铂-二氧化钛催化剂电镜图
随着机动车保有量的不断增加,在高楼林立和人口密集的城区,大气中低浓度的NOx污染对环境和人类健康正造成严重危害。目前,选择性催化还原(SCR)技术对反应温度、反应体系容积等要求较高,难以满足特定环境中NO的去除,因此,常温下光催化氧化去除低浓度NO的研究备受关注.光催化应用于污染物的氧化消除时,O2、H2O等分子起着极为重要的作用,在光催化过程中,O2、H2O可转化为具有强氧化性的基团如·O2-、O-、·OH、·O2H等,这些强氧化基团进一步有效地将污染物氧化去除.在TiO2应用于低浓度NO的光催化去除过程中,光生电子-空穴与O2作用,产生强氧化性自由基,可以有效地将目标污染物氧化为NO2,继而接触大气中水分等形成硝酸或硝酸盐(NO3离子),在雨水等的作用下获得去除;或将TiO2制成涂料,混合CaCO3、硅酸盐、尿素等涂覆于隧道、室内墙壁等,可以有效地降解其中的各种污染物.
上海交通大学机械与动力学院燃烧与环境技术中心上官文峰等人以溶胶-凝胶法以及湿式浸渍法制备了Pt/TiO2催化剂,采用了XRD、BET、UV-vis、TEM、XPS等方法进行表征,并进行了对NO的催化氧化性能测试.结果表明铂的负载能显著提高TiO2光催化剂对NO的氧化转化能力和去除率.0.5%Pt/TiO2对NO的氧化率与去除率分别为45.0%和38.1%,与纯锐钛矿TiO2(13.6%,10.7%)相比,氧化效率提高3.3倍,去除效率提高3.6倍.通过比较不同方法制备的负载Pt催化剂的活性,初步讨论了催化剂表面发生的反应机理:铂氧化物以及催化剂表面吸附的O2分子通过与光生电子和光生空穴结合,产生了强氧化性自由基,将NO氧化得到NO2.