[发明专利]蓄光辅助光催化复合材料催化效果的检测方法及筛选方法

说明书

本发明公开了一种蓄光辅助光催化复合材料催化效果的检测方法以及蓄光辅助光催化复合材料的筛选方法。在蓄光辅助光催化复合材料与污染物达到吸附与脱附平衡之后，打开光源；记录光催化反应器出口污染物的浓度；计算累积通入光催化反应器内的污染物的总浓度，将光催化反应器出口污染物的浓度绘制成曲线，然后计算得到累积剩余浓度，计算得到污染物的累积降解浓度。该方法能够全面评价蓄光辅助光催化复合材料在光照及暗态下对液体或气体污染物的去除效果。

技术领域

本发明涉及一种蓄光辅助光催化复合材料催化效果的检测方法及蓄光辅助光催化复合材料的筛选方法。

背景技术

蓄光辅助光催化复合材料是指一种可在光照及黑暗条件下均能发挥催化去污作用的光催化复合材料。目前，蓄光辅助光催化复合材料尚处于起步阶段，用于评价该复合材料光催化性能的方法仍是通过对污染物的降解效率进行直接对比。这种方法对以往只能在外加光源存在时发挥催化作用的光催化剂是有效的，但对于暗态下可利用自身光能反应的蓄光辅助光催化复合材料并不合适。因为光催化剂与荧光粉之间同时存在光能竞争和协同作用这种复杂的关系，所以不能确保在光照条件下污染物降解效率高的蓄光辅助光催化复合材料，在暗态条件下降解效率依然较高。此外，对于持续输入型气体污染物而言，降解率随时间变化而不同，因此，某一刻的降解率并不能全面反映蓄光辅助光催化复合材料的光催化性能。

CN105158401A公开了一种小型催化剂活性评价装置，包括催化反应区和反应控制区。催化反应区包括反应区壳体、基底支座、光催化激发光源、曝气头、曝气管、液位计、催化剂投加口、加酸/碱口、进水口、取样口；反应控制区包括开关、光强控制器、温度控制器、磁力搅拌转速控制器、气流计、pH计。通过反应控制区中各控制器的调节，设定催化反应条件；催化剂与模拟评价催化液在曝气气流或磁力搅拌的作用下充分混合成悬浮体系；悬浮体系可根据催化反应的特性，选择暗催化反应或光催化反应。根据模拟评价催化液催化反应的结果，从而有效的评价催化剂的活性并筛选高活性催化剂。上述装置未涉及如何全面反映蓄光辅助光催化复合材料的光催化性能。

CN110568122A公开了一种测试二氧化钛复合材料光催化效果的方法，基于密度泛函理论计算材料的禁带宽度值、探针分子的吸附能量值参数；依据上述参数定性判断材料的光催化等级的方法。上述方法主要基于理论推导，实用性不强；且依然通过对污染物的降解效率进行直接对比评价光催化效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种蓄光辅助光催化复合材料催化效果的检测方法。该方法建立了蓄光辅助光催化复合材料催化效果评价指标，全面反映蓄光辅助光催化复合材料的光催化性能。

本发明的另一个目的在于提供一种蓄光辅助光催化复合材料的筛选方法。该筛选方法能够综合评价蓄光辅助光催化复合材料在光照及暗态下对污染物的去除效果，从而更加准确地选择性能更好的蓄光辅助光催化复合材料。

一方面，本发明提供一种蓄光辅助光催化复合材料催化效果的检测方法，包括以下步骤：

a、将蓄光辅助光催化复合材料置于光催化反应器内，控制通入光催化反应器内污染物的流速，使光催化反应器内的污染物浓度维持在某个值M附近；

b、在蓄光辅助光催化复合材料与污染物达到吸附与脱附平衡之后，打开光源；将打开光源时污染物的初始浓度记为C₀，随着时间t记录光催化反应器出口污染物的浓度C；

c、假设无外界作用时，光催化反应器内污染物的浓度维持C₀不变，则从a时刻至b时刻的时间段内累积通入光催化反应器内的污染物的总浓度为C₀×(b-a)；

d、将光催化反应器出口污染物的浓度C绘制成随时间t变化的曲线C(t)，然后通过式(1)计算得到从a时刻至b时刻的时间段内累积剩余浓度R_C：