高温環境下TiO2光催化氧化氣態元素汞之效能研究

摘要

本文探讨涂覆玻璃珠的TiO2在模拟烟道气的高温环境下对Hg0的光催化氧化影响.本研究首先利用BET比表面积、XRD、UV-Visible吸收法对各样品进行表征分析,了解煅烧温度对TiO2(Ti300,Ti400,Ti500,Ti600)表面的影响,并探讨煅烧温度对Hg0的光催化氧化效率的影响.结果显示,由于400℃和500℃煅烧使锐钛矿在TiO2比例进一步提高,而使得在100℃-160℃对Hg的光催化氧化效率最佳.其次,通过探讨不同反应温度(100℃-160℃)、不同Hg进流浓度(0-100 μg/m3)、不同光照波长(254 nm,365 nm,可见光)、5％氧气组分、光照强度(15W,20W)对光催化氧化Hg0效率的影响.结果显示,在100℃,TiO2对Hg具有很高的去除效率,且光催化氧化反应符合一级反应;反应温度的升高降低了TiO2光催化氧化效率及反应速率常数,例如在反应温度140℃下,TiO2对Hg0的光催化氧化效率迅速降低至50％;进流浓度的增加虽然不能提高反应效率,但是会提高TiO2对Hg0的反应速率,且饱和吸附量也会随之增加;针对不同光照波长下,254 nm较365 nm、可见光在高温下对光催化氧化Hg0效率及反应速率均有一定提高;5％O2添加量有助于促进TiO2对Hg0的饱和吸附量;在反应温度140℃、160℃下,光照强度由15W增加到20W,可显着提高TiO2对Hg0的光催化氧化效率及饱和吸附量.