非金属改性TiO 2 光催化氧化脱除烟气中零价汞的实验研究

发布时间：2024-05-25 08:31

　　作为人为汞排放量最大的国家之一,我国率先在2011年颁布的《火电厂大气污染物排放标准》中规定了汞化合物的排放限值,烟气汞污染控制技术已成为现实的迫切需求,尤其是烟气零价汞的污染控制技术。光催化氧化-吸附脱汞技术利用光催化产生的HgO有效提高零价汞的吸附性能,具有吸附-光催化协同效应,在治理烟气汞污染方面具有广阔的应用前景。基于此,本文以高效、节能的白光LED灯为光源,较为系统地研究了碘、氮等非金属掺杂改性的TiO2的光催化-吸附脱汞性能,优化了催化剂的制备条件,考察了烟气条件对脱汞效率的影响,为开发具有可见光活性的零价汞光催化剂及光催化-吸附脱汞技术的应用做出了积极有益的探索。 首先,为提高TiO2对零价汞的吸附性能及可见光催化活性,采用水解沉淀法制备了Ⅰ掺杂TiO2,研究了碘元素在掺杂样品中的存在形式,考察了灼烧温度、Ⅰ掺杂量等对催化剂脱汞性能的影响。研究表明,Ⅰ掺杂有效将样品的光吸收范围拓展至可见光区,400℃煅烧得到的催化剂具有最佳的光催化脱汞活性,同时对Hg0具有良好的吸附效果。 其次,以氨水为氮源制备了N掺杂TiO2,并考察了灼烧温度、掺杂量等对催化剂可见光光催化-吸附脱汞性...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
主要符号说明
第1章 绪论
    1.1 燃煤烟气汞排放和污染现状
    1.2 立题背景和依据
    1.3 研究目标和研究内容
第2章 文献综述
    2.1 汞污染控制技术研究现状
        2.1.1 吸附法
        2.1.2 催化氧化
        2.1.3 直接氧化
        2.1.4 利用现有烟气处理设备脱汞
    2.2 光催化氧化脱汞技术
        2.2.1 光催化氧化脱汞原理
        2.2.2 光催化脱汞研究进展
        2.2.3 二氧化钛可见光改性研究现状
        2.2.4 光催化所用光源现状
    2.3 本章小结
第3章 实验材料、装置及测试方法
    3.1 实验材料与仪器
        3.1.1 气源和试剂
    3.2 活性评价方法
        3.2.1 催化剂活性测试
        3.2.2 催化剂制备
    3.3 催化剂表征
        3.3.1 晶体形态分析
        3.3.2 晶体颗粒形貌分析
        3.3.3 紫外-可见漫反射吸收光谱
        3.3.4 光致发光
        3.3.5 比表面积测定
第4章 Ⅰ掺杂TiO₂的制备及光催化脱汞性能
    4.1 实验过程
        4.1.1 碘掺杂TiO₂制备
        4.1.2 主要表征方法
    4.2 碘掺杂TiO₂表征及光催化性能
        4.2.1 相结构与物理性质
        4.2.2 XPS分析
        4.2.3 紫外-可见漫反射吸收光谱和光致发光谱
        4.2.4 光催化氧化-吸附脱汞活性
    4.3 本章小结
第5章 N掺杂和N、Cl共掺杂TiO₂的制备及光催化脱汞性能
    5.1 实验过程
        5.1.1 氮掺杂TiO₂制备
        5.1.2 氮、氯共掺杂TiO₂制备
        5.1.3 主要表征方法
    5.2 氮掺杂TiO₂表征及光催化性能
        5.2.1 相结构与物理性质
        5.2.2 XPS分析
        5.2.3 紫外-可见漫反射吸收光谱和光致发光谱
        5.2.4 光催化氧化-吸附脱汞活性
    5.3 氮、氯共掺杂TiO₂表征及光催化性能
        5.3.1 相结构与物理性质
        5.3.2 XPS分析
        5.3.3 紫外-可见漫反射吸收光谱和光致发光谱
        5.3.4 光催化氧化-吸附脱汞活性
    5.4 本章小结
第6章 烟气组分及条件对光催化脱汞性能的影响
    6.1 实验过程
        6.1.1 实验条件设计
    6.2 光催化模式影响
    6.3 停留时间的影响
    6.4 O₂浓度的影响
    6.5 SO₂浓度的影响
    6.6 NO浓度的影响
    6.7 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 主要结论
    7.2 展望
参考文献
论文创新点
作者简介
硕士期间科研成果



本文编号：3981936