CeO2/TiO2复合光催化剂在甲醇光催化消除中的动力学研究与优化

本文主要探讨了CeO2/TiO2复合光催化剂在气相光催化消除甲醇反应中的动力学特性，通过对TiO2进行溶胶-凝胶法制备，改善其光催化性能。该研究关注了催化剂的制备工艺，如选用的前驱体（钛酸丁酯、无水乙醇、乙酸、硝酸铈铵）、实验设备（马弗炉、红外光谱仪、扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪、气相色谱仪等）在实验过程中的应用。 首先，文章指出传统的气相污染物消除方法如直接燃烧和催化消除存在能耗高的问题，而光催化氧化技术因其节能、操作简单、反应条件温和及无二次污染的优点，成为环保领域的研究热点。CeO2/TiO2复合催化剂的研究正是为了提高TiO2的光催化效率，尤其是在处理甲醇这类有机污染物方面。 在实验部分，作者详细描述了催化剂的制备步骤，包括钛酸丁酯与无水乙醇的溶解、添加辅助剂并形成溶胶，随后通过微波作用转化为凝胶，再经过特定条件的活化处理，如450℃的活化温度和30小时的活化时间，以优化其光催化性能。此外，研究还考察了不同活化条件（如活化温度和时间）、气体流速等因素对催化剂光催化消除甲醇效果的影响。 结果显示，在最佳条件下，CeO2/TiO2催化剂表现出很高的光催化活性，能有效降解初始浓度为10.20 g/m³的甲醇，且在40 mL/min的气体流速下可以实现基本消除。这表明了复合催化剂在实际环境治理中具有良好的应用潜力。 文中还提到了用于检测催化剂性能的仪器设备，包括用于分析样品结构的X射线粉末衍射仪，以及用于确认反应产物的气相色谱仪，这些都确保了研究结果的准确性和可靠性。 这篇论文不仅深入研究了CeO2/TiO2光催化剂在甲醇消除反应中的动力学行为，还展示了如何通过优化制备工艺和反应条件来提升其光催化性能，这对于开发更高效的环保技术具有重要意义。