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光氧催化废气治理设备

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光氧催化废气治理设备
光氧催化废气治理设备 添加时间:2019-03-24 15:58:40
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    产品详情

    光化学及光催化氧化法是目前研究较多的一项高级氧化技术。所谓光催化反应,就是在光的作用下进行的化学反应。光化学反应需要分子吸收特定波长的电磁辐射,受激产生分子激发态,然后会发生化学反应生成新的物质,或者变成引发热反应的中间化学产物。光化学反应的活化能来源于光子的能量,在太阳能的利用中光电转化以及光化学转化一直是十分活跃的研究领域。

    光催化氧化技术利用光激发氧化将O2、H2O2等氧化剂与光辐射相结合。所用光主要为紫外光,包括uv-H2O2、uv-O2等工艺,可以用于处理污水中CCl4、多氯联苯等难降解物质。另外,在有紫外光的Fenton体系中,紫外光与铁离子之间存在着协同效应,使H2O2分解产生羟基自由基的速率大大加快,促进有机物的氧化去除。

    当能量高于半导体禁带宽度的光子照射半导体时,半导体的价带电子发生带间跃迁,从价带跃迁到导带,从而产生带正电荷的光致空穴和带负电荷的光生电子。光致空穴的强氧化能力和光生电子的还原能力导致半导体光催化剂引发一系列光催化反应的发生。

    半导体光催化氧化的羟基自由基反应机理,得到大多数学者的认同。即当TiO2等半导体粒子与水接触时,半导体表面产生高密度的羟基。由于羟基的氧化电位在半导体的价带位置以上,而且又是表面高密度的物种,因此光照射半导体表面产生的空穴首先被表面羟基捕获,产生强氧化性的羟基自由基:

    TiO2—hv—e-+TiO2(h+)

    TiO2(h+)+H2O——TiO2+H++·OH

    TiO2(h+)+OH-——TiO2+·OH

    当有氧分子存在时,吸附在催化剂表面的氧捕获光生电子,也可以产生羟基自由基:

    O2+nTiO2(e-)——nTiO2+·O2-

    O2+TiO2(e-)+2H2O——TiO2+H2O2+2OH-

    H2O2+TiO2(e-)一TiO2+OH-+·OH

    光生电子具有很强的还原能力,可以还原金属离子:

    Mn++nTiO2(e-)——M0+nTiO2[1] 

    光催化氧化技术是在光化学氧化技术的基础上发展起来的。光化学氧化技术是在可见光或紫外光作用下使有机污染物氧化降解的反应过程。但由于反应条件所限,光化学氧化降解往往不够彻底,易产生多种芳香族有机中间体,成为光化学氧化需要克服的问题,而通过和光催化氧化剂的结合,可以大大提高光化学氧的效率。

    根据光催化氧化剂使用的不同,可以分为均相光催化氧化和非均相光催化氧化。

    均相光催化降解是以Fe2+或Fe3+及H2O2为介质,通过光助 - 芬顿反应产生羟基自由基使污染物得到降解。紫外光线可以提高氧化反应的效果,是一种有效的催化剂。紫外/臭氧(UV/03)组合是通过加速臭氧分解速率,提高羟基自由基的生成速度,并促使有机物形成大量活化分子,来提高难降解有机污染物的处理效率。

    非均相光催化降解是利用光照射某些具有能带结构的半导体光催化剂如TiO2、ZnO、CdS、WO3、SrTiO3、Fe2O3等,可诱发产生羟基自由基。在水溶液中,水分子在半导体光催化剂的作用下,产生氧化能力极强的羟基自由基,可以氧化分解各种有机物。把这项技术应用于POPs的处理,可以取得良好的效果,但是并不是所有的半导体材料都可以用作这项技术的催化剂,比如CdS是一种高活性的半导体光催化剂,但是它容易发生光阳极腐蚀,在实际处理技术中不太实用。而TiO2可使用的波长最高可达387.5nm,价格便宜,多数条件下不溶解,耐光,无毒性,因此TiO2得到了广泛的应用

    气相污染物

    1、室内空气中的VOCs

    利用光催化氧化技术可以高效降解或完全矿化常见的气相有机污染物,而不产生二次污染。袭著革,李官贤研究表明,纳米级 TiO2 复合一种金属氧化物制成光催化剂对 NO2、 SO2、 H2S 等酸性气体和 NH3、 CS2 等碱性气体去除效果较好,且这些有害气体可以较为容易地氧化成为 NO3-、 SO42-等。J.W Tang等用合成的CaBi2O4 做催化剂,在可见光下光降解乙醛,实验结果表明,光照 2 h 后,乙醛被完全分解。

    2、汽车尾气

    目前发达国家汽车尾气净化器所用的催化剂主要是资源稀少的铂、钌、铑等贵金属,从可持续发展的观点来看,用资源丰富的金属氧化物代替贵金属是发展趋势。因此,钙钛矿型催化剂和相关氧化物引起了人们的普遍关注,它们除了相对价廉易得外,还因为它们的结构稳定和具有良好的催化性能。薛屏,高玉琢用浸渍法将钙钛矿型复合氧化物成功地载于多孔陶瓷载体上,大幅度提高了它们的光催化氧化汽车尾气的活性。


      

    [上一产品]: COD去除剂

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