第5期 孙凤英等:纳米TiO纳米rri 光催化材料及其在净化大气污染中的应用 2l 表l不同组方光催化剂对H2S和S02的净化率 1985年,John等作了用碱液吸收H’s并用光 照产生H,的研究l 1。有研究表明,由于光催化分 解H2s制取H’需要的能量比分解H2O需要的少, 所以近些年来光催化分解H’s制取H2引起了人们 广泛的关注。 3.3有机污染物的净化 研究表明,烃类、醇类、醛类等绝大多数有机 物经过纳米Ti02光催化氧化后,最终都会生成c02 和H2O。以醛类中的甲醛为例进行说明。张宜恒等 利用ST—ESR方法,以紫外光为光源,纳米ZnO 为氧化剂测录甲醛的分解。在照射30 S后,CO 相 对收率为34%¨ 。杨建军等采用程序升温脱附 (TPD)和自旋俘获一电子自旋共振(ST—ESR)的 方法进行研究的试验结果表明 引,甲醛的光降解 是经过第一步氧化为HCOOH作为中间产物,最终 氧化为CO 和H O。其中,图3为对HCOOH水溶 液中加入DMPO自旋捕获剂和Pt/TiO,光催化剂组 成的反应体系,并经紫外光照射后的ESR谱。图4 为催化剂Pt/TiO,吸附空气中甲醛经紫外光照后的 TPD谱。两图证实了甲醛经光催化氧化后得的产物 为C0'。 图3含HCOOH和DMPO的Pt/Tio2悬浮体系紫外光照射5 min 后DMP0和・c02一自由基加合物的ESR谱 3.4还原C02 CO2气体是造成“温室效应”的主要原因,将 图4含Pt/Tio2上吸附HCHO经紫外光照射5 min后反应产物 的TPD谱 CO 转化还原不仅有利于消除大气温室效应,又能 合成有机燃料或其它化工中间产物,因此光催化还 原c02合成有机物对环境保护和能源利用具有重 大意义。C0'光催化还原是利用太阳光的能量去激 发电子,再利用被激发的激活电子所具有的能量使 c0’还原成为有机物。徐用军等利用Pd/TiO2光催 化还原CO 产生甲酸盐(HCO 一)取得了比较好的 效果_1 。刘亚琴等利用纳米SiO,/Ti02光催化剂, 将C0’光催化还原生成甲醇¨ 。研究结果表明, 添加氧化硅后,氧化硅和二氧化钛之间形成Si—O —Ti键,提高了锐钛型Ti0’的比表面积,且随着 含硅量的增加,SiO /TiO 的uV吸收逐步蓝移,禁 带宽度增加。还原反应结果表明,SiO,/Ti02具有 光催化还原活性,且随着含硅量的增加先增加后减 小,当si02质量分数为3.5%时,si02/Ti02复合催 化剂反应活性最强,5 h内甲醇产量可达到21.0 mg/L,并有少量甲醛生成。 4结束语 纳米光催化技术作为一门新兴的应用技术,近 些年来得到较快的发展。纳米Ti0’材料以其去除 效率高、低能耗、无二次污染、反应完全等优点, 在净化大气污染方面有着广阔的应用前景。但将纳 米光催化材料应用于改善公路交通环境空气质量的 研究还比较少。因此将纳米Ti0'光催化材料固化 在公路混凝土路面和公路附属设施表面上,依靠光 催化作用,降解汽车尾气污染物排放在空气中的有 害气体,将会成为下一步研究的工作内容。可以预 见,纳米材料为今后治理公路交通生态环境,实现 公路交通运输的可持续发展将会产生深远的影响。 (下转第70页) 维普资讯 http://www.cqvip.com 70 森林工程 第23卷 提出清洁化生产工艺系统的设计指南,从而使采伐 运输作业系统中的人一机一环境达到协调状态,保 证生态和环境效益。 3.5建立生态采运工业园 按照生态工业园的模式,以生态采运系统为核 心,建立生态采运工业示范园区,其中包括苗圃、 采伐区、加工区、贮存区、运输网、旅游区、生活 区等,甚至包括微生物、药材、野生动植物、多种 .【参考文献】 [1]徐庆福.论森林工程与森林可持续经营[J].森林工程, 2OO6.22(4):7—9. [2]李文彬,赵广杰,殷 宁.林业工程研究进展[M].北京: 中国环境科学出版社,2005. [3]赵 尘.林业可持续发展技术的新进展[J].森林工程, 2001,17(4):l一3. [4]WangLihai.Effects of slash disposalmethods Onthephysical and chem・ ical properties of soil On tIle harvested sitse in northeast Claim【J J. SCIENTIA SILVAE SINICAE,2002,38(6):87—92. 经营等综合利用等,实现区内物质、能源、信息流 动的最佳化,实现清洁化生产和可持续经营。这样 的生态采运工业园可作为林业生态工业园,对生态 型林业生产和资源开发利用起到示范作用。 4结语 [5]张正雄,周新年,高山,等.皆伐作业对林地土壤因子的影 响[J].安全与环境学报,2OO4,4(4):35—37. [6]戚春华,朱守林,王效亮,等.森林生态采伐评价研究[J]. 内蒙古农业大学学报,2003,24(2):15—18. [7]邓南圣,吴峰.工业生态学一理论与应用[M].北京:化 (1)工业生态学按生态学理论看待、理解、分 析、构建、调整工业体系,并已形成工业代谢分 析、生命周期评价、清洁生产、物质减量化、工业 生态园等较完备的研究方法。 (2)当前的生态采运研究急需先进理论和方法 的指导。工业生态学为我们提供了较理想并且操作 学工业出版社,2OO2. [8]于秀娟,孙晓君,田 禹,等.工业与生态[M].北京:化 学工业出版社,2O03. [9]姜新波,刑力平,赵辉,等.伐区清洁化生产的实施方法及 理论[J].森林工程,2OO0,16(6):6—8. 1 10J J0l】ni K,Margareta W,Ilkka S.Industrial ecosystem in tIle Finnish forestindustry:usingthemateril and eneragyflowmodel of aforestecO- .性强的理论和方法。借助工业生态学,生态采运研 究将会走出一条创新之路。 (上接第2l页) system in a forest industry system lJ J.Ecological Economics.2001, 39(1):l45一l61. [责任编辑:胡建伟】 [9]Isao N,Nobuaki N.Role ofoxygen vacancyintheplasmatreatdTi02e photocatlaysiswith visiblelightactivityforNO removal[J J.Journal 0f 【参[1]刘守新,刘考文献】 Molculear Catalysis,2OOO,161(1—2):205—212. 鸿.光催化及光电催化基础与应用[M].北京: [1O]徐安武,刘汉钦.NO 气相光催化氧化降解研究[J].高等 学校化学学报,2000,21(8):1252—1256. 化学工业出版社,2006. [2]张立德,牟季美.纳米材料学[M].沈阳:辽宁科学出版利, 1994. [11]都雪静.汽车尾气降解材料测试室研究设计[D].东北林业 大学硕士学位论文.2005,5. [12]古政荣,陈爱平.空气净化网上光催化剂和活性炭相互增强 净化能力的作用机理[J].林产化学与工业,20O0,20(1): 6一lO. [3]Keiji H,Kazuhiko W.Photocatlaytic oxidation of nitrogen monoxide over titamum(Ⅳ)oxide nanecrystals large size aie's[J].Jouranal of Photochemistry and Photobiology,2000,136(1—2):103—109. 14J Lee S C.Combination effcte of activatd carebon with Ti02 for the pho- [I3]袭著革,李宫贤.复合纳米Tj 净化典型室内空气污染物初 步研究[J].中国环境卫生,2003,6(1—3):121—124. [14]John H K,Joseph E F.Photchemeiela production of hydrogen from hydrogen sulifde[P].United States Patent:4 610 766,1986一o9. [15]杨建军,李东旭.甲醛光催化氧化的反应机理[J].物理化 学学报,2001,17(3):278—281. todegradatin of obinary lutants at typical indoor air level_J_.Jour- nal of Photochemistry and Photobiology A:Chemistry.2OO4,161(2 —3):131—140. [5]祝静艳,曾玉燕.弱紫外光下NO 气相光催化氧化研究[J]. 中山大学学报(自然科学版),2001,40(6):3l一34. [6]徐险峰,唐志列.用纳米级二氧化钛催化降解室内污染气体的 实验[J].广州环境科学,2002,17(3):27—28. [7]Ichiura H,Kitcka aT.Photocatlaytic oxidation of NOx using composite sheets containing TiO2 and a metla compound[J].Chemosphere, 2003.51(9):855—860. [16]张宜恒,陈琦.甲醛光催化氧化的ESR研究[J].化学物 力学报,1998,l1(5):460—464. [17]徐用军,刘长江.钯,二氧化钛光催化还原二氧化碳为甲酸盐的 研究[J].松辽学刊(自然科学版),1995,7(3):l6一 . [18]刘亚琴,徐耀.co2在纳米s ,Ti 悬浮体系中的光催化 [8]Daltn Jo S,Janes P A,et a1.Photocatalytic oxidation of NO gases usingTi02:a sllrfaee spectroscopic approach[J].Environmentla Pol— lution,2O02.120(2):415—422. 还原[J].化学学报,2006,64(6):453—457. [责任编辑:肖生苓】
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容
Copyright © 2019- kqyc.cn 版权所有 赣ICP备2024042808号-2
违法及侵权请联系:TEL:199 1889 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com
本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务