光氧催化廢氣處理技術原理

今天廢氣處理設備廠家（jiā）——源和環保，來給大家介紹光氧催化廢氣處理（lǐ）技（jì）術的原理。

     光氧催化技（jì）術，主要利用光敏催化劑（jì）在一定量的光照射下激發產生的電子-空穴對，與吸附在催化劑麵積的（de）溶解氧和水分子等（děng）發生作（zuò）用，進而產生˙OH與˙O2-等強氧化性自由基，再通過與汙（wū）染物的（de）羥基加和（hé）、取代、電子轉移等方式礦化，最終（zhōng）實現（xiàn）VOCs的降解。說白了，光催化氧化（huà）反應所需的能（néng）量主要來源光照能量。

TiO2具有較高的化學（xué）穩定性（xìng）和催化活性，且價廉無毒（dú），所以是目前最常（cháng）用的光催化劑之（zhī）一。其常用（yòng）的晶型結構有2種：銳鈦礦型和金紅（hóng）石型。金紅石型相（xiàng）對更穩定，即使在高溫的情況下也難以（yǐ）發生分解和轉化。並且金紅（hóng）石型TiO2的禁帶（dài）寬度為3.0eV，而銳（ruì）鈦礦型（xíng）TiO2的禁帶寬度是3.2eV，也就是說，引發銳（ruì）鈦礦型TiO2進（jìn）行光催化反應所需的光能量需（xū）大於3.2eV，金（jīn）紅石（shí）型TiO2僅需大於3.0eV。對於銳鈦礦型TiO2，紫外光的激發波長需要小於387.5nm。

     顧名思義，光氧催化技術，那肯定得（dé）有“光”和“催化劑”共同作用才行。

     對於光，有兩個參數：波長與光強。隻有吸收了一定波長範圍內的光，TiO2催化劑才可以克服其（qí）禁帶的能量，在其表麵會產生電子（zǐ）-空穴。研究結果表明，短（duǎn）波長的紫外光，尤其是在185~254nm，更有（yǒu）利於生成更多的˙OH，從而加快光催化反應活性。而表示單位時間內、通（tōng）過（guò）單位橫截麵光能大小的光強，直接（jiē）決定了紫外光所提供的總（zǒng）能量是否足以使周圍的TiO2全（quán）部（bù）參與（yǔ）到反應中來。所以，光催化過程中要保證反應器內布光均勻且紫外光達到一定強度。

     對於催化劑，其活性組分主要是TiO2。其顆粒粒徑越（yuè）小，尤其是納米級（jí），比表麵（miàn）與反應麵就越大，電子-空穴的簡單（dān）複合率就小，光催化活性也就高；若在TiO2中摻雜金屬或非金屬粒子，還可拓（tuò）展其可接受的光照射響應範圍；因為銳鈦礦型具有強吸附氧氣能力，金（jīn）紅石型具有較高的光（guāng）利用率，二者的混晶型物質在（zài）光催化性能方麵的表現要比單一晶型物質要好。其它影響光催化活性的因素還包（bāo）括，孔隙率、平均孔徑、表麵電荷、焙燒溫度（dù）、純度等。

     水蒸氣也是在光催化反（fǎn）應不可忽視的因素（sù）。因為水分子提（tí）供了可俘獲空穴的（de）羥基，進而產（chǎn）生自由基˙OH，反應中（zhōng）適量的水（shuǐ）蒸氣有利於反應的進行，但如果（guǒ）水（shuǐ）蒸氣過多，會在TiO2表麵產生競爭（zhēng）吸附，反而不利於光催化的進行。

     此外，廢氣的初始濃度和在反應器內部的停留時間，也直接影響光氧催化技術的去除（chú）效果。從（cóng）目前的實驗（yàn）室數據結果看，在各條件優化後的情況（kuàng）下，處理濃度10mg/m3的甲醛尚需30min才能達到70%的去除（chú）效率。

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