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查看更多>齊齊哈爾/佳木斯光氧催化廢氣處理廠家介紹技術(shù)原理
發(fā)布于：2021年11月09日
來源：cz-changhong.com
[摘要]光氧催化廢氣處理技術(shù)原理是近期很多好朋友會問到我們小編的一個常見問題，那小編話不多說直奔主題：講述一下光氧催化廢氣處理技術(shù)原理。大家如果感興趣可以收藏本篇文章抽時間詳細閱讀閱讀。那接下來跟隨小編了解一下這篇文章吧！
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光氧催化技術(shù)，主要利用光敏催化劑在一定量的光照射下激發(fā)產(chǎn)生的電子-空穴對，與吸附在催化劑面積的溶解氧和水分子等發(fā)生作用，進而產(chǎn)生˙OH與˙O2-等強氧化性自由基，再通過與污染物的羥基加和、取代、電子轉(zhuǎn)移等方式礦化，實現(xiàn)VOCs的降解。說白了，光催化氧化反應(yīng)所需的能量主要來源光照能量。
TiO2具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和催化活性，且價廉無毒，所以是目前最常用的光催化劑之一。其常用的晶型結(jié)構(gòu)有2種：銳鈦礦型和金紅石型。金紅石型相對更穩(wěn)定，即使在高溫的情況下也難以發(fā)生分解和轉(zhuǎn)化。并且金紅石型TiO2的禁帶寬度為3.0eV，而銳鈦礦型TiO2的禁帶寬度是3.2eV，也就是說，引發(fā)銳鈦礦型TiO2進行光催化反應(yīng)所需的光能量需大于3.2eV，金紅石型TiO2僅需大于3.0eV。對于銳鈦礦型TiO2，紫外光的激發(fā)波長需要小于387.5nm。
顧名思義，光氧催化技術(shù)，那肯定得有“光”和“催化劑”共同作用才行。
對于光，有兩個參數(shù)：波長與光強。只有吸收了一定波長范圍內(nèi)的光，TiO2催化劑才可以克服其禁帶的能量，在其表面會產(chǎn)生電子-空穴。研究結(jié)果表明，短波長的紫外光，尤其是在185~254nm，更有利于生成更多的˙OH，從而加快光催化反應(yīng)活性。而表示單位時間內(nèi)、通過單位橫截面光能大小的光強，直接決定了紫外光所提供的總能量是否足以使周圍的TiO2全部參與到反應(yīng)中來。所以，光催化過程中要保證反應(yīng)器內(nèi)布光均勻且紫外光達到一定強度。
對于催化劑，其活性組分主要是TiO2。其顆粒粒徑越小，尤其是納米級，比表面與反應(yīng)面就越大，電子-空穴的簡單復(fù)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，還可拓展其可接受的光照射響應(yīng)范圍；因為銳鈦礦型具有強吸附氧氣能力，金紅石型具有較高的光利用率，二者的混晶型物質(zhì)在光催化性能方面的表現(xiàn)要比單一晶型物質(zhì)要好。其它影響光催化活性的因素還包括，孔隙率、平均孔徑、表面電荷、焙燒溫度、純度等。
水蒸氣也是在光催化反應(yīng)不可忽視的因素。因為水分子提供了可俘獲空穴的羥基，進而產(chǎn)生自由基˙OH，反應(yīng)中適量的水蒸氣有利于反應(yīng)的進行，但如果水蒸氣過多，會在TiO2表面產(chǎn)生競爭吸附，反而不利于光催化的進行。
此外，廢氣的初始濃度和在反應(yīng)器內(nèi)部的停留時間，也直接影響光氧催化技術(shù)的去除效果。從目前的實驗室數(shù)據(jù)結(jié)果看，在各條件優(yōu)化后的情況下，處理濃度10mg/m3的甲醛尚需30min才能達到70%的去除效率。歡迎大家觀看本期的內(nèi)容。
TiO2具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和催化活性，且價廉無毒，所以是目前最常用的光催化劑之一。其常用的晶型結(jié)構(gòu)有2種：銳鈦礦型和金紅石型。金紅石型相對更穩(wěn)定，即使在高溫的情況下也難以發(fā)生分解和轉(zhuǎn)化。并且金紅石型TiO2的禁帶寬度為3.0eV，而銳鈦礦型TiO2的禁帶寬度是3.2eV，也就是說，引發(fā)銳鈦礦型TiO2進行光催化反應(yīng)所需的光能量需大于3.2eV，金紅石型TiO2僅需大于3.0eV。對于銳鈦礦型TiO2，紫外光的激發(fā)波長需要小于387.5nm。
顧名思義，光氧催化技術(shù)，那肯定得有“光”和“催化劑”共同作用才行。
對于光，有兩個參數(shù)：波長與光強。只有吸收了一定波長范圍內(nèi)的光，TiO2催化劑才可以克服其禁帶的能量，在其表面會產(chǎn)生電子-空穴。研究結(jié)果表明，短波長的紫外光，尤其是在185~254nm，更有利于生成更多的˙OH，從而加快光催化反應(yīng)活性。而表示單位時間內(nèi)、通過單位橫截面光能大小的光強，直接決定了紫外光所提供的總能量是否足以使周圍的TiO2全部參與到反應(yīng)中來。所以，光催化過程中要保證反應(yīng)器內(nèi)布光均勻且紫外光達到一定強度。
對于催化劑，其活性組分主要是TiO2。其顆粒粒徑越小，尤其是納米級，比表面與反應(yīng)面就越大，電子-空穴的簡單復(fù)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，還可拓展其可接受的光照射響應(yīng)范圍；因為銳鈦礦型具有強吸附氧氣能力，金紅石型具有較高的光利用率，二者的混晶型物質(zhì)在光催化性能方面的表現(xiàn)要比單一晶型物質(zhì)要好。其它影響光催化活性的因素還包括，孔隙率、平均孔徑、表面電荷、焙燒溫度、純度等。
水蒸氣也是在光催化反應(yīng)不可忽視的因素。因為水分子提供了可俘獲空穴的羥基，進而產(chǎn)生自由基˙OH，反應(yīng)中適量的水蒸氣有利于反應(yīng)的進行，但如果水蒸氣過多，會在TiO2表面產(chǎn)生競爭吸附，反而不利于光催化的進行。