高湿度条件下高效吸附降解低浓度气态甲苯方法及其性能的研究
发布时间：2021-08-05 11:52
开发出一种在高湿度条件下有效治理室内空气的净化技术,制备出环保型净化材料,改善室内空气质量,是一项切合实际意义的重大的研究课题。多年来,纳米光催化氧化技术作为一种极具发展潜力的绿色净化手段,能够有效地治理气态污染物,已被越来越多的业内人员所肯定。然而,科学研究发现,高湿度的存在会抑制光催化技术的发展,阻断光催化反应的进行。将光催化氧化技术在高湿度条件下直接应用于室内空气中污染物降解不但降解较慢,还会使得光催化剂失活。因此光催化氧化技术并不能直接应用于室内空气净化中。碳材料如石墨烯、碳纳米管等不但可吸附室内空气VOCs,将其按需进行还原改性后亦可作为光催化剂TiO2的良好载体并高效应用于高湿度环境中。将光催化技术与吸附技术相结合,二元协同作用净化室内空气污染物,形成一种联用净化技术,对于改善高湿度条件下的室内空气品质具有重要意义。本论文设计出的吸附光催化材料有TiO2-x/rGO、CNT-TiO2两种复合材料。Al粉的还原可以调控rGO表面的亲疏水性,使得光催化复合材料表面湿度适中,有利于光催化反应的进行。先将有机污染物吸...
【文章来源】：上海师范大学上海市
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太阳能光谱能量分布图
第1章上海师范大学硕士学位论文8剂表面的吸附增加，从而抑制催化剂上的光催化反应[79,80]。随着水蒸气含量的增高，产生的羟基自由基逐渐克服了水的吸附作用，导致光催化去除效率逐渐增高[77,81]。当水蒸气含量过高时，水分子和甲苯会在光催化剂表面上的竞争性吸附以及水分子对光催化剂表面活性位点的覆盖又导致光催化效率的降低。图1-2光催化降解甲苯的机理图公式（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章上海师范大学硕士学位论文18后密闭反应釜，并注入微量的模拟室内有害气体甲苯，本实验以0.05μL（20mgm-3）为准，（室内甲苯含量国标为0.2mgm-3），由气泵提供动力使得反应腔室内部气体均匀混合，采用岛津GC-2014色谱进样，分析腔体内的气体组分及含量。实验所用光催化光源为300W氙灯。反应腔室内温度为恒温35oC。2.4.2吸附-光催化复合材料气相吸附-光催化性能测试方法(1)低浓度高湿度条件下rGO对气态甲苯的吸附性能研究使用自制的气-固相反应装置对吸附剂进行性能测试。称取10mgAl-rGO用无水乙醇超声分散后平铺于光滑的表面皿中，自然晾干。在检测反应腔室内部无污染物残留以及反应釜密封后，将晾干的表面皿置于反应腔室内，并用1mL注射器向釜内注射适量的去离子水并观察湿度计的变化，直到湿度达到规定的标准并维持平衡后拧紧釜盖。使用1μL微型进样针向2L反应釜注入0.05μL甲苯(甲苯起始的浓度为20mgm-3)。保持整个反应装置内温度为35oC，无光条件下进行暗吸附。每隔0.5h进行一次气体样品采集，使用气相色谱(ShimadzuGC-2014C)在线进行甲苯含量分析。依据甲苯浓度的变化，计算对比所制备的Al-rGO在不同湿度不同浓度条件下对甲苯的吸附量。实验测试过程重复必须高于三次,并且重复的实验结果应该在允许(±5%)的误差范围以内。GO等吸附剂的测试方法同上。(2)TiO2/GO吸附-光催化纳米复合材料的性能测试使用自制的气-固相反应装置对吸附-光催化剂进行性能测试。称取催化剂TiO2-x/rGO50mg，使用1μL微型进样针向2L反应釜注入0.05μL甲苯(甲苯起图2-1吸附-光催化复合材料性能测试装置示意图湿度计探头
【参考文献】：
期刊论文
[1]高级氧化-生化深度处理工业园区生化尾水[J]. 刘旭,崔康平,汪翠萍,常风民,王凯军. 环境工程学报. 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]绥中县部分居室室内空气中甲醛和苯系物污染调查分析[J]. 方小伟. 环境科学导刊. 2012(02)
[4]紫外与臭氧（UV/O3）组合工艺在给水处理中的应用[J]. 范太兴,李德生,洪飞宇. 能源与环境. 2010(03)
[5]光催化氧化技术在水处理中的应用及研究进展[J]. 熊玮,汪恂. 山西建筑. 2009(31)
[6]吸附-光催化联用去除室内挥发性有机物[J]. 孙剑,李晓辉,刘守新. 化学进展. 2009(10)
[7]碳纳米管在水处理材料领域的应用[J]. 彭先佳,贾建军,栾兆坤,王军. 化学进展. 2009(09)
[8]TiO2降解有机染料废水的研究进展[J]. 许凤秀,冯光建,刘素文,修志亮,俞娇仙. 硅酸盐通报. 2008(05)
[9]纳米技术的发展及纳米催化剂在水处理中的应用[J]. 乔仁桂,崔德明. 能源与环境. 2007(03)
[10]TiO2光催化剂载体及提高其光催化活性的研究进展[J]. 赵晖,孙杰. 江苏环境科技. 2006(04)
硕士论文
[1]甘油和乙醇制备复合甘油醚反应过程的研究[D]. 李飞飞.中北大学 2016
[2]石墨在氧化还原过程中结构的演变及电学性能研究[D]. 黄桥.西南科技大学 2012
本文编号：3323706
【文章来源】：上海师范大学上海市
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太阳能光谱能量分布图
第1章上海师范大学硕士学位论文8剂表面的吸附增加，从而抑制催化剂上的光催化反应[79,80]。随着水蒸气含量的增高，产生的羟基自由基逐渐克服了水的吸附作用，导致光催化去除效率逐渐增高[77,81]。当水蒸气含量过高时，水分子和甲苯会在光催化剂表面上的竞争性吸附以及水分子对光催化剂表面活性位点的覆盖又导致光催化效率的降低。图1-2光催化降解甲苯的机理图公式（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章上海师范大学硕士学位论文18后密闭反应釜，并注入微量的模拟室内有害气体甲苯，本实验以0.05μL（20mgm-3）为准，（室内甲苯含量国标为0.2mgm-3），由气泵提供动力使得反应腔室内部气体均匀混合，采用岛津GC-2014色谱进样，分析腔体内的气体组分及含量。实验所用光催化光源为300W氙灯。反应腔室内温度为恒温35oC。2.4.2吸附-光催化复合材料气相吸附-光催化性能测试方法(1)低浓度高湿度条件下rGO对气态甲苯的吸附性能研究使用自制的气-固相反应装置对吸附剂进行性能测试。称取10mgAl-rGO用无水乙醇超声分散后平铺于光滑的表面皿中，自然晾干。在检测反应腔室内部无污染物残留以及反应釜密封后，将晾干的表面皿置于反应腔室内，并用1mL注射器向釜内注射适量的去离子水并观察湿度计的变化，直到湿度达到规定的标准并维持平衡后拧紧釜盖。使用1μL微型进样针向2L反应釜注入0.05μL甲苯(甲苯起始的浓度为20mgm-3)。保持整个反应装置内温度为35oC，无光条件下进行暗吸附。每隔0.5h进行一次气体样品采集，使用气相色谱(ShimadzuGC-2014C)在线进行甲苯含量分析。依据甲苯浓度的变化，计算对比所制备的Al-rGO在不同湿度不同浓度条件下对甲苯的吸附量。实验测试过程重复必须高于三次,并且重复的实验结果应该在允许(±5%)的误差范围以内。GO等吸附剂的测试方法同上。(2)TiO2/GO吸附-光催化纳米复合材料的性能测试使用自制的气-固相反应装置对吸附-光催化剂进行性能测试。称取催化剂TiO2-x/rGO50mg，使用1μL微型进样针向2L反应釜注入0.05μL甲苯(甲苯起图2-1吸附-光催化复合材料性能测试装置示意图湿度计探头
【参考文献】：
期刊论文
[1]高级氧化-生化深度处理工业园区生化尾水[J]. 刘旭,崔康平,汪翠萍,常风民,王凯军. 环境工程学报. 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]绥中县部分居室室内空气中甲醛和苯系物污染调查分析[J]. 方小伟. 环境科学导刊. 2012(02)
[4]紫外与臭氧（UV/O3）组合工艺在给水处理中的应用[J]. 范太兴,李德生,洪飞宇. 能源与环境. 2010(03)
[5]光催化氧化技术在水处理中的应用及研究进展[J]. 熊玮,汪恂. 山西建筑. 2009(31)
[6]吸附-光催化联用去除室内挥发性有机物[J]. 孙剑,李晓辉,刘守新. 化学进展. 2009(10)
[7]碳纳米管在水处理材料领域的应用[J]. 彭先佳,贾建军,栾兆坤,王军. 化学进展. 2009(09)
[8]TiO2降解有机染料废水的研究进展[J]. 许凤秀,冯光建,刘素文,修志亮,俞娇仙. 硅酸盐通报. 2008(05)
[9]纳米技术的发展及纳米催化剂在水处理中的应用[J]. 乔仁桂,崔德明. 能源与环境. 2007(03)
[10]TiO2光催化剂载体及提高其光催化活性的研究进展[J]. 赵晖,孙杰. 江苏环境科技. 2006(04)
硕士论文
[1]甘油和乙醇制备复合甘油醚反应过程的研究[D]. 李飞飞.中北大学 2016
[2]石墨在氧化还原过程中结构的演变及电学性能研究[D]. 黄桥.西南科技大学 2012
本文编号：3323706
本文链接：https://www.wllwen.com/jingjilunwen/jianzhujingjilunwen/3323706.html
