PM2.5和臭氧所引起的环境污染是目前社会普遍关注的焦点。VOCs是PM2.5和臭氧的重要前体物,因此应采取有效的措施对VOCs进行处理,以减少对环境的危害。本文选取VOCs的标志性物质甲苯作为本课题研究对象。纯TiO₂催化活性较高且无毒,反应条件温和,但对可见光利用率低,光生电子空穴对复合率高,故使其在工业应用中受限。因而提高TiO₂基催化剂活性的关键在于拓展光响应范围,降低光生电子-空穴的复合率。因此本课题采用TiO₂和WO₃复合的方法对TiO₂进行改性,研究过程中发现本催化剂有一定失活现象,故而对其失活原因进行分析,具体内容如下:本课题制备了F-TiO₂/WO₃复合催化剂并对制备条件进行优化。先用煅烧法制备出纳米级WO₃,再用溶胶凝胶法将TiO₂和WO₃复合,为提高TiO₂/WO₃复合催化剂的光催化活性,最后对TiO₂/WO₃催化剂进行F掺杂。对其制备条件进行优化,得出在WO₃/TiO₂摩尔比为0.10,煅烧温度为450℃的条件下,TiO₂/WO₃催化剂的光催化活性最高,120 min时降解率达到52.0%,选用非金属元素氟掺杂,当F/Ti掺杂摩尔比为0.10时,F-TiO₂/WO₃催化剂120 min时降解率为71.0%,与掺杂前相比,活性提高了19.0%。通过XRD、UV-Vis、SEM、XPS等表征从晶型、晶粒和元素化合价等方面证明了F的掺杂可提升催化剂活性。考察反应条件对F-TiO₂/WO₃催化剂催化活性的影响,并分析副产物形成路径。考察初始浓度、气体流量、相对湿度、催化剂用量、氧氛围等因素对催化剂降解活性的影响。对反应后的催化剂进行GC-MS分析,鉴别主要副产物有苯甲酸、苯甲醛和苯酚。用紫外灯活化反应后的催化剂做降解实验,发现降解率仍呈下降趋势,说明降解率下降不完全是由表面积碳引起的。以反应后的F-TiO₂/WO₃催化剂为研究目标,探究催化剂失活原因,对失活前后的催化剂进行XRD、UV-Vis、SEM、BET、XPS以及PL表征。发现失活前后晶型没有明显变化而晶体粒径变化明显,失活催化剂在可见光区域吸收强度明显低于新鲜催化剂,TiO₂和WO₃颗粒均出现了明显的团聚现象,孔径、孔容也较新鲜催化剂有了明显的下降,F-TiO₂/WO₃晶格中TiO_2-x-x F_x的F流失导致Ti³⁺转化为Ti⁴⁺,催化剂氧空位减少导致其活性降低。