【2017年整理】将TiO2附着在玻璃纤维布上的气体丙酮和乙醛的光催化降解fanyi.doc

J. Chem. T echnol. Biotechnol.1998 ，73，264-268 将TiO2附着在玻璃纤维布上的气体丙酮和乙醛的光催化降解 陈世富，1*程雪丽，1陶耀武2和赵梦月2 　　 1安徽淮北师范化学院, 235000，中国 　 2郑州科技大学化学工程学院、郑州450002 ，中国 1997年10月30日(收到); 1998年4月3日得到修订版本,1998年6月29日接受)。 文摘: 将二氧化钛附着在玻璃纤维布上，追踪乙醛气体的光催化降解的可行性的进行了研究。结果表明, 在 375 W的压力下经过35分钟光照,气态丙酮和乙醛可以完全光催化成CO2和H2O。反应气体的流动和氧气、水蒸气的浓度等参数对光催化降解情况进行了研究。附着在玻璃纤维布上的二氧化钛是不容易流失的。在150 h的照明后，二氧化钛的光催化活性没有明显的下降.1998化学工业协会（J. Chem. Technol. Biotechnol. 0268-2575/98/$17.50.刊登在英国的丙酮和乙醛的光催化降解）。 J. Chem. T echnol. Biotechnol. 73, 264-268 (1998) 关键词:光催化降解,二氧化钛,丙酮,乙醛 1导论 有机污染物和无机污染物在水溶液中的光催化降解已经得到广泛的研究。气-固多相光催化降解空气中的微量污染物是一个不断成长的领域。在一定的温度和压力下，微量的三氯乙烯、苯、吡啶等能够被完全光催化降解成二氧化碳和水。气-固光催化反应的的机制和动力学已经得到了讨论。这些报告结果是令人满意的。因此光催化被视作一种非常有潜力的处理和净化空气的技术。二氧化钛已经被广泛的应用在光催化中，并且它被看做是一种最好的降解周围环境中污染物的光催化剂。在我们的实验中,我们将二氧化钛附着在玻璃表面和玻璃纤维布上,两个系统都证明在光催化降解有机农药方面，二氧化钛是稳定的、有效的催化剂。 在本文中,我们描述了将二氧化钛附着在玻璃纤维布上光催化降解微量气体丙酮和乙醛的降解反应,寻找提高光催化过程效率的方法。对可能的光催化降解的反应器也进行了探讨。 2实验 2.1材料 用于实验的丙酮和乙醛必须是分析纯等级，用于所有试验的丙酮和乙醛的浓度分别为398mg/m-3和416 mg/m-3，除了浓度变化的实验之外。 2.2制备附着二氧化钛玻璃纤维布的方法 附着二氧化钛玻璃纤维布的制备，所用溶胶-凝胶法在前面第九页已经提到了。众所周知，玻璃纤维布能附着的二氧化钛的重量是2.8g。从x射线衍射模型可以分析得出,所附着的二氧化钛大多是晶体，电子扫描显微镜的观察结果表明, 颗粒的平均直径在1-5μm的范围。 2.3光化学反应器和过程 实验在石英材料的光化学反应器中进行。光化学反应器的示意图由图1表示。这个研磨机型反应器由三部分组成。第一部分是空室，里面悬吊着有375 W的中压汞灯。第二部分是内部的套管。水流流过套管来维持反应的温度，大约为30℃，并且改变光的红外辐射部分以及任何波长在300 nm以下的辐射。第三部分是外部的套管。在实验开始的时候,附着二氧化钛的玻璃纤维布就缠绕在内部的套管和外部的套管之间。反应室的体积大约是400cm3。原料气由反应堆的底部进入反应室。出气口在反应室的顶部。 丙酮和乙醛被作为反应气体，可以从压缩气体的钢瓶中获得。氧(99.9%)和氮(99.9%)也能在压缩气体的钢瓶中获得。气体流量是由流量控制器设定的预定值。以鼓泡形式通过含有去离子水玻璃饱和器得到湿润的同种标准气体，然后与反应物混合在一起。反应物中水的含量是由反应物流量和饱和器的温度决定的。原料气混合后，然后就送入光化学反应器中。照明之前，化学反应器允许反应混和物达到气固相平衡,直到反应物出口浓度等于入口的。 2.4分析 反应得到的产品得到色谱图形。进料和产品气体作为样品，并且随后通过HP 5890气相色谱柱[a capil-lary PEG-4000(30米×0.53毫米)]和火焰离子化检测器分析了反应物的浓度。 　　光降解效率可用下面的表达式计算： η=(C0-C)/C0100% η：降解效率;C0：最初的反应物浓度；C：照明几分钟后的反应物浓度。 图1.光化学反应的示意图。1、灯;2、冷水进口;3、冷水出口;4和5、气体出口；6、气体入口;7、反应室。 3结果与讨论 3.1光照时间的影响 在三个不同实验条件下对反应物的光催化降解进行了研究:(1)在黑暗中,(2)在外部照明(室内照明)下;(3)在紫外线光照下。反应物的光降解效率和光照时间的关系由图2和3表示。从图中可以清楚地得出, 在黑暗中没有降解反应,并且在环境照明的反应物的光降解效率仍然很低,例如：5.8%的丙