泡沫镍网负载纳米TiO2光解光催化降解硫化氢恶臭气体研究

摘要

由于含硫恶臭物质都具有嗅觉阈值低、污染环境严重、对人类健康构成威胁等特点，含硫污染物已成为人们重点监测控制的对象。与处理恶臭气体的传统手段相比，光催化反应具有条件温和、能耗低、操作简单、无二次污染等优点，因此纳米光催化技术逐渐成为一种新型的恶臭气体治理方法。近年来，有关应用光催化技术去除挥发性有毒有机化合物(VOCs)的研究很多，但关于利用气相光催化技术降解含硫恶臭气体方面的研究相对较少。本文主要对气相硫化氢H2S光解光催化反应过程进行研究，进一步证实了此方法具有广阔的应用前景。
　　 本文主要采用表面负载型纳米TiO2泡沫镍网催化剂，在自制光催化反应器内利用185nm臭氧灯照射催化剂的实验条件下进行对气相硫化氢H2S的光解光催化降解研究，考察了污染物的初始浓度、紫外灯波长、相对湿度、含氧量、光催化载体、催化剂失活与再生等对含硫恶臭气体的降解效率的影响。结果显示：(1)当H2S气体的初始浓度小于等于200 mg/m3时光催化氧化效果最好。(2)在低湿度环境下，光催化降解率随着湿度的增加而增加，但当相对湿度为接近80％时降解效果达到最佳，相对湿度超过80％后污染物的降解率略微降低。(3)利用紫外光波长为185 nm的臭氧灯降解污染物的效果最好，其次是254 nm紫外灯，365 nm黑光灯对污染物的降解效果最差。(4)当含氧(O2)量达到正常大气水平时，可获得对含硫污染物的最佳光催化去除效果。(5)不同厚度催化剂载体对H2S降解的影响亦不同，可以减少载体的厚度来提高比表面积去除效率。(6)光催化降解H2S气体过程中所产生的单质硫(S0)在催化剂TiO2表面的积累导致TiO2的失活。失活的TiO2催化剂经过185 nm臭氧灯照射48小时后可恢复其活性，再生过程中TiO2催化剂的表面单质硫(S0)进一步转化成SO42-(NiSO4)，而且SO42-的产生对催化剂TiO2的失活有遏制作用。