光催化氧化同時(shí)脫硫脫硝的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文提出了利用光催化氧化技術(shù)實(shí)現(xiàn)同時(shí)脫硫脫硝的實(shí)驗(yàn)原理和方法。以石英砂為載體制備了負(fù)載型納米TiO2光催化劑并應(yīng)用于煙氣脫硫脫硝的實(shí)驗(yàn)研究。利用自制光催化反應(yīng)器，系統(tǒng)的考察了各種影響因素對光催化氧化脫硫脫硝的影響機(jī)制。對光催化脫硫脫硝產(chǎn)物形態(tài)和微區(qū)形貌進(jìn)行了分析，探討了TiO2光催化同時(shí)脫硫脫硝的機(jī)理。基于光催化反應(yīng)的各種反應(yīng)條件，建立了脫硫脫硝效率的預(yù)測模型。 利用液相沉積法制備了負(fù)載型納米TiO2催化劑，并對催化劑進(jìn)行了改性

2、摻雜和再生。掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)和X射線衍射(XRD)表征結(jié)果顯示，催化劑為銳鈦礦型TiO2，未摻雜和摻雜催化劑的平均粒徑分別為21.8nm和17.5nm。以亞甲基藍(lán)為目標(biāo)降解物，考察了納米TiO2催化劑的光催化活性，為其下一步應(yīng)用于煙氣脫硫脫硝的研究提供了前提條件。 暗態(tài)下，TiO2光催化劑對SO2有吸附作用，但不能發(fā)生紫外光照射下的氧化和光分解反應(yīng)。紫外光照是SO2發(fā)生光催化反應(yīng)的必要條件，氧氣、初始濃度、

3、溫度、濕度等因素對SO2光催化反應(yīng)的影響顯著。光催化反應(yīng)過程中SO2的脫除包括溶解吸收和催化氧化，其中催化氧化占主導(dǎo)地位。紫外光照射，最佳實(shí)驗(yàn)條件下，SO2脫除效率可達(dá)96％，催化劑改性摻Fe3+后的脫硫效率可進(jìn)一步提高到100％。 僅有紫外光照射條件下，NO不能發(fā)生光分解和氧化反應(yīng)，催化劑對NOx有一定吸附作用。初始濃度對脫硝效率影響明顯，氧氣促進(jìn)了光催化脫硝反應(yīng)的完成，在一定濕度和溫度范圍內(nèi)，NOx的光催化反應(yīng)可達(dá)到49％的

4、最高脫除效率。摻Fe3+催化劑可使光催化脫硝效率提高到53.2％。 催化劑在暗態(tài)下條件下對SO2和NOx的吸附主要是物理過程，一定濃度范圍內(nèi)，SO2和NOx的光催化脫除存在相互促進(jìn)作用。本實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)氧濃度能夠滿足光催化反應(yīng)的需要。在60℃～170℃的溫度范圍內(nèi)，SO2和NOx光催化效率可達(dá)到80％和40％以上。隨著濕度的增加，溶解吸收和催化氧化的作用使SO2的脫除效率可達(dá)到100％，但超過一定范圍時(shí)，NOx光催化效率下降。X射線