哈尔滨业大学工学硕上学位论文摘要随着社会经济高速建设 环境污染日益明显。

哈尔滨业大学工学硕上学位论文导言随着社会经济高速建设 环境污染日益明显。二十世纪中期 人们渐渐认识到室内空气污染有时比户外污染更严重 继“煤烟型”、“光化学烟雾型”污染后 现代人正处于以“室内空气污染”为标志的第三污染期间。从室内建筑材料、装修材料和服装加工中不断释放出来的有毒有害气体 是室外空气的主要污染源。苯是室外空气污染中常用的有机污染物 广泛存在于颜料、胶和家具之中。苯对身体安全风险极大 年被世界卫生组织 确定为致癌物质。传统的室内空气污染治理方式使得自身缺陷而存在必须的局限性 为此他们不断地寻求新型环保科技以合理地应对室内空气污染问题。本文选取苯作为目标污染物 采用实验室自制的 进行固相光催化氧化氯的试验探究。本文在商品的基础里 采用浸渍法制备出 种光催化剂。以光催化氧化『己烷为电极反应 考察了塑料离子掺杂 的光催化活性装饰公司。以 考察了合成条件对掺杂光催化活性的妨碍。实验结果证实 会属离子掺杂改性后的 比商品 具有更高的光催化性能。制备条件对掺杂 的光催化活性有必须的制约。掺杂量、浸渍时间跟焙烧温度均存在一个最佳值 从而让掺杂 的光催化活性最高。进行 气相光催化氧化氯的试验考察了掺杂 光催化氧化清除室内空气污染物的可行性 研究了苯的初始温度、 含量、催化剂的剂量乃至反应时间对氯光催化氧化清除效果的阻碍。

实验结果证实 金属离子掺杂 对氯的氯化去除效果良好 用于室内空气污染控制具有肯定的可行性。苯的初始温度、 含量、催化剂的剂量乃至反应时间对氯的光催化氢化除去效果有危害 实际运用中必须掌控好各运行条件 以合理调节污染 净化室内空气。应用 对氨降解的产物进行测试观察。结果显示掺杂 光催化氧化氯的中间产物主要为苯酚 此外也有微量的 一苯醌。由此推断掺杂 光催化氧化氯可能出现的反应经历是 苯与光生空穴直接反应生成乙酸 或是氯与羟基自由基反应生成丙酮 苯酚氧化生成 苯醌 酚、醌之间极易转换 进一步氢化使烯烃断开产生小片段并最后矿化生成 。苯光催化氧化的动力学研究结果证实苯的光催化氧化可用 动力学方程来表述符合哈尔滨工业大学工学硕十学位论文一级反应动力学。而且促使苯初始温度的减小 表观反应速度常数增大 半衰期延长 随着 含量的下降 表观反应速度常数增大 半衰期降低。研究显示 金属离子掺杂 对氯的氯化降解带有较多的祛除效果 能合理减轻室内空气质量 是一种可行的室内空气污染控制方式。特别是对稀土掺杂 光催化剂而言 由于我国稀土元素的总量极为丰富 约占全球已探明矿种的 以上 因此稀土掺杂 在防治室内空气污染方面具备更为广阔的运用前景与较高的经济效益 值得推广。

关键词光催化氧化 掺杂 金属离子 哈尔滨工业大学工学硕十学位论文第章绪论 室内空气污染及其治疗技术 室内空气污染物的特点、来源及影响室内空气污染可以定义为 由于室内采用可积聚有害物质的污染源或室外环境通风不佳而造成室外空气中有害物质无论是从总量上也是特点上不断增加 并导致人的 系列不适症状的问题 】。室内空气污染可以分为物理性污染、化学性污染和生物性污染。物理性污染是指因化学成因 如电磁辐射、噪声、振动 以及不合适的水温、湿度、风速、和照明等造成的排放。化学性污染是指因物理成分 如氯仿、苯系物、氨气、氡及其子体和悬浮颗粒物等造成的雾霾。生物学污染是指因物理污染因子 主要包含病毒、真菌 包括细菌寄生 、花粉、病毒、生物体有机成分等造成的雾霾家居油漆和装修材料挥发气体家居油漆和装修材料挥发气体。室内空气污染主要是人为排放 并以化学性污染最为突出。室内空气污染物的特点很多 根据典型室内空气的调查结果 可将室内空气污染物的特点归类为如下几类【 多环芳烃挥发性有机物 醛类化合物 颗粒污染物悬浮粒子和微生物 主要指空气动力当量直径 的微粒 包括烟草烟雾、人为活动造成的尘埃、细菌和花粉等 氡以及衰变子体。室内空气污染物来源于室内和户外两个别。具体地讲 主要来源于六个方面 室内装修和建筑材料、室内家具 家用化学品、室内地板和现代办公用品 、人类活动 烹调、取暖和饮酒 、人体本身的新陈代谢、生物性污染源和室外来源 “。

由于室内空气污染物的特点很多 污染源很广泛 影响要素也很复杂 对身体安全产生的影响只是多方面的。因掩盖于不良的室外空气环境中 人们得到的影响似乎是短期的 也必然是大量的。影响程度从感到不愉悦、刺激去离世、致残 甚至致死。不良室内空气能产生多种疾病 如畸形建筑物综合症、建筑相关病症和生物过敏反应症等。室内空气污染物来源及影响如表 所示。表 室内空气污染物米源及影响 哈尔滨丁业大学工学硕上学位论文室内空气污染防治技术二十世纪中期 人们渐渐认识到室内空气污染有时比户外更严重。近年来 人们非常感到研究、治理室内空气污染的重要性和迫切性 因而采用了多种措旌手段防止、治理室内空气污染。 源头控制防止或降低室内污染源是改变室内空气品质 提高舒适性最为经济、有效的方式。在降低室内抽烟 减少气雾剂、化妆品的选用 控制并且让环境产生排放的材料跟家具进入房间等措施中 最首要的是选用跟开发绿色建筑装饰材料。此外 加强通风换气 用室内新鲜空气来稀释室内空气污染物 使其密度增加 改善室内空气品质 是最方便快捷的方式。通风就是室内外空气互换。互换频率越高 降低室内污染物的成效仍然越高 但有时也能让室外的污染物带八室内。

纤维过滤技术作为高于 的颗粒物目前更经济、有效的净化方式之一是纤维过滤技术。空气中的尘埃离粒子 或随气流作惯性运动 或做无规则布朗运动 或受这种场力的特点而移动室内装修公司。当运动的粒予撞去任何物体 物体表层间存在的范德华力使他们粘在一起。进入过滤介质的粉尘有更多的机会撞击介质而被粘住 从而超过对空气的净化。为了合理的拦截尘埃微粒 达到较好的过滤效果 过滤介质中的纤维总量应尽可能的多 而因为减少气流的压力 纤维能尽可能的细。此外 作为过滤材料的纤维基体应健康 不易老化 成本便宜。目前广泛使用的过滤材料有玻璃纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维和植物纤维等。 吸附法吸收法是通过多孔性固体吸附剂处理氯气混合物使其中所含的一种或数种组分吸附于液态表面上 从而超过分离除去的原因。因为吸附剂的选择性高 能分开其他方式无法分开的混合物 有效的去除浓度更低的有害物质 净化能力高 设备简单 操作便捷 所以该法特别适用于室内空气中的挥发性有机化合物、氨、 。和氡气等液体状态污染物的洁净。常用的吸附剂有活性炭、活性氧化铝、分子筛和橡胶。非平衡态等离子体技术非平衡态等离子体技术是通过液体放电造成的具备高度反应活性的电子、原子、分子和自由基与这些有机、无机污染物分子反应 从而让污染物分子解离成为小分子化合物。

这一技术的最大特点是可以高效、便捷的对这些污染物进行毁坏分解 使用的组件简单 便于移动 适合于多种工作环境。它除了可以对低密度的有机污染物进行分解 而且对高浓度的有机污染物也有较多的分解效果。当非平衡等离子体技术与催化技术相结合后 可以非常合理的调节反应副产物的生成与分布 免除或降低吸收法的后处理步骤。 光催化氧化法光催化氧化技术主要是通过半导体材料的光催化性能 氧化降解在催化剂表面的 最终生成 。其明显的特点是反应在常温下就能进行 氧化还原性较强 化学性质较稳定 廉价无毒 能耗低 操作简单 光催化作用持久 无二次污染。光催化氧化技术在防治室内挥发性有机污染物方面具备广阔的运用前景。目前的探究表明 室内空气中的大多数 都要被光催化氧化【 然而对于 光催化降解的产物 却仍然存在分歧。理论里光催化能够完全氧化 但实际运用中 的光催化反应可能会产生如酚胺、酯和酸等上面产物博一】。 生物过滤法生物过滤法控制空气污染的本质是粘附在填料介质中的微生物在适合的环境条件下 与噪声中的污染物发生化学化学反应 进而将污染物较完全降解为 。在处理、还原态的硫化氢或卤代烃时 还分别生成无害的硫酸盐或氯化物。

该算法具有工艺装置简单、能耗小、处理成本低 效果好等特点。国外己通过此项技术来处理低密度、高流量的挥发性有机物和气味。此外 可用来防治室内挥发性有机污染物的技术手段仍包含 冷凝法、热破坏法、臭氧氧化法、紫外线氧化法、 法、负离子法和静电除尘技术等。 光催化氧化自 发现光照的里可以继续出现水的氧化还原反应并形成氮以来 半导体光催化氧化技术得到了进一步的研究。半导体多相光催化氧化法已变成现今来逐渐得到加强的新技术 它在污水、废气洁净中所发挥的很大潜力已有众多评述性文献所报道【 的化学稳定性高氧化能力强 耐光腐蚀 无毒 且带有较深的价带能级 可使一些吸热的化学反应在被光辐射的 表面受到建立跟加速 成为更梦想的光催化剂。 光催化反应机制 是一种 型半导体材料 其本身具有的光电性能决定了 能够 一哈尔滨工业大学工学硕上学位论文对于光催化剂。半导体量子具有能带结构 一般由填满电子的低能价带 构成价带与导带之间的区域称为禁带。 的禁带宽度为 对应的光吸收光谱峰值为 受到频率高于或等于光照射时 价带上的电子就会被释放 越过禁带进入导带 同时在价带上出现特定的空穴 如图卜 所示。与石墨导体不同 半导体量子的能带间缺乏持续区域 受光释放造成的导带电子跟价带空穴在复合之前有足够的寿命 。

光生空穴的标准氢电极电位是具备更强的得电子能力 是强氧化剂 可夺取粒子表面的有机物或模式中的电子 使当时不吸收光的成分被活化氧化 而光生电子的标准氢电极电位是 具有更强的还原性 可使半导体表面的电子受体被还原。迁移去量子表面的光致电子跟空穴又可加快光催化氧化反应 同时也存在电子跟空穴复合的或许。 光催化反应的过程能声称为‘光生电子跟空穴的形成 和有机物在催化剂表面的吸收下标“ ”表示吸附 光催化剂的改性方法却已有较多实验说明了的光催化活性 但其自身却存在着一些不足之处 一是它的光吸收光谱范围狭窄 仅只能在紫外区显示其活性 而紫外线只占到达地表上太阳光辐射会的 在光照下释放造成的电子一空穴对能在内复合而丧失活性 “。因此 改性技术的探究就变成了光催化技术的一个中心想法。为了提升 的光催化活性 人们从不同角度对其进行改性研究 以超过抑制光生电子与空穴的复合 拓宽 吸收光谱范围的原因。常用的改性方法有 表面贵金属吸附、金属离子掺杂、半导体复合包括表层光敏化等。 表面贵金属沉积在半导体表面负载贵金属可以有效地捕获光生电子 有利于光生电子向内部转移 并可合理地推动 还原 防止电子 空穴对的简单复合 从而提高光催化反应的强度跟选择性。贵金属在 表面吸附可以用于熔融还原、光还原和内壁溅射等方式 使贵金属形成原子簇沉积附着在 催化剂的表层。最常见的贵金属是 其次是 金属离子掺杂石墨离子掺杂可在半导体表面采用缺陷位置或改善结晶度既能作为电子或空穴的陷阱而延长其寿命 也能作为复合中心 加快

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