光催化分解作业环境中氨的规律研究
2020-12-21郭文杰李超付明明马有营许兰娟
郭文杰,李超,付明明,马有营,许兰娟
(滨州学院化工与安全学院,山东滨州256600)
作业环境中的氨对人体具有较大的危害。研究降解氨气的影响因素和方法尤为重要。用TiO2做光催化剂降解氨气的影响因素中,相对湿度对氨气降解率的影响不甚明显。研究表明,氨气降解效率随气体初始浓度的上升而缓慢增加,光催化反应速率常数与光照强度密切相关。TiO2光催化净化氨气的性能与负载量有关,氨气的降解反应受到TiO2浓度、pH和温度的影响。
实验表明,研究影响室内光催化降解氨气的因素一般采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)或者气相色谱(GC)间接记录氨气浓度变化情况,继而通过对反应中氨气的降解率来分析、解释光催化降解氨气的规律,此方法具有广阔的研究前景。
1 实验部分
1.1 实验材料
氨水(浓度为75%)、紫外灯(8 W)、日光灯(6 W、8 W)、活性炭纤维无纺布、活性炭无纺布、聚丙烯腈纤维、玻璃片、蒸馏水、锐钛型纳米TiO2粉末(5~10 nm、40 nm、100 nm)。
实验装置如图1所示,将紫外灯、日光灯、数显温湿度计固定在挥发箱内,通过探针孔注入氨水来改变作业环境中的氨气浓度,接上NH3传感器、rs485 转换器,连接上位机,氨气传感器实时测量装置内的氨气浓度,并每隔1 s记录一次数据。
1.2 实验方法

图1 光催化装置示意图
在常温常压下,取0.02 mL 氨水放入挥发箱(54 cm×40 cm×31 cm),使其全部挥发为NH3,得到NH3起始浓度为27 mL/m3。通过改变光催化反应条件:TiO2粒径(5~10 nm、40 nm、100 nm)、TiO2悬浊液浓度(0.1 g/L、0.2 g/L、0.3 g/L、0.4 g/L、0.5 g/L、0.6 g/L、0.7 g/L 和0.8 g/L)、光照强度(6 W和8 W日光灯作为对照组,8 W紫外灯依次叠加做实验组)、光源(8 W紫外灯和日光灯)、载……
