甲醛光催化氧化的反应机理

采用程序升温脱附（TPD）, 电子自旋共振（ESR）及自旋捕获 电子自旋共振(ST ESR)等物理方法对甲醛光催化氧化过程中,反应物的吸附状态、自由基中间物种及反应机理 进行了研究.结果表明,在光催化氧化空气中微量甲醛的反应条件下,吸附在催化剂表面的空 气中的氧气被光生电子还原为•O－2,微量水被空穴氧化为•OH.二者为甲醛的深度氧化提供了高活性的氧化剂.甲醛是通过中间产物甲酸而氧化为终点 产物二氧化碳的.     

C1/Ag(111)体系研究 Ⅳ.氯吸附对甲醇吸附氧化的影响

运用HREELS技术对甲醇在预吸附氯的Ag(111)表面上的吸附氧化行为进行了较细致的研究.结果证明Cl对甲醇氧化的影响缘于它在Ag(111)上的吸附所引起的表面结构的改变进而改变表面氧吸附物种,从而使得甲醇氧化的中间产物发生变化.实验结果说明甲醇在Ag(111)和低暴露量氯吸附的Ag(111)表面上的氧化行为是相似的,检测到了中间产物Ⅰ和Ⅲ;在高暴露量氯吸附的Ag(111)上甲醇氧化时则产生中间产物Ⅰ、Ⅳ和甲醛物种.对上述不同的甲醇氧化行为作了分析,并指出了以前人们在考察甲醇氧化机理时只考虑原子氧作用的片面性.     

NOx气相光催化氧化降解研究

利用ＴｉＯ２光催化氧化技术对ＮＯｘ进行了净化研究,在一定反应条件下,ＮＯｘ光催化氧化降解率很高,Ｐ－２５的降解达９７％。考察了氧气,水含量等对ＮＯｘ光催化氧化的影响,同时对ＮＯｘ的吸附、光催化氧化动力学行为及机理进行了研究。利用ＦＴＩＲ分析确定反应产物,催化剂失活是由于反应产物硝酸吸附在催化剂表面所致。     

环境湿度对TiO2借性炭纤维气．固光催化氧化甲苯的影响

在恒温控湿的环境舱中，以自制的TiO2／ACF（活性炭纤维）为光催化剂，研究了环境湿度对甲苯光催化降解过程的影响．通过N2吸附和扫描电子显微镜分别对TiO2／ACF光催化剂的孔径结构和形貌特征进行了表征；利用GC—MS和GC—FID对甲苯光催化过程中生成的中间产物进行了定性及定量分析．结果表明，环境舱中相对湿度增大，甲苯光催化转化率提高；不同相对湿度下，积累在光催化剂表面的中间产物种类相同，但支链氧化产物（苯甲醇、苯甲醛和苯甲酸）的积累量远多于苯环氧化产物（甲酚和对甲基苯酚）的积累量；随环境相对湿度的增大．苯甲醛在光催化剂表面的积累量减小，其余中间产物的积累量均有不同程度的增加．这说明水分子在甲苯光催化过程中起重要作用，相对湿度不仅影响甲苯的光催化转化效率，还影响其光催化转化的过程．尽管在各湿度条件下，支链氧化都是甲苯光催化降解的主要途径，但环境湿度增大更有利于苯环氧化途径的进行．讨论了水蒸气在甲苯光催化氧化过程中的作用机理．     

ZnO超微粒子光催化氧化降解n-C7H16的研究

利用ZnO光催化氧化技术对气相n-C7H16进行了降解研究，考察了氧气、水燕气体积分数等因素对n-C7H16光催化氧化的影响，利用气相色谱－质谱联用仪和气相色谱仪对气相光催化反应过程中的气体组成进行了定性分析，并对主要中间产物丙醛进行了定量分析，结果发现，ZnO超微粒子光催化氧化n-C7H16的降解率较高，n-C7H16绝大部分被完全氧化成CO2，探讨了n-C7H16光催化氧化反尖的动力学行为及机理。     

污染物甲醛为电子给体Pt/TiO2光催化制氢

研究了甲醛为电子给体在Pt/TiO2上光催化生成氢的反应。甲醛经光催化降解产生CO2和甲酸，甲酸可进一步被氧化；甲醛的光催化降解与放氢同时发生，催化剂的最佳Pt负载量为0．5％，甲醛浓度对反应的影响，表观上符合Langmuir-Hinshelwood关系式；碱性条件有利于该反应；在甲醛浓度较低时，甲醇的存在能部分地提高放氢速率，并讨论了可能的反应机理。     

TiO2光催化降解4-氯苯酚过程中的电分析监测

 采用循环伏安法和紫外光谱法对有机物的光催化降解进行机理研究和在线监测．以标准光催化剂DegussaP25在紫外光照射下催化降解4－氯苯酚,发现在降解过程中至少有两对氧化还原中间产物：对苯二酚－苯醌和羟基氢醌－羟基苯醌．由4－氯苯酚及中间产物的电极响应,可以观测到它们在光催化降解过程中的含量变化,从而对整个过程实现在线监测,并由此全面了解光催化反应机理．从不同反应时间后测得的紫外光谱可以看到,苯环特征峰逐渐消失．这表明4－氯苯酚的苯环逐渐被打开,直至被彻底降解．     

乙醇的低温光催化氧化实验研究

利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)，在间歇式反应器中研究了高浓度乙醇的低温光催化氧化特性。研究结果表明，FT-IR技术能够用来研究气态有机物的光催化降解特性；在乙醇的光催化降解过程中，有乙醛等中间产物生成，乙醇先被氧化为乙醛，再被氧化为二氧化碳；在间歇式反应器中，乙醇的循环流量对乙醇的瞬时降解速率影响不大；高浓度乙醇的低温光催化氧化过程可以用单步Langmuir-Hinshelwood 方程来描述；温度对乙醇光催化氧化的初始反应速率的影响十分显著，高浓度乙醇的初始反应速率随温度的升高而迅速提高。     

纳米LaCoO3的光催化氧化还原活性

采用柠檬酸络合法合成了粒径为42．4nm的LaCoO3复合氧化物，并以其为光催化剂在荧光汞灯及太阳光照射下进行不同结构水溶性染料的降解脱色实验。结果表明，各种染料均发生不同程度的光催化降解，且在太阳照射下染料的光催化降解率大于荧光汞灯下的降解率，说明纳米LaCoO3具有较强的光催化氧化活性；为考查纳米LaCoO3的光催化还原活性，在LaCoO3悬浮体系中进行了CO3^2-还原为甲酸、甲醛的实验，并使用Nash试剂和分光光度法检测光还原产物甲酸和甲醛的量。结果表明，纳米LaCoO3也具有光催化还原活性。通过XPS和光声光谱分析，发现其光催化氧化还原活性主要与LaCoO3中Co(Ⅲ）的d电子结构、Co-O结合能及表面氧空位等因素有关。     

光催化降解甲醛的波长效应研究

分别以紫外杀菌灯和黑光灯为光源,研究了TiO2薄膜催化剂上甲醛的光催化氧化反应.实验结果表明,紫外杀菌灯照射下,甲醛的光催化降解率明显低于以黑光灯为光源时甲醛的光催化降解率.采用傅立叶红外光谱(FT-IR)和热分析(TG-DTA)对反应后的TiO2光催化剂进行分析和表征,对两种不同光源照射下甲醛光催化降解率的差异进行了初步探讨.     

氟铌酸钾的低温固相法合成及其对甲基橙的光催化降解性能

以草酸铌、草酸钾和氟化钾为原料,采用改进的固相法在较低温度(600℃)下合成了层状K2NbO3F;测定了其对甲基橙光催化降解的催化作用,并基于紫外-可见漫反射光谱分析和X射线衍射分析初步探讨了甲基橙在自然光照条件下的光催化反应过程及降解机理.结果表明,合成的K2NbO3F与微量H2O2作用后,在自然光照条件下几乎可以使甲基橙染料完全降解;当反应温度为45℃,催化剂投加量为1g/L,H2O2用量为0.33%(体积分数)时,2h内可将初始浓度为15mg/L的甲基橙溶液几乎完全降解.就甲基橙的光催化降解机理而言,·OH自由基在其降解过程中起重要作用.     

掺铈纳米TiO2薄膜制备及光催化降解甲醛甲苯

通过Sol-Gel工艺在玻璃表面及多孔陶瓷表面制得了均匀透明的掺铈纳米TiO2薄膜．通过SEM、XRD及UV-Vis等手段对玻璃表面掺铈纳米TiO2薄膜进行了表征．结果表明，薄膜表面无开裂现象、膜内部比表面积大、TiO2分布均匀．薄膜中出现的锐钛矿相在(101)面有一定的择优取向，且UV-Vis研究表明，掺铈纳米TiO2薄膜在近紫外的吸光度有明显提高．利用自行设计的反应器，以多孔陶瓷为介质，对甲醛、甲苯等有机物进行了光催化降解研究．结果表明，掺铈纳米TiO2薄膜对甲醛甲苯有极高的光催化降解效率，由于薄膜成本低廉，易于工业化，为净化室内空气开辟了新的途径．     

活性炭负载纳米TiO_2光催化降解甲醛废水研究

甲醛对人和温血动物的毒性很强,如果人类长期饮用被甲醛污染的水源,会引发头昏、贫血以及各种神经系统疾病.为此,研究学者对甲醛废水的处理进行了很多的试验研究.目前处理甲醛废水的主要方法有:芬顿法、光催化氧化法、湿式氧化处理等高级氧化技术,二氧化氯法,蒸汽吹脱法,氧化吸附法,SBR工艺等.     

负载型混晶纳米TiO_2/硅藻土复合材料的制备及其光催化性能

选用市售硅藻土作为载体,采用液相沉积法制备了负载型混晶纳米TiO2/硅藻土复合材料;采用扫描电镜、X射线衍射仪及红外光谱仪分析了复合材料的表面形貌和晶体结构;基于甲醛光催化降解实验考察了不同组成的负载型TiO2/硅藻土复合材料的光催化性能.结果表明,TiO2负载量为33.3%(TiO2与硅藻土的质量比为1∶2)的复合材料对甲醛光催化降解具有最佳催化活性.     

Preparation of Pt@SnO2 Core‐Shell Nanoparticles for Photocatalytic Degradation of Formaldehyde

We report the synthesis and characterization of platinum‐tin oxide core‐shell nanoparticles (Pt@SnO₂) for use as a photocatalyst for formaldehyde (HCHO) degradation. We used a sol‐gel process followed by calcination to prepare the Pt@SnO₂ photocatalyst. Transmission Electron Microscopy (TEM) revealed that the average Pt core diameter was 7‐10 nm in diameter, and the SnO₂ shell was approximately 2 nm thick. UV‐Visible spectroscopy displayed the peak from the Pt@SnO₂ core‐shell structures is red‐shifted by 16 nm from that of the Pt nanoparticles. We determined photocatalytic activity by irradiating formaldehyde gas in the presence of nanoparticle samples with an 18 W daylight lamp for 180 min. The irradiated Pt@SnO₂ nanoparticles achieved 93.2% formaldehyde degradation, while TiO₂ (P25), SnO₂, and 1 wt.% Pt/SnO₂ achieved 70.1%, 67.5%, and 66.0% respectively. Thus, Pt@SnO₂ was the most effective material for the degradation of formaldehyde, demonstrating its potential for use as a high efficiency photocatalyst for the degradation of formaldehyde.     

室内空气中微量甲醛光催化降解研究进展

综述了甲醛的室内空气污染的研究现状及其对人体健康的影响,阐述了光催化降解的基本原理,分析了液相和气相条件下甲醛降解的途径和影响因素,以及光催化降解甲醛的催化剂的发展情况,讨论了甲醛光催化降解进一步研究的方向和应用前景.     

Controlled synthesis of the ZnWO4 nanostructure and effects on the photocatalytic performance

ZnWO4 photocatalysts with various morphologies were synthesized by a hydrothermal process. The effects of hydrothermal temperature and time on the crystallinity and morphology of ZnWO4 catalyst were investigated. The crystallinity was enhanced with the increase of hydrothermal temperature and hydrothermal time. The formation of ZnWO4 nanoparticles was controlled via kinetic process above 160 degrees C, and ZnWO4 nanorods with a highly [100]-preferred orientation formed via the thermodynamically control process in the temperature range of 120-140 degrees C. The morphology and crystallinity of ZnWO4 photocatalyst have a significant influence on the photocatalytic activity for aqueous Rhodamine B and gaseous formaldehyde degradation. ZnWO4 nanorod catalyst showed a much higher photocatalytic activity than the nanoparticle one. The enhanced photocatalytic activity can be attributed to the anisotropic structure of nanorod.     

Kinetics of heterogeneous photocatalytic degradation of reactive dyes in an immobilized TiO2 photocatalytic reactor

The photocatalytic degradation of two reactive dyes has been investigated by UV/TiO2/H2O2 using an immobilized TiO2 photocatalytic reactor. Reactive Blue 8 (RB 8) and Reactive Blue 220 (RB 220) textile dyes were used as model compounds. Photocatalytic degradation processes were performed using a 5-L solution containing dyes. The initial concentrations of dyes were 50 mg/L. The radiation source was two 15 W UV-C lamps. A batch mode immersion photocatalytic reactor was utilized. UV-vis and ion chromatography (IC) analyses were employed to obtain the details of the photodegradation of the selected dyes. Colored synthetic waters were completely decolorized in relatively short time after UV irradiation in the presence of various concentrations of hydrogen peroxide. Formate, acetate, oxalate, and glyoxylate anions were detected as dominant aliphatic intermediates where they were further oxidized slowly to CO2. The UV/TiO2/H2O2 process was able to oxidize the dyes with partial mineralization of carbon, nitrogen, and sulfur heteroatoms into CO2, NO3-, and SO4(2-), respectively. Kinetics analysis indicates that the photocatalytic decolorization rates of the dye can be approximated by a pseudo-first-order model. The UV/TiO2/H2O2 process proved to be capable of decolorization and mineralization of the reactive dyes (RB 8 and RB 220).