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光触媒在除甲醛方面试验结果分析

  为研究光触媒除甲醛的初始浓度对反应速率的影响,本实验在UV光强度为150.0W/cm,净化风速为0.108m/s,温度为20.0℃,相对湿度为6O,甲醛量浓度分别为0.072,0.049,0.029,0.02,0.011mmol/L五种工况下进行PCO试验。根据实验效果回归确定的值和甲醛初始浓度之间的关系曲线。甲醛的初始浓度和初始反应速率之间近似呈线性关系量,这和L-H模型式(3)表征的关系是同等的。初始反应速率正比于甲醛的初始浓度。同时,由式(3)可知,甲醛初始浓度和初始反应速率关系曲线的斜率为反应速率常数K和吸附平衡常数k的乘积Kk。因此,PCO光触媒初始反应速率的大小同时受反应速率常数和吸附平衡常数的制约,单一相对高的反应速率常数和吸附平衡常数都不能保证一个高的初始反应速率。

  紫外光光照强度的影响
  PCO反应同UV光强之间的关系可分为三个区域,第一区域是一次方区,其中,UV光强较弱,由光子激发产生的电子一空穴对因反应而被消费的速率大于电子和空穴重新结合的速率,PCO反应率是增长的,且其反应率和uV光强之间呈线性一次方关系;当光触媒uV光强处于临界值范围时,电子一空穴对的结合率成为主导,大于PCO反应的消费率,此时,PCO反应率正比于UV光强的二分之一次方,故此区域也称为平方根区域;当紫外光光强超过I临界范围继承加强时,PCO反应已经达到了光饱和状况,故反应率已不随着光强
  的转变而转变,此时即进入光饱和区域。初始质量浓度为0.75mg/L,净化风速为0.108m/s,温度为20.0℃和相对湿度为5O的条件下进行试验研究。试验中,取工况1~5中UV光强分别为50,100,150,200,250/iW/cm试验效果发现,随着UV光强的增长,甲醛PCO降解率也随之进步,工况1~5的降解率分别为25,35,48%,6O和74%。各工况uV光强和其甲醛降解率之间的关系如图6。图6中的曲线注解,uV光强和光触媒降解率之间基本呈线性关系,这说明实验中所采用的uV光强尚处于PCO反应的一次方区,还有很大的空间来进步光照强度以促进PCO反应的进行。