新型太阳能光热催化型Trombe墙系统的实验和数值研究
发布时间：2021-11-19 14:35
一方面,传统Trombe墙系统结构简单,维护费用低和无能源消耗等优点,但是存在功能单一、能源利用效率低和冬季夜间热损较大的不足。另一方面,室内空气污染问题越来越受到人们的关注,光催化氧化（photocatalytic oxidation,PCO）净化技术和热催化氧化（thermal catalytic oxidation,TCO）净化技术是两项先进的主动式空气净化技术,光催化氧化净化技术是光催化剂如Ti02在紫外光的驱动下光催化降解室内污染物的技术,热催化氧化净化技术则是热催化剂在热的驱动下热催化降解室内污染物的技术,两种催化技术都具有与太阳能结合应用的巨大潜力。因此,本论文将光/热催化技术与Trombe墙采暖技术有机结合起来,提出光热催化型Trombe墙系统,光催化玻璃和热催化剂涂层分别取代了传统的Trombe墙中的玻璃盖板和吸热涂层,能同时实现采暖和净化功能。该综合系统能实现太阳能的梯级利用,在太阳辐射的作用下,紫外光部分被光催化模块吸收驱动光催化净化反应,剩下的可见光及红外光被热催化模块吸收,热催化模块温度升高驱动热催化净化反应,同时热催化模块加热空气流道中的空气和传导热量给被动...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：206 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１热催化剂催化降解ＶＯＣｓ反应原理图??以过渡金属氧化物热催化氧化气态甲醛为例，甲醛分子首先吸附在催化剂表??
ｒ??＾??图１．２们０２光催化氧化过程原理图１４８］??ＴｉＣｈ的主要光响应波段是紫外光波段，这是由其间隙能（３．２?ｅＶ）决定。除??了?Ｔｉ０２夕卜，当然还存在其他的光催化间隙能小于３．２ｅＶ，比如ａ－Ｆｅ２〇３的间隙能??为３．１ｅＶ，但是其光催化氧化活性缺低于ＴｉＣｈ［４９］。Ｗ〇３的间隙能只有２．８ｅＶ，??是可见光响应催化剂，然而它的光子效率比ＴｉＣｈ低［５Ｑ］。公开的文献中还有Ｔａ２〇５??（３．０ｅＶ）?［５１］，?ａ－Ｂｉ２〇３?（２．７ｅＶ）?［５２］和?Ｖ２Ｏ５?（２．３ｅＶ）?［５３］等都尝试将紫外光拓宽??到太阳光谱中的可见光上来。因此近年来开拓可见光响应催化剂的一个热点就是??将ＴｉＣｈ和这些低间隙能的光催化剂复合，然后形成异质结，在光照下复合界面??可与其中一个光催化剂产生光激反应，这样的复合可以认为是等效地降低了复合??光催化剂的间隙能。另外
１．３．２．?１室内光催化净化器??对于光催化空气净化器，除了要求流动阻力低和承受大的空气流量外，还要??求反应器能接收足够的光照来激发光催化反应。大体上，如图１．３所示，最具有??代表的光催化反应器有三种：蜂窝状整体式反应器、流化床式反应器和环式反应??器。蜂窝状整体式反应器具有低压降和高的面体比的优点。流化床式反应器可以??较稳定地固定光催化剂和能够处理高的空气流量，而且能够使污染物气体与光催??化剂充分接触。为了增加了光源的利用率，将紫外光源放在流化床体反应器中心??［７Ｑ］。对于环形反应器，两个环形通道同轴套在一起，光催化剂被涂敷在外通道??的内表面上和内通道的外表面上，紫外光源可以放在内环的通道中亦可以放在外??面，而含有污染物的空气从环形通道中流过。??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]室内空气污染治理技术研究现状[J]. 李于晓. 黄石理工学院学报. 2010(06)
博士论文
[1]百叶型太阳能Trombe墙系统的性能分析与优化[D]. 胡中停.中国科学技术大学 2017
[2]室内VOC净化材料吸附与反应机理、特性及评价研究[D]. 徐秋健.清华大学 2011
硕士论文
[1]光/热催化材料对甲醛的降解性能探究及其在Trombe墙上的应用[D]. 李念思.中国科学技术大学 2017
[2]热催化氧化法去除室内甲醛的性能及动力学模型研究[D]. 韩旭.天津大学 2014
本文编号：3505247
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：206 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１热催化剂催化降解ＶＯＣｓ反应原理图??以过渡金属氧化物热催化氧化气态甲醛为例，甲醛分子首先吸附在催化剂表??
ｒ??＾??图１．２们０２光催化氧化过程原理图１４８］??ＴｉＣｈ的主要光响应波段是紫外光波段，这是由其间隙能（３．２?ｅＶ）决定。除??了?Ｔｉ０２夕卜，当然还存在其他的光催化间隙能小于３．２ｅＶ，比如ａ－Ｆｅ２〇３的间隙能??为３．１ｅＶ，但是其光催化氧化活性缺低于ＴｉＣｈ［４９］。Ｗ〇３的间隙能只有２．８ｅＶ，??是可见光响应催化剂，然而它的光子效率比ＴｉＣｈ低［５Ｑ］。公开的文献中还有Ｔａ２〇５??（３．０ｅＶ）?［５１］，?ａ－Ｂｉ２〇３?（２．７ｅＶ）?［５２］和?Ｖ２Ｏ５?（２．３ｅＶ）?［５３］等都尝试将紫外光拓宽??到太阳光谱中的可见光上来。因此近年来开拓可见光响应催化剂的一个热点就是??将ＴｉＣｈ和这些低间隙能的光催化剂复合，然后形成异质结，在光照下复合界面??可与其中一个光催化剂产生光激反应，这样的复合可以认为是等效地降低了复合??光催化剂的间隙能。另外
１．３．２．?１室内光催化净化器??对于光催化空气净化器，除了要求流动阻力低和承受大的空气流量外，还要??求反应器能接收足够的光照来激发光催化反应。大体上，如图１．３所示，最具有??代表的光催化反应器有三种：蜂窝状整体式反应器、流化床式反应器和环式反应??器。蜂窝状整体式反应器具有低压降和高的面体比的优点。流化床式反应器可以??较稳定地固定光催化剂和能够处理高的空气流量，而且能够使污染物气体与光催??化剂充分接触。为了增加了光源的利用率，将紫外光源放在流化床体反应器中心??［７Ｑ］。对于环形反应器，两个环形通道同轴套在一起，光催化剂被涂敷在外通道??的内表面上和内通道的外表面上，紫外光源可以放在内环的通道中亦可以放在外??面，而含有污染物的空气从环形通道中流过。??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]室内空气污染治理技术研究现状[J]. 李于晓. 黄石理工学院学报. 2010(06)
博士论文
[1]百叶型太阳能Trombe墙系统的性能分析与优化[D]. 胡中停.中国科学技术大学 2017
[2]室内VOC净化材料吸附与反应机理、特性及评价研究[D]. 徐秋健.清华大学 2011
硕士论文
[1]光/热催化材料对甲醛的降解性能探究及其在Trombe墙上的应用[D]. 李念思.中国科学技术大学 2017
[2]热催化氧化法去除室内甲醛的性能及动力学模型研究[D]. 韩旭.天津大学 2014
本文编号：3505247
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