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造纸工业是一个与国民经济息息相关的行业,同时也是一个能源及化工原料消耗高、用水量大、对环境污染严重的行业。随着我国造纸工业的迅速发展,企业生产能力急剧提高,排出的大气污染物成倍增长,严重污染了周边环境。本研究分析了广州某纸厂在生产过程中产生的可挥发性有机物的种类,并设计了一套光催化降解及监控系统,用于空气污染物的自动净化。
本文使用活性炭作为吸附剂,用二硫化碳解吸,然后使用GC/MS分析解析液。通过对厂区四个点的空气样品进行GC/MS分析,检测出苯、甲苯、二甲苯等高毒性有机污染物。因此本文选择苯作为主要的研究对象。目前,纳米二氧化钛光催化氧化可挥发性有机物成为环境污染控制的一个热点。自制的纳米二氧化钛负载在玻璃上制成纳米二氧化钛薄膜。甲醛作为目标物研究了二氧化钛薄膜的光催化性能。甲醛不仅是室内空气污染物的主要成分,而且它容易被二氧化钛光降解,是检测二氧化钛薄膜光催化活性的理想化合物。在光催化实验中,主要研究了周围环境(相对湿度、气体流量、紫外光照强度、污染物浓度)对光催化效果的影响,同时研究了污染物浓度对光催化反应速率的影响,结果表明自制的二氧化钛薄膜有很高的光催化活性。在苯的光催化实验中,发现二氧化钛光催化剂颜色变黄,说明一些中间产物附着在催化剂表面。针对这种情况,研究了二氧化钛催化剂再生方法,并使用FTIR分析了苯光催化反应的中间产物,给出苯光催化降解的反应历程。在上述研究基础上,开发出一套电路控制系统。日本FIGARO公司生产的TGS2602气体传感器采集环境中污染物的浓度,美国Dallas半导体公司生产的DS18820采集光催化反应系统的温度,这些信息经STC89C51微控制器处理后产生控制信号控制光催化反应系统的工作状态。该控制电路在上电之后能自动启动、运行,并能实时显示污染物的浓度、光催化反应系统的温度。将自制的空气污染物监测系统应用于苯光催化实验中,电路能长时间稳定工作,并能真实反映污染物浓度变化。