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论述光氧催化废气净化器的作用过程与研究进展

2018-12-24 14:09:01

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光氧催化废气净化器是专业的除味设备,主要针对大气污染废气排放等问题,前期采用高温灯管分解技术,由电控室控制高温灯管作业,当恶臭气体进入箱体内,受到高温分解,然后经过滤网从出风口排出,完成高温除臭工作。光氧催化废气净化器的气体减排技术可以利用室内或阳光光源来达到长期空气净化的目的,可以利用污染物的雨水收集和再循环光催化效果,减少吸附剂的使用和二次污染的问题。在工业生产过程中,空气污染物浓度高,不适合使用光学氧催化废气处理技术来处理,因为光催化剂属于温和派和连续函数,特别是低浓度范围疗伤,如去除异味可以达到良好的结果。但同时也有研究单位和行业发展将光催化剂与吸附剂相结合的技术,可以达到吸附和光催化的效果。

光氧催化废气净化器适合于布置紧凑、场地狭小等特别条件,设备占地面积<1平方米/处理10000m3/h风量。废气分子只被裂解成原子、自由基是不够的,还需要通过羟基自由基将其氧化成稳定的小分子,如CO2、H2O等,从而达到废气净化的目的。臭氧需要通过氧气获取有效UV光子的能量后裂解形成活性氧原子并与氧气而结合形成。净化技术可靠且非常稳定,净化设备无须日常维护,只需接通电源即可正常使用,且运行成本低,无二次污染。

恶臭气体利用排风设备输入到光氧催化废气净化器后,净化设备运用有效C波光束及臭氧对恶臭气体进行协同分解氧化反应,使恶臭气体物质其降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳,再通过排风管道排出室外。利用有效UV光束裂解恶臭气体中细菌的分子键,破坏细菌的核酸(DNA),再通过臭氧进行氧化反应,透彻达到脱臭及杀灭细菌的目的。TiO2光解催化氧化设备UV光子有效量可达(747kJ/mol),本次待处理的键能均小于747kJ/mol,故很容易通过捕获UV光子获得能量使其化学键断裂,而便于进一步被氧化形成稳定的简单的化合物。

而关于研究进展方面的内容,光氧催化废气净化器灯光采用常用高温紫外线灯管,维修简单方便,这种灯管市面上很常见,所谓光氧催化废气净化器的维修不是问题。光氧催化废气净化器是除臭设备,主要应用在工业除臭中,而光解除臭设备依靠高温灯管进行除臭。光氧催化废气净化器利用高臭氧UV紫外线光束照射恶臭气体和TiO2光催化,催化裂解恶臭气体如:氮、3-K胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯,硫化物H2S、VOC类,苯、甲苯、二甲苯的分子链结构,使有机或无机高分子恶臭化合物分子链。

在紫外线光束照射下,降解转变成低分子化合物,如CO2、H2O等。TiO2光催化的催化化性在很大程度上影响光催光反应速率,而TiO2光催光活性主要受TiO2的晶型和粒径的影响。锐钛型TiO2的催化活性高。随着粒径的减少,电子与空穴简单复合的概率降低,光催化活性增大。另外,孔隙率、平均孔径、粒子表面状态,纯度等对其光催化活性也均有影响。为了提高光降解速率,对TiO2光催化剂进化改性,如研制纳米TiO2,制备TiO2的复合半导体,金属离子掺杂、染料光敏化等。也可以采用各种先进的手段制备TiO2催化剂,以提高光催化剂的活性。

经过长期研究发现,当化学物质通过吸收能量(如热能、光子能量等),可以使自身的化学性质变得加活跃甚至被裂解。当吸收的能量大于化学键键能,即可使得化学键断裂,形成游离的带有能量的原子或基团。在波长范围紫外线的作用下,一方面空气中的氧被裂解,然后组合产生臭氧。另一方面将污染物化学键断裂,使之形成游离态的原子或基团;同时产生的臭氧参与到反应过程中,使废气终被裂解,氧化成简单的稳定的化合物,如CO2、H2O、N2等。


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