ГЕТЕРОГЕННОЕ ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ВОЗДУХЕ НА ЧАСТИЦАХ TiO_2

摘要

Разработан полуэмпирический метод анализа механизма гетерогенных реакций, основанный на кинетической модели Ленгмюра-Хиншельвуда, модифицированной приближением двухэкспоненци-ального разложения первого порядка. Метод оказался весьма полезным при описании кинетики фотокаталитического окисления (ФКО) в воздухе на частицах TiO_2 широкого круга веществ: кетонов, фосфорорганических соединений, алкилсульфидов, хлорированных углеводородов. Несомненно, что этот круг может быть существенно расширен. Выведено уравнение неявной функции, описывающее кинетику реакций гетерогенного ФКО нулевого, первого и промежуточного (между нулевым и первым) порядков. Аппроксимация экспериментальной зависимости концентрации вещества от времени с помощью этого уравнения дает возможность определить порядок реакции, включая промежуточный, характеристическое время разложения вещества и долю экспоненциальных компонентов в кинетическом уравнении. Разработанный полуэмпирический метод успешно применен для обработки как оригинальных экспериментальных данных, полученных в этой работе, так и данных, взятых из научных публикаций. С помощью специально разработанной установки изучены зависимости концентраций трихлорэтилена (ТХЭ) в замкнутом пространстве от времени в процессе гетерогенного ФКО на частицах аэрозольного катализатора TiO_2. Показано, что каталитическая активность увеличивается с ростом концентрации аэрозоля C_(as): при C_(as) ＝ 10.23, 14.17 и 19.85 г/м~3 90%-ная очистка воздуха от ТХЭ наблюдается через 8.5, 5.0 и 1.5 мин соответственно.