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飞机在巡航高度飞行时舱外臭氧浓度随季节、飞行高度、飞行时间而变化,最高臭氧浓度高达2.34mg/m3。污染物臭氧除了自身对人体有较大的危害外,还可与机舱内表面、人体皮肤油脂、头发及衣服面料(羊毛,棉布,聚酯)等发生氧化反应生成可挥发性有机物,如甲醛、乙醛、丙酮等,这些化学产物会引起头疼、眼睛疼痛、胸闷、鼻过敏、皮肤干燥、头晕以及精神紧张等一系列不适症状。因此,臭氧的去除是飞机座舱空气净化的关键环节。 本文在前人研究的基础上采用了光催化和热催化法对臭氧的去除进行研究,同时也研究了臭氧与典型挥发性有机物甲醛的相互作用。本文主要研究工作如下: (1)搭建了用于臭氧去除的光催化和热催化反应实验系统。 (2)以纳米TiO2为催化剂,活性炭网为载体,制备TiO2催化剂膜,分析臭氧的光催化去除效果,实验结果表明纳米光催化可以去除臭氧。单独光催化去作用下,臭氧的光催化去除随着流速的增大表现为传质控制过程和光催化控制过程两个阶段,传质控制过程中,臭氧的光催化降解速率随着流速的增大而增大;在光催化反应控制过程中,光催化降解速率变化不大,臭氧的去除率受驻留时间的影响。湿度对光催化去除臭氧影响存在最佳湿度范围。不产生额外臭氧的紫外灯更适合作为光催化去除臭氧的光源。但光催化臭氧去除最佳流速过低,且巡航高度新风湿度几乎为零,限制了光催化臭氧去除在实际机舱臭氧去除中的应用。 (3)以复合金属氧化物MnO2-CuO及炭载MnO2-Cu为催化剂,分析臭氧的热催化去除,实验发现,湿度对臭氧的热催化去除起到抑制作用;温度对臭氧的热催化去除起到促进作用,随着温度的增大,臭氧的去除率和降解速率都随之增大。高流速下,臭氧的去除率和降解速率能保持在较高范围。在相同条件下,粉末状催化剂MnO2-CuO对臭氧的去除效果高于颗粒状催化剂炭载MnO2-Cu对臭氧的去除。 (4)臭氧与甲醛的相互作用实验表明,在无光照无催化剂条件下,臭氧自身可与甲醛直接发生反应。光催化去除甲醛实验表明,臭氧的存在促进了甲醛的光催化去除效果。 (5)热催化法更适合净化飞机座舱空气。