纳米二氧化钛在净化汽车尾气中的应用.doc

开尔纳米产品应用论文（周报）
论文名称
纳米二氧化钛在净化汽车尾气中的应用
一、本期推介粉体：
1、 主要技术指标（与本论文相关联的指标）：纳米二氧化钛
2、 本期重点推介的性能（关键词、句）：
纳米二氧化钛 汽车尾气净化
二、 产品应用的主要内容（使用方法、简易流程等）：
1、 主要原理（机理）叙述：
纳米 TiO2 材料具有化学稳定性好，反应活性大等特点。纳米 TiO2 材料的禁带宽度为 3. 2 eV,对应的光吸收阀值为387. 5 nm。只有当它吸收了波长小于或等于387. 5 nm的光子时，其吸收能量高于其禁带宽度的波长光的辐射，产生电子跃迁。由于能量传递，将产生活性很强的自由基和超氧离子等活性氧，诱发光化学反应，产生催化作用。活泼的自由基可以把许多难以降解的有机物氧化为二氧化碳和水等无机物。
2、使用工艺、过程描述：
本试验采用了短弧氙灯，短弧氙灯能发射出很强的紫外辐射连续光谱 (紫外光波长一般为 3～390 nm)。该光谱非常近似于太阳光的可见连续光谱。
试样:将含有纳米 TiO2 材料的试剂涂刷在模拟道路真实状况的混凝土试样表面上,混凝土试样规格为 35 cm ×30 cm ×5cm,试剂中 TiO2 质量分数分别为 10%和 20%。
汽车尾气:汽车尾气 (其中含有定量的 NOx )经干燥后直接排入实验舱中 ,试验过程中舱内气体处于密闭状态。
舱内气体压力: 105. 378 kPa。
舱内气体温度: (20 ±2) ℃。
（1）反应时间对 NOx 降解效果的影响
（2）　催化剂质量分数对 NOx 降解效果的影响。在实验舱温度、压力和光照基本相同的情况下 ,改变涂刷在混凝土试件表面的 TiO2 光催化剂的质量分数 ,之后通入相同质量分数 NO的汽车尾气。
（3）3. 3　光催化剂的重复使用效率。试验表明 ,表面涂有 TiO2 光催化剂的试样经多次使
后 ,其催化剂表面活性减弱 ,表现为对汽车尾气中 NOx 的解能力明显降低。这是因为随着反应时间的延长 ,催化剂面被覆盖或积累了一些反应产物 ,其活性位被占据 ,使得催剂得不到足够的光子催化而失去活性。但是 ,用水冲刷试后 ,催化剂的活性得以再生 ,并且可以多次重复使用。试验表明,试样经水反复冲刷多次对 NOx 的降解效果基本不变,其应活性比使用后不冲刷的要好。

3、改性后产品的功能描述：
纳米 TiO2 光催化剂对汽车尾气中 NO 具有明显的降解效果 ,经过 5 h的反应时间 ,光催化试样对 NO的去除率达到了 95%,经过 10 h的反应时间 ,NO去除率达到 100%。
纳米 TiO2 不仅能够有效降解汽车尾气中的 NO2 ,而且抑制了 NO向主要污染物质 NO2 的转化 ,起到了降低环境污染 ,净化大气的作用。
试验表明 ,纳米 TiO2 光催化剂质量分数为 20%的试样相对于 10%的试样对 NOx 的降解效果更好 ,但差别不是很大。
光催化剂重复使用时活性减弱 ,经水冲刷后 ,其活性得以恢复。
二氧化钛对于碳氢化合物，一氧化碳都有一定的分解效果。
三、 二氧化钛 纳米粉体应用前景描述：
1、适用的产品范围：
可广泛的应用于道路铺面材料、护栏、标识牌、建筑物表面等
2、成本分析（添加比例范围、成本增加或降低）
　　近年来 ,随着汽车保有量的逐年增长 ,汽车排放物对大气环境的影响越发严重。汽车尾气中含有大量的氮氧化物 ,这些有害气体会给城市居民、道路使用者、运管维护人员 ,以及道路沿线一定范围内的动植物带来较大的危害 ,造成交通生态环境的破坏 ,直接影响人群健康和生存环境质量。因此 ,利用路面或道路交通附属设施在汽车有害排放物尚未扩散到大气之前就将其毒性消除或降低 ,无疑是一种较好的大气污染治理方法。另外 ,光催化材料还具有能耗低 (能利用太阳能 )、可在常温常压下进行、反应速度快、可重复使用、无二次污染等优点。
四、参考文献：
1、著作、刊物：
论文《纳米 TiO2 光催化降解汽车尾气中的 NOx》
——东北林业大学，孙凤英
2、相关的网站网址：

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