基于二氧化鈦光催化劑技術的魚粉廢氣凈化設備研制.pdf

1、魚粉富含高品質和必需的營養(yǎng)物質（蛋白質）、均衡的氨基酸、必需的脂肪酸以及能量成份，是絕大部分水產養(yǎng)殖和畜牧養(yǎng)殖飼料中不可或缺的組成部分。目前主要應用在水產養(yǎng)殖業(yè)、家畜飼養(yǎng)和人類保健方面。然而魚粉在加工過程中產生大量的廢氣，污染了環(huán)境，也影響人們的生活和身心健康。納米二氧化鈦(TiO2)光催化劑具有光催化活性高、光化學穩(wěn)定性好、安全無毒，成本低等一系列優(yōu)異性能，在許多領域得到了很多應用，尤其在凈化環(huán)境方面展現出良好的應用前景，是一種很具潛

2、力的光催化劑。因此，基于TiO2光催化劑技術對魚粉廢氣凈化設備進行研究具有重要的意義。
　　本文主要對魚粉廢氣降解設備關鍵技術——大面積(大于10 cm×10 cm) Ti/TiO2納米管陣列光催化網（薄板）的電化學陽極氧化法制備工藝進行了研究，并用SEM、XRD及UV-Vis紫外可見漫反射吸收光譜等對Ti/TiO2納米管陣列光催化網進行了形貌、結構和紫外光吸收性能進行了表征;采用電化學工作站對Ti/TiO2納米管陣列電極進行電流

3、-電壓曲線及光電壓響應曲線等光電性能的測試;以10mg/L甲基橙溶液作為目標降解物，高壓汞燈作為光源，照射1h，進行了Ti/TiO2納米管陣列光催化降解試驗;設計了二氧化鈦光催化魚粉廢氣凈化裝置，并測試了該裝置降解魚粉廢氣的性能。研究獲得了以下結果:
　　(1)獲得了電化學陽極氧化制備大面積(10 cm×10 cm) Ti/TiO2納米管陣列光催化劑工藝:鈦網作為陽極，另一相同面積的鈦網作為陰極，直流電壓為20V，電解液為NH4F

4、∶ H2O∶C3H8O3為1∶20∶79 wt％，室溫下陽極氧化時間通常為45分鐘，熱處理溫度為500℃，熱處理時間是2h。
　　(2)工作電壓為20V下制備的Ti/TiO2納米管陣列結構整齊，孔徑50nm左右，具有很大的吸附表面積;Ti/TiO2納米管陣列由銳鈦礦和金紅石混合相組成，但銳鈦礦為主晶相;Ti/TiO2納米管陣列的吸收邊為385 nm，可吸收波長385 nm以下的紫外光;對光電性能進行測定表明:20V下制備的Ti/T

5、iO2納米管陣列光催化劑在紫外光照射下產生很好的光電效應，電流迅速提高到達-0.034 mA，掃描電壓達到0.5V(vs.SCE)處，光電流可達到1.3 mA/cm2。
　　(3)對目標降解物甲基橙的降解效果研究表明，電壓為20V時制備的Ti/TiO2納米管陣列光催化劑降解甲基橙的速度最快，2小時內降解率達到95％。
　　(4)利用設計的降解裝置對魚粉廢氣的降解性能進行測試表明:在紫外燈照射下，流量為100ml/min魚粉廢