Фотокаталитическое окисление газообразных органических веществ на полупроводниковых оксидах

• Автор: Воронцов, Александр Валерьевич
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 190 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
Газофазные фотокаталитические реакции на полупроводниковых оксидах
Реакции окисления
Чистый и модифицированный диоксид титана
Другие полупроводниковые оксиды
Неокислительные фотокаталитические реакции
Природа действия фотокатализаторов на основе
полупроводниковых оксидов
Первичные процессы фотовозбуждения
Фотопревращения кислорода
Кинетика фотокаталитического окисления газообразных органических
веществ на полупроводниковых оксидах
Концентрационные зависимости
Динамические реакторы
Статические реакторы
Температурные зависимости
Зависимости от интенсивности света
Спектральные зависимости
Отличия фотокаталитического окисления в газовой фазе и в
водных растворах
Приготовление фотокатализаторов на основе диоксида титана
Способы приготовления чистого и модифицированного диоксида
титана
Влияние условий приготовления и свойств диоксида титана на его
фотокаталитическую активность
Фотокаталитические реакторы для газофазных гетерогенных реакций
окисления
Исследовательские реакторы

Реакторы для очистки воздуха
Заключение
ГЛАВА 2. ПРИБОРЫ, МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ
Материалы
Приготовление фотокатализаторов
Диоксид титана
Платинированный диоксид титана
Прочие фотокатализаторы
Приборы и анализ воздуха
Испытания фотокатализаторов
Статическая система для исследования кинетики
Моделирование реакций в статическом реакторе
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ СПОСОБА ПРИГОТОВЛЕНИЯ НА
ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ
Чистый и допированный диокид титана
Платинированный диоксид титана
Фотокатализаторы на основе оксидов железа, марганца и кадмия
Заключение
ГЛАВА 4. КИНЕТИКА ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ
Изучение кинетики окисления в статической системе
Сравнение кинетики окисления этанола на чистом и платинированном
диоксиде титана
Моделирование влияния площади неосвещенной поверхности
фотокатализатора на кинетику окисления в статическом реакторе
Вывод уравнений
Влияние площади неосвещенной поверхности на кинетические
кривые
Аппроксимация кинетических кривых уравнением Лэнгмюра-
Хиншельвуда
Оптимальные значения площади неосвещенной поверхности фото катализатора
Изучение кинетики окисления в проточно-циркуляционной системе
Окисление СО
Чистый диоксид титана
Платинированный диоксид титана
Окисление паров ацетона
Чистый диоксид титана
Платинированный диоксид титана
Окисление фенола
Заключение
ГЛАВА 5. ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКИЕ РЕАКТОРЫ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА
Реактор с сотовым носителем
Трубчатый реактор
Трубчатый реактор с наполнителями
Сеточный фотокаталитический реактор
Заключение
Выводы
БЛАГОДАРНОСТИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

кислорода, адсорбированных на разных центрах; кинетика образования закиси азота включает реакцию кислорода с азотным интермедиатом.
Фотокаталитическое окисление трихлорэтилена в реакторе с псевдоожиженным слоем диоксида титана, нанесенного на силикагель, не проявляет выраженной зависимости от концентрации воды в интервале от 1100 до 4320 ppm [51]. При концентрации трихлорэтилена на входе в реактор 61 ppm наблюдалась дезактивация катализатора. Активность может быть восстановлена пропусканием через реактор потока влажного воздуха без УФ освещения.
Однако, в работе [45] рост концентрации воды от 0 до 3000 ppm приводил к изменению соотношения продуктов реакции. С ростом концентрации воды уменьшается доля дихлорацетилхлорида, растет доля С02 и СО, и не изменяется доля СОС12.
Скорость окисления трихлорэтилена на ТЮ2 выходит на плато при концентрации трихлорэтилена около 100 ppm (кислород 14700 ppm, вода 8400 ppm), при концентрации кислорода около 300 ppm (трихлорэтилен 189 ppm, вода 8500 ppm) и уменьшается с ростом концентрации воды [49]. Для описания скорости R окисления трихлорэтилена (ТСЕ) предложено использовать следующее уравнение Лэнгмюра-Хиншельвуда-Хоугена-Ватсона:
R = k
І+КдСтСЕ +К3СН20 |Д + К2с02 + К4сН2оу
Окисление м-ксилола имеет максимум скорости при концентрации воды 1000-1500 мг/м3. При дальнейшем повышении концентрации паров воды скорость окисления падает [36].
Скорость окисления этана в реакторе с псевдоожиженным слоем диоксида титана Degussa Р25 хорошо описывается уравнением [20]:

kKaCc2H6 + k02c02(1 +КасС2Н6)
Наиболее интересная зависимость скорости окисления от концентрации органического вещества наблюдалась при окислении на ZnO пропанола-2 и бутанола-2 [74]. Скорость образования ацетона