甲苯常被用于室内装修材料和工业应用中，由于甲苯的稳定性和挥发性，对空气和水源造成很大污染。因此，甲苯污染问题不容忽视。本论文的目的:首先确定甲苯降解实验体系，包括光源波长的选择和最优催化剂的选择;其次对最优催化剂进行条件优化并评价其性能，探究水分子对催化剂的影响及再生方法对催化剂活性恢复的影响。本文主要研究内容如下:
1.选取UV254+185nm波长为体系的光源，由于体系产生O3，需要探索一种对甲苯和O3都有较高去除率的催化剂。通过评价其催化性能，选取以泡沫镍为载体，以粉体烧结法制备的TiO2(P25)/MnOx催化剂为最优催化剂。
2.探索TiO2(P25)/MnOx催化剂不同Mn/(Ti+Mn)配比和煅烧温度对催化剂外貌特征和催化性能的影响，采用SEM、EDS能谱、XRD和XPS等对催化剂进行表征。结果表明，空速为5530h-1条件下，不同Mn/(Ti+Mn)配比复合催化剂对甲苯的去除效率对比:X[Mn/(Ti+Mn)=10％]＜X[Mn/(Ti+Mn)=20％]＞X[Mn/(Ti+Mn)=30％]＞X[Mn/(Ti+Mn)=40％]＞X[Mn/(Ti+Mn)=60％]。随着Mn负载量的增多，催化剂性能呈现先升高后降低的趋势。煅烧温度对催化剂催化效率的影响:X(T=200℃)＜X(T=300℃)＜X(T=400℃)＞X(T=500℃)。
3.少量水分子对催化具有促进作用，过多的水分子会吸附在催化剂表面并占据活性位点，导致对O3和甲苯的去除率降低。对ZiO2(P25)/MnOx催化剂反应前与反应6h后进行XPS表征，发现有低价态Mn2+生成，表明锰基催化剂分解臭氧其实是一个金属还原过程。通过检测UV光照下及添加TiO2(P25)/MnOx催化剂后的矿化率实验和产物分析得出，添加催化剂后反应更彻底，更安全。通过400℃煅烧和多次水洗烘干方法再生催化剂，发现催化剂活性只能部分恢复且失活速率很快。
- 作 者：
- 段亚菲
- 学科专业：
- 环境工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 北京化工大学
- 导师姓名：
- 徐仲均郭晓冬
- 学位年度：
- 2016
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
