Photocatalytic oxidation of formaldehyde vapour using amorphous titanium dioxide

Abstract

The gas-phase photocatalytic oxidation of formaldehyde over illuminated amorphous titaniumdioxide was investigated using a model flow reactor with the following experimental conditions: 0.1–0.5 l/min flow rate and an organic compound concentration range of 0.006– 0.082 mol/m3. Mathematical model of the process which includes two sequential stages: formation of formic acid and its subsequent oxidation to CO2 was offered. It was found that when the amount of TiO2 on carrying agent (anodized titanium) is 3.6 mg/cm2, the intensity ofUVlamp is 18 W and the catalyst temperature is 293 K, values of observed rate constants are equal to 6.5.10-3 s-1 for the first stage and 1.10-2 s-1 for the second stage of oxidation. The apparent activation energy of photocatalytic oxidation process of formaldehyde vapour for temperature interval 293–323 K is 20.2 kJ/mol. Вивчено газофазне фотокаталітичне окиснення формальдегіду на опроміненому аморфному діоксиді титану, використовуючи модельний проточний реактор з наступними експериментальними умовами: 0.1–0.5 л×хв-1 швидкості потоку і концентрацією органічних сполук у діапазоні 0.006–0.082 моль/м3. Запропонована математична модель процесу, яка включає дві послідовні стадії: утворення з формальдегіду метанової кислоти і її наступне окиснення до СО2. Знайдено, що при кількості TiO2 на поверхні носія (анодованого титану) 3.6 мг/см2, потужності УФ-лампи класу UVA 18 Вт ітемпературі каталізатору 293 K величини умовних констант швидкості дорівнюють 6.5.10-3 с-1 для першої стадії і 1.10-2 с-1 для другої стадії окиснення. Ефективна енергія активації процесу фотокаталітичного окиснення парів формальдегіду у температурному інтервалі 293–323 K становила 20.2 кДж/моль.