本发明专利技术涉及一种纳米TiO2/CdS复合光催化剂常温降解碳氢化合物(HC)。该TiO2/CdS复合光催化剂成本低、光催化活性高、稳定性好，能够在常温、模拟太阳光辐照下，高效光催化降解HC气体。同时该光催化剂很容易收集回收利用，在常温消除大气中HC气体方面具有很好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种纳米Ti02/CdS复合光催化剂常温降解碳氢化合物(HC)的用途，属于无机纳米光催化材料领域。
技术介绍
随着我国城市化进程的快速发展，城市机动车保有量也在不断攀升。据统计，2013年末全国民用汽车保有量达到1.37亿辆。由此造成的城市交通拥堵和严重的环境污染，已成为制约城市社会和经济发展的瓶颈之一。环境保护部发布的《2013年中国机动车污染防治年报》指出，2012年，全国机动车排放污染物4612.1万吨，其中氮降解物(NOx) 640.0万吨，颗粒物(PM) 62.2万吨，碳氢化合物(HC) 438.2万吨，一降解碳(CO) 3471.7万吨。汽车尾气排放是大气污染物的主要贡献者，其排放的NOx和PM超过90%，HC和CO超过70%。常温下这些汽车排放污染物的治理十分困难，污染物在大气中有较长时间的稳定时间，特别是HC几乎无法自然分解。对HC进行降解(包括完全氧化与部分官能团化)是化学领域最富挑战性的问题之一，均相、非均相及酶催化过程都被用来解决该问题。然而，温和条件下的HC降解目前尚未有突出进展。总之，HC性能稳定，在没有外来能量输入的条件下很难被降解。目前光催化降解烃类污染物的研究已获得越来越多的关注。H.Einaga等在2002年研究了湿润空气中T12光催化剂对甲苯、环己烯及环己烷等烃类有机物的降解，发现室温下可将这些污染物降解为COx，但由于中间产物吸附在T12表面，因此降解效率较差。P.Zhang等利用O3辅助的T12光催化技术对室内空气中微量正己烷的去除率接近50%。D.Hesse等以T12为光催化剂，研究了紫外光下T12对甲烷、乙烷、乙烯和丙烯的光催化降解行为，T12在丙烯和乙烯的光催化降解方面表现出较好的光催化催化活性，但是对甲烷、乙烷等烷烃的光催化降解效果较差。Z.Zou等利用可见光催化剂GaN: ZnO降解多环芳烃菲、蒽、苊等，发现GaN = ZnO可见光催化剂对多环芳烃化合物具有良好的降解能力，在1-6小时内可完全降解。目前HC的光催化降解研究主要采用T12光催化剂，对HC的降解效率普遍较低，而采用GaN = ZnO可见光催化剂的光催化效率明显高于Ti02。因此提高催化剂的光能利用率是一个有效的途径。由于T12的带隙较宽，对太阳光的利用率不高且量子效率较低，光催化降解HC的能力较弱。因此开发高效、稳定的新型光催化剂具有重大意义。CdS作为一种优良的窄带隙光电材料，在太阳能电池和光解水制氢等研究方向有着大量研究。将T12与CdS复合，整合T12与CdS优势可以明显提高器件的性能。但是Ti02/CdS复合光催化剂在光催化降解HC气体方面尚未见文献报道。
技术实现思路
为克服如上问题，本专利技术提供如下技术方案:—种纳米Ti02/CdS复合光催化剂的用途，其用于光催化降解碳氢化合物(HC)气体。根据本专利技术，所述光催化降解在常温下、太阳光照射下进行。根据本专利技术，所述HC气体为单一组分HC气体或多种HC气体组成的混合气。根据本专利技术，所述HC气体优选为C1 4烷烃、C1 4烯烃、C1 4 二烯烃等，例如甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙二烯等。所述光催化降解HC气体的浓度处于200ppmv以下。根据本专利技术，所述的纳米Ti02/CdS复合光催化剂的尺寸优选在30nm以下，所述复合光催化剂的比表面积优选为45-55m2/g，更优选为49.6m2/g ;所述的纳米Ti02/CdS复合光催化剂组分配比为=T12与CdS的质量比范围为100:0.5-100:10。Ti02/CdS复合光催化剂具有很好的光催化活性和稳定性，能够在常温、太阳光辐照下高效光催化降解碳氢化合物(HC)气体。同时该光催化剂很容易收集回收利用。因此本专利技术的Ti02/CdS复合光催化剂能够在常温、太阳光照射下，消除大气中HC气体污染物，实现净化空气的目的。【附图说明】图1为Ti02/CdS复合光催化剂的吸收光谱图。图2为Ti02/lwt% CdS复合光催化剂的透射电镜图形貌图(a)和高分辨率透射电镜图(b) ο图3为配比不同的Ti02/CdS复合光催化剂在模拟太阳光下固定床光催化降解乙烷气体的数据图。图4为Ti02/lwt% CdS复合光催化剂在模拟太阳光下固定床光催化降解乙烯气体的数据图。图5为Ti02/lwt% CdS复合光催化剂在模拟太阳光下流动床光催化降解乙烷气体的数据图。【具体实施方式】以下结合附图具体说明本专利技术的技术方案和效果。但本领域技术人员了解，下述实施例不是对本专利技术保护范围的限制，任何在本专利技术基础上做出的改进和变化，都在本专利技术的保护范围之内。实施例1:Ti02/CdS复合光催化剂的制备将I份钛酸四丁酯加入到10份的乙二醇中并伴随搅拌，然后将4份柠檬酸加入到上述乙二醇中，继续搅拌形成溶胶。将该溶胶加热到523K形成干凝胶，将干凝胶转移到氧化铝坩埚中，放置到马弗炉中823K热处理10小时，得到T12纳米粉体，将该粉体研磨待用。将0.108g的CdCl2.2.5H20和0.036g的硫脲溶解在90mL乙醇中，加热并磁力搅拌，将溶液温度控制在333K。将0.03g氢氧化钠溶于30mL无水乙醇中，之后用注射器将氢氧化钠乙醇溶液快速注入到CdCl2.2.5H20和硫脲的混合溶液中，继续搅拌加热333K保持24小时，之后自然冷却至室温。将沉淀物离心收集并用乙醇洗涤数次，最后置于353K烘箱中烘干，最终得到CdS纳米粉体。分别按一定的质量百分比称取T12粉体和CdS粉体，分散在无水乙醇中，然后强力搅拌后超声分散，最后将无水乙醇蒸干，分别得到Ti02/0.5wt%CdS(CdS占整个粉体的质量百分含量为 0.5wt% ), T12/1Wt% CdS, Ti02/2wt% CdS, Ti02/5wt% CdS 复合光催化剂。实施例2:固定床光催化降解乙烷气体本专利技术的光催化剂固定床降解乙烷气体的光催化性能测试，在常温、模拟太阳光下进行。实验过程如下:分别称取实施例1中制备的Ti02/CdS复合光催化剂0.15g，平铺到体积为450mL的光反应器底部，将反应器密封。用气体微量提取器向光反应器中注入90 μ L高纯乙烧气体。将反应器避光保持I小时，气体达到吸附脱附平衡，之后开启300WXe灯光源。每隔10分钟取样，采用气相色谱仪检测反应器中乙烷气体浓度的变化。测试结果如图3所示，在模拟太阳光辐照下，Ti02/CdS复合光催化剂表现出优异的光催化降解乙烧的能力。其中Ti02/lwt% CdS复合光催化剂能在60分钟内将200ppmv的乙烷气体完全降解，表现出优异的光催化降解乙烷的活性，具有很高的实际应用价值。实施例3:固定床光催化降解乙烯气体本专利技术的光催化剂固定床降解乙烯气体的光催化性能测试，在常温、模拟太阳光下进行。实验过程如下:称取实施例1中制备的Ti02/lwt% CdS复合光催化剂0.15g，平铺到体积为450mL的光反应器底部，将反应器密封。用气体微量提取器向光反应器中注入90 μ L高纯乙烯气体。将反应器避光保持I小时，气体达到吸附脱附平衡，之后开启300WXe灯光源。暗态每隔10分钟取样，光照条件下每隔5分钟取样，采用气相色谱仪检测反应器中乙烯气体浓度的变化。测试结果如图4所示，在模拟太阳光辐照下，T本文档来自技高网...
【技术保护点】
纳米TiO2/CdS复合光催化剂的用途，其用于碳氢化合物(HC)气体的光催化降解。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张耀红，王丹，易志国，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：福建;35
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