185nm真空紫外光下甲醛與副（fù）產物臭氧（yǎng）的分解效率研究

 

        185nm 真空紫外光催化過程中,氣態汙染物通過催化劑表麵反應和氣相均相反應分解（jiě）.185nm 真空紫外光催化（huà）與254nm 紫（zǐ）外光催（cuī）化相比,汙染物降解速（sù）率高、催化劑不易失活,在空氣淨化中具有重要的應用價值.但真空紫外線(λ<200nm, VUV)能量高,能直接分（fèn）解O2 生（shēng）成O3.雖然（rán）部分O3可（kě）被254nm 紫外線分解（jiě）或被光催（cuī）化還原分解,但尾氣（qì）中殘留O3濃度較高,會造成二次汙染.為（wéi）有（yǒu）效去除真空紫（zǐ）外光催化過程中的副（fù）產物臭氧,本（běn）課題組嚐試采用Au 修飾TiO2 催化劑,O3 去除率從18.5%(TiO2)提高到32%(Au-TiO2);用（yòng）納米Pd 修飾時,O3去除率提高到（dào）73.6%. 

 

        很近,我們（men）嚐試（shì）將MnOx-TiO2複合催（cuī）化劑應用（yòng）於真空紫外光體（tǐ）係,發現副產物O3的去（qù）除（chú）率可提高到95%,有機汙染（rǎn）物（wù）的（de）分解（jiě）效率也同步提高（gāo）.目前,有機物在MnOx上的催化臭氧氧化及O3 催化分解已有報道,但是在真空紫外光體係中,有（yǒu）機汙染物和臭氧在（zài）MnOx 上的分解機理還未見報道.本研究（jiū）以MnOx-TiO2為催化劑（jì）,通（tōng）過對比甲醛（quán）和臭氧在暗態和真空紫外光輻射下的分解,探討甲醛和臭氧在真（zhēn）空紫（zǐ）外光下在MnOx-TiO2上的分（fèn）解機理（lǐ）.

 

 

結論

1 真空（kōng）紫外光（guāng）體係中,以MnOx-TiO2 複合催化劑取代TiO2光催化劑,甲醛與副（fù）產物臭氧的轉（zhuǎn）化率分別從44.7%和38.7%提高到（dào）77.5%和96.8%,尾氣臭氧濃度從14.8mg/m3降至0.5mg/m3,減輕了末端（duān）臭氧（yǎng）分（fèn）解的負荷,提高了真空紫外光用於室內空（kōng）氣淨化的安全性.

2 以MnOx-TiO2作為催化劑的真空紫外光體（tǐ）係中,氣相中氧原子(O)、臭氧(O3)和羥基自由基(OH·)的（de）均相氧化及MnOx 表麵的臭氧催化氧化（huà）是甲醛分解（jiě）的（de）主要（yào）途徑,而裸露（lù）TiO2表麵的光催化（huà）氧化對甲醛分解貢獻不大.

3 副產物臭氧主要由（yóu）MnOx 表麵活性位上的熱催化分解,氣（qì）相中均相分解臭氧的貢獻較小.

4 真空紫外光輻照MnOx-TiO2 複合催化劑（jì）,有利於提高MnOx催化分解臭氧的穩定性.

作者：許 衛（wèi）,傅平豐,張彭義,楊慧芬 (1.北京（jīng）科技大學土木與環境工程學（xué）院,北京（jīng） 100083；2.清華大學環境學院,北京 100084)