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光催化材料的一些知识


      光催化材料的失活原因分析
光催化材料对VOCs气体的氧化分解是气-固多相催化反应,气-固多相催化反应光催化材料失活的原因主要有以下三个:
①不同表面结构的TiO2光催化材料在气-固多相催化反应过程中的失活存在显著差异,这是由材料本身固有的性质决定的。
②水汽对TiO2气相光催化去污反应的影响主要取决于污染物的种类和性质。Dibble系统地研究了固定床和流动床反应器中TiO2气相光催化降解反应,发现微量水汽对维持光催化反应活性反应非常重要,但过量的水汽会严重阻碍反应的进行。Peral等报道了水汽对光催化降解丙酮存在抑制作用等。
③气-固多相光催化反应的催化材料实际上是一个光照催化材料产生高活性自由基的过程,它们都发生在催化材料表面或表面附近的位置。因此,阻碍自由基产生和防止有机物到达或接近催化剂表面活性位的任何情况,都将减少催化剂的光活性。这些机制可包括紫外光的散射或对光子的竞争、自由基的俘获、孔穴的俘获、对表面活性位的竞争吸附、沉淀物的表面沉积、还原金属的表面沉积以及催化剂自身的侵蚀和磨损。影响光催化材料活性的除了材料本身的性质之外, 沉淀物的表面沉积和还原金属的表面沉积是一个重要原因,所以进入光催化材料或设备的废气应经过预处理(除尘、除油、除湿),废气预处理的洁净度对光催化反应效率以及光催化材料的寿命是至关重要的。灰尘、油性或粘性物质附着于催化剂表面,覆盖催化剂活性位点,会降低并导致催化剂催化作用失活。
      光催化材料的再生
可先将光催化材料表面的灰尘用压缩空气或其它方法清理干净;然后再将光催化材料置于350-450℃的燃烧炉中保温1-2小时,可除去绝大多数的有机表面沉积物。对于处理含有机胺类的VOCs气体的光催化材料,可用水洗将部分铵盐清洗干净。
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