BiVO4/ASC光催化剂的制备及光催化脱硝性能研究

摘要

NOx作为一种主要的有害气体，不仅造成了光化学烟雾，而且严重危害着人类的健康与生命。光催化脱硝是一种更为绿色循环经济的处理技术。光催化去除NOx的研究目前已经取得很大的进展，对于可见光条件下相应的光催化剂的开发，提高光能利用率成为研究的热点，在本实验室原有的半焦氧化脱硝基础上，选择性添加BiVO4光催化剂作为研究重点。
　　在实验室原有的活化半焦催化氧化脱硝基础上，本论文以Bi(NO3)3·5H2O为铋源，以NH4VO3为钒源，活化半焦为载体，采用水热法制备负载型BiVO4/ASC光催化剂。并采用BET、XRD、扫描电镜(SEM)、UV-Vis和FT-IR等等对其进行表征分析。结果表明所在活化半焦表面所制备的BiVO4均是单斜相的，并且以是纤维杆状存在的;在活化半焦表面所制备的BiVO4受水热温度的影响产生会与活化半焦表面的C产生掺杂能级从而致使禁带宽度降低。
　　对制备光催化剂进行了脱硝性能研究。系统地研究了制备过程中的负载量、水热反应温度、水热反应时间等操作参数对催化剂降解NO的光催化活性影响进行评价分析，结果表明当负载量为1.5％wt，水热反应温度为160℃，水热反应时间为24h，400℃煅烧后所制备出的BiVO4/ASC催化剂反应4h后脱硝效率仍能保持在80％以上，同时对光催化反应过程中的反应温度、氧气含量和水蒸气含量等影响因素进行考察，结果表明，反应过程中催化剂活性持续降低，是由于反应产生的HNO3将活化半焦表面活性官能团所侵蚀导致的，得出最佳反应条件为:温度100℃，含氧量为5％，水蒸气含量为5-8％。空速为1000h-1。
　　采用热再生、高温水蒸汽再生和氨水浸泡再生三种不同的再生方式对光催化剂进行再生处理，结果发现采用氨水浸泡方式再生5次后，光催化剂4h内脱硝率仍保持在60％以上。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 研究背景

1．2 烟气脱硝技术及应用

1．2．1 湿法脱硝技术

1．2．2 干法脱硝技术

1．3 铋系催化剂可见光催化机理

1．3．1 卤氧化铋系催化剂

1．3．2 钛酸铋系催化剂

1．3．3 钨酸铋催化剂

1．3．4 钒酸铋催化剂

1．4 BiVO4的制备方法

1．4．1 共沉淀法

1．4．2 溶胶-凝胶法

1．4．3 微波合成法

1．4．4 水热法

1．5 选题依据、研究目的和实验设计方案

1．5．1 选题依据

1．5．2 研究目的

1．5．3 实验设计及方案

第二章 负载型BiVO4／ASC催化剂的制备和表征

2．1 引言

2．2 实验仪器与试剂

2．2．1 实验仪器

2．2．2 实验试剂

2．3 负载型光催化剂BiVO4／ASC的制备方法

2．4 BiVO4／ASC光催化剂活性评价方法

2．5 BiVO4／ASC光催化剂的表征

2．5．1 BiVO4／ASC光催化剂比表面积测定

2．5．2 BiVO4／ASC光催化剂XRD分析

2．5．3 BiVO4／ASC光催化剂UV-Vis分析

2．5．4 BiVO4／ASC光催化剂SEM扫描电镜图分析

2．5．5 BiVO4／ASC光催化剂的FT-IR分析

2．6 本章小结

第三章 BiVO4／ASC催化剂脱硝性能研究

3．1 引言

3．2 BiVO4／ASC光催化剂脱销性能研究

3．2．1 BiVO4光催化剂负载量对光催化活性影响

3．2．2 水热反应温度对BiVO4／ASC催化剂光催化活性影响

3．2．3 水热反应时间对BiVO4／ASC光催化脱硝的影响

3．2．4 反应温度对BiVO4／ASC光催化脱硝活性影响

3．2．5 含氧量对BiVO4／ASC光催化脱硝活性影响

3．2．6 水蒸气含量对BiVO4／ASC光催化脱硝活性影响

3．3 本章小结

第四章 BiVO4／ASC光催化剂稳定性研究

4．1 引言

4．2 BiVO4／ASC光催化剂性能测试

4．2．1 反应前后FT-IR分析

4．2．2 热再生效果评价

4．2．3 高温水蒸汽再生效果评价

4．2．4 氨水浸泡再生效果评价

4．3 小结

第五章 结论及建议

5．1 结论

5．2 建议

参考文献

致谢

个人简历