米<>光催化性能产生地影响予以分析，结果表明，随<>负载量地增加，甲醛降解率略有提高；较低光照强度下，纳米<>对甲醛地降解率随时间延长而不断提高，当光强较高时，特别是在μ<'>，纳米<>分解分散液成分使其产生甲醛；②纳米<>负载量、光照强度和反应时间因素作用下开展正交实验以探讨最佳工艺参数，结果表明，纳米<>分散液量为、μ<'>光照强度下作用小时，<>对甲醛地光催化降解率可达％，其最佳净化效率为μ.()纳米<>和吸附材料共同负 1 / 16
甲醛合成催化剂的研究进展 摘要：对甲烷直接氧化法、甲醇空气氧化法等甲醛制备方法的特点进行了描述。介绍了各甲醛制备方法所用催化剂的研究进展。甲烷直接氧化法制甲醛需三个步骤：(1)甲烷进行水蒸气重整制合成气；(2)由合成气制甲醇；(3)甲醇进一步氧化为甲醛。该法的催化剂体系有Mo基催化剂、V基催化剂、含Fe的催化剂、其他催化剂。甲醇空气氧化法制备甲醛所用催化剂类型有Ag催化剂法和Fe-Mo催化剂法两类。二甲醚选择氧化制甲醛的催化剂中，负载型MoOx 和VOx的催化性能较好。开发二甲醚氧化法制甲醛的高效催化剂具有较好的潜在市场。 关键词：甲醛；催化剂；甲烷；甲醇；二甲醚 引言 甲醛是一种重要的有机化工原料，是甲醇最重要的衍生物之一，广泛用于生产脲醛、酚醛、三聚氰胺等树脂，也用于生产乌洛托品、季戊四醇和染料等，在农业上又可作为农药和消毒剂等使用。随着汽车工业、建筑业和装饰业的迅猛发展，甲醛作为传统的大宗化工原料已成为高增长消费产品，开发高技术下游产品前景十分广阔。本文对甲烷直接氧化法、甲醇空气氧化法及二甲醚氧化法制甲醛等方法进行了简要介绍，综述了各制备法所用催化剂的研究进展。 1 甲烷直接氧化法 目前工业上由甲烷合成甲醛共需3个步骤：(1)甲烷进行水蒸气重整制合成气； (2)由合成气制甲醇；(3)甲醇进一步氧化为甲醛。该三步法生产甲醛的过程需要高压设备，工艺流程复杂，技术要求高，能量消耗大且利用率低，成本相对高。与之相比，甲烷直接氧化法可简化流程设备，合理利用能量，是一条天然气开发利用的理想途径。甲烷直接氧化制甲醛的反应中甲醛只是甲烷氧化过程中的中间产物，极不稳定，易深度氧化为CO和CO2，致使申醛的收率很低，只有2%左右。近年来已研制出多种用于甲烷直接氧化制甲醛反应的催化剂，其中负载Mo或V的催化剂性能较好。 1.1 Mo基催化剂 王承学等以MoO3和V2O5为活性组分，考察了以SiO2，SnO2，Al2O3为载体时的催化性能，其中SiO2为载体最佳；也研究了一系列助剂对Mo/SiO2催化剂体系性能的影响，发现加入Fe2O3，V2O5，CuO，B2O3，La2O3，CeO2，MgO，SnO2都有助于提高甲烷的转化率，而加入P2O5，La2O3，Cr2O3，CeO2有利于提高甲醛的选择性。张昕等用ZrO2作载体，制备了一系列甲烷选择氧化制甲醛的Mo/ZrO2催化剂。Mo质量分数为12%时，在n(CH4)：n(O2)：n(N2)=10：1：3、气态空速12L/(g·h)、5.0MPa,400℃的条件下，甲烷转化率为8.3%，甲醛选择性为47.8%，甲醛收率为4.0%，时空收率为396 g/(kg·h)。研究表明，Mo/ZrO2催化剂中主要含有ZrO2和Zr(MoO4)2，催化剂的性能与zr(MoO4)2的性质密切相关。 1.2 V基催化剂 文献报道，V2O5/SiO2催化剂的性能与MoO3/SiO2催化剂相近。Nguyen等用一种新的制备方法将V的氧化物负载在SiO2上，V质量分数为2.2%时，在反应温度581℃、常压的反应条件下，甲烷的转化率为3.5%，甲醛的选择性为74.2%，甲醛的时空收率为2.435 kg/(kg·h)。催化剂的高活性可归结为V活性物种在载体上的高度分散，这些单核V活性物种包括1个V=O 键和3个桥式V-O-Si键，或1个-OH和2个桥式V-O-Si键，-OH和V-O-Si键有利于活性位的再生或甲烷的活化。文献报道了介孔分子筛(如MCM-41，MCM-48，SBA-15等)作为甲烷选择氧化反应的催化剂。Bemdt等用MCM-41和MCM-48分子筛负载VOx，用浸渍法制备了V质量分数为2.8%的V/MCM-41催化剂。采用该催化剂，甲醛的时空收率为2.255 kg/(kg·h)，但
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/ec7885653.html, 光催化技术净化甲醛的效果研究 作者：俞圣哲 来源：《中国科技纵横》2018年第22期 摘要：人们生活品质的提高，对于家居有了新的要求，那就是无毒无害，但现实中未能解决有害气体的散发。通过密闭房间内利用光触媒设备对有害有机物气体的消除测试阐述了在低浓度状况下除VOCs的有效性；对于不同基材负载的光触媒板在相同条件下去除低浓度甲醛气体的动态模拟测试的比较，进一步的得出基材的选择对于光催化去除甲醛能力的影响。 关键词：光催化；TiO2；负载；去除率 中图分类号：X511 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）22-0005-03 随着生活生平的提高，人们更多的关注健康，很多专业术语也被认知，比如PM2.5， PM10，空气污染指数等等。一天当中大部分时间在室内度过，因此室内空气的好坏直接影响着我们，尤其是各式各样的新家具用品和装修涂料时时刻刻释放出有毒有害的污染物让我们的身体处在危害当中。 在室内空气污染物中，挥发性有机化合物VOCs来源广泛且对人体健康影响较大，研究认为，室内TVOC浓度大于0.2mg/m3时，人体会有轻微不适的感觉，TVOC浓度上升到 25mg/m3以上时就容易出现头痛等中毒症状[1]。 2002年我国制定并实施了GB/T18883.2002《室内空气质量标准》，这部标准引入室内空气质量概念，明确提出“室内空气应无毒、无害、无异常嗅味”的要求。其中规定的控制项目包括化学性、物理性、生物性和放射性污染。规定控制的化学性污染物质不仅包括人们熟悉的甲醛、苯、氨、氧等污染物质，还有可吸入颗粒物、二氧化碳、二氧化硫等13项化学性污染物质。 目前，室内空气污染物的控制途径分为：污染源头控制以及末端治理。使用环保型材料能有效的从源头减少污染物，但是由于成本和售价的昂贵普通百姓无法承受，通常会选用末端治理的方法来改善空气质量。现有末端治理技术包括过滤技术、静电除尘技术、吸附净化技术、低温等离子体技术、光催化技术和组合技术等。通常我们常见的方法有吸附型的比如活性炭包；过滤和吸附相结合的有空气净化器；以及可直接喷洒于墙体表面去除甲醛，苯类的有光触媒分散液。 本文以光催化技术为主要研究对象，所谓光催化（光触媒）指半导体材料在紫外及可见光照射下，将光能转化为化学能，并促进有机物的合成与分解的过程。当光能等于或超过半导体材料的带隙能量时形成光生载流子（电子-空穴对）。在缺乏合适的电子或空穴捕获剂时，吸
Journal of Advances in Physical Chemistry 物理化学进展, 2016, 5(4), 131-136 Published Online November 2016 in Hans. https://www.doczj.com/doc/ec7885653.html,/journal/japc https://www.doczj.com/doc/ec7885653.html,/10.12677/japc.2016.54015 文章引用: 曾晶, 江志成, 郑爱苹, 谢梦淋, 吴梦芹, 肖强. 甲醛空气净化器及光催化降解甲醛的研究进展[J]. 物理化 Progresses on Formaldehyde Air Purifier and Photocatalytic Degradation of Formaldehyde Jing Zeng, Zhicheng Jiang, Aiping Zheng, Menglin Xie, Mengqin Wu, Qiang Xiao Key Laboratory of Authorized by China’s Ministry of Education for Advanced Catalysis Materials, Institute of Physical Chemistry, Zhejiang Normal University, Jinhua Zhejiang Received: Nov. 3rd , 2016; accepted: Nov. 20th , 2016; published: Nov. 23rd , 2016 Copyright ? 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.doczj.com/doc/ec7885653.html,/licenses/by/4.0/ Abstract The paper summarizes the principle of elimination of indoor formaldehyde pollution in the com-mercialized air purifier. The status of the photocatalytic degradation reactor for the elimination of indoor formaldehyde pollution has been reviewed. The development direction and application prospects of photocatalytic degradation of indoor air formaldehyde are discussed. Keywords Formaldehyde, Air Purifier, Photocatalytic Degradation 甲醛空气净化器及光催化降解甲醛的 研究进展 曾 晶，江志成，郑爱苹，谢梦淋，吴梦芹，肖 强 浙江师范大学，物理化学研究所，先进催化材料省部共建教育部重点实验室，浙江 金华 收稿日期：2016年11月3日；录用日期：2016年11月20日；发布日期：2016年11月23日 Open Access
纳米二氧化钛光催化分解甲醛原理 1、 光催化剂的发现历史 自从1972年Fujishima 与Honda [2]发现TiO 2在受到紫外光照射时可以将水氧化还原生成氢,光催化材料就引起了科研人员的关注。而1976年Carey 等[3]将TiO 2的光催化作用应用于水中多氯联苯化合物脱氯去毒并取得了成功,从此TiO 2作为一种去除有机物的一种有效方法应用到了水与空气的清洁净化领域。1985年,日本科学家Tadashi Matsunaga 等[4]第一个发现了TiO 2在紫外光下有杀菌作用。近年来科学家们又对TiO 2进行了深入的研究,并取得了很大的进步。但就是以前的研究多数就是用溶胶凝胶负载在基材上,这样的负载量有限,所以对空气的净化的速率较慢。如何能够快速、便捷、安全、有效的除去室内的各种污染物及病菌成为一个亟待解决的问题。纳米TiO 2良好的光催化性能使它成为了解决这一问的热点研究方向。纳米TiO 2以其催化活性高、化学稳定性好、使用安全, 2、 纳米TiO 2光催化机理 纳米TiO 2就是一种n 型半导体氧化物,其光催化原理可以用半导体的能带理论来解释[5]。由于TiO 2纳米粒子的粒径在1~100 nm,所以其电子的Fermi 能级就是分立的,而不就是像金属导体中的能级就是连续的,在纳米TiO 2半导体氧化物的原子或分子轨道中具有一个空的能量区域,它介于导带与价带之间,称为禁带[6],其宽度为3、2 eV ,当纳米TiO 2接受波长为387、5 nm 以下的光线照射时,其内部价带的电子由于吸收光子跃迁到导带,从而产生空穴-电子对,即光生载流子,然后迅速迁移到其表面并激活被吸附的O 2与H 2O,产生高活性羟基自由基(·OH)与超氧离子自由基(·O 2- )[7],当污染物以及细菌吸附其表面时,会发生两个步骤: (1)吸收相波长为387、5 nm 以下的光能,使表面发生光激发而产生光致电子与正的空穴。 (2)在受光照射而产生的电子-空穴中,电子消耗于空气中氧的还原,空穴则将吸附物质氧化,分解这些吸附物质的作用。如下图1: 禁带 导带 λ≤387、5nm 光 有机物 O 2 ·O 2-
精品文档纳米二氧化钛光催化分解甲醛原理 1. 光催化剂的发现历史 自从1972年Fujishima和Honda[2]发现TiO2在受到紫外光照射时可以将水氧化还原生成氢，光催化材料就引起了科研人员的关注。而1976年Carey等[3]将TiO2的光催化作用应用于水中多氯联苯化合物脱氯去毒并取得了成功，从此TiO2作为一种去除有机物的一种有效方法应用到了水和空气的清洁净化领域。1985年，日本科学家Tadashi Matsunaga等[4]第一个发现了TiO2在紫外光下有杀菌作用。近年来科学家们又对TiO2进行了深入的研究，并取得了很大的进步。但是以前的研究多数是用溶胶凝胶负载在基材上，这样的负载量有限，所以对空气的净化的速率较慢。如何能够快速、便捷、安全、有效的除去室内的各种污染物及病菌成为一个亟待解决的问题。纳米TiO2良好的光催化性能使它成为了解决这一问的热点研究方向。纳米TiO2以其催化活性高、化学稳定性好、使用安全，2. 纳米TiO2光催化机理 纳米TiO2是一种n型半导体氧化物，其光催化原理可以用半导体的能带理论来解释[5]。由于TiO2纳米粒子的粒径在1~100 nm，所以其电子的Fermi能级是分立的，而不是像金属导体中的能级是连续的，在纳米TiO2半导体氧化物的原子或分子轨道中具有一个空的能量区域，它介于导带与价带之间，称为禁带[6]，其宽度为3.2 eV，当纳米TiO2接受波长为387.5 nm以下的光线照射时，其内部价带的电子由于吸收光子跃迁到导带，从而产生空穴-电子对，即光生载流子，然后迅速迁移到其表面并激活被吸附的O2和H2O，产生高活性羟基自由基(·OH)和超氧离子自由基(·O2- )[7]，当污染物以及细菌吸附其表面时，会发生两个步骤：（1）吸收相波长为387.5 nm以下的光能，使表面发生光激发而产生光致电子和正的空穴。 （2）在受光照射而产生的电子-空穴中，电子消耗于空气中氧的还原，空穴则将吸附物质氧化，分解这些吸附物质的作用。如下图1： 导带 O2
光催化氧化降解甲醛影响因素 摘要：本文通过做甲醛降解实验，来分析光催化氧化降解甲醛的影响因素，本文只对四个因素进行分析，即浓度、温度、湿度、气体流速。 关键词：光催化氧化；甲醛；因素 引言 本实验所有试剂都为分析纯，气固相光催化间歇反应器示意图如图1所示，其有效容积9.34L，内径200mm，长300mm。反应器材质为不锈钢，光源固定在反应器轴线上，将催化剂薄膜紧贴内壁环绕放置底部，中央放置10W风扇用于反应器内气体的混合。检测系统采用气相色谱进行分析。光催化是一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进化学反应的物质，光催化是利用自然界存在的光能转换成为化学反应所需的能量，来产催化作用，使周围之氧气及水分子激发成极具氧化力的自由负离子。 其甲醛降解的反映速率k随初始质量浓度的变化可用方程k=12.92来表示。实验表明，当甲醛浓度增加到一定值时，光催化反应的级数将由一级经过分数级而下降为零级。在甲醛浓度为500-2500mg/m3的范围内，随着甲醛初始浓度的降低甲醛的降解率升高。 2．温度对甲醛降解的影响 温度对光催化氧化降解不同有机物具有促进、抑制、先促进后抑制等不同作用。目前，对甲醛光催化氧化降解的研究多数都是在室温下进行的。但是在光催化氧化技术降解甲醛并不是在室温下进行，因此，高温下研究光催化氧化甲醛反应是非常有必要的。 3.湿度对甲醛降解效率的影响 在光催化氧化反应中，水分子起着重要作用，从理论上讲，只要半导体吸收的光能大于其禁带宽度，价电带上的电子就可以被激发到导电带，在价电带上产生相应的空穴，随后空穴与电子与水和氧气发生作用，生成极强氧化还原能力的高活性基团，对有机物起到降解的作用。在催化剂活性一定的条件下，湿度对光催化降解效率的影响主要是湿度大小决定着与污染物发生光催化作用的羟基官能团产生量，光催化作用机理表明，水分子的存在是光催化反应的必要条件。
氧化钛光催化分解甲醛 原理 The manuscript was revised on the evening of 2021
纳米二氧化钛光催化分解甲醛原理 1. 光催化剂的发现历史 自从1972年Fujishima和Honda[2]发现TiO2在受到紫外光照射时可以将水氧化还原生成氢，光催化材料就引起了科研人员的关注。而1976年Carey等[3]将TiO2的光催化作用应用于水中多氯联苯化合物脱氯去毒并取得了成功，从此TiO2作为一种去除有机物的一种有效方法应用到了水和空气的清洁净化领域。1985年，日本科学家Tadashi Matsunaga等[4]第一个发现了TiO2在紫外光下有杀菌作用。近年来科学家们又对TiO2进行了深入的研究，并取得了很大的进步。但是以前的研究多数是用溶胶凝胶负载在基材上，这样的负载量有限，所以对空气的净化的速率较慢。如何能够快速、便捷、安全、有效的除去室内的各种污染物及病菌成为一个亟待解决的问题。纳米TiO2良好的光催化性能使它成为了解决这一问的热点研究方向。纳米TiO2以其催化活性高、化学稳定性好、使用安全， 2. 纳米TiO2光催化机理 纳米TiO2是一种n型半导体氧化物，其光催化原理可以用半导体的能带理论来解释[5]。由于TiO2纳米粒子的粒径在1~100 nm，所以其电子的Fermi能级是分立的，而不是像金属导体中的能级是连续的，在纳米TiO2半导体氧化物的原子或分子轨道中具有一个空的能量区域，它介于导带与价带之间，称为禁带[6]，其宽度为 eV，当纳米TiO2接受波长为 nm以下的光线照射时，其内部价带的电子由于吸收光子跃迁到导带，从而产生空穴-电子对，即光生载流子，然后