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uv光氧化廢氣處理催化原理

添加時間:2017/11/20 8:53:57  點擊次數:

光催化技術作為一種高效、安全的環境友好型環境凈化技術,對室內空氣質量的改善已得到國際學術界的認可。

1967年藤島昭教授在一次試驗中發現光催化反應,光催化技術是一種在能源和環境領域有著重要應用前景的綠色技術,在光的照射下可將有機污物徹底降解為二氧化碳與水,同時光催化材料自身無損耗,被環保界認為是21世紀環境凈化領域的革命性突破,被譽為“當今世界最理想的環境凈化技術”。

優點:操作簡單、能耗低、無二次污染、效率高。

1.直接用空氣中的氧氣做氧化劑,反應條件溫和(常溫 常壓) 2.可以將有機污染物分解為二氧化碳和水等無機小分子,凈化效果徹底。 3.半導體光催化劑化學性質穩定,氧化還原性強,成本低,不存在吸附飽和現象,使用壽命長。

光催化凈化技術具有室溫深度氧,二次污染小,運行成本低和可望利用太陽光為反應光源等優點,所以光催化特別合適室內揮發有機物的凈化,在深度凈化方面顯示出了巨大的應用潛力。 常見的光催化劑多為金屬氧化物和硫化物,如Tio2, ZnO,CdS,WO3等,其中Tio2的綜合性能最好,應用最廣。自1972年Fujishima和Honda發現在受輻照的Tio2上可以持續發生水的氧化還原反應,并產生H2以來,人們對這一催化反應過程進行了大量研究。

結果表明,Tio2具有良好的抗光腐蝕性和催化活性,而且性能穩定,價廉易得,無毒無害,是目前公認的最佳光催化劑。該項技術不僅在廢水凈化處理方面具有巨大潛力,在空氣凈化方面同樣具有廣闊的應用前景。

 

光催化原理

 

 

 

光催化是藤島昭教授在1967年的一次試驗中,對放入水中的氧化鈦單晶進行紫外燈照射,結果發現水被分解成了氧和氫而發現的。通俗意義上講觸媒就是催化劑的意思,光觸媒顧名思義就是光催化劑。催化劑是加速化學反應的化學物質,其本身并不參與反應。光催化劑就是在光子的激發下能夠起到催化作用的化學物質的統稱。

光催化劑的種類其實很多,包括二氧化鈦(TiO2),氧化鋅(ZnO),氧化錫(SnO2),二氧化鋯(ZrO2),硫化鎘(CdS)等多種氧化物硫化物半導體,另外還有部分銀鹽,卟啉一等也有催化效應,但他們基本都有一個缺點-----存在損耗,即反應前和反應后其本身會出現消耗,而且它們大部分對人體都有一定的毒性。所以,目前所知的最有應用價值的光催化材料,就是TiO2.

如何解釋光催化這個反應呢,其實,從宏

觀看,可以把它理解成光合作用的逆反應。

眾所周知,最初的地球環境不適合生物生存,后來光合細菌和植物開始用光合作用,用葉綠素作為催化劑,將無機物轉化為有機物,它們花了近30億年才結束了地球的惡劣環境,創造了地球生物發展的溫床。而我們的光催化反應則將這個反應反過來了,即催化劑在光的作用下,將有機物轉化成了無機物,這對補完自然界的物質循環過程具有巨大的意義。(大氧化事件與真菌)

那么,光催化的微觀反應是什么樣的呢?通俗的說,二氧化鈦粒子本身是很穩定的存在,但是它吸收了紫外光的能量以后,就開始變得“興奮”起來,把自己身上的電子到處亂扔,于是,它拋出的電子和自身空出的“電位”就變成了撕扯有機物大分子的“刀”,而當能量減弱以后,二氧化鈦粒子就需要“歇會”了,它扔出去的電子也全部跑了回來,和空出的電位結合,于是,二氧化鈦粒子在不消耗自己的情況下,將有機物降解了,這個過程很復雜,但最終的產物是二氧化碳和水。

禹州市德晟新型環保設備有限公司的UV光氧廢氣凈化處理設備,其實利用的就是這個原理。

 

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