基于光熱協同作用的TiO-,2-高效催化降解苯的研究.pdf

1、近年來，室內外的揮發(fā)性有機物已經造成了嚴重的環(huán)境污染。對揮發(fā)性有機物的治理已經成為研究的熱點，它們不僅對人體健康有極大的危害，而且也造成了嚴重的環(huán)境污染。在各種有機污染物中，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、價廉和無毒等被認為是最具應用前景的光催化材料。然而，當TiO2光催化劑用于揮發(fā)性有機污染物(如：苯)的光催化降

2、解時，因在催化反應過程中產生的中間產物沉積在光催化劑表面，從而導致TiO2光催化劑的快速失活。
　　 本文研究了熱效應對TiO2光催化降解苯的影響，發(fā)現光熱協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同催化、光催化及熱催化反應進行了表征，研究了TiO2光熱協同催化的本質，其主要內容及結論如下：⑴研究發(fā)現TiO2光熱協同催化降解苯的活性遠高于單一的

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光熱催化反應機理研究發(fā)現，TiO2對苯的光熱氧化降解符合Mars-van Krevelen的氧化還原機理。在該TiO2光熱催化反應中，TiO2催化劑中的晶格氧參與苯的催化氧化，而產生的TiOx(x<2)被氧氣重新氧化成TiO2。光熱催化反應不是光催化與熱催化過程的簡單結合，而是存在一種光熱協同作用，這種光熱協同作用大大降低了TiO2的晶格氧氧化苯所需要的活化能，從而