杜斐然 孫恩呈，2 趙金剛，2 劉 芳 紀(jì)國洋 韋海迪

(1.中國石油大學(xué)(華東)化學(xué)化工學(xué)院；2.中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司技術(shù)檢測中心)

0 引 言

揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)能與大氣中的·OH、NO3-、O3等氧化劑發(fā)生多途徑反應(yīng)，引發(fā)環(huán)境大氣毒性，對環(huán)境安全和人類健康產(chǎn)生極大的危害[1-3]。TiO2是一種氧化性強(qiáng)、選擇性小、處理效率高、不會帶來二次污染的光催化材料[4]?；钚蕴坷w維(ACF)具有含碳量高、比表面積大、微孔豐富且分布窄、吸附速度快、吸附容量大、再生容易等優(yōu)異吸脫附性能[5-7]。將吸附脫附技術(shù)與光催化技術(shù)相結(jié)合，不僅能克服吸附材料無法真正降解污染物的缺點(diǎn)，同時改善復(fù)合材料的響應(yīng)能力，對于污染物濃度的快速變化具有更強(qiáng)的緩沖能力[8]。因此，將兩者相耦合開發(fā)去除VOCs，具有較好的緩沖、減排效果和應(yīng)用前景。鎢酸鉍(Bi2WO6)光催化劑材料，具有高穩(wěn)定性、可見光響應(yīng)、高催化性能等優(yōu)點(diǎn)，但依然存在電子空穴對容易復(fù)合的問題[9]。將Bi2WO6和TiO2相耦合，利用兩種不同禁帶寬度間的強(qiáng)互補(bǔ)性能有效提高光生電子空穴分離率，從而改善光催化性能[10]。因此，復(fù)合光催化材料在環(huán)境凈化和能源領(lǐng)域方面具有極大的潛在價值。

本文以丙烷氣體代替VOCs作為研究對象，開展TiO2/ACF和TiO2/Bi2WO6/ACF材料的吸附光催化性能研究，考察反應(yīng)環(huán)境的改變對兩種材料的不同影響。

1 實(shí)驗(yàn)方案

1)實(shí)驗(yàn)裝置

吸附-脫附光催化實(shí)驗(yàn)裝置包括條件參數(shù)控制系統(tǒng)、吸附脫附光催化反應(yīng)器、參數(shù)測量及尾氣處理系統(tǒng)，工藝流程示意見圖1。

圖1 吸附-脫附光催化實(shí)驗(yàn)裝置工藝流程

2)實(shí)驗(yàn)方法

吸附光催化過程為VOCs緩沖降解的主要階段，采用Minitab數(shù)據(jù)分析軟件對該階段中主要影響因子進(jìn)行優(yōu)化，Minitab通過提供數(shù)據(jù)的預(yù)測分析，幫助研究響應(yīng)變量如何依賴自變量變化，找到響應(yīng)變量達(dá)到最佳值時的自變量設(shè)置，響應(yīng)曲面法則是最常用的方法之一。對于溫度、濕度這類非線性因子采用響應(yīng)曲面法找出最優(yōu)值；對于濃度、流量這類線性影響因子采用部分因子分析法找出最優(yōu)值，并結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況選擇合適的參數(shù)條件，分別考察氣體濃度、氣體流量、溫度、濕度等工藝參數(shù)對轉(zhuǎn)化率的影響，從而考察丙烷氣體的降解過程。

2 材料制備與表征

2.1 復(fù)合材料制備

采用溶膠-凝膠法制備TiO2/ACF材料。將醋酸鋅改性后的活性炭纖維置于陳化后的凝膠中，進(jìn)行5 min超聲浸漬和30 min常溫常壓浸漬，之后置于105℃烘箱中烘干處理3 h，并重復(fù)上述負(fù)載過程2次，隨后在105℃烘箱中烘干備用。最后將負(fù)載后的活性炭纖維置于管式爐中焙燒2 h，制得TiO2/ACF材料。

采用改進(jìn)水熱法制備Bi2WO6材料。將混合溶液轉(zhuǎn)移至高壓反應(yīng)釜中(393 K)加熱12 h，冷卻后置于離心管中進(jìn)行3次離心，隨后冷凍干燥12 h得到Bi2WO6粉體。采用溶膠-凝膠法制得TiO2/Bi2WO6/ACF材料。

2.2 復(fù)合材料表征

對制備的復(fù)合材料進(jìn)行SEM、BET表征分析，見圖2、表1。從圖2(a)和(b)可以觀察到ACF呈無序交織結(jié)構(gòu)，每根纖維表面光滑并且擁有沿縱向排列的線性凹槽和脊。圖2(c)和(d)為醋酸鋅改性后的ACF，改性后的ACF表面變得粗糙，有更多的微孔、介孔結(jié)構(gòu)，為光催化材料負(fù)載提供更多附著點(diǎn)位。圖2(e)和(f)可以看出，ACF表面已被TiO2薄膜所覆蓋，覆蓋表面較為光滑，意味著TiO2以光滑膜的形式較均勻地負(fù)載于ACF上，表明TiO2/ACF復(fù)合材料制備成功。圖2(g)和(h)可以看出，Bi2WO6單體呈現(xiàn)出納米片花狀微觀結(jié)構(gòu)且結(jié)構(gòu)緊密，TiO2/Bi2WO6/ACF復(fù)合材料呈簇狀交錯并附著在ACF上，形成一層致密薄膜，分散較均勻，結(jié)合強(qiáng)度較高[11]。

圖2 復(fù)合材料的SEM圖像

表1 復(fù)合材料的比表面積、孔徑、孔體積

從表1可以看出，ACF比表面積最大，為1 220.77 m2/g，這是由于空白ACF表面無雜質(zhì)，孔隙未被堵塞。而復(fù)合材料的表面積均有所減小，這是因?yàn)楣獯呋牧县?fù)載后堵塞了ACF的部分孔隙結(jié)構(gòu)。另外，由于Bi2WO6粒徑較大，使TiO2/Bi2WO6/ACF復(fù)合材料比TiO2/ACF復(fù)合材料的比表面積及孔容大小相對更小。

3 結(jié)果與討論

3.1 吸附光催化一級反應(yīng)性能優(yōu)化

3.1.1 TiO2/ACF吸附光催化的最優(yōu)參數(shù)條件

濕度、溫度采用響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)。用Alpha值為1.414的中心復(fù)合類型，通過增加一組軸點(diǎn)來增強(qiáng)現(xiàn)有因子設(shè)計(jì)的分辨率；同時，增加平行實(shí)驗(yàn)數(shù)量，消除同條件下轉(zhuǎn)化率誤差帶來的不利影響。在中心點(diǎn)(35%，35℃)進(jìn)行5次平行實(shí)驗(yàn)，因子A濕度的低水平和高水平分別取25%，45%；因子B溫度的低水平和高水平分別取25℃，45℃。濃度、流量采用部分因子設(shè)計(jì)，因子A濃度的低水平和高水平分別取1 000，3 000 mg/m3；因子B流量的低水平和高水平分別取1.2，2.0 m3/h，在中心點(diǎn)(2 000 mg/m3，1.6 m3/h)處做3次平行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見圖3、圖4。

圖3 轉(zhuǎn)化率受溫度、濕度影響的曲面圖及響應(yīng)優(yōu)化曲線

圖4 轉(zhuǎn)化率受濃度、流量影響曲面圖及響應(yīng)優(yōu)化曲線

由圖3可知，轉(zhuǎn)化率的峰值處于曲面的中部，即在濕度30.3%、溫度32.9℃的條件下轉(zhuǎn)化率最高。由圖4可知，轉(zhuǎn)化率峰值出現(xiàn)在斜面的左上角，即濃度1 000 mg/m3、流量1.2 m3/h條件下轉(zhuǎn)化率最大。因此，濃度1 000 mg/m3、流量1.2 m3/h、濕度30.3%、溫度32.9℃為TiO2/ACF的最佳吸附光催化條件。

3.1.2 TiO2/Bi2WO6/ACF吸附光催化的最優(yōu)參數(shù)條件

濕度、溫度采用響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)。Alpha值設(shè)置為1.414，中心點(diǎn)(35%，35℃)進(jìn)行5次實(shí)驗(yàn)，因子A濕度的低水平和高水平分別取25%，45%；因子B溫度的低水平和高水平分別取25℃，45℃。濃度、流量采用部分因子設(shè)計(jì)，因子A濃度的低水平和高水平分別取1 000，3 000 mg/m3；因子B流量的低水平及高水平分別取1.2，2.0 m3/h，中心點(diǎn)(2 000 mg/m3，1.6 m3/h)處做3次平行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見圖5、圖6。

圖5 轉(zhuǎn)化率受溫度、濕度影響的曲面圖及響應(yīng)優(yōu)化曲線

圖6 轉(zhuǎn)化率受濃度、流量影響曲面圖及響應(yīng)優(yōu)化曲線

由圖5可知，轉(zhuǎn)化率的峰值處于曲面的中部，即吸附光催化反應(yīng)在濕度32.9%、溫度34.0℃的條件下轉(zhuǎn)化率達(dá)到最高。由圖6可知，轉(zhuǎn)化率的峰值出現(xiàn)在斜面的左上角，即濃度1 000 mg/m3、流量1.2 m3/h的條件下轉(zhuǎn)化率最大。因此，濃度1 000 mg/m3、流量1.2 m3/h、濕度32.9%、溫度34.0℃為TiO2/Bi2WO6/ACF的最佳吸附光催化條件。

3.2 TiO2/ACF吸附光催化參數(shù)優(yōu)化效果評價

3.2.1 氣體濃度對吸附光催化降解過程的影響

在丙烷氣體流量1.2 m3/h，濕度30%，溫度33℃的條件下，改變氣體濃度，考察氣體濃度變化對吸附光催化過程的影響，結(jié)果見圖7。

由圖7可知，在吸附光催化過程趨于穩(wěn)定后，當(dāng)氣體濃度為3 000 mg/m3時，丙烷平均轉(zhuǎn)化率為20.17%；當(dāng)氣體濃度為2 000 mg/m3時，轉(zhuǎn)化率為25.35%；當(dāng)氣體濃度為最優(yōu)值1 000 mg/m3時，轉(zhuǎn)化率為32.13%。隨著初始濃度的升高，丙烷平均轉(zhuǎn)化率出現(xiàn)明顯下降，這是由于光催化材料活性位點(diǎn)的數(shù)量，限制了光催化材料產(chǎn)生自由基的能力，所以在污染物濃度低的條件下，材料表面的光催化活性點(diǎn)位足以降解污染物，降解效率高。但隨著污染物濃度的增加，活性點(diǎn)位明顯不足，使部分污染物未經(jīng)降解或未完全降解就從反應(yīng)器中排出，造成轉(zhuǎn)化率大幅下降。

圖7 氣體濃度對丙烷轉(zhuǎn)化率的影響

3.2.2 氣體流量對吸附光催化降解過程的影響

在丙烷氣體濃度1 000 mg/m3，濕度30%，溫度33℃的條件下，改變氣體流量，考察氣體流量變化對吸附光催化過程的影響，結(jié)果見圖8。

圖8 流量對丙烷轉(zhuǎn)化率的影響

由圖8可知，在吸附光催化過程趨于穩(wěn)定后，當(dāng)氣體流量為2.0 m3/h時，丙烷平均轉(zhuǎn)化率為24.72%；當(dāng)氣體流量為1.6 m3/h時，轉(zhuǎn)化率為27.47%；當(dāng)氣體流量為1.2 m3/h時，轉(zhuǎn)化率為32.13%。隨著氣體流量的提高，丙烷平均轉(zhuǎn)化率出現(xiàn)明顯下降，這是由于光催化材料表面活性位點(diǎn)數(shù)量有限導(dǎo)致。同時流量增大也會對吸附效果造成干擾，大量氣流涌入使得活性炭纖維表面吸附的污染物容易被吹脫，隨氣流排出反應(yīng)器，進(jìn)一步影響整體降解效率。

3.2.3 溫度對吸附光催化降解過程的影響

在丙烷氣體濃度1 000 mg/m3，氣體流量1.2 m3/h，濕度30%的條件下，改變溫度，考察溫度變化對吸附光催化過程的影響，結(jié)果見圖9。

圖9 溫度對丙烷轉(zhuǎn)化率的影響

由圖9可知，在吸附光催化過程趨于穩(wěn)定后，當(dāng)溫度為50℃時，丙烷平均轉(zhuǎn)化率為29.18%；當(dāng)溫度為21℃時，轉(zhuǎn)化率為30.01%；當(dāng)溫度為33℃時，轉(zhuǎn)化率為32.13%。隨著溫度的升高或降低，丙烷平均轉(zhuǎn)化率均有所下滑。50℃條件下，轉(zhuǎn)化率在反應(yīng)前期就出現(xiàn)明顯下降，這是由于過高溫度使吸附在活性炭纖維上的污染物瞬間脫附，活性炭纖維喪失了絕大部分的吸附能力，而單一的光催化作用無法實(shí)現(xiàn)高濃度污染物的瞬間降解消除，導(dǎo)致反應(yīng)轉(zhuǎn)化率急劇下降。

3.2.4 濕度對吸附光催化降解過程的影響

在丙烷氣體濃度1 000 mg/m3，氣體流量1.2 m3/h，溫度33℃的條件下，改變濕度，考察濕度變化對吸附光催化過程的影響，結(jié)果見圖10。

圖10 濕度對丙烷轉(zhuǎn)化率的影響

由圖10可知，在吸附光催化過程趨于穩(wěn)定后，當(dāng)濕度為50%時，丙烷平均轉(zhuǎn)化率為27.51%；當(dāng)濕度為21%時，轉(zhuǎn)化率為30.46%；當(dāng)濕度為最優(yōu)值30%時，轉(zhuǎn)化率為32.13%。隨著濕度的升高或降低，丙烷平均轉(zhuǎn)化率均有所下滑，這說明無論濕度過高或過低對吸附光催化反應(yīng)都會造成不利影響。在高濕度條件下，過量水蒸氣和污染物相互爭奪活性位點(diǎn)，導(dǎo)致部分吸附位點(diǎn)被水蒸氣占據(jù)，加速了活性炭纖維趨于飽和的時間；在低濕度條件下，水蒸氣含量較低使光催化產(chǎn)生活性自由基的原料較少，光催化反應(yīng)不活躍，吸附在活性炭纖維表面的污染物無法快速被光催化反應(yīng)降解，造成活性炭纖維更快趨于飽和的現(xiàn)象。

3.3 TiO2/Bi2WO6/ACF材料吸附光催化參數(shù)優(yōu)化效果評價

3.3.1 氣體濃度對吸附光催化降解過程的影響

在丙烷氣體流量1.2 m3/h，濕度33%，溫度34℃的條件下，改變氣體濃度，考察氣體濃度變化對吸附光催化過程的影響，結(jié)果見圖11。

圖11 濃度對丙烷轉(zhuǎn)化率的影響

由圖11可知，在吸附光催化過程趨于穩(wěn)定后，當(dāng)氣體濃度為3 000 mg/m3時，丙烷平均轉(zhuǎn)化率為22.53%；氣體濃度為2 000 mg/m3時，轉(zhuǎn)化率為26.79%；氣體濃度為最優(yōu)值1 000 mg/m3時，轉(zhuǎn)化率為35.23%。隨著初始濃度的升高，TiO2/Bi2WO6/ACF材料對丙烷的平均轉(zhuǎn)化率出現(xiàn)明顯下降，這都是受光催化材料活性位點(diǎn)數(shù)量有限的影響，使部分污染物未經(jīng)降解或未完全降解就從反應(yīng)器中排出，造成轉(zhuǎn)化率的大幅下降。

3.3.2 氣體流量對吸附光催化降解過程的影響

在丙烷氣體濃度1 000 mg/m3，濕度33%，溫度34℃的條件下，改變氣體流量，考察氣體流量變化對吸附光催化過程的影響，結(jié)果見圖12。

圖12 流量對丙烷轉(zhuǎn)化率的影響

由圖12可知，在吸附光催化過程趨于穩(wěn)定后，氣體流量為2.0 m3/h時，丙烷平均轉(zhuǎn)化率為26.26%；氣體流量為1.6 m3/h時，轉(zhuǎn)化率為29.97%；氣體流量為1.2 m3/h時，轉(zhuǎn)化率為35.23%。隨著氣體流量的提高，丙烷平均轉(zhuǎn)化率出現(xiàn)明顯下降，大量的氣流涌入導(dǎo)致活性炭纖維表面吸附的污染物很容易被吹脫，造成部分污染物還未被光催化降解就直接脫附跟隨氣流排出反應(yīng)器，影響整體降解效率。

3.3.3 溫度對吸附光催化降解過程的影響

在丙烷氣體濃度1 000 mg/m3，氣體流量1.2 m3/h，濕度33%的條件下，改變溫度，考察溫度變化對吸附光催化過程的影響，結(jié)果見圖13。

圖13 溫度對丙烷轉(zhuǎn)化率的影響

由圖13可知，在吸附光催化過程趨于穩(wěn)定后，溫度為50℃時，丙烷平均轉(zhuǎn)化率為30.41%；溫度為21℃時，轉(zhuǎn)化率為31.17%；溫度為最優(yōu)值33℃時，轉(zhuǎn)化率為35.23%。溫度升高或降低，TiO2/Bi2WO6/ACF材料對丙烷平均轉(zhuǎn)化率均下降，這與溫度對TiO2/ACF材料的影響規(guī)律相似，溫度過高干擾了吸附光催化材料的吸附性能，使吸附的污染物瞬間脫附，導(dǎo)致反應(yīng)前中期轉(zhuǎn)化率急劇下降。

3.3.4 濕度對吸附光催化降解過程的影響

在丙烷氣體濃度1 000 mg/m3，氣體流量1.2 m3/h，溫度34℃的條件下，改變濕度，考察濕度變化對吸附光催化過程的影響，結(jié)果見圖14。

圖14 濕度對丙烷轉(zhuǎn)化率的影響

由圖14可知，在吸附光催化過程趨于穩(wěn)定后，濕度為50%時，丙烷平均轉(zhuǎn)化率為29.67%；濕度為21%時，轉(zhuǎn)化率為32.31%；濕度為最優(yōu)值30%時，轉(zhuǎn)化率為35.23%。無論濕度升高還是降低，TiO2/Bi2WO6/ACF材料對丙烷平均轉(zhuǎn)化率均下滑。在高濕度條件下，過量的水蒸氣和污染物相互爭奪活性位點(diǎn)，加速了活性炭纖維趨于飽和的時間；在低濕度條件下，光催化產(chǎn)生活性自由基的原料較少，使光催化反應(yīng)不活躍，造成整體轉(zhuǎn)化率降低。

3.4 TiO2/ACF與TiO2/Bi2WO6/ACF材料吸附光催化降解性能對比

在丙烷濃度1 000 mg/m3，流量1.2 m3/h，開啟紫外光源的條件下，分別調(diào)整溫度、濕度，使兩種材料在各自最優(yōu)條件下進(jìn)行吸附光催化反應(yīng)，考察Bi2WO6材料的加入對吸附光催化性能的影響，結(jié)果見圖15。

圖15 最優(yōu)參數(shù)條件下兩種材料丙烷轉(zhuǎn)化率對比

由圖15可知，TiO2/Bi2WO6/ACF材料在吸附光催化反應(yīng)的前、中、后期均有更優(yōu)異的表現(xiàn)，其穩(wěn)定后的平均轉(zhuǎn)化率達(dá)到35.49%，相比于TiO2/ACF材料的33.17%提升了2.32%。這是由于TiO2與Bi2WO6兩者之間的半導(dǎo)體耦合效應(yīng)能減少光生電子-空穴對的復(fù)合，增強(qiáng)了催化劑的光催化活性，可以產(chǎn)生更多的活性自由基，使氧化降解能力增強(qiáng)。同時，TiO2/Bi2WO6/ACF材料轉(zhuǎn)化率的波動明顯弱于TiO2/ACF材料，這是由于Bi2WO6材料的加入抑制了光生電子-空穴對的復(fù)合，增強(qiáng)了光催化降解反應(yīng)的穩(wěn)定性。另外，由于Bi2WO6光催化材料具有可見光響應(yīng)的特點(diǎn)，對紫外燈產(chǎn)生的藍(lán)光、紫光也可進(jìn)行部分利用，這也是導(dǎo)致其降解效率更高的原因之一。

3.5 三級反應(yīng)能效實(shí)驗(yàn)

3.5.1 TiO2/ACF材料吸附光催化三級反應(yīng)能效實(shí)驗(yàn)

在丙烷濃度1 000 mg/m3，流量1.2 m3/h，濕度30%，溫度33℃，開啟紫外光源的條件下，將三個反應(yīng)器串聯(lián)，進(jìn)行TiO2/ACF材料吸附光催化三級反應(yīng)，考察反應(yīng)器的吸附光催化降解性能，結(jié)果見圖16。

圖16 TiO2/ACF材料三級轉(zhuǎn)化率

由圖16可知，在三級吸附光催化過程趨于穩(wěn)定后，一級反應(yīng)器的丙烷平均轉(zhuǎn)化率為33.38%，二級反應(yīng)器為40.13%，三級反應(yīng)器為54.16%，經(jīng)三級降解后，丙烷總體轉(zhuǎn)化率可達(dá)81.71%。每一級反應(yīng)器的降解效率都有所提升，這是由于后續(xù)反應(yīng)器進(jìn)氣均為前一反應(yīng)器的出氣，污染物流經(jīng)前一反應(yīng)器后到一定程度的降解，使后續(xù)反應(yīng)器所需承受的降解壓力減小，因此擁有更高的轉(zhuǎn)化率。

3.5.2 TiO2/Bi2WO6/ACF材料吸附光催化三級反應(yīng)能效實(shí)驗(yàn)

在丙烷濃度1 000 mg/m3，流量1.2 m3/h，濕度33%，溫度34℃，開啟紫外光源的條件下，將三個反應(yīng)器串聯(lián)，進(jìn)行TiO2/Bi2WO6/ACF材料吸附光催化三級反應(yīng)，考察每一級反應(yīng)器的吸附光催化降解性能，結(jié)果見圖17。

圖17 TiO2/Bi2WO6/ACF材料三級轉(zhuǎn)化率

由圖17可知，在三級吸附光催化過程趨于穩(wěn)定后，一級反應(yīng)器的丙烷平均轉(zhuǎn)化率為36.92%，二級反應(yīng)器為45.35%，三級反應(yīng)器為59.27%，經(jīng)三級降解后，丙烷總體轉(zhuǎn)化率可達(dá)85.96%。每一級反應(yīng)器的降解效率都獲得一定程度的提升，這是由于污染物流經(jīng)前一反應(yīng)器后得到一定程度的降解，使轉(zhuǎn)化效率相對更高。

3.5.3 兩種材料三級反應(yīng)性能對比

將TiO2/ACF材料與TiO2/Bi2WO6/ACF材料三級轉(zhuǎn)化率進(jìn)行對比，如圖18所示。

圖18 兩種材料三級轉(zhuǎn)化率對比

由圖18可知，在相同的濃度、流量條件下，以及各自最優(yōu)的溫度、濕度條件下，TiO2/Bi2WO6/ACF材料相比于TiO2/ACF材料具有更優(yōu)異的性能表現(xiàn)。TiO2/Bi2WO6/ACF材料的三級總體轉(zhuǎn)化率達(dá)到85.96%，比TiO2/ACF材料高出4.25%；TiO2/Bi2WO6/ACF材料的一級、二級、三級轉(zhuǎn)化率分別比TiO2/ACF材料高出3.54%，5.22%，5.11%。

4 結(jié) 論

根據(jù)國內(nèi)外吸附及光催化技術(shù)現(xiàn)狀，結(jié)合VOCs污染特點(diǎn)，通過優(yōu)化反應(yīng)參數(shù)對VOCs降解進(jìn)行研究性實(shí)驗(yàn)，主要結(jié)論如下。

1)通過部分因子實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)曲面實(shí)驗(yàn)最終確定濃度1 000 mg/m3、流量1.2 m3/h、濕度30%、溫度33℃為TiO2/ACF材料的最優(yōu)降解條件，濃度1 000 mg/m3、流量1.2 m3/h、濕度33%、溫度34℃為TiO2/Bi2WO6/ACF材料的最優(yōu)降解條件，在各自最優(yōu)條件下，兩種材料均具有對高濃度污染物響應(yīng)速度快、反應(yīng)平衡后污染物轉(zhuǎn)化率高的特點(diǎn)，TiO2/ACF材料三級反應(yīng)總體轉(zhuǎn)化率達(dá)到81.71%，TiO2/Bi2WO6/ACF材料三級反應(yīng)總體轉(zhuǎn)化率達(dá)到85.96%。

2)吸附光催化過程主要考察了濃度、流量、濕度、溫度對吸附光催化作用的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，濃度、流量與污染物轉(zhuǎn)化率之間存在線性關(guān)系，濃度、流量越大污染物的轉(zhuǎn)化率就越低；濕度、溫度與污染物轉(zhuǎn)化率之間存在非線性關(guān)系，隨著溫度、濕度的提高污染物的轉(zhuǎn)化率呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢。

3)將活性炭纖維(ACF)的高吸附脫附性能與TiO2的光催化降解能力相結(jié)合，取長補(bǔ)短，通過吸附耦合光催化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對污染物的緩沖降解，既解決了單一吸附技術(shù)無法降解污染物的棘手問題，又利用活性炭纖維高吸附性能改善了光催化作用無法快速降解大量污染物的問題，在對污染物進(jìn)行穩(wěn)定降解的同時又具有一定的抗沖擊負(fù)荷能力。同時，TiO2與Bi2WO6相結(jié)合，通過半導(dǎo)體耦合效應(yīng)能夠有效減少光生電子-空穴對的復(fù)合，從而增強(qiáng)催化劑的光催化活性，使光催化降解污染物的效率得到有效提升。

因此，將吸附光催化技術(shù)作為VOCs治理的一種前處理手段，實(shí)現(xiàn)對污染物濃度的削峰填谷，使污染物濃度達(dá)到平衡的同時對污染物進(jìn)行初步降解，并與后續(xù)處理設(shè)備相連接，實(shí)現(xiàn)對污染物的高效降解，工藝流程簡單，能耗低，具有很好的應(yīng)用前景。