【摘 要】
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随着工业的发展,该过程中产生的挥发性有机物对大气环境以及人体健康造成了严重威胁。光催化氧化处理技术具有节能高效、安全无二次污染的独特优势得到了人们的广泛关注,但传统光催化剂仍存在着对光的利用效率低等问题。本论文致力于研究一种可见光响应的光催化剂钒酸盐,并构建了一套可实时监控在线的光催化反应体系。主要研究内容如下:（1）在最佳合成条件下,制备得到纳米钒酸盐催化剂。基于合成的钒酸钠纳米线,将过渡金属离
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随着工业的发展,该过程中产生的挥发性有机物对大气环境以及人体健康造成了严重威胁。光催化氧化处理技术具有节能高效、安全无二次污染的独特优势得到了人们的广泛关注,但传统光催化剂仍存在着对光的利用效率低等问题。本论文致力于研究一种可见光响应的光催化剂钒酸盐,并构建了一套可实时监控在线的光催化反应体系。主要研究内容如下:（1）在最佳合成条件下,制备得到纳米钒酸盐催化剂。基于合成的钒酸钠纳米线,将过渡金属离子钌插入到层状钒酸钠中,制备得到光敏钒酸盐催化剂。通过XRD、SEM对制备的催化剂表征可以看出,400℃退火温度为制备钒酸盐(Na V6O15-Ru2VO6)的最佳温度,其表面呈现网状分布,尺寸均匀。同时研究了其催化性能,发现在可见光照射下,2h内可有效降解甲醛。（2）本论文探索搭建了微量、超微量有毒有害气体在线量值溯源分析测试技术和装置。在光催化过程中,如何快速、高效、精准测出各组分分解前后的含量对于分析、评价光催化剂的性能至关重要。本论文通过设计高效、超灵敏IGS有害有机气体催化分解在线实时评估系统,适用当今超微量有害气体演变状态下的检测需求,为新型催化剂的催化效率评估、催化机理探索提供有效技术手段。（3）研究了钒酸盐催化剂的结构和对甲苯的光催化性能影响。以有机气体催化分解在线实时评估系统为基础,对催化剂光催化降解甲苯的性能及机理进行了研究,结果表明钒酸盐(Na V6O15-Ru2VO6)包覆的微球对甲苯有较好的降解性能。在可见光照射下,反应6 h对甲苯的转化率可达到73.2%。在一定光强范围内,甲苯的转化率随着光强的增加而增大,而光强过分增大,会导致反应体系温度过高,催化剂表面发生改性中毒现象。此外,测试了催化剂稳定性,研究表明纳米线状催化剂结构十分牢固,不易坍塌,具有较高的稳定性,其对甲苯的转化率基本保持在85%。在最佳活化温度240℃下,引入20%水气后甲苯的转化率能保持在76.23%,当停止通入水汽,其转化率也能回到85%,表明催化剂拥有良好的抗水性。
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