臭氧在金屬氧化物上的分解機(jī)理

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1、第15卷第1期化學(xué)研究與應(yīng)用Vol.15,No.12003年2月ChemicalResearchandApplicationFeb.,2003文章編號:100421656(2003)0120001205臭氧在金屬氧化物上的分解機(jī)理3印紅玲,謝家理,楊慶良,尹臣,王艷,馮易君(四川大學(xué)化學(xué)學(xué)院,四川成都610064)摘要:臭氧分解反應(yīng)在環(huán)境科學(xué)中具有重要的理論和實(shí)際意義。本文對近期相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了綜述,對臭氧在固體催化劑表面上的吸附和分解過程進(jìn)行了總結(jié),并結(jié)合我們的實(shí)驗(yàn)對其分解機(jī)理進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞:臭

2、氧;分解;催化劑;機(jī)理中圖分類號:O643132文獻(xiàn)標(biāo)識碼:AXXX低層大氣中的臭氧是一種污染物,不僅對人礦),按其脫水程度不同則有在300K(1)抽空至體呼吸系統(tǒng)及其它生物有較大的危害,而且還是1313Pa,O3與表面羥基有氫鍵作用;(2)抽空20分城市光化學(xué)煙霧的重要組分。國際安全與健康協(xié)鐘,p<014Pa,O3與表面Lewis酸位(配位不飽和的會規(guī)定人們8小時(shí)處于臭氧環(huán)境中的臭氧含量閾4+Ti離子)作用,同位素替代實(shí)驗(yàn)表明O3的末端氧值為0110mg/m3。因此辦公環(huán)境里各種復(fù)印機(jī)、4+與Ti

3、形成配合物,并使O3發(fā)生了強(qiáng)烈的畸變;印刷機(jī)、傳真機(jī)等電暈放電產(chǎn)生的臭氧必須經(jīng)處(3)在773K抽空20分鐘,TiO2表面產(chǎn)生強(qiáng)Lewis酸理后才能釋放。對殺菌、除臭及廢水處理單元以位,O3在這些酸性位上分解:及汽車尾氣中臭氧的處理也非常重要。目前國外OO對臭氧分解已經(jīng)開展的研究工作多限于低溫,相O3OO對濕度較低(≤40%)的低濃度臭氧分解,而對常?TiTiTi+O2溫常壓、高濕度條件下(相對濕度≥90%)各種臭臭氧在中性氧化物CeO2上的吸附則包括與氧催化分解的研究則較少。本文對各種條件下表面羥

4、基的氫鍵作用、物理吸附和化學(xué)吸附?；頞3在固體催化劑表面上分解機(jī)理進(jìn)行了總結(jié)。性位有強(qiáng)Lewis酸位,弱Lewis酸位以及堿性位。4+臭氧與表面Ce的作用是通過末端氧原子與1金屬氧化物上臭氧分解機(jī)理Lewis酸位(強(qiáng)、弱)結(jié)合,其分解則主要發(fā)生在堿性氧原子上。1.1臭氧及其它氧物種在催化劑上的吸附對堿性氧化物CaO,其表面羥基不能與吡啶、--金屬氧化物上吸附氧的種類有O、O2、氨等堿性分子等形成氫鍵。O3在CaO表面將與-[1,2]--2-O3等,而能作氧化劑的有O2、O2、O、O等。羥基發(fā)生配位。

5、金屬氧化物酸堿性不同,臭氧在催化劑表面分解將1.2不同金屬氧化物上臭氧分解的活性產(chǎn)生不同的吸附物種。K.M.Bulanin等人用低溫高具有O3分解催化活性的物種主要是過渡金[3]分辯率紅外技術(shù)研究了O3在酸性氧化物SiO2、[7-22][8,12,14]屬,堿金屬和堿土金屬,如Mn、Ti、[4][5][6]TiO2,中性氧化物CeO2和堿性氧化物CaO表Ag[8,12-14]、Pd[9]、Pt[15]、Fe[8,14,15,19]、Co[14,19]、面上的吸附。在酸性氧化物表面臭氧將首先與表Ni[

6、14,15,19]、Cu[14,15]、Na[14]、K[14]、Mg[14]、Ca[14]等。面羥基氫鍵作用。如SiO2在80K時(shí)引入O3后羥基它們之間也可以相互組合成二元或多元體系。峰由371515cm-1位移至3670cm-1。對TiO[23]2(銳鈦G.M.Schwab認(rèn)為相同質(zhì)量的金屬和金屬氧化X收稿日期:2002201212;修回日期:2002209204基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金(29877015);中國工程物理研究院院外基金資助項(xiàng)目XX通訊聯(lián)系人?1994-2010ChinaAcad

7、emicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net2化學(xué)研究與應(yīng)用第15卷物的活性順序?yàn)镃u

8、催化活性,結(jié)的,即k-2=0。在溫度較高時(shí),氧原子具有流動3果如表1,Ag2O、NiO、Fe2O3、Co3O4、CeO2、Mn2O3、性,O將復(fù)合成氧分子:CuO等催化活性較高,而Pb2O3、Bi2O3、SnO2、3k332OO2+2(3)MoO3、V2O5等催化活性較低。電導(dǎo)測試表明前者[28]B.Dhandapanic和S.T.Ogama根據(jù)MnO2/多為P型半導(dǎo)體,后者多為N型半導(dǎo)體。P型半Al2O3/堇青石催化劑上臭氧分解的動力學(xué)數(shù)據(jù),導(dǎo)體氧化物的臭氧分解活性