深化詳解廢氣處理中關(guān)于光氧催化技術(shù)的基本原理

 

　　現(xiàn)在，光催化氧化技術(shù)***要是使用光敏催化劑激起的電子-空穴對(duì)，在必定的光照下與吸附在催化劑上的溶解氧和水分子發(fā)生反應(yīng)，生成強(qiáng)氧化性基團(tuán)如·OH和O2-，***終經(jīng)過增加、置換和電子搬運(yùn)污染物溶液中的羥基來完成VOCs的復(fù)原。換言之，光催化氧化所需的***要能量是光能。TiO2具有化學(xué)穩(wěn)定性高、催化活性***、價(jià)格低廉等長(zhǎng)處，是***常用的光催化劑之一。晶體結(jié)構(gòu)有兩種：銳鈦礦型和金紅石型。金紅石型比較穩(wěn)定，即便在高溫下，也很難分化和轉(zhuǎn)化。金紅石型TiO2的禁帶寬度為3.0ev，而銳鈦礦型TiO2的禁帶寬度為3.2eV，即引發(fā)銳鈦礦型TiO2光催化反應(yīng)所需的光能***于3.2eV，金紅石型TiO2的禁帶寬度僅***于3.0ev。關(guān)于銳鈦礦型TiO2，紫外光的激起波長(zhǎng)應(yīng)小于387.5nm。

 

　　望文生義，光催化氧化技術(shù)，它有必要有“光”和“催化劑”一同作業(yè)。關(guān)于光，有兩個(gè)參數(shù)：波長(zhǎng)和強(qiáng)度。TiO2催化劑只要在必定波長(zhǎng)范圍內(nèi)吸收光，才能戰(zhàn)勝帶隙能，在其外表發(fā)生電子空穴。成果表明，在185～254nm范圍內(nèi)，短波紫外光更有利于生成更多的·Oh，然后加快了光催化活性的進(jìn)步。光強(qiáng)度代表單位時(shí)刻和單位截面的光能，它直接決議了紫外光供給的總能量是否足以使周圍的一切TiO2參加反應(yīng)。因而，在光催化過程中，有必要確保反應(yīng)器內(nèi)光的均勻分布和必定強(qiáng)度的紫外光。

 

　　催化劑的活性組分***要為TiO2。粒徑越小，***別是在納米級(jí)，比外表和反應(yīng)外表越***，單電子空穴復(fù)合速率越小，光催化活性越高；假如在TiO2中摻雜金屬或非金屬顆粒，因?yàn)殇J鈦礦型具有較強(qiáng)的氧吸附能力，金紅石型具有較高的光使用率，且兩種類型的混合晶體的光催化功能均***于單晶材料。影響光催化活性的其他要素包含孔隙率、均勻孔徑、外表電荷、煅燒溫度和純度。水蒸氣也是光催化反應(yīng)的重要要素。因?yàn)樗肿庸┙o的羥基能捕獲空穴，從而發(fā)生自由基·Oh，反應(yīng)中適量的水蒸氣有利于反應(yīng)，但假如水蒸氣過多，就會(huì)在TiO2外表發(fā)生競(jìng)賽吸附，不利于光催化。此外，反應(yīng)器中的初始濃度和停留時(shí)刻也直接影響光催化氧化技術(shù)的去除作用。依據(jù)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的成果，在***化的條件下，濃度為10mg/m3的甲醛去除率需30min能力到達(dá)70%。