高濕度條件下高效吸附降解低濃度氣態(tài)甲苯方法及其性能的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-05 11:52
開發(fā)出一種在高濕度條件下有效治理室內(nèi)空氣的凈化技術(shù),制備出環(huán)保型凈化材料,改善室內(nèi)空氣質(zhì)量,是一項(xiàng)切合實(shí)際意義的重大的研究課題。多年來,納米光催化氧化技術(shù)作為一種極具發(fā)展?jié)摿Φ木G色凈化手段,能夠有效地治理氣態(tài)污染物,已被越來越多的業(yè)內(nèi)人員所肯定。然而,科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),高濕度的存在會(huì)抑制光催化技術(shù)的發(fā)展,阻斷光催化反應(yīng)的進(jìn)行。將光催化氧化技術(shù)在高濕度條件下直接應(yīng)用于室內(nèi)空氣中污染物降解不但降解較慢,還會(huì)使得光催化劑失活。因此光催化氧化技術(shù)并不能直接應(yīng)用于室內(nèi)空氣凈化中。碳材料如石墨烯、碳納米管等不但可吸附室內(nèi)空氣VOCs,將其按需進(jìn)行還原改性后亦可作為光催化劑TiO2的良好載體并高效應(yīng)用于高濕度環(huán)境中。將光催化技術(shù)與吸附技術(shù)相結(jié)合,二元協(xié)同作用凈化室內(nèi)空氣污染物,形成一種聯(lián)用凈化技術(shù),對(duì)于改善高濕度條件下的室內(nèi)空氣品質(zhì)具有重要意義。本論文設(shè)計(jì)出的吸附光催化材料有TiO2-x/rGO、CNT-TiO2兩種復(fù)合材料。Al粉的還原可以調(diào)控rGO表面的親疏水性,使得光催化復(fù)合材料表面濕度適中,有利于光催化反應(yīng)的進(jìn)行。先將有機(jī)污染物吸...
【文章來源】:上海師范大學(xué)上海市
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
太陽能光譜能量分布圖
第1章上海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文8劑表面的吸附增加,從而抑制催化劑上的光催化反應(yīng)[79,80]。隨著水蒸氣含量的增高,產(chǎn)生的羥基自由基逐漸克服了水的吸附作用,導(dǎo)致光催化去除效率逐漸增高[77,81]。當(dāng)水蒸氣含量過高時(shí),水分子和甲苯會(huì)在光催化劑表面上的競(jìng)爭(zhēng)性吸附以及水分子對(duì)光催化劑表面活性位點(diǎn)的覆蓋又導(dǎo)致光催化效率的降低。圖1-2光催化降解甲苯的機(jī)理圖公式(1-1)公式(1-2)公式(1-3)公式(1-4)公式(1-5)公式(1-6)公式(1-7)公式(1-8)公式(1-9)公式(1-10)公式(1-11)公式(1-12)
第2章上海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文18后密閉反應(yīng)釜,并注入微量的模擬室內(nèi)有害氣體甲苯,本實(shí)驗(yàn)以0.05μL(20mgm-3)為準(zhǔn),(室內(nèi)甲苯含量國(guó)標(biāo)為0.2mgm-3),由氣泵提供動(dòng)力使得反應(yīng)腔室內(nèi)部氣體均勻混合,采用島津GC-2014色譜進(jìn)樣,分析腔體內(nèi)的氣體組分及含量。實(shí)驗(yàn)所用光催化光源為300W氙燈。反應(yīng)腔室內(nèi)溫度為恒溫35oC。2.4.2吸附-光催化復(fù)合材料氣相吸附-光催化性能測(cè)試方法(1)低濃度高濕度條件下rGO對(duì)氣態(tài)甲苯的吸附性能研究使用自制的氣-固相反應(yīng)裝置對(duì)吸附劑進(jìn)行性能測(cè)試。稱取10mgAl-rGO用無水乙醇超聲分散后平鋪于光滑的表面皿中,自然晾干。在檢測(cè)反應(yīng)腔室內(nèi)部無污染物殘留以及反應(yīng)釜密封后,將晾干的表面皿置于反應(yīng)腔室內(nèi),并用1mL注射器向釜內(nèi)注射適量的去離子水并觀察濕度計(jì)的變化,直到濕度達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)并維持平衡后擰緊釜蓋。使用1μL微型進(jìn)樣針向2L反應(yīng)釜注入0.05μL甲苯(甲苯起始的濃度為20mgm-3)。保持整個(gè)反應(yīng)裝置內(nèi)溫度為35oC,無光條件下進(jìn)行暗吸附。每隔0.5h進(jìn)行一次氣體樣品采集,使用氣相色譜(ShimadzuGC-2014C)在線進(jìn)行甲苯含量分析。依據(jù)甲苯濃度的變化,計(jì)算對(duì)比所制備的Al-rGO在不同濕度不同濃度條件下對(duì)甲苯的吸附量。實(shí)驗(yàn)測(cè)試過程重復(fù)必須高于三次,并且重復(fù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)該在允許(±5%)的誤差范圍以內(nèi)。GO等吸附劑的測(cè)試方法同上。(2)TiO2/GO吸附-光催化納米復(fù)合材料的性能測(cè)試使用自制的氣-固相反應(yīng)裝置對(duì)吸附-光催化劑進(jìn)行性能測(cè)試。稱取催化劑TiO2-x/rGO50mg,使用1μL微型進(jìn)樣針向2L反應(yīng)釜注入0.05μL甲苯(甲苯起圖2-1吸附-光催化復(fù)合材料性能測(cè)試裝置示意圖濕度計(jì)探頭
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高級(jí)氧化-生化深度處理工業(yè)園區(qū)生化尾水[J]. 劉旭,崔康平,汪翠萍,常風(fēng)民,王凱軍. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2016(08)
[2]The Effect of Thermal Exfoliation Temperature on the Structure and Supercapacitive Performance of Graphene Nanosheets[J]. Haiyang Xian,Tongjiang Peng,Hongjuan Sun,Jiande Wang. Nano-Micro Letters. 2015(01)
[3]綏中縣部分居室室內(nèi)空氣中甲醛和苯系物污染調(diào)查分析[J]. 方小偉. 環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊. 2012(02)
[4]紫外與臭氧(UV/O3)組合工藝在給水處理中的應(yīng)用[J]. 范太興,李德生,洪飛宇. 能源與環(huán)境. 2010(03)
[5]光催化氧化技術(shù)在水處理中的應(yīng)用及研究進(jìn)展[J]. 熊瑋,汪恂. 山西建筑. 2009(31)
[6]吸附-光催化聯(lián)用去除室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物[J]. 孫劍,李曉輝,劉守新. 化學(xué)進(jìn)展. 2009(10)
[7]碳納米管在水處理材料領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 彭先佳,賈建軍,欒兆坤,王軍. 化學(xué)進(jìn)展. 2009(09)
[8]TiO2降解有機(jī)染料廢水的研究進(jìn)展[J]. 許鳳秀,馮光建,劉素文,修志亮,俞嬌仙. 硅酸鹽通報(bào). 2008(05)
[9]納米技術(shù)的發(fā)展及納米催化劑在水處理中的應(yīng)用[J]. 喬仁桂,崔德明. 能源與環(huán)境. 2007(03)
[10]TiO2光催化劑載體及提高其光催化活性的研究進(jìn)展[J]. 趙暉,孫杰. 江蘇環(huán)境科技. 2006(04)
碩士論文
[1]甘油和乙醇制備復(fù)合甘油醚反應(yīng)過程的研究[D]. 李飛飛.中北大學(xué) 2016
[2]石墨在氧化還原過程中結(jié)構(gòu)的演變及電學(xué)性能研究[D]. 黃橋.西南科技大學(xué) 2012
本文編號(hào):3323706
【文章來源】:上海師范大學(xué)上海市
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
太陽能光譜能量分布圖
第1章上海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文8劑表面的吸附增加,從而抑制催化劑上的光催化反應(yīng)[79,80]。隨著水蒸氣含量的增高,產(chǎn)生的羥基自由基逐漸克服了水的吸附作用,導(dǎo)致光催化去除效率逐漸增高[77,81]。當(dāng)水蒸氣含量過高時(shí),水分子和甲苯會(huì)在光催化劑表面上的競(jìng)爭(zhēng)性吸附以及水分子對(duì)光催化劑表面活性位點(diǎn)的覆蓋又導(dǎo)致光催化效率的降低。圖1-2光催化降解甲苯的機(jī)理圖公式(1-1)公式(1-2)公式(1-3)公式(1-4)公式(1-5)公式(1-6)公式(1-7)公式(1-8)公式(1-9)公式(1-10)公式(1-11)公式(1-12)
第2章上海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文18后密閉反應(yīng)釜,并注入微量的模擬室內(nèi)有害氣體甲苯,本實(shí)驗(yàn)以0.05μL(20mgm-3)為準(zhǔn),(室內(nèi)甲苯含量國(guó)標(biāo)為0.2mgm-3),由氣泵提供動(dòng)力使得反應(yīng)腔室內(nèi)部氣體均勻混合,采用島津GC-2014色譜進(jìn)樣,分析腔體內(nèi)的氣體組分及含量。實(shí)驗(yàn)所用光催化光源為300W氙燈。反應(yīng)腔室內(nèi)溫度為恒溫35oC。2.4.2吸附-光催化復(fù)合材料氣相吸附-光催化性能測(cè)試方法(1)低濃度高濕度條件下rGO對(duì)氣態(tài)甲苯的吸附性能研究使用自制的氣-固相反應(yīng)裝置對(duì)吸附劑進(jìn)行性能測(cè)試。稱取10mgAl-rGO用無水乙醇超聲分散后平鋪于光滑的表面皿中,自然晾干。在檢測(cè)反應(yīng)腔室內(nèi)部無污染物殘留以及反應(yīng)釜密封后,將晾干的表面皿置于反應(yīng)腔室內(nèi),并用1mL注射器向釜內(nèi)注射適量的去離子水并觀察濕度計(jì)的變化,直到濕度達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)并維持平衡后擰緊釜蓋。使用1μL微型進(jìn)樣針向2L反應(yīng)釜注入0.05μL甲苯(甲苯起始的濃度為20mgm-3)。保持整個(gè)反應(yīng)裝置內(nèi)溫度為35oC,無光條件下進(jìn)行暗吸附。每隔0.5h進(jìn)行一次氣體樣品采集,使用氣相色譜(ShimadzuGC-2014C)在線進(jìn)行甲苯含量分析。依據(jù)甲苯濃度的變化,計(jì)算對(duì)比所制備的Al-rGO在不同濕度不同濃度條件下對(duì)甲苯的吸附量。實(shí)驗(yàn)測(cè)試過程重復(fù)必須高于三次,并且重復(fù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)該在允許(±5%)的誤差范圍以內(nèi)。GO等吸附劑的測(cè)試方法同上。(2)TiO2/GO吸附-光催化納米復(fù)合材料的性能測(cè)試使用自制的氣-固相反應(yīng)裝置對(duì)吸附-光催化劑進(jìn)行性能測(cè)試。稱取催化劑TiO2-x/rGO50mg,使用1μL微型進(jìn)樣針向2L反應(yīng)釜注入0.05μL甲苯(甲苯起圖2-1吸附-光催化復(fù)合材料性能測(cè)試裝置示意圖濕度計(jì)探頭
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高級(jí)氧化-生化深度處理工業(yè)園區(qū)生化尾水[J]. 劉旭,崔康平,汪翠萍,常風(fēng)民,王凱軍. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2016(08)
[2]The Effect of Thermal Exfoliation Temperature on the Structure and Supercapacitive Performance of Graphene Nanosheets[J]. Haiyang Xian,Tongjiang Peng,Hongjuan Sun,Jiande Wang. Nano-Micro Letters. 2015(01)
[3]綏中縣部分居室室內(nèi)空氣中甲醛和苯系物污染調(diào)查分析[J]. 方小偉. 環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊. 2012(02)
[4]紫外與臭氧(UV/O3)組合工藝在給水處理中的應(yīng)用[J]. 范太興,李德生,洪飛宇. 能源與環(huán)境. 2010(03)
[5]光催化氧化技術(shù)在水處理中的應(yīng)用及研究進(jìn)展[J]. 熊瑋,汪恂. 山西建筑. 2009(31)
[6]吸附-光催化聯(lián)用去除室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物[J]. 孫劍,李曉輝,劉守新. 化學(xué)進(jìn)展. 2009(10)
[7]碳納米管在水處理材料領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 彭先佳,賈建軍,欒兆坤,王軍. 化學(xué)進(jìn)展. 2009(09)
[8]TiO2降解有機(jī)染料廢水的研究進(jìn)展[J]. 許鳳秀,馮光建,劉素文,修志亮,俞嬌仙. 硅酸鹽通報(bào). 2008(05)
[9]納米技術(shù)的發(fā)展及納米催化劑在水處理中的應(yīng)用[J]. 喬仁桂,崔德明. 能源與環(huán)境. 2007(03)
[10]TiO2光催化劑載體及提高其光催化活性的研究進(jìn)展[J]. 趙暉,孫杰. 江蘇環(huán)境科技. 2006(04)
碩士論文
[1]甘油和乙醇制備復(fù)合甘油醚反應(yīng)過程的研究[D]. 李飛飛.中北大學(xué) 2016
[2]石墨在氧化還原過程中結(jié)構(gòu)的演變及電學(xué)性能研究[D]. 黃橋.西南科技大學(xué) 2012
本文編號(hào):3323706
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